专利名称：电脑通信网络及其中的以太网络交换器的制作方法
技术领域：
本发明有关一种通信网络，特别是一种电脑通信网络及其中的以太网络交换器，以太网络交换器组接在网络中的通用串行总线链结上。
以太网络是一种已经被广泛使用的区域网络。在现有技术中，一种以太网络由网络卡(LAN card)、集线器(hub)或交换器(switch)连接多个电脑而组成，这些组成以太网络的装置使网络变得十分复杂。根据以太网络的通信协定，各主机在传输过程中无法防止碰撞事件(collision event)发生，此等碰撞事件将会降低网络性能。因此，需要一个可以取代这些装置以使以太网络更简单及保持高性能的体系。目前，通用串行总线在个人电脑中已经成为基本配备，而且通用串行总线装置可以支持较高的数据传输速率，若使用通用串行总线装置取代现有的网络卡，将会使以太网络变得较为简单及具有较适当的带宽，然而，其受在一个通用串行总线装置—拓扑结构(topology)中仅设有一个主机的限制。
一般而言，在一个通用串行总线网络中仅有一个主机，其需要一个桥接器(bridge)以连接二个主机，若在一个通用串行总线网络中具有超过二个主机的情况，则是以级联(cascade)或树状拓扑结构连接在一起，所以每当增加一个节点时，便增加传送延迟。
本发明的目的在于提供一种能够以简单方式改善网络性能的电脑通信网络及其中的以太网络交换器。
为达到上述目的，本发明采取如下技术措施本发明的以太网络交换器包括多个通用串行总线接口及一个以太网络接口，以及一个交换引擎，使多个通用串行总线装置接口及以太网络接口之间连接，多部主机通过多个通用串行总线连接在一起，构成一个通用串行总线网络，该以太网络接口连接一个以太网络，多个通用串行总线接口通过以太网络接口以对一个以太网络进行存取。
本发明的特点之一是多部主机连接在一起而形成通用串行总线网络，各通用串行总线接口之间不必遵循以太网络碰撞检测协定，因而可保持网络性能。
本发明的特点之一是多部主机通过通用串行总线接口连接在通用串行总线链结上的以太网络交换器，每一个连接通用串行总线接口的主机不必用网络卡即可对一以太网络存取。
本发明的特点之二是多个通用串行总线接口共享一个以太网络接口。
本发明的特点之三是使用通用串行总线界面取代以太网络界面，以通用串行总线接口为网络结构层(physical layer)连接各主机，因而保证较佳的无误数据。
本发明的特点之四是多个通用串行总线接口各对应一个特定的媒体存取控制地址，以相互区别，各主机之间使用以太网络数据封包通信，交换引擎依据媒体存取控制地址，指引以太网络封包，因而可简化硬件及软件的复杂程度。
本发明的特点之五是多个通用串行总线接口及一个以太网络接口被安排成为一个星状拓扑结构，因而可减少网络中的传输迟延。
本发明的特点之六是系统以点对点的方式建立通信，因而有助于网络性能的发挥。
本发明采取如下具体结构本发明的一种电脑通信网络中的以太网络交换器，包括多个分别连接一主机的通用串行总线接口；一个以太网络接口一个分别连接所述通用串行总线接口及以太网络接口的交换引擎。
本发明的一种电脑通信网络，包括一个以太网络；多部主机；一个以太网络交换器，其包括一个以太网络接口，由一以太网络界面连接以太网络；多个通用串行总线接口，各由一通用串行总线界面连接多部主机其中之一；一个连接多个通用串行总线接口及以太网络接口的交换引擎。
结合附图及实施例对本发明的结构特征详细说明如下
图1本发明的一个通用串行总线以太网络交换器的内部组成及其应用状态示意图。
如图1所示，本发明的一个通用串行总线以太网络交换器10包括一个以太网络接口12及三个通用串行总线接口14、16及18，此四个接口12-18被安排成为星状拓扑结构(star topology)，亦即，所有接口12-18的任何二个接口之间皆为直接连接，并受一个交换引擎20的控制及管理，以使各接口之间可互相通信联系，这些接口12-18彼此之间传递数据是由交换引擎20根据以太网络的媒体存取控制(Medhm Access Control；MAC)地址来传递以太网络封包。其中，以太网络接口12由一个以太网络界面22连接一个以太网络24，以太网络24以以太网络集线器26连接以太网络接口12，并从以太网络集线器26分别由以太网络界面28、30及32连接D、E及F三部主机34、36及38。通用串行总线以太网络交换器10的其他三个接口14-18则分别经通用串行总线界面40、42及44连接A、B及C三部主机46、48及50。通过通用串行总线以太网络交换器10，A-C主机46-50与包括有D-F主机34-38的以太网络24连接而构成一个电脑通信网络，并且，从F主机38以网络连线52连接一个互联网络54，则A-F各主机皆可进入互联网络54中。此外，熟习此技术的人士皆知，在通用串行总线接口14-18与A-C各主机46-50之间，亦经过一个通用串行总线集线器(hub)连接，以延长彼此间的距离。
在形状拓扑结构的配置下，多个主机A-C 46-50经通用串行总线接口14-18连接在一起形成一个通用串行总线网络，因而能够彼此互相通信，并且以最少的滞后时间移转封包。不论多少个主机被连接在一起，星状结构永远提供单一节点的传递延迟。
上述电脑通信网络的许多操作特性叙述如下，在以太网络24中，其运作方式如同一般所熟知的以太网络。而通用串行总线以太网络交换器10所连接的其他三部主机A-C 46-50各拥有其特定的媒体存取控制地址，如同一般的以太网络一样，换言之，通用串行总线接口14-18各对应一个特定的媒体存取控制地址，以彼此区别。在一个以太网络中，每一个装置皆依赖其自身的媒体存取控制地址，以辨别通信封包的归属，而此处所述的网络亦是如此。在一个较复杂的系统中，若各通用串行总线接口不具有其单独的媒体存取控制地址，则必须增加额外的硬件线路，以便对以太网络封包加贴标签及以其标签作指引变换(map)至各通用串行总线接口地址。在通用串行总线接口14-18各拥有唯一的媒体存取控制地址，以作识别，交换引擎20依其以太网络媒体取存控制地址指引各以太网络封包的传输。
本发明是以组设在一个通用串行总线链结上的以太网络交换器的通用串行总线接口取代以太网络接口，且使用通用串行总线界面取代以太网络界面，并通过通用串行总线界面传送及接收数据。详言之，通用串行总线以太网络交换器10以通用串行总线接口14-18取代以太网络结构层，利用这些界面为各主机传送及接收数据，而通用串行总线界面则保证最佳的无误数据。所有以通用串行总线接口14-18连接通用串行总线以太网络交换器10的A-C主机46-50必须被提供通道，以便存取以太网络，因此通用串行总线以太网络交换器10需要提供至少一个以太网络接口，在此实施例中，则是连接以太网络24的以太网络接口12，其被其他的通用串行总线接口14-18所共享，以太网络接口12连接以太网络集线器26，再由以太网络集线器26将数据传送至位于以太网络24内的D-F主机28-32。
在此网络是统中，A-C各主机46-50仍使用以太网络数据框格式(Ethernet frame format)传送及接收封包，此一特性可使A-C各主机46-50可经由以太网络接口12存取以太网络24，并可简化硬件或软件驱动器的复杂度。若A-C各主机46-50采用非以太网络数据框进行传递，则各装置的实施将会变得更复杂。例如，A-C主机46-50仅接受非以太网络封包，若这些主机46-50想要传送封包至以太网络接口12或从该接口接收封包，则硬件或软件必须将其封包翻译为以太网络接口12或这些主机46-50所能接受的格式。
一般而言，在一个以太网络中的装置若遵循以太网络协定的碰撞检测(collision detection)，则各装置将会产生碰撞。这些碰撞事件会劣化数据传输性能。而在通用串行总线以太网络交换器10中，其是使用通用串行总线接口14-18作为结构层，因此，各通用串行总线接口14-18之间不必遵循以太网络碰撞检测协定，进而可防止网络性能的劣化。交换原理亦被应用在此一结构中，这意味着通信是建立在点对点的方式上，并且，在同一时间通信通道(即点对点)不只一个。
与现有技术相比，本发明具有如下效果(1)多部主机以通用串行总线接口连接在一起，形成通用串行总线网络，可改善网络性能；(2)每一个连接通用串行总线接口的主机不需用网络卡即可存取一以太网络；
(3)以通用串行总线接口为以太网络结构层，可保证较佳的无误数据；(4)交换器的每一通用串行总线接口使用一唯一的媒体存取控制地址，可简化硬件及软件的复杂度；(5)各主机之间使用以太网络数据框通信，也可简化硬件及软件的复杂度；(6)交换引擎依据媒体存取控制地址指引以太网络封包，可简化硬件及软件的复杂度；(7)各通用串行总线接口之间不必遵循以太网络碰撞检测协定，可避免降低网络性能；(8)多个通用串行总线接口共享一以太网络接口，使得每一部主机随时皆可存取以太网络；(9)交换器的通用串行总线接口及以太网络接口被安排成为星状结构，可减少数据传递的迟延；(10)系统以点对点的方式进行通信，有助于网络性能发挥。
上述内容是利用实施例说明本发明的技术特征，并非用于限制本发明的保护范围，即使有人在本发明构思的基础上稍作变动，仍应属于本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种电脑通信网络中的以太网络交换器，包括多个分别连接一主机的通用串行总线接口；其特征在于还包括一个以太网络接口；一个分别连接所述通用串行总线接口及以太网络接口的交换引擎。
2.根据权利要求1所述的交换器，其特征在于所述通用串行总线接口安排成一星状拓扑结构。
3.根据权利要求1所述的交换器，其特征在于所述通用串行总线接口各对应一个媒体存取控制地址。
4.根据权利要求1所述的交换器，其特征在于所述通用串行总线接口及以太网络接口之间以以太网络数据封包通信。
5.根据权利要求1所述的交换器，其特征在于所述交换引擎根据媒体存取控制地址指引进行以太网络数据封包的传送。
6.根据权利要求1所述的交换器，其特征在于所述通用串行总线接口及以太网络接口之间是以点对点方式互相通信。
7.一种电脑通信网络，包括一个以太网络；多部主机；其特征在于还包括一个以太网络交换器，其包括一个以太网络接口，由一以太网络界面连接以太网络；多个通用串行总线接口，各由一通用串行总线界面连接多部主机其中之一；一个分别连接多个通用串行总线接口及以太网络接口的交换引擎。
8.根据权利要求7所述的交换器，其特征在于，所述通用串行总线接口安排成星状结构。
9.根据权利要求7所述的交换器，其特征在于，所述通用串行总线接口充作一个以太网络结构层。
10.根据权利要求7所述的交换器，其特征在于，所述多个通用串行总线接口共享所述以太网络接口以与所述以太网络通信。
11.根据权利要求7所述的交换器，其特征在于，所述主机之间是以以太网络数据框封包相互通信。
12.根据权利要求7所述的交换器，其特征在于，所述通用串行总线接口各由一个以太网络媒体存取控制地址。
13.根据权利要求7所述的交换器，其交特征在于，所述换引擎根据媒体存取控制地址指引以太网络封包的传输。
14.根据权利要求7所述的交换器，其特征在于，所述通用串行总线接口及以太网络接口之间以点对点方式通信。
15.根据权利要求7所述的交换器，其特征在于，所述以太网络包括一个连接所述以太网络接口的以太网络集线器。
16.根据权利要求7所述的交换器，其特征在于，还包括一个连接所述通用串行总线接口及所述主机的通用串行总线集线器。
17.根据权利要求7所述的交换器，其特征在于，还包括一个连接所述以太网络的互联网络。
全文摘要
一种电脑通信网络及其中的以太网络交换器,以太网络交换器包括:多个可互相通信的通用串行总线接口、一以太网络接口及一连接多个通用串行总线接口及以太网络接口的交换引擎。此网络系统以通用串行总线接口为结构层连接各主机,用以太网络数据封包互相通信;本电脑通信网络,包括:一个以太网络、多部主机及上述以太网络交换器。本发明可改善网络性能,保证无误数据,可简化硬件及软件的复杂度,减少数据传递的迟延,有助于网络性能的发挥。
文档编号G06F13/38GK1350237SQ0012986
公开日2002年5月22日 申请日期2000年10月20日 优先权日2000年10月20日
发明者吕智勇, 颜国欣 申请人:民生科技股份有限公司