一種實現兩種網絡分組切換的方法及網絡裝置的製作方法

2023-05-20 11:29:51 3

專利名稱：一種實現兩種網絡分組切換的方法及網絡裝置的製作方法
技術領域：
本發明提供一種實現兩種網絡分組切換的方法，同時還公開了與該方法相適應的 裝置，實現在兩種網絡結構間進行分組或群組切換的網絡裝置，屬於計算機網絡通信 技術領域。
背景技術：
傳統方法將網絡線纜在內、外網絡設備間進行跳接，佔用插拔網線及網絡設備自 協商時間，頻繁跳接網線易產生瞬間高電壓，易擊穿網絡設備，網絡設備網絡接口部 件產生磨損，情況均會影響網絡設備使用壽命及工作性能。
目前各個網絡設備製造商針對網絡拓撲切換技術，主要向兩種切換模式
(1) .基於單個臺式計算機為應用單元，需要佔用計算機主板上一條外圍部件互連插槽
(PCI)，安裝一塊網絡切換卡，在計算機Windows作業系統平臺下安裝相應集成驅動 及操作軟體，每操作一次實現內、外2種網絡切換。應用操作繁瑣，驅動及操作軟體
受限於Windows常規版本。教學應用不易管理，維護工作量大，無法準確保證實驗質
旦 裡。
可攜式計算機由於受體積及機器內部空間受限，無法應用此方法實施網絡切換；
(2) .基於繼電器技術，實現對網絡集中管理及控制，無需外圍軟體驅動及控制操作，基 本實現集中化、自動化網絡切換。產品存在不足主要集中表現在繼電器架構原理為閘 刀開關工作切換模式，設備切換有噪聲且耗電，由於使用電子元器件為機械構造，產 品整體使用壽命及產品生命周期相對較短；
依據上述兩種類型產品，在實現應用中存在諸多不足，尤其在網絡教學實驗過程 中既要考慮能提供多種教學平臺系統共存機制，實現操作簡單、環保、低功耗等需求， 發明網絡分組切換裝置。根據開發需求，在保證正常通信狀態下，支持4組獨立在兩 種網絡結構間進行分組模式切換或群組模式切換，每小組支持6臺計算機(即每個切 換單元支持2臺計算機，左數每3個切換單元為1個小組)，共4個小組(24臺計算機)， 在2種網絡間瞬間動態切換，響應時間快捷特點。

發明內容
本發明公開一種實現兩種網絡分組切換的方法，實現在兩種網絡結構間進行分組 模式或群組切換。
本發明還公開了與該方法相適應的裝置，解決了傳統方法網絡分組切換時，頻繁 跳接網線易擊穿網絡設備，磨損較大，影響網絡設備使用壽命及工作性能問題。
一種實現兩種網絡分組切換的方法，其特徵在於計算機終端通過網絡隔離變壓 器與網絡切換晶片連接，網絡切換晶片受控於控制單元的控制信號進行切換，實現計 算機終端與內部網絡或外部網絡構成網絡通道；
在控制單元中由切換按鍵、撥碼開關向微處理器輸入控制信號，觸發其鎖存晶片 發出控制信號給網絡切換晶片工作狀態。
一種實現兩種網絡分組切換裝置，其特徵在於由N個切換單元及1個控制單元 組成，在每個切換單元中，計算機終端通過網絡隔離變壓器與網絡切換晶片連接，網 絡切換晶片分別通過網絡隔離變壓器與內部網絡或外部網絡連接構成網絡通道；
控制單元由微處理器、切換按鍵、撥碼開關、鎖存晶片及拓撲指示燈構成，切換 按鍵、撥碼開關接微處理器的信號輸入端，微處理器信號輸出端向鎖存晶片的觸發端 發送控制信號，鎖存晶片信號輸出端分別與切換單元的網絡切換晶片控制端及控制單 元拓撲指示燈接口連接，輸出其同步控制信號，控制各單元工作狀態。
所述的分組切換裝置，其網絡接口特徵在於切換單元物理層晶片輸入端與網絡 切換晶片採用控制總線連接，物理層晶片的輸出端分別與內部網絡、外部網絡及計算 機終端的網絡接口燈連接，接收網絡切換晶片數據報文信號，進行信號迴環處理，分 別發送至各網絡接口燈。
所述的分組切換裝置，其分組切換特徵在於裝置實現4組彼此獨立在兩種網絡 通道切換，每小組支持6臺計算機，共24臺計算機。控制單元小組切換按鍵向微處理 器輸入控制信號，觸發鎖存晶片發出控制信號給切換單元網絡切換晶片。網絡切換芯 片分別通過網絡隔離變壓器與內部網絡或外部網絡連接構成網絡通道。
所述的分組切換裝置，其分組模式或群組模式特徵在於控制單元撥碼開關向微 處理器輸入工作模式狀態信號。
分組模式狀態控制單元小組切換按鍵觸發鎖存晶片發出控制信號給切換單元網 絡切換晶片，網絡切換晶片分別通過同內部網絡或外部網絡隔離變壓器構成網絡通道， 實現分組切換；群組模式狀態控制單元任意切換按鍵觸發鎖存晶片發出控制信號給切換單元網 絡切換晶片，網絡切換晶片分別通過同內部網絡或外部網絡隔離變壓器構成網絡通道， 實現各切換單元同步切換。
具體工作過程
(1) .網絡連接工作狀態
網絡切換晶片3控制接口受控制單元高、低電平信號的響應，各小組切換單元處 於內部網絡或外部網絡通信狀態。
計算機終端採用網線介質與網絡接口1連接，網絡隔離變壓器2接收網絡信號，
進行信噪濾波處理髮送至網絡切換晶片3，網絡切換晶片接收網絡信號進行處理，轉發 至內部網絡4或外部網絡14的網絡隔離變壓器，同步將網絡信號發送至物理層晶片6。
網絡隔離變壓器4\14接收接網絡信號，通過網絡接口輸出至內部網絡5或外部網 絡連接13的通信設備；
物理層晶片輸入端接收網絡切換晶片發送的網絡信號，對網絡信號進行迴環處理， 輸出指示燈控制信號分別發送至內部網絡7或外部網絡15及計算機終端8的網絡接口 流量燈。
內部網絡或外部網絡接口發送網絡信號至計算機終端接口，同理所述。
(2) .分組切換工作狀態
控制單元小組切換按鍵9向微處理器10的Pl組引腳輸入控制信號，微處理器P0 或P2組引腳分別向鎖存晶片11的D組引腳發送控制指令，觸發鎖存晶片Q組引腳分 別發出指令給對應切換單元網絡切換晶片及對應切換單元的拓撲指示燈12。
切換單元網絡切換晶片控制接口受高、低電平信號的響應，切換網絡處於內部網
絡或外部網絡通信狀態。網絡信號轉發處理同上述(l)網絡連接工作狀態所述。
控制單元各小組拓撲指示燈受鎖存晶片Q組引腳高、低電平信號的響應，指示燈
以紅色代表小組切換單元處於內部網絡，或以綠色代表小組切換單元處於外部網絡。 (3).裝置群組切換工作狀態-
裝置實現分組模式或群組模式動態切換的功能。撥碼開關16置位分組模式，向微
處理器輸入控制信號，微處理器等待切換按鍵操作，切換單元小組切換按鍵操作信號
處理同上述(2)分組切換工作狀態，網絡信號轉發處理同上述(l)網絡連接工作狀態所述。
撥碼開關置位群組模式，向微處器輸入控制信號，微處理器等待任意切換按鍵操作，控制單元切換按鍵向微處理器輸入控制信號，微處理器接收切換控制信號，處理 各切換單元小組的內部網絡或外部網絡通信狀態，同切換控制信號拓撲結構一致，微 處理器P0及P2組引腳分別向各鎖存晶片D組引腳發送同一種控制指令，各鎖存晶片
Q組引腳分別發出指令給各切換單元網絡切換晶片，即而實現群組切換工作狀態。網
絡信號轉發處理同上述(l)網絡連接工作狀態所述。
本發明與現有網絡切換裝置相比具有以下優點-
本發明不採用繼電器技術，應用物理層晶片、切換晶片，結合單板機控制技術， 形成以集成電路晶片為主的數位化電路設計方案，在教學實驗中的頻繁跳接網線，保 證了實驗效率及準確率。每個實驗小組獨立切換或具有單臺裝置同步群組切換功能， 滿足信息安全功能需要，對網絡智能化隔離，且減少網絡設備磨損，為實驗室構建多 種網絡教學平臺，方便以學習小組形勢組建教學實驗環境對網絡拓撲結構自動化、分 組切換、群組同步切換功能的諸多需求。
網絡分組切換裝置在保證正常通信狀態下，支持4組獨立在兩種網絡結構間進行 分組切換或群組切換，每小組支持6臺計算機(即每個切換單元支持2臺計算機，左 數每3個切換單元為1個小組)，共4個小組(24臺計算機)，在2種網絡間瞬間動態 切換，響應時間快捷特點。


圖l為本發明原理框圖。
具體實施方式
實施例1
根據圖1所示，由12個切換單元及1個控制單元組成，在每個切換單元中，計算 機終端通過網絡隔離變壓器2 (型號13F-2003NL)與網絡切換晶片3 (型號 MAX4892ETX)連接，網絡切換晶片3分別通過網絡隔離變壓器4、 14 (型號 13F-2003NL)與內部網絡或外部網絡連接構成網絡通道；
物理層晶片6 (型號RTL8208BF)的輸入端與網絡切換晶片3採用控制總線連接， 物理層晶片6的輸出端分別與內部網絡、外部網絡及計算機終埠燈連接，接收網絡 切換晶片3數據報文觸發信號，進行信號迴環處理，分別發送至各網絡埠燈。
控制單元由微處理器(型號AT89LS52)、切換按鍵、撥碼開關、鎖存晶片(型號 74HC574N)及拓撲指示燈12構成，切換按鍵9、撥碼開關16接微處理器的信號輸入 端，輸入控制信號，微處理器的信號輸出端接鎖存晶片的觸發端，鎖存晶片的信號輸出端與切換單元的網絡切換晶片信號控制端連接，控制其工作狀態。
撥碼開關通過控制總線連接微處理器控制接口，微處理器接收撥碼開關閉合信號，
向鎖存晶片發出相應指令，實現分組狀態工作模式或群組狀態工作模式。
分組模式每小組支持6臺計算機(即每個切換單元支持2臺計算機，左數每3
個切換單元為l個小組)，共4個小組(24臺計算機)，分別通過對應小組別切換按鍵 操作，在2種網絡間瞬間動態切換；
群組模式按任意切換鍵操作實現裝置同步進行內、外切換；
通過對撥碼開關位置操作，微處理器實時動態識別裝置處於何種控制模式，便於 對切換按鍵操作，實現內、外切換。
權利要求
1、一種實現兩種網絡分組切換的方法，其特徵在於計算機終端通過網絡隔離變壓器與網絡切換晶片連接，網絡切換晶片受控於控制單元的控制信號進行切換，實現計算機終端與內部網絡或外部網絡構成網絡通道；在控制單元中由切換按鍵、撥碼開關向微處理器輸入控制信號，觸發其鎖存晶片發出控制信號給網絡切換晶片工作狀態。
2、 一種實現兩種網絡分組切換裝置，其特徵在於由N個切換單元 及l個控制單元組成，在每個切換單元中，計算機終端通過網絡隔離變壓 器與網絡切換晶片連接，網絡切換晶片分別通過網絡隔離變壓器與內部網 絡或外部網絡連接構成網絡通道；控制單元由微處理器、切換按鍵、撥碼開關、鎖存晶片及拓撲指示燈 構成，切換按鍵、撥碼開關接微處理器的信號輸入端，微處理器信號輸出 端向鎖存晶片的觸發端發送控制信號，鎖存晶片信號輸出端分別與切換單 元的網絡切換晶片控制端及控制單元拓撲指示燈接口連接，輸出其同步控 制信號，控制各單元工作狀態。
3、 權利要求2所述的兩種網絡分組切換裝置，其網絡接口特徵在於 切換單元物理層晶片輸入端與網絡切換晶片採用控制總線連接，物理層芯 片的輸出端分別與內部網絡、外部網絡及計算機終端的網絡接口燈連接， 接收網絡切換晶片數據報文信號，進行信號迴環處理，分別發送至各網絡 接口燈。
4、 權利要求2所述的兩種網絡分組切換裝置，其分組切換特徵在於 裝置實現4組彼此獨立在兩種網絡通道切換，每小組支持6臺計算機，共24臺計算機。控制單元小組切換按鍵向微處理器輸入控制信號，觸發鎖存 晶片發出控制信號給切換單元網絡切換晶片。網絡切換晶片分別通過網絡 隔離變壓器與內部網絡或外部網絡連接構成網絡通道。
5、權利要求2所述的兩種網絡分組切換裝置，其分組模式或群組模式特徵在於控制單元撥碼開關向微處理器輸入工作模式狀態信號。分組模式狀態控制單元小組切換按鍵觸發鎖存晶片發出控制信號給切換單元網絡切換晶片，網絡切換晶片分別通過同內部網絡或外部網絡隔離變壓器構成網絡通道，實現分組切換；群組模式狀態控制單元任意切換按鍵觸發鎖存晶片發出控制信號給切換單元網絡切換晶片，網絡切換晶片分別通過同內部網絡或外部網絡隔離變壓器構成網絡通道，實現各切換單元同步切換。
全文摘要
本發明公開一種實現兩種網絡分組切換的方法及網絡裝置，計算機終端通過網絡隔離變壓器與網絡切換晶片連接，網絡切換晶片受控於控制單元的控制信號進行切換，實現計算機終端與內部網絡或外部網絡構成網絡通道；在控制單元中由切換按鍵、撥碼開關向微處理器輸入控制信號，觸發其鎖存晶片發出控制信號給網絡切換晶片工作狀態。本發明不採用繼電器技術，應用物理層晶片、切換晶片，結合單板機控制技術，形成以集成電路晶片為主的數位化電路設計方案，在教學實驗中的頻繁跳接網線，保證了實驗效率及準確率。
文檔編號H04L12/24GK101420373SQ200810051440
公開日2009年4月29日 申請日期2008年11月19日 優先權日2008年11月19日
發明者尚中飛, 張洪海, 李少鋒, 王萬宇, 王陳章, 蔣一川, 郭東偉 申請人:吉林中軟吉大信息技術有限公司