专利名称：一种端口故障的检测方法、装置及接入设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种端口故障的^r测方法、装置及 接入设备。
背景技术：
现在大部份以太网接入设备都是100BASE-TX或者1000BASE-TX类型的 端口，默认使能自协商(即可以与其他网络设备协商确定最合适的工作方式 和速率)，通过五类双4交线接入用户家庭网关(HG， Home Gateway)或者计 算机，如图1所示。其中，100BASE-TX是通过两对五类非屏蔽双绞线或者屏 蔽双绞线进行传输的1 OOMbps载波侦听多路访问/冲突枱r测(CSMA/CD， Carrier Sense Multiple Access/Collision Detected )局域网的IEEE 802.3物理层规^各； 1000BASE-TX是通过四对五类平衡铜质电缆进行传输的1000Mbps CSMA/CD 局域网的IEEE 802.3物理层规格。由于对端用户可能会错误修改网卡或者HG 的端口模式，所以经常会发生端口模式不匹配的问题。
在实现本发明的过程中，发明人经过研究发现现有技术中以太端口模式 不匹配可能会导致用户无法正常使用业务，例如，接入设备使能了自协商模 式，而对端设备端口工作在强制100MFULL ( 100兆全双工)方式下，协商时 接入设备发出快速连接脉冲(FLP, Fast Link Pulse)，对端设备只发送IDLE 信号，这样接入设备根据码型可以知道对端速度是100M，但是不知道对端的 双工方式，链路可以进入连接状态，而接入设备端口最终会工作在1OOMHALF (IOO兆半双工)方式，和对端设备工作的100MFULL方式不匹配，此时就会 大量丢失报文。
发明内容
本发明实施例提供一种端口故障的检测方法、装置及接入设备，能够对 以太网接入设备和对端设备发生的端口工作方式不匹配的故障进行自动检 测，快速发现问题。
本发明实施例提供以下技术方案本发明实施例提供一种端口故障的检测方法，包括读取接入设备的端 口物理层PHY芯片的寄存器，判断接入设备端口的工作方式是否为半双工； 如果接入设备端口的工作方式为半双工，读取接入设备端口的错误计数，根 据错误计数计算半双工错误指标增长数；如果半双工错误指标增长数超过预 设的错误门限，确定接入设备端口的工作方式出现不匹配故障。
本发明实施例还提供一种端口故障的检测装置，包括判断单元、计算 单元和检测单元；判断单元，用于读取接入设备的端口物理层PHY芯片的寄 存器，判断接入设备端口的工作方式是否为半双工；计算单元，用于根据接 入设备端口的工作方式为半双工，读取接入设备端口的错误计数，根据错误 技术计算半双工错误指标增长数；检测单元，用于根据计算单元计算的半双 工错误指标增长数超过预设的错误门限，确定接入设备端口的工作方式出现 不匹配故障。
此外，本发明实施例还提供一种接入设备，包括上述端口故障的检测装置。
本发明实施例提供的端口故障的检测方法、装置及接入设备，当接入设 备工作在半双工工作方式时，通过监控端口的工作指标，；险测以太端口特定 错误(发送Collisions错误、发送late Collisions错误、发送Aborts错误、接 收CRC错误、接收Aborts错误)计数的增长，判断接入设备和对端设备端口 的双工方式不匹配。因此，通过本发明实施例的4支术方案，能够对以太网接 入设备和对端设备发生的端口工作方式不匹配的故障进行自动检测，快速发 现问题。
图l是现有技术中以太网接入设备的常见使用场景图； 图2是本发明实施例一以太网接入设备端口故障的检测方法流程图； 图3是本发明实施例二以太网接入设备半双工时工作方式不匹配的检测 和处理过程示意图4是本发明实施例三以太网接入设备端口故障的^r测装置结构图；图5是本发明实施例四以太网接入设备端口故障的检测系统结构图。
具体实施例方式
本发明实施例提供一种端口故障的检测方法、装置及接入设备，能够对 以太网接入设备和对端设备发生的端口工作方式不匹配的故障进行自动检 测，快速发现问题。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下 面参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
如图2所示，为本发明实施例一提供的以太网接入设备端口故障的检测 方法流程图，包括以下过程
步骤201、读取接入设备的端口物理层PHY芯片的寄存器，判断所述接 入设备端口的工作方式是否为半双工；
步骤202、如果所述接入设备端口的工作方式为半双工，读取所述接入设 备端口的错误计数，根据所述错误计数计算半双工错误指标增长数；
步骤203、如果所述半双工错误指标增长数超过预设的错误门限，确定所 述接入设备端口的工作方式出现不匹配故障。
其中，所述的步骤202中，读取所述接入设备端口的错误计数具体可以 包括发送Collisions增长数、发送Late Collisions增长数、发送Aborts增长 数、以及接收Aborts增长数和接收CRC增长数。
半双工错误指标增长数则可以根据如下公式进行计算 (a发送Collisions增长数+ p发送Late Collisions增长数+ y发送aborts 增长数+ 5接收Aborts增长数+ p接收CRC增长数)/1秒；其中a、 (3、 Y、 S、 (i为权重系数，a、卩、y、 S、 p分别大于等于0;且a、 p、 y中至少有一个 不为0。
从上述公式可以看出，用于计算半双工错误指标增长数的公式并不唯一， 其可以有^^艮多种，例如当a、 p、 Y分别为1; S、 p分别为0时，上述/>式即 为发送Collisions增长数+发送Late Collisions增长数+发送Aborts增长数) /1秒；再如当a为1; p和Y均为0; 5、 p分别为1、 0时，上述公式即为(发 送Collisions增长数+接收Aborts增长数)/1秒；其他的情况与之类似，在此就不再赘述。
所述的步骤203中，如果所述错误指标增长数超过预设的错误门限，确
定所述接入设备端口的工作方式出现不匹配故障的步骤中，所述的错误门限
可以依照具体实际情况而设定，例如设定为15。
为了避免误判，在实际应用中，如果所述错误指标增长数超过预设的错 误门限，确定所述接入设备端口出现不匹配故障的步骤可以具体为
当所述错误指标增长数连续多个监控周期都超过错误门限时，确定所述 接入设备端口当前的工作方式出现不匹配故障。其中，所述的错误门限可以 依照具体实际情况而设定，例如设定为15。所述多个监控周期可以依照具体 实际情况而设定，例如设定为3。
此外，在所述的步骤203中，如果所述错误指标增长数超过预设的错误 门限，确定所述接入设备端口当前的工作方式出现不匹配故障后，还可以包 括故障自动处理的步骤，其中故障的自动处理可以采用切换端口的工作方式 为全双工；和/或发送告警；和/或记录日志；和/或通过发送EMAIL通知网络 管理员等方式中的一种或几种予以实现。
另外，所述读取接入设备的端口物理层芯片的寄存器的步骤之前还可以 包括
接入设备端口自协商使能，物理层芯片检测到载波后开始协商，当协商 成功后链路连接起来，继续后续步骤；当在预定的时间内无法协商成功时， 确定所述接入设备端口当前的工作方式与对端设备端口所支持的工作方式不 匹配。优选的，当在预定的时间内无法协商成功时，还包括采用发送告警； 和/或记录日志；和/或通过发送EMAIL通知网络管理员等自动处理故障方式 中的一种或几种予以实现。
下面，通过一个具体的应用实例对本发明上述实施例作进一步说明。 接入设备协商为半双工方式，对端设备工作在全双工方式。接入设备在 发送一帧数据前，如果对端设备正在发送数据，此时接入设备会检测到信道 被占用，则会等待一段时间再发送数据，这种检测到信道被占用推迟发送的 情况会记录一次Deferred错误。当接入设备和对端设备同时都发送一帧数据时，接入设备由于工作在半
双工方式，CSMA/CD算法会检测到对端设备发出的载波信号，会认为发生了 冲突，于是停止自己发送的帧，Deferred错误计数也会增加一次，等待一段时 间后重新发送数据。如果接入设备发送帧的前64字节还没有进入线路，会记 录一次发送Collisions错误，如果发送帧的前64字节已经进入线路，会记录 一次发送Late Collisions错误。此时对端设备发送过来的帧会被丢弃，然后记 录一次接收Aborts错误。这种情况下，对端设备收到的帧是不完整的，CRC 校验会出错，所以会纪录一次接收CRC错误。
如果同一个帧连续15次发生Deferred错误，则该帧将会被丢弃，会记录 一次发送Aborts错误。
接入设备针对这些错误进行监控并结合工作方式的读取就可以检测出这 种工作方式不匹配的故障，并做相应处理。具体如图3所示，为本发明实施 例二4是供的以太网4妻入i殳备半双工时工作方式不匹配的4全测和处理过程示意 图，包括如下过程
步骤301、接入设备端口为100BASE-TX，自协商使能，物理层芯片检测 到载波后开始协商，协商成功后链路连接起来；
步骤302、还有一种情况也会开始影响端口物理层的工作方式，就是网络 管理员手工修改接入设备端口的模式，例如修改端口工作方式为100MHALF， 并不使能自协商，这种情况就会直接修改端口物理层芯片的工作方式；
需要说明的是，在实际应用中，上述步骤301和步骤302为二选一。
步骤303、读取物理层芯片的寄存器，判断当前的工作方式是否是半双工， 如果是，则继续后续步骤；否则结束此流程；
步骤304、如果是半双工，就定时读取端口的错误计数，计算半双工错误 指标增长数，例如错误指标增长数采用公式(发送Collisions增长数+发 送Late Collisions增长数+发送Aborts增长数)/1秒，假设某一秒种内，发送 Collisions增长数为10,发送Late Collisions增长数为5，发送Aborts增长数 为5，则错误指标增长数即为20;
步骤305、判断计算出来的错误指标增长数是否超过错误门限，如果没有超过，则下一个周期就继续读取。例如错误门限为15，则按照前面例子中 的增长数20就超过了该错误门限15;
步骤306、为了避免误判，还可以在整个流程中增加此步骤，即在错误指 标增长数多次超过门限后才认为出现了端口不匹配故障，例如连续3个周 期。检测到这种故障后，接入设备需要向外界通知该故障，可以采用发送告 警、记录日志等方法。
此外，还可以包括步骤307、接入设备切换端口物理层的工作方式为全双 工，^^两端端口类型匹配。
还有另一种故障情况，接入设备是1000BASE-TX类型的端口，使能了自 协商，而对端设备只支持1 OOMHALF和1 OMHALF方式， <吏能了自协商。
还有另一种故障情况，即以太接入设备不支持半双工工作方式时(例如 1000BASE-TX端口 ，只支持IOOOMFULL、 100MFULL和10MFULL三种工 作方式)，而对端设备只支持半双工工作方式，两端都使能了自协商，虽然两 端都可以接收到对端的FLP,但是两端没有共同支持的工作方式，因此链路 无法进入连接状态，无法正常工作。如果端口工作方式不支持半双工，则可 以在开始自协商时就记录协商时间，如果长时间无法协商成功，例如超过5 秒，则认为对端设备端口只支持半双工，导致两端端口双工无法匹配，这时 可以向网络管理员发送告警，通知网络管理员进行后续处理。
是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机 可读取的存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁碟、光盘等。
如图4所示，为本发明实施例三提供的以太网接入设备端口故障的检测 装置结构图，包括判断单元410、计算单元420、检测单元430,其中
所述的判断单元410，用于读卑4姿入设备的端口物理层PHY芯片的寄存 器，判断所述接入设备端口的工作方式是否为半双工；
所述的计算单元420,用于根据所述接入设备端口的工作方式为半双工， 读取所述接入设备端口的错误计数，根据所述错误计数计算半双工错误指标 增长数；所述的检测单元430，用于根据所述计算单元420计算的半双工错误指标 增长数超过错误门限，确定所述接入设备端口的工作方式出现不匹配故障。
其中，所述的计算单元420根据如下公式计算半双工错误指标增长数 (a发送Collisions增长数+卩发送Late Collisions增长数+ y发送Aborts 增长数+ 5接收Aborts增长数+ p接收CRC增长数)/1秒；其中a、卩、y、 S、 p为权重系数，a、卩、y、 S、 n分别大于等于0;且a、卩、y中至少有一个 不为0。
从上述公式可以看出，用于计算半双工错误指标增长数的公式并不唯一， 其可以有很多种，例如当a、 |3、 y、 S、 p分别为1时，上述/>式即为发送 Collisions增长数+发送Late Collisions增长数+发送Aborts增长数+接收 Aborts增长数+接收CRC增长数)/1秒；再如当a为0;卩和y均为l; 5、 |i 分别为1、 0时，上述公式即为(发送Late Collisions增长数+发送Aborts 增长数+接收Aborts增长数)/l秒；其他的情况与之类似，在此就不再赘述。
当所述的检测单元430检测到所述错误指标增长数超过预设的错误门限 时，确定所述接入设备端口当前的工作方式出现不匹配故障；或者当所述^r 测单元430检测到所述错误指标增长数连续多个监控周期都超过预设的错误 门限时，确定所述接入设备端口当前的工作方式出现不匹配故障。其中，所 述的错误门限可以依照具体实际情况而设定，例如设定为15。所述多个监控 周期可以依照具体实际情况而设定，例如设定为3。
另外，所述以太网接入设备端口故障的检测装置还可以进一步包括监 控单元440和确定单元450;其中，
所述的监控单元440，用于监控所述半双工错误指标增长数是否连续多个 监控周期超过所述预设的错误门限；
所述的确定单元450,用于根据所述半双工错误指标增长数连续多个监控 周期超过所述预设的错误门限，确定所述接入设备端口的工作方式出现不匹 配故障。
此外，所述以太网接入设备端口故障的检测装置还可以进一步包括 处理单元460，用于将所述接入"i殳备端口的工作方式切换为全双工、和/或发送告警、和/或记录日志、和/或通知网络管理员方式自动处理故障。
如图5所示，为本发明实施例四提供的以太网接入设备端口故障的检测
系统结构图，包括接入设备400和对端设备500，其中
所述以太网接入设备400设置有端口故障的检测装置，所述装置包括 判断单元410、计算单元420、检测单元430,其中
所述的判断单元410，用于读取接入设备400的端口物理层PHY芯片的 寄存器，判断所述接入设备400端口的工作方式是否为半双工；
所述的计算单元420,用于根据所述接入设备端口的工作方式为半双工， 读取所述接入设备400端口的错误计数，根据所述错误计数计算半双工错误 指标增长数；
所述的检测单元430,用于根据所述计算单元420计算的半双工错误指标 增长数超过错误门限，确定所述接入设备400端口的工作方式与所述对端设 备500端口所支持的工作方式出现不匹配故障。
其中，所述的计算单元420根据如下公式计算半双工错误指标增长数 (a发送Collisions增长数+ (3发送Late Collisions增长数+ y发送Aborts 增长数+ 5接收Aborts增长数+ n接收CRC增长数)/1秒；其中a、 (3、 Y、 5、 p为权重系数，a、卩、y、 S、 p分别大于等于0;且a、 |3、 y中至少有一个 不为0。
当所述的检测单元430检测到所述错误指标增长数超过预设的错误门限 时，确定所述接入设备端口当前的工作方式出现不匹配故障；或者当所述检 测单元430检测到所述错误指标增长数连续多个监控周期都超过预设的错误 门限时，确定所述接入设备端口当前的工作方式出现不匹配故障。其中，所 述的错误门限可以依照具体实际情况而设定，例如设定为15。所述多个监控 周期可以依照具体实际情况而设定，例如设定为3。
另外，所述以太网接入设备端口故障的检测装置还可以进一步包括监 控单元440和确定单元450;其中，
所述的监控单元440，用于监控所述半双工错误指标增长数是否连续多个 监控周期超过所述预设的错误门限；所述的确定单元450，用于根据所述半双工错误指标增长数连续多个监控 周期超过所述预设的错误门限，确定所述接入设备端口的工作方式出现不匹 配故障。
此外，所述以太网接入设备端口故障的检测装置还可以进一步包括
处理单元460,用于将所述4妄入i殳备端口的工作方式切换为全双工、和/ 或发送告警、和/或记录日志、和/或通知网络管理员方式自动处理故障。
本发明提供了一种端口故障的检测方法、装置及接入设备，当接入设备 工作在半双工工作方式时，通过监控端口的工作指标，检测以太端口特定错 误(发送Collisions错误、发送late Collisions错误、发送Aborts错误、接收 CRC错误、接收Aborts错误)计数的增长，判断接入设备和对端设备端口的 双工方式不匹配，自动切换工作方式，并发送告警记录日志。因此，通过本 发明实施例的技术方案，能够对以太网接入设备和对端设备发生的端口工作 方式不匹配的故障进行自动检测，快速发现问题；并且在检测到端口故障后 能够进行自动恢复或者通知网络管理员处理，从而降低了管理负担。
以上对本发明所提供的端口故障的检测方法、装置及接入设备进行了详
上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方案；同时，对于本领域的一般 技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之 处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1. 一种端口故障的检测方法，其特征在于，包括读取接入设备的端口物理层PHY芯片的寄存器，判断所述接入设备端口的工作方式是否为半双工；如果所述接入设备端口的工作方式为半双工，读取所述接入设备端口的错误计数，根据所述错误计数计算半双工错误指标增长数；如果所述半双工错误指标增长数超过预设的错误门限，确定所述接入设备端口的工作方式出现不匹配故障。
2、 根据权利要求1所述的端口故障的检测方法，其特征在于，所述错误 计数包括发送Collisions增长数、发送Late Collisions增长数、发送aborts增长数、 接收Aborts增长数和接收CRC增长数的一种或多种组合。
3、 根据权利要求2所述的端口故障的检测方法，其特征在于，所述如果 所述半双工错误指标增长数超过预设的错误门限，确定所述接入设备端口的 工作方式出现不匹配故障，具体为当所述半双工错误指标增长数连续多个监控周期都超过预设的错误门限 时，确定所述接入设备端口的工作方式出现不匹配故障。
4、 根据权利要求2或3所述的端口故障的检测方法，其特征在于，在所 述确定所述接入设备端口的工作方式出现不匹配故障之后，还包括将所述接入设备端口的工作方式切换为全双工、发送告警、记录日志和 通知网络管理员的一种或多种组合。
5、 一种端口故障的检测装置，其特征在于，包括判断单元，用于读取4矣入设备的端口物理层PHY芯片的寄存器，判断所 述接入设备端口的工作方式是否为半双工；计算单元，用于根据所述接入设备端口的工作方式为半双工，读取所述接入设备端口的错误计数，根据所述错误计数计算半双工错误指标增长数；;险测单元，用于根据所述计算单元计算的半双工错误指标增长数超过预 设的错误门限，确定所述接入设备端口的工作方式出现不匹配故障。
6、 根据权利要求5所述的端口故障的检测装置，其特征在于，所述错误计数包括发送Collisions增长数、发送Late Collisions增长数、发送aborts增长数、 接收Aborts增长数和接收CRC增长数的一种或多种组合。
7、 根据权利要求6所述的端口故障的检测装置，其特征在于，所述纟企测 单元具体包括监控单元，用于监控所述半双工错误指标增长数是否连续多个监控周期 超过所述预设的错误门限；确定单元，用于根据所述半双工错误指标增长数连续多个监控周期超过 所述预设的错误门限，确定所述接入设备端口的工作方式出现不匹配故障。
8、 根据权利要求6或7所述的端口故障的检测装置，其特征在于，还包括处理单元，用于将所述接入设备端口的工作方式切换为全双工、和/或发 送告警、和/或记录日志、和/或通知网络管理员。
9、 一种接入设备，其特征在于，包括如权利要求5至8所述的端口故障 的检测装置。
全文摘要
本发明公开一种端口故障的检测方法，包括读取接入设备的端口物理层PHY芯片的寄存器，判断接入设备端口的工作方式是否为半双工；如果接入设备端口的工作方式为半双工，读取接入设备端口的错误计数，根据错误计数计算半双工错误指标增长数；如果半双工错误指标增长数超过预设的错误门限，确定接入设备端口的工作方式出现不匹配故障。此外，本发明还公开一种端口故障的检测装置及接入设备。本发明能够对以太网接入设备和对端设备发生的端口工作方式不匹配的故障进行自动检测，快速发现问题。
文档编号H04L12/28GK101286900SQ20081009473
公开日2008年10月15日 申请日期2008年5月14日 优先权日2008年5月14日
发明者勇 罗 申请人:华为技术有限公司