专利名称：局域网节点故障告警方法、系统和用于该系统的接口模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及局域网管理技术，特别公开一种集中式运行维护的园区网及大中型局域网中的节点故障告警方法、系统和用于该局域网节点故障告警系统的接口模块。
背景技术：
通常安装有大中型局域网的园区中，都会在网络中心办公大厅中设置一幅网络拓扑挂板，用以直观的展示本园区网的网络拓扑结构。但目前的拓扑挂板只能为使用者提供网络的基本互连信息，也可以说是静态的，当某设备或链路出现故障时，在此静态拓扑挂板上是完全看不到的。
局域网运行中一种常见的故障是节点不通，通常情况下是由设备故障、硬件连接故障或网络数据传输过大引发的节点阻塞等，这种情况，需要网管人员及时维护以免造成损失。为保证网络的可靠运行，一个网管人员会通过内置监控软件的监控主机对网络进行实时监控，但是现有网管的监控软件只能将监控结果通过图表、文字或图形的形式显示在监控主机的屏幕上，不能通过网络拓扑挂板直观的观察到网络运行状态。
现有技术中，可以通过由监控主机向各节点发送Ping包检测节点是否故障或阻塞，当监控主机在设定的网络延时内没有收到节点返回的Ping包响应消息时，说明该节点不通，需要维护。这时如果网管人员如果碰巧没有通过屏幕显示观察到故障信息时，就有可能延误，从而降低了网络运行的可靠率。
发明内容
本发明公开了一种局域网节点故障告警方法、系统和用于该系统的接口模块，以解决现有局域网节点故障告警系统不能将检测到的故障信息放大到通过发光及声音提示网管人员的问题。
一种局域网节点故障告警方法，用于检测到所述局域网节点故障时进行告警，包括如下步骤编号步骤将被测节点和该节点的故障告警模块编为相同或相应的序号；检测步骤检测被测节点是否故障并记录故障节点的序号；告警步骤根据所述故障节点的序号启动相同序号或相应序号的告警模块进行故障告警。
所述方法还包括将每一个被测节点的告警模块设置到所述局域网的网络拓扑挂板上、与被测节点相对应的位置附近，用于在所述网络拓扑挂板上，通过进行告警的告警模块识别对应的故障节点。
所述检测步骤包括向所述被测节点分别发送Ping包；并在设定的时延内没有收到所述Ping包的响应消息时，记录该节点的序号并执行告警步骤。
所述检测步骤中可以按照所述被测节点的序号顺序检测并循环检测；还可以根据所述被测节点的序号指定被测节点进行检测。
所述方法还包括检测所有告警模块工作状态的步骤。
一种局域网节点故障告警系统，包括用于检测局域网中至少一个节点是否故障的监控主机，其特征在于，所述系统还包括连接该监控主机的接口模块，接收该监控主机输出的故障节点的序号信息，并根据该序号信息在不同的输出端输出驱动信号；分别对应至少一个节点设置的至少一个告警模块，分别连接所述接口模块的各输出端，受控于所述驱动信号进行故障告警。
所述接口模块通过数据线连接该监控主机的并行数据输出端口，通过该数据线接收所述序号信息；或者所述接口模块通过所述监控主机的插槽插接该监控主机并接收所述序号信息。
所述接口模块包括隔离电路，接收所述序号信息并隔离后输出；连接该隔离电路的译码电路，译码所述序号信息并根据译码结果在不同的输出端输出控制信号；分别连接该译码电路各个输出端的驱动电路，接收所述控制信号并输出驱动信号。
所述译码电路包括多个分级级联的译码器。
所述告警模块包括发光告警单元和/或声音告警单元；所述发光告警单元包括多个对应连接所述驱动电路输出端、并标有序号信息的指示灯；所述声音告警单元由所述监控主机检测到故障节点后启动进行声音告警。
所述接口模块还包括连接在所述译码电路和驱动电路之间的锁存电路，锁存该译码电路输出的控制信号。
所述系统还包括所述局域网网络拓扑结构挂板，用于在各被测节点对应的位置上设置所述指示灯。
本发明的有益效果如下本发明所述方法实现了大中型局域网中故障节点的及时告警，控制思路简单、实现方便。
由于在网络的拓扑挂板上直接设置了告警指示灯进行告警，进一步可以进行声音告警，帮助网络中心办公室内的所有工作人员在第一时间发现网络故障，从而及时排除故障，更好地保障网络的运行。
本发明的技术方案采用外置接口模块时，只需要用一根打印电缆通过普通并行口将计算机和挂板连接即可，无需拆开计算机箱安装插卡，整个系统安装简易维护方便。
图1为本发明所述局域网节点故障告警系统的结构示意图；图2为现有技术中发送Ping包检测节点是否故障的方法流程图；图3为本发明所述利用图2所示Ping包检测法，循环检测具有设定序号被测节点的方法流程图；
图4为本发明所述局域网节点故障告警系统中使用的接口模块的结构示意图；图5为图4所示接口模块实现64路输出控制的具体电路结构连接实例图；图6为一个应用本发明所述局域网节点故障告警系统的局域网网络拓扑结构挂板的实例图。
具体实施例方式
本发明为了解决拓扑结构上不能显示故障节点的不足，公开了一种通过网络拓扑结构直观的进行故障报警的局域网节点故障告警方法、系统和用于该系统的接口模块，主要设计构思包括其一、在原拓扑挂板的基础上，每一个主要节点设备旁边安装该节点的故障告警模块；其二、用任意一台与本局域网联网的计算机，循环检测本局域网指定被测节点的运行状态，并输出故障节点的信息，控制对应故障节点的告警模块进行故障告警。这样，使网管人员非常直观的观测到节点故障信息，同时还可以利用监控主机的声卡进行声音提示，这样即保持了现有技术中网络拓扑挂板直观显示网络基本拓扑结构的功能，又增加了故障提示功能，本发明所述的局域网节点故障告警系统的结构框图如图1所示，具体实施包括一、监控主机1监控主机1可以用任意一台与局域网联网的计算机承担，监控主机主要承担检测各被测节点运行状态的任务，内置监控程序检测节点的状态并将检测结果通过一个接口模块输出。
为实现本发明告警模块和节点之间一一对应的目的，首先将被测节点和节点对应的告警模块编为相同或相应的序号，由监控主机将检测到的障节点的序号通过数据线输出，再根据该序号信息启动相应的告警模块进行告警。
监控主机包括节点检测主控模块、检测模块和告警装置控制模块，主控模块中设置主控程序、检测模块中设置通用检测子程序，被测节点的序号和对应每一个节点的IP地址及节点名称登记在一个私有配置文件(*.ini)中，由主程序启动时进行加载，这样，当监控主程序被启动后，按照设定的序号顺序，启动检测子程序按照序号对应的IP地址发送检测信号以检测节点的运行状态。节点运行状态的检测方法很多，但是基于本发明的目的在于检测各节点是否阻塞，因此可以采用较为简单的发送Ping包进行检测的方法，根据被测节点是否返回响应消息进行故障判断，具体流程如图2所示，检测模块在检测完成后，将节点是否故障的检测结果返回主控模块，当主控模块收到节点故障的检测结果时，向告警控制模块发送节点的序号，由告警控制模块控制告警模块进行告警。
主程序的一个自动循环检测流程如图3所示，包括如下步骤1、加载通过私有配置文件(*.ini)设置的序号相关信息；2、主程序按照序号顺序，每间隔设定的时间，将需要检测的节点的IP地址加载给检测子程序并启动检测子程序进行检测；3、检测子程序根据主程序传递过来的序号所登记的IP地址向各节点发送Ping包，并验证Ping包是否发送成功，如果发送成功则等待响应消息，否则重发；如果在设定的网络时延内收到了被测节点返回的响应消息，则说明节点的工作状态正常，这时向主程序返回节点工作正常的检测结果，例如1；如果没有收到响应消息，则向主程序返回一个节点故障信号，例如0；4、主程序收到子程序返回的故障信号“0”后，向告警模块发送该故障节点的序号，由告警控制模块启动对应的告警模块告警；5、主程序根据当前被测节点的序列号判断是否已经检测到最后一个被测节点，如果是，则将记录的当前检测序号清零返回进行下一循环的检测，如果否，将序号加1再将对应节点的IP地址发送给子程序，每两此检测之间增加适当的时延以增加程序运行的可靠性。
在检测过程中，使用者可以通过设置的控制键随时键入控制命令暂停检测或停止检测。
具体设计程序时，本系统可以由使用者根据网络的运行情况自行设置Ping包的网络时延以及两节点之间的检测间隔时间，非常灵活。
此外，还可以增加设计如下功能1、单个检测指定的节点设备即启动一个子窗口，从列表中选择要检测的设备或端口，如果发现故障，同样点亮指示灯并发出声音。如果检测设备正常，屏幕进行无故障显示，例如显示“No Error”。
2、告警模块检测由于采用出现故障时启动告警模块的方式，那么为保证系统运行的可靠性，可以设计告警模块循环检测或单个检测功能，具体实现时，按顺序输出节点序号即可，则每个告警模块应该依次动作，就可以及时发现并更换出现问题的告警模块。
本领域技术人员可以根据上述提供的控制方法方便实现本发明，这里不再详细赘述。
二、接口模块2该接口模块2用于发明所述的局域网节点故障告警系统中，接收由告警控制模块发送的故障节点的序号，并根据收到的故障节点的序号控制对应的告警模块进行故障告警，具体结构如图4所示，包括顺次连接的隔离电路201、译码电路202、锁存电路203和驱动电路204，其中隔离电路201连接计算机的数据并口，接收监控主机输出的故障节点的序号，并隔离输出给译码电路202；译码电路202和驱动电路204由多个译码器和异或门构成，可以将不同序号信息的译码结果由不同的输出端输出，分别控制与该序号对应的节点设备的告警模块，根据需要检测的节点总数，本接口模块可以采用多级译码电路，例如用并口8条数据线的一条连接所有的输出驱动，作为告警模块的控制信号，其余的7条数据线总共可以产生27共128种组合状态，因此只要通过多级译码电路把这128种状态分别译出，就可以起到分别指定128个发光管的作用，本方案由于受并口数据线的限制，最多可支持的指示灯个数为128个。
译码电路202和驱动电路204之间还可以连接锁存电路203，将译码电路输出的故障信号进行锁存，使该节点的故障被排除前，告警模块一直保持故障告警状态。对于一般的局域网，通常对重要节点，例如路由器或达到交换节点进行检测，一旦出现故障，需要非常及时的维护，因此两个节点同时出现故障的概率很低，这样，在接口模块2中可以不设置锁存电路203以降低设备成本。
如图5所示，图5为一个实现检测64个节点的具体接口模块电路硬件连接示意图，该电路包括由74LS244芯片构成的隔离电路201、由多个74LS138译码器构成的多级译码电路202和多个74LS86异或门构成的驱动电路204，具体连接方式为从7条数据线中选6条，构成两级译码电路。第一级用一个3-8译码器三个输入端从三条数据线译码生成八个信号，再用这八个信号分别控制每个二级3-8译码器的使能端。另外三条数据线直接给第二级的八个3-8译码器的输入端。这样总共就可以产生出64个译码信号，与六位二进制数的64种组合状态正好相对应。再将亮与不亮的控制信号作为最高位数据线与这六条数据线结合起来，并且设定为0-亮、1-不亮。这样组合出来的针对每一个发光管的控制信号正好与发光管的序号一一对应，极大地简化了程序设计。
该接口模块可以根据需要安装在拓扑挂板的内部或外部，通过并口电缆连接到计算机的普通并口。或制作插卡式电路板直接插在计算机的扩展槽上，再连线到挂板。
插卡式电路板的优点是可直接获取的计算机信号多，电路相对简单。缺点是灵活性差，需要打开机箱盖插卡，且只能固定在一台台式机上使用，从插卡到挂板的传输距离短。单独接口模块方式的优点是非常灵活，只要具备打印口的任何一台计算机、包括笔记本型电脑、都可以使用，由于采用并行电缆进行数据传输，所以传输距离相对插卡方式长。缺点是可利用的计算机信号少，电路相对复杂。
三、告警模块3通常故障告警的方法是采用故障指示灯发光指示，指示灯设置在挂板上每一个重要设备或端口的旁边，利用指示灯告警的方式可以有两种1、所有设备的指示灯全亮，检测到故障设备时该设备指示灯灭，该方式优点是工作状态指示清晰。缺点是对故障设备指示不明显，而且整体耗电大，电路设计比较复杂；2、所有设备的指示灯全灭，检测到故障设备时该设备指示灯亮，该方法优点是对故障设备指示明显，而且总耗电小，电路相对简单。缺点是未检测到故障设备时看不出明显的工作状态。
常用的指示灯为发光二极管，根据发光二极管的物理特性我们知道它在点亮时的单管功耗为50毫瓦。由于展板的指示灯数目很多，假定有60个指示灯，全部点亮总共耗电3瓦，而且是持续不断的。随着检测设备数量的增多耗电还会更大。相反，如果只是故障设备的指示灯发光，就可以减少很多电能，对电源的要求也低。所以从长远考虑，采用第二种方式设计较为合理，且不论有多少个指示灯，耗电是基本固定的。
除了指示灯的告警以外，还可以由告警控制模块控制监控主机的声卡同时进行声音告警，利用计算机声卡的优点是声音非常丰富，甚至可以是预先录制好的人的语音，在检测的主程序中增加启动声音报警的步骤即可。
同时，还可以由告警控制模块控制，在监控主机的屏幕上显示局域网的拓扑结构图，该图中的每一个被测节点的相应位置同样设置了告警图形，当节点发生故障时，告警控制模块同样可以根据序号控制对应的告警图形的颜色、形状发生变化进行告警显示。
综上，如图6所示，图6为一个局域网网拓扑结构挂板图，从网拓扑结构挂板上清楚的看到整个网络的设备安装位置，在该图中每一个被测节点附近设置指示灯并标明指示灯序号，当监控程序被启动后，从序号1开始，依次向每个序号对应的节点设备或端口的IP地址发出Ping包。如果能通，说明设备或端口工作正常。如果不通，将此序号送至计算机并口，控制该序号对应的指示灯点亮，同时发出报警声音持续几秒。序号加1，继续下一检测。在没有检测到下一个故障设备前，前一个故障设备的指示灯始终点亮。如果一个循环中都没有检测到故障设备，工作指示灯始终亮。这样，网络管理人员可以直观的在第一时间发现网络故障，从而及时排除故障，更好地保障网络的运行。
以上通过具体的实施方式详细说明了本发明所述的节点故障告警系统以及该系统使用的接口模块，应用上述系统中的局域网节点告警方法具体包括如下步骤编号步骤将被测节点和该节点的故障告警模块编为相同或相应的序号；本步骤的目的在于实现被测节点和告警模块之间的一一对应，并通过序号进行告警控制。
检测步骤检测被测节点是否故障并记录故障节点的序号；检测方法的具体步骤如图2所示，向所述被测节点分别发送Ping包；并在设定的时延内没有收到所述Ping包的响应消息时，记录该节点的序号并执行告警步骤。
告警步骤根据所述故障节点的序号启动序号相同或相应的告警模块进行故障告警。
本步骤通过本发明所述的接口模块实现，由监控主机通过并口数据线或插卡向接口模块输出故障节点的序号，接口模块中的多级译码器可以根据接收的不同的序号，分别在不同的输出端输出控制信号以控制与该序号对应的告警模块发出告警。
如果本发明是采用并口数据线数输出信号，由于数据线一般为8位，所以被测节点的总数应该控制在128个以内。若采用插卡方式则被测节点的总数不受限制，告警信号输出时，。
本发明所述方法可以根据被测节点的序号方便实现顺序检测和循环检测；或者也根据被测节点的序号指定特定的节点进行单独的检测。
为提高可靠性，还可以利用单独的程序由监控主机顺序输出所有节点的序号，对告警模块的工作状态进行循环检测。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种局域网节点故障告警方法，用于检测到所述局域网节点故障时进行告警，其特征在于，包括如下步骤编号步骤将被测节点和该节点的故障告警模块编为相同或相应的序号；检测步骤检测被测节点是否故障并记录故障节点的序号；告警步骤根据所述故障节点的序号启动相同序号或相应序号的告警模块进行故障告警。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤将每一个被测节点的告警模块设置到所述局域网的网络拓扑挂板上、与被测节点相对应的位置附近，用于在所述网络拓扑挂板上，通过进行告警的告警模块识别对应的故障节点。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述检测步骤包括向所述被测节点分别发送Ping包；并在设定的时延内没有收到所述Ping包的响应消息时，记录该节点的序号并执行告警步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述检测步骤按照所述被测节点的序号顺序检测并循环检测；和/或根据所述被测节点的序号指定被测节点进行检测。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括检测所有告警模块工作状态的步骤。
6.一种局域网节点故障告警系统，包括用于检测局域网中至少一个节点是否故障的监控主机，其特征在于，所述系统还包括连接该监控主机的接口模块，接收该监控主机输出的故障节点的序号信息，并根据该序号信息在不同的输出端输出驱动信号；分别对应至少一个节点设置的至少一个告警模块，分别连接所述接口模块的各输出端，受控于所述驱动信号进行故障告警。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述接口模块通过数据线连接该监控主机的并行数据输出端口，通过该数据线接收所述序号信息；或者所述接口模块通过所述监控主机的插槽插接该监控主机并接收所述序号信息。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述接口模块包括隔离电路，接收所述序号信息并隔离后输出；连接该隔离电路的译码电路，译码所述序号信息并根据译码结果在不同的输出端输出控制信号；分别连接该译码电路各个输出端的驱动电路，接收所述控制信号并输出驱动信号。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述译码电路包括多个分级级联的译码器。
10.如权利要求8或9所述的系统，其特征在于，所述告警模块包括发光告警单元和/或声音告警单元；所述发光告警单元包括多个对应连接所述驱动电路输出端、并标有序号信息的指示灯；所述声音告警单元由所述监控主机检测到故障节点后启动进行声音告警。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括所述局域网网络拓扑结构挂板，用于在各被测节点对应的位置上设置所述指示灯。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述接口模块还包括连接在所述译码电路和驱动电路之间的锁存电路，锁存该译码电路输出的控制信号。
13.一种接口模块，其特征在于，包括隔离电路，接收数据信号并隔离后输出；连接该隔离电路的译码电路，译码该隔离电路输出的数据信号并根据译码结果在不同的输出端输出控制信号；分别连接该译码电路各个输出端的驱动电路，接收所述控制信号并输出驱动信号。
14.如权利要求13所述的接口模块，其特征在于，所述译码电路包括分级级联的多个译码器。
15.如权利要求13或14所述的接口模块，其特征在于，所述接口模块还包括连接在所述译码电路和驱动电路之间的锁存电路，锁存该译码电路输出的控制信号。
全文摘要
本发明公开了一种局域网节点故障告警方法、系统和用于该系统的接口模块，以解决现有告警系统不能将检测到的故障信息放大到通过发光及声音提示网管人员的问题。所述方法包括将被测节点和对应的故障告警模块编为相同或相应序号的步骤；检测被测节点是否故障并记录故障节点序号的步骤；根据序号启动相同序号或相应序号的告警模块进行告警的步骤；该方法按照所述被测节点的序号顺序检测并循环检测；或者根据所述被测节点的序号指定被测节点进行检测。所述系统包括监控主机、接口模块和告警模块。所述接口模块包括隔离电路、译码电路和驱动电路。
文档编号H04L12/24GK1866853SQ20051007095
公开日2006年11月22日 申请日期2005年5月19日 优先权日2005年5月19日
发明者黄宁宁 申请人:黄宁宁