一种硬件冗余的以太网交换机系统的制作方法

一种硬件冗余的以太网交换机系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种硬件冗余的以太网交换机系统，该系统包括若干台交换机，该若干台交换机通过若干条链路依次串接连接；交换机系统中的交换机均设置有一端口聚合芯片，用于实现交换机的端口聚合；除首末端交换机以外的每台交换机均配置有一继电器导通装置，该装置用于当该装置所在的交换机出现故障无法正常工作时直接导通交换机上成对配置的输入输出端口，当设备恢复工作时，继电器单元断开相应端口的连接，恢复相应端口的正常工作状态；从而既实现链路冗余和设备冗余，而且可以提高网络带宽，保证了交换机系统的高效安全运行。
【专利说明】一种硬件冗余的以太网交换机系统

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及以太网交换机领域，尤其涉及一种硬件冗余的以太网交换机系统。

【背景技术】
[0002]目前，在以太网交换机系统中，普遍采用环网结构来实现交换机系统的链路冗余和设备冗余，如申请号为201010162067.7的中国专利申请中披露的环网结构。这种环网结构如图1所示，其主要通过算法选出主从交换机并确定正常链路和备份链路，通过中断、轮询监测来判断端口的通信状态，并通过更改端口状态来实现冗余。由于环网结构中的交换机只通过一根网线进行通信，最高只能提供1000M网络带宽，如果出现多条链路故障将无法实现冗余，且其CPU高速时实运算，自身发包占用了大量网络资源，一旦其CPU挂起，将会造成全网瘫痪。


【发明内容】

[0003]针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种硬件冗余的以太网交换机系统，该系统不仅可以实现链路冗余和设备冗余，而且可以提高网络带宽，保证了交换机系统运行的可靠性。
[0004]为实现上述目的，本实用新型的一种硬件冗余的以太网交换机系统，该系统包括若干台交换机，并通过若干条链路级联若干台交换机实现链路冗余；交换机系统中的交换机均设置有一端口聚合芯片，用于实现交换机的端口聚合；且除首末端交换机以外的每台交换机均配置有一继电器导通装置，当交换机无法正常工作时，利用该交换机配置的继电器导通装置保持经过该交换机的链路的连通。
[0005]进一步，所述端口聚合芯片接收其所在交换机CPU的指令，用于当交换机启动完成后使能其所在交换机相应端口的端口聚合。
[0006]进一步，所述继电器导通装置串接在交换机上成对配置的输入输出端口之间，所述成对配置的输入输出端口为交换机正常工作时成为一条传输链路的一对端口。
[0007]进一步，所述继电器导通装置包括控制单元和继电器单元；其中，
[0008]所述控制单元用于接收其所在交换机CPU的控制信号，并根据所述控制信号控制所述继电器单元的工作；
[0009]所述继电器单元的触点串接在交换机上成对配置的输入输出端口之间，并且继电器单元的触点与交换机输入输出端口中的接口针一一对应。
[0010]进一步，所述继电器单元包含若干个只有一个触点的继电器。
[0011]进一步，所述控制单元为三极管驱动继电器的开关电路，所述开关电路包括一个三极管和一个继电器，所述三极管的基极连接交换机CPU的控制信号输出端，集电极连接所述控制单元中继电器线圈一端，射极接地；所述控制单元中的继电器触点的两端分别连接供电电源和所述继电器单元中继电器线圈的供电端。
[0012]进一步，所述三极管驱动继电器的开关电路还包括一个二极管保护电路，所述二极管保护电路与所述控制单元中的继电器线圈反并联连接。
[0013]进一步，所述继电器导通装置与该装置所在的交换机为同一供电电源。
[0014]进一步，所述继电器单元中的继电器为常闭继电器。
[0015]本实用新型的硬件冗余的以太网交换机系统通过在交换机系统中聚合芯片，实现了链路冗余，且可以实现多条链路的故障冗余，增加了网络带宽，为用户节省了选择万兆交换机的大量费用；此外，在该交换机系统中，除首末端交换机以外的每台交换机均配置有一继电器导通装置实现了设备冗余，当设备失效时相应端口直接导通使网络跳过失效的交换机，解决了因部分交换机的故障导致整个系统无法运行的问题。

【专利附图】

【附图说明】
[0016]图1为现有技术中环网结构的交换机系统结构示意图；
[0017]图2为本实用新型通过硬件方式实现链路冗余和设备冗余的交换机系统示意图；
[0018]图3为本实用新型的硬件冗余的以太网交换机系统中交换机的内部结构示意图；
[0019]图4为本实用新型的硬件冗余的以太网交换机系统中交换机中继电器导通装置的结构示意图。

【具体实施方式】
[0020]下面结合【专利附图】

【附图说明】本实用新型。
[0021]如图2和图3所示，本实用新型的硬件冗余的以太网交换机系统包括若干台交换机，该若干台交换机通过若干条链路依次串接连接；交换机系统中的交换机均设置有一端口聚合芯片，用于实现交换机的端口聚合；交换机系统中除首末端交换机以外的每台交换机均配置有一继电器导通装置，该装置用于当该装置所在的交换机出现故障无法正常工作时直接导通交换机上成对配置的输入输出端口，成对配置的输入输出端口为交换机正常工作时成为一条传输链路的一对端口 ；当设备恢复工作时，继电器导通装置断开相应端口的连接，恢复相应端口的正常工作状态。
[0022]其中，端口聚合芯片接收其所在交换机CPU的指令，用于当交换机启动完成后使能其所在交换机相应端口的端口聚合；因此本实用新型中的交换机系统CPU无需高速运算，只需要在软件启动初始化时通过端口聚合芯片使能传输端口的端口聚合，CPU自身不会产生大量的自身发包占用网络资源，即便在系统运行过程中CPU挂起，系统也不会瘫痪，保证了系统的可靠性及安全性。
[0023]继电器导通装置包括控制单元和继电器单元；继电器单元串接在其所在交换机成对配置的输入输出端口之间，且继电器单元均包含与其所在传输端口中的接口针数数量相同的触点，每个触点的两端分别连接交换机正常工作时成对配置的输入输出端口中成为一根传输线的一对传输线；控制单元用于接收其所在继电器CPU的控制信号，并根据控制信号控制所述继电器单元的开启与关闭；优选地继电器单元由若干个只有一对触点的继电器组成。
[0024]其中，控制单元为三极管驱动继电器的开关电路，开关电路包括一个三极管和一个继电器，所述三极管的基极连接交换机CPU的控制信号输出端，集电极连接所述控制单元中继电器线圈一端，射极接地；控制单元中的继电器触点的两端分别连接供电电源和继电器单元中继电器线圈的供电端；此外，为了防止控制单元中的继电器断电瞬间对控制模块中的器件造成损坏，在控制单元中继电器线圈的两端反并联一个续流二极管，构成续流二极管保护电路。
[0025]优选地，继电器导通装置与该装置所在的交换机为同一供电电源，继电器单元中的继电器为常闭继电器。
[0026]此外，可以根据需要选择传输链路的条数，以达到在不使用万兆交换机的前提下网络带宽的使用要求，为用户节省费用。
[0027]如图4，继电器导通装置与该装置所在的交换机为同一供电电源；继电器模块中的继电器使用的继电器为“常闭”继电器，所以当交换机整机断电或继电器未供电时，端口处于导通bypass状态；交换机上电启动过程中由于CPU还未修改1_CONTROL的输出电平，1_CONTROL保持默认低电平，此时控制单元中的三极管关断，控制单元中的继电器保持“常开”状态不向继电器单元中的继电器供电，所以当交换机启动过程中相应端口仍然处于导通的bypass状态。
[0028]交换机启动完成后使能相应端口的端口聚合，在使能交换机转发交换的同时修改1_CONTROL的输出电平为高电平，此时控制单元中的三极管导通，控制单元中的继电器为闭合状态，并开始向继电器单元中的继电器供电，所以交换机启动完成后相应端口处于隔离状态，即作为普通的通过交换芯片收发数据。
[0029]当交换机出现断电的情况时，1_CONTROL的输出电平变为低电平，此时控制单元中的三极管关断，控制单元中的继电器变为“常开”状态不再向继电器单元中的继电器供电，继电器单元中的继电器恢复“常闭”状态，直接导通相应端口，避免了因部分交换机断电而中断整个交换机系统的现象发生，从而实现了端口聚合式交换机系统的设备冗余。
[0030]在交换机软件重启过程中，禁用交换机转发交换的同时修改1_CONTROL的输出电平为低电平，此时控制单元中的三极管关断，控制单元中的继电器保持“常开”状态，不向端口上的继电器单元供电，所以，当交换机软件重启过程中相应的端口处于导通状态，直到软件重启完成。
[0031]以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种硬件冗余的以太网交换机系统，该系统包括若干台交换机，并通过若干条链路级联该若干台交换机实现链路冗余；其特征在于， 所述交换机系统中的交换机均设置有一端口聚合芯片，用于实现交换机的端口聚合； 除首末端交换机以外的每台交换机均配置有一继电器导通装置，当交换机无法正常工作时，利用该交换机配置的继电器导通装置保持经过该交换机的链路的连通。
2.根据权利要求1所述的交换机系统，其特征在于，所述端口聚合芯片接收其所在交换机CPU的指令，用于当交换机启动完成后使能其所在交换机相应端口的端口聚合。
3.根据权利要求1所述的交换机系统，其特征在于，所述继电器导通装置串接在交换机上成对配置的输入输出端口之间，所述成对配置的输入输出端口为交换机正常工作时成为一条传输链路的一对端口。
4.根据权利要求1所述的交换机系统，其特征在于，所述继电器导通装置包括控制单元和继电器单元；其中， 所述控制单元用于接收其所在交换机CPU的控制信号，并根据所述控制信号控制所述继电器单元的工作； 所述继电器单元的触点串接在交换机上成对配置的输入输出端口之间，并且继电器单元的触点与交换机输入输出端口中的接口针一一对应。
5.根据权利要求4所述的交换机系统，其特征在于，所述继电器单元包含若干个只有一个触点的继电器。
6.根据权利要求4所述的交换机系统，其特征在于，所述控制单元为三极管驱动继电器的开关电路，所述开关电路包括一个三极管和一个继电器，所述三极管的基极连接交换机CPU的控制信号输出端，集电极连接所述控制单元中继电器线圈一端，射极接地；所述控制单元中的继电器触点的两端分别连接供电电源和所述继电器单元中继电器线圈的供电端。
7.根据权利要求6所述的交换机系统，其特征在于，所述三极管驱动继电器的开关电路还包括一个二极管保护电路，所述二极管保护电路与所述控制单元中的继电器线圈反并联连接。
8.根据权利要求4所述的交换机系统，其特征在于，所述继电器导通装置与该装置所在的交换机为同一供电电源。
9.根据权利要求8所述的交换机系统，其特征在于，所述继电器单元中的继电器为常闭继电器。
【文档编号】H04L12/931GK204231405SQ201420661110
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】胡力文, 杨国文, 葛林峰 申请人:北京卓越信通电子股份有限公司