专利名称：一种工作模式检测和告警方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络通信领域，特别涉及一种应用于路由器以太网接口的工作模式检测和告警方法及装置。
背景技术：
自协商功能允许一个网络设备能够将自己所支持的工作模式信息传达给网络上的对端，并接受对方可能传递过来的相应信息。它使用修订过的10BASE-T的整合性测试脉冲序列(linkintegrity test pulse sequence)来传递信息，自协商功能的基本机制就是将协商信息封装进一连串修改后的“10BASE-T连接测试收发波形”的连接整合性测试脉冲。这串脉冲被称为快速连接脉冲(FLP，Fast Line Pulse)。每个网络设备必须能够在上电、管理命令发出、或是用户干预时发出此串脉冲。快速连接脉冲包含一系列连接整合性测试脉冲组成的时钟/数字序列。将这些数据从中提取出来就可以得到对端设备支持的工作模式，以及一些用于协商握手机制的其他信息。
对于两端处于自协商工作方式的设备，最终协商的结果是采用二者技术能力域中优先级高的网口提供的工作方式工作。协商级别一般为100Mfull，100Mhalf，10Mfull，10Mhalf。大多PHY设备均支持这些级别，一般均为可选方式，软件需要对相应的寄存器进行设置。
参见表1，对10/100BASE-TX(电接口)以太网接口设备两端不同工作模式测试结果如下
表1为了保持与现有10BASE-T设备的互操作性，自协商协议还具有接受与10BASE-T兼容的连接整合性测试脉冲(也被称为普通连接脉冲(NLP，Normal Line Pulse)序列)的功能。当一个设备端口设为固定的工作方式(1000Mfull，100Mfull，100Mhalf，10Mfull，10Mhalf)，对接的另一端设备设为自协商工作方式，设为固定工作方式的设备不能对快速连接脉冲做出有效的反应，它传给对端的连接脉冲是NLP(普通连接脉冲，适合10M速率)或者IDLE符号(适合100M速率)，由于这两种连接脉冲不带有端口工作方式数据信息，所以协商的设备一端只能根据线路的码型(10M采用曼切斯特二元码，100M采用MLT3三元码)，检测到对接的固定端的连接速率而无法知道是全双工还是半双工。为了与以前的半双工设备兼容，能够对接，很多物理层芯片缺省是半双工。
但从上面的测试结果分析，当两端工作模式不一致时，例如一端是自协商模式，另一端是100M强制全双工时，双方也能够UP(连接)，但自协商一端实际工作在半双工状态，所以链路上会有冲突发生，严重时出现大量丢包，甚至通信不正常等现象。
对于100BASE-FX(光口)与100BASE-TX不同，100BASE-FX不兼容10M模式，而且往往不支持自协商。
对于1000BASE-LX/SX/ZX的自动协商仅限于千兆位的操作，它不协商速率，无法做到10/100/1000M的自适应，因此不兼容100M和10M光口。
1000BASE-T接口通常支持自协商，兼容100BASE-TX和10BASE-T，其协商机制与10/100BASE-TX相同。
现有的实现方案中，通常路由器一侧会提供相关接口工作模式的查询命令，但由于对以太网自协商机制的认知度不同，在实际应用中，一种情况是很多工程实施人员会想当然地认为，路由器一侧以太网接口强制速率/强制全双工，对端设备自协商时，链路会工作在全双工模式；另一种情况是由于网上设备种类繁多，工程实施人员对对方设备并不了解，或者对方设备根本没有提供接口模式的查询命令，所以只管把自己设备设置正确，并且能够连接(UP)就可以了。但由于通信设备对所要支持带宽在工程实施前经过了计算，当实际工作在半双工时，带宽相当于降了一半，当业务流量增大时，会发生带宽不够，造成业务退出。
发明内容
本发明为了解决现有技术中以太网接口工作在半双工模式时没有检测和告警提示的问题，提供了一种工作模式检测和告警方法及装置。所述技术方案如下一种工作模式检测和告警方法，所述方法包括以下步骤检测本端和对端的路由器以太网接口的工作模式，当确认任何一侧接口工作在半双工模式时，向控制台或网管告警。
所述方法具体包括当本端工作在半双工模式时，直接向控制台或网管打印告警信息。
所述方法具体包括当本端接口设置成自协商模式时，链路连接后，检测到对端设置为强制半双工模式，检测到本端自协商链接能力寄存器的工作模式为半双工模式，然后向控制台或网管打印告警信息。
所述方法具体包括本端接口设置成自协商模式，当链路连接后，只能检测到对端的速率，但检测不到工作模式时，将设置本端自协商链接能力寄存器的工作模式为半双工模式，然后向控制台或网管打印告警信息。
所述方法具体包括本端接口设置成强制速率全双工模式，当链路连接后，检测到对端设置为自协商模式时，将设置本端自协商链接能力寄存器的工作模式为半双工模式，然后向控制台或网管打印告警信息。
所述方法具体包括
本端接口设置成强制速率全双工模式，且PHY芯片不支持对端检测，当链路连接后，不能检测到对端的工作模式时，设置本端为半双工模式，然后向控制台或网管打印告警信息。
本发明还包括一种工作模式检测和告警装置，所述装置包括以下模块工作模式检测模块，用于根据寄存器具体设置检测本端和对端的路由器以太网接口的工作模式是否为半双工模式；告警模块，用于根据工作模式检测模块的检测结果判断是否需要告警，当检测到本端或对端的工作模式为半双工模式时，上报控制台或网管告警。
所述工作模式检测模块具体包括自协商模式检测单元，用于当本端接口设置成自协商模式时，链路连接后，检测对端设置是否为强制半双工模式及本端自协商链接能力寄存器的工作模式是否为半双工模式；或者用于当本端接口设置成自协商模式时，当链路连接后，如果只能检测到对端的速率，但检测不到工作模式时，将设置本端自协商链接能力寄存器的工作模式为半双工模式，然后向控制台或网管打印告警信息。
所述工作模式检测模块具体包括强制速率全双工模式检测单元，用于本端接口设置成强制速率全双工模式时，当链路连接后，如果检测到对端设置为自协商模式时，将设置本端自协商链接能力寄存器的工作模式为半双工模式，然后向控制台或网管打印告警信息；或者用于本端接口设置成强制速率全双工模式时，当链路连接后，不能检测到对端的工作模式时，将设置本端为半双工模式，然后向控制台或网管打印告警信息。
本发明的技术方案带来的有益效果是通过本发明提供的对半双工工作模式的检测和告警技术，弥补了路由器以太网接口在实际应用中，当工作在半双工模式时，不能检测和主动上报告警，提醒现场施工人员或网管人员注意的缺陷，使网络的可靠性增加了，同时，也减少了因人为疏忽而引起网上事故发生的几率，也有利于网上事故发生后问题的分析和定位。
图1是本发明提供的以太网链路连接示意图；图2是本发明实施例1提供的工作模式检测和告警的流程图；图3是本发明实施例2提供的工作模式检测和告警装置示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
本发明提供了一种工作模式检测和告警方法，该方法针对路由器以太网接口主动检测本端和对端的工作模式，最好确认实际链路工作在半双工模式时，主动上报告警到控制台或网管。
参见图1，在以太网PHY芯片中，MII(Media-Independent Interface，与媒质无关接口)寄存器反应当前链路的工作模式，具体如下a)MII control register(Register 0)(MII控制寄存器)；b)MII status register(Register 1)(MII状态寄存器)；c)Auto-Negotiation advertisement register(Register 4)(自协商通告寄存器)；d)Auto-Negotiation link partner ability register(Register 5)(自协商链接能力寄存器)；e)Auto-Negotiation expansion register(Register 6)(自协商扩展寄存器)；其中，MII control寄存器提供自协商使能、禁止和复位的控制机制；MII status寄存器提供本端物理层支持的各种模式信息；Auto-Negotiation advertisement包括本端通告的PHY的能力，该寄存器的内容直接映射到FLP；Auto-Negotiation link partner寄存器则存放通过FLP收到的对端的通告的PHY的能力；Auto-Negotiation expansion寄存器则存放一些与自协商相关的扩展信息，例如是否支持Next Page等。如果支持Next Page功能(如1000BASE-T就需要用到Next Page)，则还要引入一个Auto-Negotiation next page transmit寄存器，以支持对标准自协商的扩展。
对于涉及光纤上的以太网协商机制(1000BASE-X)，自协商无法利用以太网上的FLP完成，而是通过Configuration有序集中封装自协商信息实现的。同样，1000BSE-X也为自协商定义了一系列GMII(G比特媒质无关接口)寄存器a)Control register(Register 0)(控制寄存器)；b)Status register(Register 1)(状态寄存器)；c)AN advertisement register(Register 4)(自协商通告寄存器)；d)AN link partner ability base page register(Register 5)(自协商链接能力寄存器)；e)AN expansion register(Register 6)(自协商扩展寄存器)；f)Extended Status register(Register 15)(扩展状态寄存器)。
实施例1参见图2，具体工作模式检测和告警方法如下步骤100检测本端的工作模式。
步骤101判断工作模式，如果检测到本端为半双工模式，即MII status寄存器的相应位为‘0’，则执行步骤102；如果检测到本端设置成自协商模式，即MII status寄存器的相应位为‘1’，则执行步骤103；如果检测到本端为强制速率全双工模式，则执行步骤106。
步骤102直接上报控制台或网管打印告警信息“当前端口工作为半双工模式，确认是否要使用此种模式”。
驱动软件具体实现过程如下如果MII status寄存器半双工模式位为‘0’，则上报上层管理接口，打印“当前端口工作为半双工模式，确认是否要使用此种模式”；否则，不上报上层管理接口。
步骤103链路UP(连接)后，检测对端的工作模式，如果检测到对端为强制半双工模式时，执行步骤104；如果只能检测到对端的速率，不能检测到对端的工作模式，则执行步骤105。
步骤104将本端的Auto-Negotiation link partner ability寄存器的相应位置‘0’，即表明本端只能工作在半双工模式，然后直接上报控制台或网管打印告警信息“当前端口工作为半双工模式，确认是否要使用此种模式”。
驱动软件具体实现过程如下如果本端的MII status寄存器自协商模式位为‘1’，在链路UP后，进行检测，如果本端的Auto-Negotiation link partner寄存器半双工模式位为‘0’，则上报上层管理接口，打印“当前端口工作为半双工模式，确认是否要使用此种模式”；否则不上报上层管理接口。
步骤105得出对端设置为强制速率全双工模式，将本端Auto-Negotiation link partner寄存器的相应位为‘0’，即表明本端工作在半双工模式，然后直接上报控制台或网管打印告警信息“当前端口工作为半双工模式，确认是否要使用此种模式”。
驱动软件具体实现过程如下如果本端的MII status寄存器自协商模式位为‘1’，在链路UP后，进行检测，如果本端的Auto-Negotiation link partner寄存器半双工模式位为‘0’，然后上报上层管理接口，打印“当前端口工作为半双工模式，确认是否要使用此种模式”。否则，不上报上层管理接口。
步骤106判断PHY芯片是否支持对链路进行检测，如果支持，则执行步骤107，否则执行步骤108。
如果MII status寄存器的速率模式位为‘0’，表明本端为强制速率模式，如果对端设置成自协商模式时，由于此时本端只能检测到对端的连接速率而无法知道是全双工还是半双工，对端可能会工作在半双工模式。此种情况较复杂一些，因为有的厂家的PHY芯片支持对链路实际工作的模式检测，有的不支持检测。
步骤107当链路UP后，检测对端工作模式，如果检测到对端为自协商模式，本端Auto-Negotiation link partner寄存器半双工模式位为‘0’，表明本端工作在半双工模式，直接上报控制台或网管打印告警信息“当前端口工作为半双工模式，确认是否要使用此种模式”。
步骤108对于不支持检测的，可以使用一种较简单的方法，当链路UP后，直接上报控制台或网管打印告警信息“如果对端接口工作在自协商模式时，当前链路实际会为半双工模式，请确认对端的工作模式”。
驱动软件具体实现过程如下1.对于支持模式检测的PHY芯片如果MII status寄存器自协商模式位为‘0’，在链路UP后，进行检测，如果本端的Auto-Negotiation link partner寄存器半双工模式位为‘0’，则上报上层管理接口，打印“当前端口实际工作为半双工模式，确认是否要使用此种模式”。否则，不上报上层管理接口。
2.对于不支持模式检测的PHY芯片如果MII status寄存器自协商模式位为‘0’，在链路UP后，进行检测，如果本端的Auto-Negotiation link partner寄存器半双工模式位为‘1’，则上报上层管理接口，打印“如果对端接口工作在自协商模式时，当前链路会实际工作在半双工模式，请确认对端的工作模式”。
上述告警信息的输出，只有在掉电重启、工作模式发生改变、电缆插拔或采用下发强制链接的命令时才会打印一次，所以不会出现频繁告警的情况。
实施例2参见图3，本发明还提供了一种工作模式检测和告警装置，该装置包括以下模块工作模式检测模块，用于根据寄存器具体设置检测本端和对端的路由器以太网接口的工作模式是否为半双工模式；告警模块，用于根据工作模式检测模块的检测结果判断是否需要告警，当检测到本端或对端的工作模式为半双工模式时，上报控制台或网管告警。
其中，工作模式检测模块具体包括自协商模式检测单元，用于当本端接口设置成自协商模式时，链路连接后，检测对端设置是否为强制半双工模式及本端自协商链接能力寄存器的工作模式是否为半双工模式；或者用于当本端接口设置成自协商模式时，当链路连接后，如果只能检测到对端的速率，但检测不到工作模式时，将设置本端自协商链接能力寄存器的工作模式为半双工模式，然后向控制台或网管打印告警信息。
强制速率全双工模式检测单元，用于本端接口设置成强制速率全双工模式时，当链路连接后，如果检测到对端设置为自协商模式时，将设置本端自协商链接能力寄存器的工作模式为半双工模式，然后向控制台或网管打印告警信息；或者用于本端接口设置成强制速率全双工模式时，当链路连接后，不能检测到对端的工作模式时，将设置本端为半双工模式，然后向控制台或网管打印告警信息。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式
的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种工作模式检测和告警方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤检测本端和对端的路由器以太网接口的工作模式，当确认任何一侧接口工作在半双工模式时，向控制台或网管告警。
2.如权利要求1所述的工作模式检测和告警方法，其特征在于，所述方法具体包括当本端工作在半双工模式时，直接向控制台或网管打印告警信息。
3.如权利要求1所述的工作模式检测和告警方法，其特征在于，所述方法具体包括当本端接口设置成自协商模式时，链路连接后，检测到对端设置为强制半双工模式，检测到本端自协商链接能力寄存器的工作模式为半双工模式，然后向控制台或网管打印告警信息。
4.如权利要求1所述的工作模式检测和告警方法，其特征在于，所述方法具体包括本端接口设置成自协商模式，当链路连接后，只能检测到对端的速率，但检测不到工作模式时，将设置本端自协商链接能力寄存器的工作模式为半双工模式，然后向控制台或网管打印告警信息。
5.如权利要求1所述的工作模式检测和告警方法，其特征在于，所述方法具体包括本端接口设置成强制速率全双工模式，当链路连接后，检测到对端设置为自协商模式时，将设置本端自协商链接能力寄存器的工作模式为半双工模式，然后向控制台或网管打印告警信息。
6.如权利要求1所述的工作模式检测和告警方法，其特征在于，所述方法具体包括本端接口设置成强制速率全双工模式，且PHY芯片不支持对端检测，当链路连接后，不能检测到对端的工作模式时，设置本端为半双工模式，然后向控制台或网管打印告警信息。
7.一种工作模式检测和告警装置，其特征在于，所述装置包括以下模块工作模式检测模块，用于根据寄存器具体设置检测本端和对端的路由器以太网接口的工作模式是否为半双工模式；告警模块，用于根据工作模式检测模块的检测结果判断是否需要告警，当检测到本端或对端的工作模式为半双工模式时，上报控制台或网管告警。
8.如权利要求7所述的工作模式检测和告警装置，其特征在于，所述工作模式检测模块具体包括自协商模式检测单元，用于当本端接口设置成自协商模式时，链路连接后，检测对端设置是否为强制半双工模式及本端自协商链接能力寄存器的工作模式是否为半双工模式；或者用于当本端接口设置成自协商模式时，当链路连接后，如果只能检测到对端的速率，但检测不到工作模式时，将设置本端自协商链接能力寄存器的工作模式为半双工模式，然后向控制台或网管打印告警信息。
9.如权利要求7所述的工作模式检测和告警装置，其特征在于，所述工作模式检测模块具体包括强制速率全双工模式检测单元，用于本端接口设置成强制速率全双工模式时，当链路连接后，如果检测到对端设置为自协商模式时，将设置本端自协商链接能力寄存器的工作模式为半双工模式，然后向控制台或网管打印告警信息；或者用于本端接口设置成强制速率全双工模式时，当链路连接后，不能检测到对端的工作模式时，将设置本端为半双工模式，然后向控制台或网管打印告警信息。
全文摘要
本发明提供了一种工作模式检测和告警方法及装置，解决了现有技术中以太网接口工作在半双工模式时没有检测和告警提示的问题，所述方法包括检测本端和对端的路由器以太网接口的工作模式，当确认端口工作在半双工模式时，向控制台或网管告警的步骤。本发明还提供了一种工作模式检测和告警装置，所述装置包括工作模式检测模块和告警模块。采用本发明提供的技术方案能够提高网络的管理性能，增强网络的可靠性。
文档编号H04L12/24GK1960295SQ200610138370
公开日2007年5月9日 申请日期2006年11月9日 优先权日2006年11月9日
发明者徐福红 申请人:华为技术有限公司