單向環形乙太網系統及其控制方法

2023-09-15 01:41:30

專利名稱：：單向環形乙太網系統及其控制方法
技術領域：
：本發明關於一種乙太網系統及其控制方法，特別關於一種單向環形乙太網系統及其控制方法。
背景技術：
：乙太網發展以來，由於其能提供穩定的通信質量，因此廣為大眾使用以結構為內部區域網絡。目前較常使用的一種乙太網系統為樹狀結構，請參照圖1所示，樹狀乙太網系統1例如包括三個網絡裝置11、12、13。其中該網絡裝置11為一主要節點(node),其具有二個收發器lll、112，而該多個網絡,裝置l2、13分別具有一與該多個收發器111、112相對應的一收發器121、131。其中，該網絡裝置11的該多個收發器111、112分別與該多個網絡裝置12、13的該多個收發器121、131電連接。換句話說，該樹狀乙太網系統l中作為主要節點的該網絡裝置11的收發器數量依據網絡裝置的數量增加而隨之增加，如圖1所示的該樹狀乙太網系統1，其雖由一個作為主要節點的網絡裝置及二個網絡裝置所構成，但其共需4個收發器，才能夠建立一個樹狀乙太網。另外，目前常用的另一種乙太網系統為雙向環形結構，請參照圖2所示，一雙向環形乙太網系統2包括三個網絡裝置21、22、23，而備網絡裝置21、22、23分別具有二收發器211、212、221、222、231、232。其中，該網絡裝置21的該多個收發器211、212分別與該網絡裝置22的該收發器222及該網絡裝置23的該收發器231電連接；該網絡裝置22的該收發器221與該網絡裝置23的該收發器232電連接。意即，如圖2所示的該雙向環形乙太網系統2,其雖由三個網絡裝置所構成，但其共需6個收發器，才能夠建立一個雙向環形乙太網。上述的樹狀結構或雙向環形結構的乙太網系統的各網絡裝置的間所使用的網絡線，一般為RJ金屬線。然而，近來由於光纖通訊技術具有高傳輸頻寬、低雜訊、低線路功率損耗及較佳的抗電磁幹擾效能等優勢，因此光纖電纜亦廣為〗吏用於網絡系統中。4旦由於光纖電纜必須配合光纖收發器(Opticaltransceiver)的使用，且光纖收發器的價格較一般銅線(例如RJ金屬線)的收發器昂貴，而上述的乙太網系統若使用光纖電纜進行數據傳輸時，將會造成其成本倍數的增加。承上所述，為了成本的考慮，如何建立一個較為簡單的乙太網系統，使其成本得以受到控制，實屬當前重要課題之一。
發明內容有鑑於上述課題，本發明的目的為提供一種能夠減少結構成本的單向環形乙太網系統及其控制方法。為達到上述目的，依據本發明的一種單向環形乙太網系統包括一第一網絡裝置、一第二網絡裝置及一第三網絡裝置。該第一網絡裝置具有一第一接收單元及一第一發送單元；該第二網絡裝置具有一第二接收單元及一第二發送單元，且該第二接收單元與該第一網絡裝置的該第一發送單元電連接；該第三網絡裝置具有一第三接收單元及一第三發送單元，且該第三接收單元與該第二網絡裝置的該第二發送單元電連接，而該第三發送單元與該第一網絡裝置的該第一接收單元電連接。另外，本發明的一種單向環形乙太網系統的控制方法由一第一網絡裝置、一第二網絡裝置及一第三網絡裝置配合應用，而該控制方法包括以下步驟由該第一網絡裝置發送一數據至該第二網絡裝置；以及由該第二網絡裝置將該數據發送至該第三網絡裝置。承上所述，因依據本發明的一種單向環形乙太網系統及其控制方法，於各網絡裝置中僅需使用一個接收單元及一個發送單元，換句話說，網絡裝置僅需一個收發器即可，相較於公知技術，其可減少收發器的使用數量，因此可以降低乙太網的結構成本。圖1為顯示一種公知的樹狀乙太網結構的示意圖；圖2為顯示一種公知的雙向環形乙太網結構的示意圖；圖3為顯示依據本發明較佳實施例的一種單向環形乙太網系統的示意圖4為顯示依據本發明較佳實施例的一種單向環形乙太網系統的網絡裝置結構的示意圖；圖5為顯示依據本發明較佳實施例的一種單向環形乙太網系統的網絡裝置結構的另一示意圖；圖6為顯示依據本發明另一較佳實施例的一種單向環形乙太網系統的示意圖；以及圖7為顯示依據本發明較佳實施例的一種單向環形乙太網的控制方法的一流程圖。主要元件符號說明I、2:乙太網系統II、12、13:網絡裝置III、112、121、131:收發器21、22、23:網絡裝置211、221、231:收發器212、222、232:收發器3:單向環形乙太網系統31:第一網絡裝置311第一收發器312切換單元313判斷單元32:第二網絡裝置321第二收發器33:第三網絡裝置331第三收發器34:電子裝置Txl第一發送單元Tx2第二發送單元Tx3第三發送單元Rxl第一接收單元Rx2,第二接收單元Rx3:第三接收單元P21、P":第一連接埠R12、R13:接收端T12、T,3:發送端Pn、P32:第二連接埠P23、P33:第三連4妻埠數據具體實施方式以下將參照相關附圖，說明依據本發明較佳實施例的單向環形網絡系統及其控制方法。請參照圖3所示，依據本發明較佳實施例的一種單向環形乙太網系統3包括一第一網絡裝置31、一第二網絡裝置32及一第三網絡裝置33。該第一網絡裝置31具有一第一接收單元Rxl及一第一發送單元Txl。該第二網絡裝置32具有一第二接收單元Rx2及一第二發送單元Tx2。其中該第二接收單元Rx2與該第一網絡裝置31的該第一發送單元Txl電連接。於本實施例中，該第二接收單元Rx2以一光纖電纜與該第一網絡裝置31的該第一發送單元Txl電連接。該第三網絡裝置33具有一第三接收單元Rx3及一第三發送單元Tx3。其中該第三接收單元Rx3與該第二網絡裝置32的該第二發送單元Tx2電連接，而該第三發送單元Tx3與該第一網絡裝置31的該第一接收單元Rxl電連接。於本實施例中，該第二發送單元Tx2亦以光纖電纜與該第三網絡裝置33的該第三接收單元Rx3電連接，而該第三發送單元Tx3亦以光纖電纜而與該第一網絡裝置31的該第一接收單元Rxl電連接。需注意者，上述的該第一接收單元Rxl、該第一發送單元Txl、該第二接收單元Rx2、該第二發送單元Tx2、該第三接收單元Rx3及S第三發送單元Tx3的間的電連接除可使用光纖電纜外，亦可使用RJ金屬線來建立該單向環形乙太網系統3。另外，於本實施例中，該第一接收單元Rxl及該第一發送單元Txl構成一第一收發器311;該第二接收單元Rx2及該第二發送單元Tx2構成一第二收發器321;該第三接收單元Rx3及該第三發送單元Tx3構成一第三收發器331。另外，該第一收發器311、該第二收發器321及該第三收發器331可分別為一光纖收發器。請參照圖4所示，以該第一網絡裝置31為例，其具有一切換單元312，且該切換單元312至少具有一第一連接埠Pn、一第二連接埠Pu及一第三連接埠P13，其中各連接埠P,,、Pi2、P,3具有一接收端R,,、'R,2、Ru及一發送端Tn、T12、T13。由於乙太網需符合IEEE802.3的規範，其中的一規範為網絡裝置的連接埠在接收到一數據之後，當該數據所欲傳送的目的地並未記錄於該網絡裝置中，即，附加於該數據中的目的地信息尚未記錄於該網絡裝置的一媒體存取控制對照表(mediaaccesscontroltable,MACtable)中時，該網絡裝置必須將該數據以廣播(broadcasting)的方式由其除了接收該數據的連接埠以外的所有連接埠的發送端將該數據發送出去。為了符合規範，該第一連接埠P"與該第一收發器311電連接，其中該第一連接埠P，，的該接收端R!,與該第一收發器311的該第一接收單元Rxl電連接，而該第一連接埠P，,的該發送端Tn與該第一收發器311的該第一發送單元Txl電連接。該第二連接埠Pu的該接收端Ru及該發送端T,2與一電子裝置34(例如為具有網絡功能的電腦)電連接。而該第三連接埠Pu的該接收端Rn及該發送端T,3相互電連接，換句話說，該第三連接埠Pu的該接收端Rn及該發送端1\3為短路，在此稱之為迂迴埠(Detourport)。舉例而言，請再參照圖4所示，在上述的結構中，當該第一網絡裝置31的該第一接收單元Rxl接收到一數據Dl時，則該數據Dl將會由該第一接收單元Rxl傳送至該切換單元312的該第一連接埠Pu的該接收端Ru，若附加於該數據D1中的目的地信息尚未記錄於該第一網絡裝置31時，則該第一網絡裝置31的該切換單元312將該數據D1分別由該第二連接埠Pu及該第三連接埠Pn的該發送端Ti2、T,3發送出去。此時，與該第二連接埠Pu電連接的該電子裝置34將會接收到該數據Dl,若該數據Dl為該電子裝置34所需的數據Dl,則該電子裝置34即會在接收後對該數據D1進行處理；當數據Dl並非為該電子裝置34所需時，則該電子裝置34即會忽略該數據Dl。另外，由於該第三連接埠Pn的該接收端Ru與該發送端T,3為短路，因此當該第三連接埠Pu的該發送端T,3將該數據Dl發送後，該數據Dl會進入該第三連接埠Pu的該接收端R,3，此時，該數據Dl將會再由該第一連接埠P，，的該發送端Tu發送出去，以使得該數據Dl能夠往下一級的網絡裝置繼續傳送。在此要特別說明的是，當該數據Dl由該第一網絡裝置31以廣播方式傳送時，該第一網絡裝置31可於該數據Dl中加入一識別碼，於本實施例中，該識別碼可為一虛擬網^或識別碼。請參照圖5所示，再以第一網絡裝置31為例，其還具有一判斷單元313,其與該第一收發器311的該第一接收單元Rxl電連接。該判斷單元313依據該第一接收單元Rxl所接收到的該數據中的該識別碼是否為由該第一網絡裝置31所發送，當經由該判斷單元313的判斷後，確認該數據由該第一網絡裝置31所發送，則該第一網絡裝置31將會終止發送，以避免該數據於該單向環形乙太網系統3中以無盡回圏式的傳遞形成信息風暴(Datastorm)而佔據了頻寬。於本實施例中，該判斷單元313可為一微處理器或一邏輯門陣列。上述的該切換單元312及該判斷單元313僅以設置於該第一網絡裝置31為例，當然，該第二網絡裝置32與該第三網絡裝置33中亦可設置切換單元與判斷單元，以使該單向環形乙太網系統3更為完備。承上所述，當該第二網絡裝置32及該第三網絡裝置33亦具有切換單元及判斷單元時，則當該數據D1由該第一網絡裝置31以廣播有式傳送時，其判斷機制亦可設定於該第三網絡裝置33中，換句話說，當該數據D1傳送至該第三網絡裝置33時，即會使其終止將該數據D1傳送至該第一網絡裝置31。避免信息風暴的方法，亦可藉助乙太網的虛擬區域網絡功能加以限制數據的傳輸。請參照圖6所示，於本實施例中，該第二網絡裝置32具有一第二切換單元322，且該第二切換單元322與該第一網絡裝置31的該第一切換單元312相同至少具有一第一連接埠Pw、一第二連接埠P"及一第三連接埠P23;該第三網絡裝置33具有一第三切換單元332，且該第三切換單元332亦具有一第一連接埠P"、一第二連接埠P32及一第三連接埠P33。其中，各切換單元312、322、332的該第一連接埠P,、P21、P3,分別與各網絡裝置的收發器連接；各切換單元312、322、332的該第二連接埠P12、P22、Ph分別與外圍電子裝置連接；各切換單元312、322、332的該第三連接埠P13、P"、P"皆為迂迴埠。以第一網絡裝置31為例，當第一連接埠Pu被定義為屬於第一虛擬網域及第二虛擬網域、第二連接埠Pu被定義屬於第二虛擬網域，而第三連接埠P,3被定義屬於第一虛擬網域及第三虛擬網域。如此一來，當一個被定義為第三虛擬網域的廣播數據由第二連接埠Pu進入，則第一網絡裝置31即將該廣播數據傳送至該第三連接埠P13;當一個被定義為第二虛擬網域的廣播數據由第三連接埠Pu進入，則第一網絡裝置31即將該廣播數據傳送至該第一連接埠Pu及該第二連接埠P12。因此，於本實施例中，若將該單向環形乙太網系統3中除了該第一網絡裝置31的該第三連接埠P，；以及該第三網絡裝置33的該第一連接埠P3的外的連接埠定義為屬於該第一虛擬網域，而將與該第一網絡裝置31的該第二連接埠P^連接的外圍電子裝置所發出的數據亦定義為屬於第一虛擬網域。如此一來，屬於該第一虛擬網域的數據即會被傳送至該第二網絡裝置32及該第三網絡裝置33，以及與該第二網絡裝置32及該第三網絡裝置33連接的外圍電子裝置，但不會由該第三網絡裝置33再傳送至該第一網絡裝置31。換句話說，屬於第一虛擬網域的數據將不會於單向環形乙太網系統3中產生信息風暴。為使避免信息風暴產生的方法更為清楚，以下將以一實例詳細說明。首先說明的是，由該第一網絡裝置31的該第二連接埠P,2進入的數據，被該第一網絡裝置31附加一第一虛擬網域的識別碼；由該第'二網絡裝置32的該第二連接埠P22進入的數據，被該第二網絡裝置32附加一第二虛擬網域的識別碼；由該第三網絡裝置33的該第二連接埠P32進入的數據，被該第三網絡裝置3附加一第三虛擬網域的識別碼。於本實施例中，若該第一網絡裝置31的該第一連接埠P，,被定義為屬於第一虛擬網域及第三虛擬網域，該第三連接埠P"皮定義為屬於第二虛擬網域及第三虛擬網域；該第二網絡裝置32的該第一連接埠P^被定義為屬於第一虛擬網域及第二虛擬網域，該第三連接埠Pn被定義為屬於第一虛擬網域及第三虛擬網域；該第三網絡裝置33的該第一連接埠P"皮定義為屬於第二虛擬網域及第三虛擬網域，該第三連接埠P"被定義為屬於第一虛擬網域及第二虛擬網域；各網絡裝置31、32、33的該多個第二i接埠P12、Pn、P32皆被定義為屬於第一虛擬網域、第二虛擬網域及第三虛擬網域。如此，在單向環形乙太網系統中所傳遞的數據，亦可避免信息風暴的產生。以上，以具有三個網絡裝置的單向環形乙太網系統為例說明，當然，單向環形乙太網系統可具有更多的網絡裝置以適應實際的網絡系統設計。以下，請參照圖7及上述實施例，以說明依據本發明較佳實施例的單向環形乙太網系統的控制方法。其中單向環形乙太網系統如上述實施例由該第一網絡裝置31、該第二網絡裝置32及該第三網絡裝置33配合應用，如圖6所示，該單向環形乙太網系統的控制方法包括步驟SOl至步驟S04。步驟S01由該第一網絡裝置31發送該數據Dl至該第二網絡裝置32;步驟S02由該第二網絡裝置32將該數據D1發送至該第三網絡裝置33;步驟S03由該第三網絡裝置33將該數據Dl發送至該第一網絡裝置31;'步驟S04由該第一網絡裝置31終止發送該數據Dl。其中，詳細的控制方法已於上述實施例中詳細說明其作動，故於此不再多加贅述。綜上所述，因依據本發明的一種單向環形乙太網系統及其控制方法，於各網絡裝置中僅需使用一個接收單元及一個發送單元，換句話說，每一網絡裝置僅需一個收發器即可，因此可應用於較單純的網絡(例如家用網絡或車用網絡)中。另外，相較於公知技術，本發明的該單向環形乙太網系統可大幅減少收發器的使用數量，當該系統中的該網絡裝置越多時，將可大幅地降低乙太網系統的結構成本。以上所述僅為舉例性，而非為限制性的。任何未脫離本發明的精神與範疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包括於後附的權利要求範的範圍中。權利要求1、一種單向環形乙太網系統，包括一第一網絡裝置，具有一第一接收單元及一第一發送單元；一第二網絡裝置，具有一第二接收單元及一第二發送單元，該第二接收單元與該第一網絡裝置的該第一發送單元電連接；以及一第三網絡裝置，具有一第三接收單元及一第三發送單元，該第三接收單元與該第二網絡裝置的該第二發送單元電連接，該第三發送單元與該第一網絡裝置的該第一接收單元電連接。2、如權利要求1所述的乙太網系統，其中該第一、第二或第三發送單元以一光纖電纜或一RJ金屬線，而與該第二、第三或第一接收單元電連接。3、如權利要求1所述的乙太網系統，其中該第一、第二或第三接收單元及該第一、第二或第三發送單元構成一第一、第二或第三收發器或一第一、第二或第三光纖收發器。4、如權利要求1所述的乙太網系統，其中該第一網絡裝置、該第二網絡裝置或該第三網絡裝置，還具有一切換單元，其具有一第一連接埠、一第二連接埠及一第三連接埠，且各連接埠具有一接收端及一發送端。5、如權利要求4所述的乙太網系統，其中該切換單元的該第一連接埠與該第一網絡裝置的該第一接收單元及該第一發送單元電連接。6、如權利要求5所述的乙太網系統，其中該切換單元的該第二連接埠與一電子裝置電連接。7、如權利要求6所述的乙太網系統，其中該切換單元的該第三連接埠的該接收端及該發送端相互電連接。8、如權利要求7所述的乙太網系統，其中該第一網絡裝置的該第三連接埠與該第三網絡裝置的該第一連接埠定義為屬於同一虛擬網域、該第二網絡裝置的該第三連接埠與該第一網絡裝置的該第一連接埠定義為屬於同一虛擬網域或該第三網絡裝置的該第三連接埠與該第二網絡裝置的該第一連接埠定義為屬於同一虛擬網域。9、如權利要求1所述的乙太網系統，其中該第一網絡裝置、該第二網絡裝置或該第三網絡裝置還包括一判斷單元、一微處理器或一邏輯門陣列，其與該第一接收單元、該第二接收單元或該第三接收單元電連接。10、如權利要求9所迷的乙太網系統，其中每一判斷單元判斷在該乙太網系統中傳輸的一數據中的一識別碼或一虛擬網域識別碼。11、一種單向環形乙太網系統的控制方法，其由一第一網絡裝置、一第二網絡裝置及一第三網絡裝置配合應用，其中各網絡裝置具有一切換單元，而該切換單元具有一第一連接埠、一第二連接埠及一第三連接埠，且各連接埠具有一接收端及一發送端，該第三連接埠的該接收端及該發送端相互電連接，該控制方法包括由該第一網絡裝置發送一數據至該第二網絡裝置；以及將該數據經由該第二網絡裝置的該切換單元的該第三連接埠，並由該第二網絡裝置將該數據發送至該第三網絡裝置。12、如權利要求11所述的控制方法，還包括將該數據經由該第三網絡裝置的該切換單元的該第三連接埠，並由該第三網絡裝置將該數據發送至該第一網絡裝置。13、如權利要求12所述的控制方法，其中該第一或第三網絡裝置終止發送該數據。14、如權利要求13所述的控制方法，其中該數據由該第一或第三網絡裝置的一判斷單元判斷後，由該第一或第三網絡裝置終止發送該數據。15、如權利要求14所述的控制方法，其中該判斷單元判^該數據中的一識別碼或一虛擬網i或識別碼。16、如權利要求ll所述的控制方法，其中該數據由該第一網絡裝置定義為屬於一第一虛擬網域。17、如權利要求11所述的控制方法，還包含定義該第一網絡裝置的該切換單元的該第一連接埠為屬於一第一虛擬網域及一第三虛擬網域；定義該第二網絡裝置的該切換單元的該第一連接埠為屬於該第一虛擬網域及一第二虛擬網域；以及定義該第三網絡裝置的該切換單元的該第一連接埠為屬於該第二虛擬網域及該第三虛擬網域。18、如權利要求11所述的控制方法，其還包含分別定義^第一網絡裝置、該第二網絡裝置及該第三網絡裝置的該切換單元的該第二連接埠為屬於一第一虛擬網域、一第二虛擬網域及一第三虛擬網域。19、如權利要求11所述的控制方法，其還包含定義該第一網絡裝置的該切換單元的該第三連接埠為屬於一第二虛擬網域及一第三虛擬網域；定義該第二網絡裝置的該切換單元的該第三連接埠為屬於一第一虛擬網域及該第三虛擬網域；以及定義該第三網絡裝置的該切換單元的該第三連接埠為屬於該第一虛擬網域及該第二虛擬網域。20、一種單向環狀乙太網系統的控制方法，其由一第一，絡裝置、一第二網絡裝置及一第三網絡裝置配合應用，該控制方法包括由該第一網絡裝置發送一數據至該第二網絡裝置；由該第二網絡裝置將該數據發送至該第三網絡裝置；由該第三網絡裝置將該數據傳送至該第一網絡裝置；以及該第一網絡裝置終止發送該數據。全文摘要一種單向環形乙太網系統包括一第一網絡裝置、一第二網絡裝置及一第三網絡裝置。該第一網絡裝置具有一第一接收單元及一第一發送單元；該第二網絡裝置具有一第二接收單元及一第二發送單元，且該第二接收單元與該第一網絡裝置的該第一發送單元電連接；該第三網絡裝置具有一第三接收單元及一第三發送單元，且該第三接收單元與該第二網絡裝置的該第二發送單元電連接，而該第三發送單元與該第一網絡裝置的該第一接收單元電連接。本發明還公開一種單向環形乙太網系統的控制方法。文檔編號H04L29/02GK101123562SQ20061011010公開日2008年2月13日申請日期2006年8月8日優先權日2006年8月8日發明者陳致曉申請人:臺達電子工業股份有限公司