[發明專利]容錯網絡交換機

有效

• 申請號: 201010567785.2
• 申請日: 2010-12-01
• 公開（公告）號: CN101984610A
• 公開（公告）日: 2011-03-09
• 發明（設計）人: 楊國文;何鋒;向劍喜
• 申請（專利權）人: 卓越信通電子（北京）有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L12/24;H04L1/22;H04L12/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一類網絡交換設備，特別是指一種采用以太網，光纖，異步傳輸模式以及其它網絡技術的可容錯的網絡交換機。

背景技術

眾所周知，網絡交換機可以為網絡終端例如計算機，打印機，服務器等兩兩之間相互通信提供獨立的信道，提高網絡的通信能力，這種方式要優于網絡中所有設備接收所有數據包來進行通信。

網絡交換機通過交換技術使網絡上的設備可以采用獨立的信道相互通信，相對于采用非交換技術、工作在OSI物理層的網絡設備如集線器HUB，交換技術可提供更高的網絡通信的帶寬。

網絡交換機一般提供固定的端口數量(4～64個)，每個端口可連接一個獨立的網段。由于每個網段都共享同一個接入，因而每個網段中的設備越少就越有利于實際使用。而當有更多的設備要接入網絡中時，一般就需要接入多個交換機。通常情況下，為滿足更多數量的設備接入，采用交換機集聯的方式要比只增加交換機端口的方式更能提高網絡的性能。

當采用上述交換機集聯的方式時，單臺網絡交換機將成為網絡故障點。舉個例子，網絡中的一臺交換機出現故障，那么在它上面連接的網絡終端將無法接入網絡，除非更換此故障交換機。網絡交換機一般都包含裝有邏輯電路的印刷電路板、電源等板卡組件，當中每一個組件的故障都會導致交換機停止工作。這些所謂的網絡中的單點故障會影響網絡傳輸，造成極大的損失，因此提高交換機的可靠性變得尤其重要。

目前許多可以提高可靠性的技術已經應用到網絡交換機中，提供關鍵部件冗余是其中一種常用的方法，用于克服一些單點故障引起的問題。例如網絡交換機提供雙路電源、冷卻系統、環回鏈路等冗余技術，當正在工作的部件出現故障時，備用部件將自動啟動確保交換機的工作不間斷。當然這種方式也存在一個顯著的缺點，即設備為冗余部件增加了成本，但并未提高性能，例如冗余電源，會增加第二塊幾乎用不到的電源模塊以及在故障電源和備用電源之間切換的電路兩方面的成本，而要交換機在不間斷工作的前提下替換故障的部件也增加了成本和操作上的復雜性。此類冗余由于代價太高，除了在為確保可靠性而不計成本的場合以外都不建議采用。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的缺陷或不足，提供一種容錯的網絡交換機以克服網絡中的單點故障，本發明是一種提高網絡設備可靠性的高性價比解決方案。

本發明的特定目標是提供一種容錯網絡交換機，包含兩個以上的交換單元和一個高可靠(無單點故障)的互聯單元，在正常工作狀態下兩個交換單元都處理網絡數據包，若其中一個交換單元發生故障，則另一交換單元將承擔所有工作以確保工作不間斷，代價是可能會降低一些性能。發生故障的交換單元可以被更換且更換后網絡可恢復原狀，更換不會影響另一個工作中的交換單元或網絡連接。

容錯交換機的一個重要優勢是用一個適度的價格提供經濟型的不間斷網絡容錯服務方案，無論小型還是大型的網絡都可以采用這種方案。與常規的容錯方式不同的是，容錯交換機所有的交換機組件在正常情況下都是工作的。

本發明的一個特征是一臺容錯交換機包含了兩個或兩個以上的交換單元，每個交換單元包含一定數量的網絡接口以及一個至少提供2個接口，用來連接交換單元的集線器，每個交換單元通過這個集線器上的端口連接到互聯單元。

本發明的一個特征是一臺容錯交換機包含一個帶有多網口的第一交換控制器，一個與第一交換控制器的端口相連的第一集線器和一組與第一集線器互聯的獨立網絡接口，這些網絡接口有兩種狀態：正常狀態下一個網絡接口與第一集線器互聯，另一種狀態下有兩個或多個接口與第一集線器互聯。一臺容錯交換機還包括一個帶有多網口的第二交換控制器，一個與第二交換控制器的端口相連的第二集線器和一組與第二集線器互聯的獨立網絡接口，這些網絡接口有兩種狀態：正常狀態下一個網絡接口與第二集線器互聯，另一種狀態下有兩個或多個接口與第二集線器互聯。此外一臺容錯交換機還包括一組網絡連接器，每個連接器與網絡接口平行連接，把每一組主、第二集線器聯結起來。

本發明的一個特征是每一個交換單元包含一個故障監測器用來監控交換單元的工作狀況，當本交換單元發生故障時立刻將故障狀態轉告另一個交換單元的故障監測器。

本發明的一個特征是一個交換單元的故障監測器所發送的狀態信息可以用來更改本交換單元的獨立連接端口的狀態。