一種硬件冗余的以太網交換機系統的制作方法

一種硬件冗余的以太網交換機系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種硬件冗余的以太網交換機系統，該系統包括若干臺交換機，該若干臺交換機通過若干條鏈路依次串接連接；交換機系統中的交換機均設置有一端口聚合芯片，用于實現交換機的端口聚合；除首末端交換機以外的每臺交換機均配置有一繼電器導通裝置，該裝置用于當該裝置所在的交換機出現故障無法正常工作時直接導通交換機上成對配置的輸入輸出端口，當設備恢復工作時，繼電器單元斷開相應端口的連接，恢復相應端口的正常工作狀態；從而既實現鏈路冗余和設備冗余，而且可以提高網絡帶寬，保證了交換機系統的高效安全運行。
【專利說明】一種硬件冗余的以太網交換機系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及以太網交換機領域，尤其涉及一種硬件冗余的以太網交換機系統。

【背景技術】
[0002]目前，在以太網交換機系統中，普遍采用環網結構來實現交換機系統的鏈路冗余和設備冗余，如申請號為201010162067.7的中國專利申請中披露的環網結構。這種環網結構如圖1所示，其主要通過算法選出主從交換機并確定正常鏈路和備份鏈路，通過中斷、輪詢監測來判斷端口的通信狀態，并通過更改端口狀態來實現冗余。由于環網結構中的交換機只通過一根網線進行通信，最高只能提供1000M網絡帶寬，如果出現多條鏈路故障將無法實現冗余，且其CPU高速時實運算，自身發包占用了大量網絡資源，一旦其CPU掛起，將會造成全網癱瘓。


【發明內容】

[0003]針對上述現有技術中存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種硬件冗余的以太網交換機系統，該系統不僅可以實現鏈路冗余和設備冗余，而且可以提高網絡帶寬，保證了交換機系統運行的可靠性。
[0004]為實現上述目的，本實用新型的一種硬件冗余的以太網交換機系統，該系統包括若干臺交換機，并通過若干條鏈路級聯若干臺交換機實現鏈路冗余；交換機系統中的交換機均設置有一端口聚合芯片，用于實現交換機的端口聚合；且除首末端交換機以外的每臺交換機均配置有一繼電器導通裝置，當交換機無法正常工作時，利用該交換機配置的繼電器導通裝置保持經過該交換機的鏈路的連通。
[0005]進一步，所述端口聚合芯片接收其所在交換機CPU的指令，用于當交換機啟動完成后使能其所在交換機相應端口的端口聚合。
[0006]進一步，所述繼電器導通裝置串接在交換機上成對配置的輸入輸出端口之間，所述成對配置的輸入輸出端口為交換機正常工作時成為一條傳輸鏈路的一對端口。
[0007]進一步，所述繼電器導通裝置包括控制單元和繼電器單元；其中，
[0008]所述控制單元用于接收其所在交換機CPU的控制信號，并根據所述控制信號控制所述繼電器單元的工作；
[0009]所述繼電器單元的觸點串接在交換機上成對配置的輸入輸出端口之間，并且繼電器單元的觸點與交換機輸入輸出端口中的接口針一一對應。
[0010]進一步，所述繼電器單元包含若干個只有一個觸點的繼電器。
[0011]進一步，所述控制單元為三極管驅動繼電器的開關電路，所述開關電路包括一個三極管和一個繼電器，所述三極管的基極連接交換機CPU的控制信號輸出端，集電極連接所述控制單元中繼電器線圈一端，射極接地；所述控制單元中的繼電器觸點的兩端分別連接供電電源和所述繼電器單元中繼電器線圈的供電端。
[0012]進一步，所述三極管驅動繼電器的開關電路還包括一個二極管保護電路，所述二極管保護電路與所述控制單元中的繼電器線圈反并聯連接。
[0013]進一步，所述繼電器導通裝置與該裝置所在的交換機為同一供電電源。
[0014]進一步，所述繼電器單元中的繼電器為常閉繼電器。
[0015]本實用新型的硬件冗余的以太網交換機系統通過在交換機系統中聚合芯片，實現了鏈路冗余，且可以實現多條鏈路的故障冗余，增加了網絡帶寬，為用戶節省了選擇萬兆交換機的大量費用；此外，在該交換機系統中，除首末端交換機以外的每臺交換機均配置有一繼電器導通裝置實現了設備冗余，當設備失效時相應端口直接導通使網絡跳過失效的交換機，解決了因部分交換機的故障導致整個系統無法運行的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為現有技術中環網結構的交換機系統結構示意圖；
[0017]圖2為本實用新型通過硬件方式實現鏈路冗余和設備冗余的交換機系統示意圖；
[0018]圖3為本實用新型的硬件冗余的以太網交換機系統中交換機的內部結構示意圖；
[0019]圖4為本實用新型的硬件冗余的以太網交換機系統中交換機中繼電器導通裝置的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0020]下面結合【專利附圖】

【附圖說明】本實用新型。
[0021]如圖2和圖3所示，本實用新型的硬件冗余的以太網交換機系統包括若干臺交換機，該若干臺交換機通過若干條鏈路依次串接連接；交換機系統中的交換機均設置有一端口聚合芯片，用于實現交換機的端口聚合；交換機系統中除首末端交換機以外的每臺交換機均配置有一繼電器導通裝置，該裝置用于當該裝置所在的交換機出現故障無法正常工作時直接導通交換機上成對配置的輸入輸出端口，成對配置的輸入輸出端口為交換機正常工作時成為一條傳輸鏈路的一對端口 ；當設備恢復工作時，繼電器導通裝置斷開相應端口的連接，恢復相應端口的正常工作狀態。
[0022]其中，端口聚合芯片接收其所在交換機CPU的指令，用于當交換機啟動完成后使能其所在交換機相應端口的端口聚合；因此本實用新型中的交換機系統CPU無需高速運算，只需要在軟件啟動初始化時通過端口聚合芯片使能傳輸端口的端口聚合，CPU自身不會產生大量的自身發包占用網絡資源，即便在系統運行過程中CPU掛起，系統也不會癱瘓，保證了系統的可靠性及安全性。
[0023]繼電器導通裝置包括控制單元和繼電器單元；繼電器單元串接在其所在交換機成對配置的輸入輸出端口之間，且繼電器單元均包含與其所在傳輸端口中的接口針數數量相同的觸點，每個觸點的兩端分別連接交換機正常工作時成對配置的輸入輸出端口中成為一根傳輸線的一對傳輸線；控制單元用于接收其所在繼電器CPU的控制信號，并根據控制信號控制所述繼電器單元的開啟與關閉；優選地繼電器單元由若干個只有一對觸點的繼電器組成。
[0024]其中，控制單元為三極管驅動繼電器的開關電路，開關電路包括一個三極管和一個繼電器，所述三極管的基極連接交換機CPU的控制信號輸出端，集電極連接所述控制單元中繼電器線圈一端，射極接地；控制單元中的繼電器觸點的兩端分別連接供電電源和繼電器單元中繼電器線圈的供電端；此外，為了防止控制單元中的繼電器斷電瞬間對控制模塊中的器件造成損壞，在控制單元中繼電器線圈的兩端反并聯一個續流二極管，構成續流二極管保護電路。
[0025]優選地，繼電器導通裝置與該裝置所在的交換機為同一供電電源，繼電器單元中的繼電器為常閉繼電器。
[0026]此外，可以根據需要選擇傳輸鏈路的條數，以達到在不使用萬兆交換機的前提下網絡帶寬的使用要求，為用戶節省費用。
[0027]如圖4，繼電器導通裝置與該裝置所在的交換機為同一供電電源；繼電器模塊中的繼電器使用的繼電器為“常閉”繼電器，所以當交換機整機斷電或繼電器未供電時，端口處于導通bypass狀態；交換機上電啟動過程中由于CPU還未修改1_CONTROL的輸出電平，1_CONTROL保持默認低電平，此時控制單元中的三極管關斷，控制單元中的繼電器保持“常開”狀態不向繼電器單元中的繼電器供電，所以當交換機啟動過程中相應端口仍然處于導通的bypass狀態。
[0028]交換機啟動完成后使能相應端口的端口聚合，在使能交換機轉發交換的同時修改1_CONTROL的輸出電平為高電平，此時控制單元中的三極管導通，控制單元中的繼電器為閉合狀態，并開始向繼電器單元中的繼電器供電，所以交換機啟動完成后相應端口處于隔離狀態，即作為普通的通過交換芯片收發數據。
[0029]當交換機出現斷電的情況時，1_CONTROL的輸出電平變為低電平，此時控制單元中的三極管關斷，控制單元中的繼電器變為“常開”狀態不再向繼電器單元中的繼電器供電，繼電器單元中的繼電器恢復“常閉”狀態，直接導通相應端口，避免了因部分交換機斷電而中斷整個交換機系統的現象發生，從而實現了端口聚合式交換機系統的設備冗余。
[0030]在交換機軟件重啟過程中，禁用交換機轉發交換的同時修改1_CONTROL的輸出電平為低電平，此時控制單元中的三極管關斷，控制單元中的繼電器保持“常開”狀態，不向端口上的繼電器單元供電，所以，當交換機軟件重啟過程中相應的端口處于導通狀態，直到軟件重啟完成。
[0031]以上是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種硬件冗余的以太網交換機系統，該系統包括若干臺交換機，并通過若干條鏈路級聯該若干臺交換機實現鏈路冗余；其特征在于， 所述交換機系統中的交換機均設置有一端口聚合芯片，用于實現交換機的端口聚合； 除首末端交換機以外的每臺交換機均配置有一繼電器導通裝置，當交換機無法正常工作時，利用該交換機配置的繼電器導通裝置保持經過該交換機的鏈路的連通。
2.根據權利要求1所述的交換機系統，其特征在于，所述端口聚合芯片接收其所在交換機CPU的指令，用于當交換機啟動完成后使能其所在交換機相應端口的端口聚合。
3.根據權利要求1所述的交換機系統，其特征在于，所述繼電器導通裝置串接在交換機上成對配置的輸入輸出端口之間，所述成對配置的輸入輸出端口為交換機正常工作時成為一條傳輸鏈路的一對端口。
4.根據權利要求1所述的交換機系統，其特征在于，所述繼電器導通裝置包括控制單元和繼電器單元；其中， 所述控制單元用于接收其所在交換機CPU的控制信號，并根據所述控制信號控制所述繼電器單元的工作； 所述繼電器單元的觸點串接在交換機上成對配置的輸入輸出端口之間，并且繼電器單元的觸點與交換機輸入輸出端口中的接口針一一對應。
5.根據權利要求4所述的交換機系統，其特征在于，所述繼電器單元包含若干個只有一個觸點的繼電器。
6.根據權利要求4所述的交換機系統，其特征在于，所述控制單元為三極管驅動繼電器的開關電路，所述開關電路包括一個三極管和一個繼電器，所述三極管的基極連接交換機CPU的控制信號輸出端，集電極連接所述控制單元中繼電器線圈一端，射極接地；所述控制單元中的繼電器觸點的兩端分別連接供電電源和所述繼電器單元中繼電器線圈的供電端。
7.根據權利要求6所述的交換機系統，其特征在于，所述三極管驅動繼電器的開關電路還包括一個二極管保護電路，所述二極管保護電路與所述控制單元中的繼電器線圈反并聯連接。
8.根據權利要求4所述的交換機系統，其特征在于，所述繼電器導通裝置與該裝置所在的交換機為同一供電電源。
9.根據權利要求8所述的交換機系統，其特征在于，所述繼電器單元中的繼電器為常閉繼電器。
【文檔編號】H04L12/931GK204231405SQ201420661110
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月7日 優先權日:2014年11月7日
【發明者】胡力文, 楊國文, 葛林峰 申請人:北京卓越信通電子股份有限公司