CN104333477B - 一种旁路控制方法、***及网络设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种旁路控制方法、***及网络设备。所述旁路控制方法包括：监控***状态是否出现异常；当所述***状态出现异常时，采用驱动电路驱动继电器控制交换端口切换到旁路状态。所述旁路控制***包括：***监控模块，包括一个或多个监测单元，用于监控***状态是否出现异常，当任一所述监测单元监测到***状态异常时，输出旁路控制信号；旁路切换模块，与所述***监控模块相连，用于当接收到所述旁路控制信号时，采用驱动电路驱动继电器控制交换端口切换到旁路状态。本发明的技术方案大大降低了旁路的设计难度与复杂度，更好的解决了网络设备单点故障问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种网络技术，特别是涉及一种旁路控制方法、***及网络设备。
背景技术
网络安全设备一般都是应用在两个或更多的网络之间，比如内网和外网之间，网络安全设备内的应用程序会对通过他的网络封包来进行分析，以判断是否有威胁存在，处理完后再按照一定的路由规则将封包转发出去，而如果这台网络安全设备出现了故障，比如断电或死机后，那连接在这台设备上的所有网段也就彼此失去了联系，这个时候如果要求各个网络彼此还需要处于连通状态，那么就必须采用BYPASS(旁路)。BYPASS(旁路)，就是可以通过特定的触发状态(断电或死机)让两个网络不通过网络安全设备的***，而直接物理上导通，所以有了BYPASS后，当网络安全设备故障以后，还可以让连接在这台设备上的网络相互导通，当然这个时候这台网络设备也就不会再对网络中的封包做处理了。
当网路设备故障时，通过旁路(BYPASS)技术，主机能自动接通网络原有链路，保证网络正常工作。BYPASS的工作原理简述：如图1所示为普通的网路交换设备，端口1、2分别连接至WAN、LAN交换网络交换机。所有正常的LAN<－>WAN业务流都会经过核心交换机MAC/PHY(媒体接入控制/物理层)芯片进行转发控制。当核心网络出现故障时，为了保证LAN<－>WAN业务流不出现长时间中断，需要启动BYPASS动作，即端口业务流绕过MAC/PHY控制芯片直接转发，使的LAN、WAN直接互通，如图2所示。
但现有的BYPASS控制技术比较复杂，除了底层的硬件设计，很多都辅以软件控制实现，设计难度和复杂度都比较高。鉴于此，如何降低旁路的设计难度与复杂度，更好的解决网络设备单点故障问题成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种旁路控制方法、***及网络设备，用于解决现有技术中用于解决网络设备单点故障的旁路的设计难度与复杂度高的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种旁路控制方法，所述旁路控制方法包括：监控***状态是否出现异常；当所述***状态出现异常时，采用驱动电路驱动继电器控制交换端口切换到旁路状态。
可选地，所述***状态异常包括：***工作温度超出预设的温度范围或/和关键电路电压 超出预设的电压范围。
可选地，所述驱动电路包括光耦。
可选地，所述旁路控制方法还包括：当监控到***状态恢复正常时，采用驱动电路驱动所述继电器控制所述交换端口切换回正常状态。
本发明还提供一种旁路控制***，所述旁路控制***包括：***监控模块，包括一个或多个监测单元，用于监控***状态是否出现异常，当任一所述监测单元监测到***状态异常时，输出旁路控制信号；旁路切换模块，与所述***监控模块相连，用于当接收到所述旁路控制信号时，采用驱动电路驱动继电器控制交换端口切换到旁路状态。
可选地，所述***监控模块还用于当监测到***状态从异常恢复到正常时，输出正常控制信号；所述旁路切换模块还用于当接收到正常控制信号时，采用驱动电路驱动继电器控制交换端口切换到正常状态。
可选地，所述监测单元包括：温度监控单元及电压监控单元中的任一种，所述温度监控单元用于监测***工作温度，当***工作温度超出预设的温度范围，表明***状态异常；所述电压监控单元用于监测关键电路电压，当所述关键电路电压超出预设的电压范围时，表明***状态异常。
可选地，所述温度监控单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、热敏电阻R5，以及电压比较器U1、电压比较器U2；其中，所述电阻R1与所述电阻R4的一端与VCC相连，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2以及所述电压比较器U1的正输入端相连，所述电阻R2的另一端与所述电阻R3以及所述电压比较器U2的负输入端相连，所述电阻R3的另一端接地，所述电阻R4的另一端与所述热敏电阻R5以及所述电压比较器U1的负输入端、所述电压比较器U2的正输入端相连；所述热敏电阻R5的另一端接地。
可选地，所述电压监控单元包括电阻R6、电阻R7、电阻R8，以及电压比较器U3、稳压管D1，其中，所述电阻R6的一端与VCC相连，所述电阻R6的另一端与所述稳压管D1的阴极以及所述比较电压器U3的正输入端相连；所述电阻R7的一端与所述关键电路电压相连，所述电阻R7的另一端与所述电阻R8以及所述比较电压器U3的负输入端相连；所述电阻R8的另一端接地；所述稳压管D1的阳极接地。
可选地，所述旁路切换模块的所述驱动电路包括光耦。
可选地，所述旁路切换模块的所述交换端口包括隔离变压器、继电器以及RJ45接口，所述继电器与所述隔离变压器以及所述RJ45接口相连，当所述继电器关闭时，控制交换端口切换到旁路状态；当所述继电器开启时，控制交换端口切换到正常状态。
本发明还包括一种网络设备，所述网络设备包括上述旁路控制***。
如上所述，本发明的一种旁路控制方法、***及网络设备，具有以下有益效果：本发明的方案为纯硬件设计方案，且硬件设计技术难度较低。本发明的技术方案大大降低了旁路的设计难度与复杂度，更好的解决了网络设备单点故障问题。
附图说明
图1显示为现有技术中的网络设备正常工作状态示意图。
图2显示为现有技术中的网络设备旁路工作状态示意图。
图3显示为本发明的一种旁路控制方法的一实施例的方法示意图。
图4显示为本发明的一种旁路控制***的一实施例的模块示意图。
图5显示为本发明的一种旁路控制***的一实施例的模块示意图。
图6显示为本发明的一种旁路控制***的一实施例的部分电路示意图。
图7显示为本发明的一种旁路控制***的一实施例的部分电路示意图。
图8显示为本发明的一种旁路控制***的一实施例的部分电路示意图。
图9显示为本发明的一种旁路控制***的一实施例的部分电路示意图。
图10显示为本发明的一种旁路控制***的一实施例的部分电路示意图。
图11显示为本发明的一种旁路控制***的一实施例的部分电路示意图。
图12显示为本发明的一种旁路控制***的一实施例的部分电路示意图。
元件标号说明
1 旁路控制***
11 ***监控模块
12 旁路切换模块
S1～S2 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式 中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种旁路控制方法。在一个实施例中，如图3所示，所述旁路控制方法包括：
步骤S1，监控***状态是否出现异常。具体地，所述***状态异常包括：***工作温度超出预设的温度范围或/和关键电路电压超出预设的电压范围。
步骤S2，当所述***状态出现异常时，采用驱动电路驱动继电器控制交换端口切换到旁路状态。在一个实施例中，当关键器件温度过高(超出告警温度)时，数字逻辑控制驱动电路模块开启BYPASS功能；当关键电路电压值低于设定阀值时，数字逻辑控制驱动电路模块开启BYPASS功能。在一个实施例中，所述驱动电路包括光耦。采用光耦开关对继电器进行驱动控制。可编程逻辑器件输出信号控制光耦开关驱动继电器的开启和闭合。
在一个实施例中，所述旁路控制方法还包括：当监控到***状态恢复正常时，采用驱动电路驱动所述继电器控制所述交换端口切换回正常状态。在一个实施例中，所述***恢复正常是指：***工作温度在预设的温度范围，且关键电路电压也在预设的电压范围内。当检测温度、电压值恢复正常时，交换端口从BYPASS状态恢复到正常业务交换状态。
本发明还提供一种旁路控制***。在一个实施例中，如图4所示，所述旁路控制***1包括***监控模块11以及旁路切换模块12。其中：
***监控模块11包括一个或多个监测单元，用于监控***状态是否出现异常，当任一所述监测单元监测到***状态异常时，输出旁路控制信号。在一个实施例中，所述***监控模块11还用于当监测到***状态从异常恢复到正常时，输出正常控制信号。在一个实施例中，所述监测单元包括：温度监控单元及电压监控单元中的任一种，所述温度监控单元用于监测***工作温度，当***工作温度超出预设的温度范围，表明***状态异常；所述电压监控单元用于监测关键电路电压，当所述关键电路电压超出预设的电压范围时，表明***状态异常。在一个实施例中，如图5所示，所述***监控模块11包括温度监控单元、电压监控单元以及数字逻辑控制单元。其中，数据逻辑控制单元与所述温度监控单元以及电压监控单元相连，接收所述温度监控单元以及电压监控单元发出的***状态信号。
在一个实施例中，如图6所示，所述温度监控单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、热敏电阻R5，以及电压比较器U1、电压比较器U2；其中，所述电阻R1与所述电阻R4的一端与VCC相连，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2以及所述电压比较器U1的正输入端相连，所述电阻R2的另一端与所述电阻R3以及所述电压比较器U2的负输入端相连，所述电阻R3的另一端接地，所述电阻R4的另一端与所述热敏电阻R5以及所述电压比较器 U1的负输入端、所述电压比较器U2的正输入端相连；所述热敏电阻R5的另一端接地。
其中，R1、R2、R3、R4都是分压电阻，其阻值的选择取决于电压比较器阀值电压大小。R5是具有负温度系数的热敏电阻，其阻值变化与温度变化关系密切，温度值越低其电阻就越大。假设检测温度为t,温度范围为[T0,T1]，那么在t＝[T0,T1],R5对应的阻值范围为[Rmin,Rmax]，当R5＝Rmin,由此确定U2门限电压VL；当R5＝Rmax，由此确定U1门限电压VH；窗口比较器输入电压Ui＝[R5/(R4+R5)]*VCC,假设R4阻值已知，那么根据不同温度下R5的阻值可以得到Ui的范围为[VL,VH]。根据阀值电压VL，VH，以及R1的阻值、电流值可以确定R2、R3的阻值。当温度t＝[T0,T1]时，依据电压比较器的特性，输出端电平Vtemp＝L(低电平)；当温度t>T1,或者t<T0时，依据电压比较器的特性，输出端电平Vtemp＝H(高电平)。因此，R5温度值的变化经电压比较器输出后，已经转化为输出端高低电平的变化。假设温度监控的范围为20～100度，那么在温度高于100度或者低于20度时候，输出端Vtemp将输出高电平。设计中将热敏电阻安放在主板核心位置，譬如靠近MAC/PHY芯片等，用于实时监控温度变化。
在一个实施例中，如图7所示，所述电压监控单元包括电阻R6、电阻R7、电阻R8，以及电压比较器U3、稳压管D1，其中，所述电阻R6的一端与VCC相连，所述电阻R6的另一端与所述稳压管D1的阴极以及所述比较电压器U3的正输入端相连；所述电阻R7的一端与所述关键电路电压相连，所述电阻R7的另一端与所述电阻R8以及所述比较电压器U3的负输入端相连；所述电阻R8的另一端接地；所述稳压管D1的阳极接地。其中，R6、R7、R8为分压电阻。将稳压管两端电压UD1作为阀值电压，当Vcore电压正常时，电压比较器输出端将输出低电平，即Vvolt＝L，当***电压Vcore出现异常且降到阀值电压UD1以下时，电压比较器输出端将输出高电平，即Vvolt＝H。因此，Vcore电压变化将引起输出端电压Vvolt变化，在电压异常降低时Vvolt＝H。
在一个实施例中，数据逻辑控制单元如图8所示，温度监控单元、电压监控单元的输出信号作为所述数据逻辑控制单元的输入信号，经运算输出后供给驱动电路进行交换端口BYPASS控制。但考虑到后继驱动电路的个数较多，这里采用可编程逻辑器件(CPLD)作为控制处理核心。以便提供更多的输入输出端口。多路输出用Vctrl BUS表示。该数字逻辑控制电路本质上是或门结构。只有Vctrl＝1时，输出端才开启BYPASS控制功能。其余都是常态，关闭BYPASS功能。
旁路切换模块12与所述***监控模块11相连，用于当接收到所述旁路控制信号时，采用驱动电路驱动继电器控制交换端口切换到旁路状态。在一个实施例中，所述旁路切换模块 12还用于当接收到正常控制信号时，采用驱动电路驱动继电器控制交换端口切换到正常状态。
在一个实施例中，所述旁路切换模块12包括驱动电路单元(即驱动电路)以及BYPASS端口单元(即交换端口)。在一个实施例中，所述旁路切换模块的所述交换端口包括隔离变压器、继电器以及RJ45接口，所述继电器与所述隔离变压器以及所述RJ45接口相连，当所述继电器关闭时，控制交换端口切换到旁路状态；当所述继电器开启时，控制交换端口切换到正常状态。
在一个实施例中，如图9所示，驱动电路单元主要由光耦器件构成，光耦输出信号OE对BYPASS端口单元的继电器进行控制。光耦工作在开关状态，当输入端为高电平时，二极管导通，然后输出端输出为低电平，当输入端为低电平时，二极管截止，输出端为高电平。即所述旁路切换模块12的所述驱动电路包括光耦。
在一个实施例中，如图10所示，BYPASS端口单元主要由隔离变压器、继电器、RJ45电口构成。即在普通交换端口的隔离变压器和RJ45电口之间串接继电器而已。按照一个继电器2个触点计算，一个千兆以太网电口需要串接4个继电器，即需要配合4个光耦进行开关控制，那么一对BYPASS端口需要8个继电器、8个光耦进行控制。下面图示为一对BYPASS端口的一对TX、一对RX信号的互联设计，其他TX、RX信号对设计方法亦同。在一个实施例中，如图11所示，图中分别列举了一个RJ45电口各一对TX，RX的情况。当OE＝1(高电平)，继电器开启，BYPASS功能关闭，端口处于常规的交换模式。图11中标识了在常规的交换模式下交换端口数据信号流向。在一个实施例中，如图12所示，图中分别列举了一个RJ45电口各一对TX，RX的情况。当OE＝0(低电平)，继电器关闭，BYPASS功能开启，端口处于BYPASS模式。图11中标识了在BYPASS模式下交换端口数据信号流向。
本发明还包括一种网络设备，所述网络设备包括上述旁路控制***1。在一个实施例中，所示网络设备的工作方式如下：(1)当温度值t在预设的[T0,T1]内，电压比较器输出低电平，数字逻辑控制器输出低电平，光耦开关截止，因此无法驱动继电器将交换端口切换至BYPASS状态，交换端口业务正常运作；当温度值t>T1(定义为危险温度值)，或者t<T0(定义为极低温度值，极低温度值意味着***故障，譬如芯片无供电，模块失效等)时，电压比较输出高电平，数字逻辑控制输出低电平，光耦开关导通，驱动继电器将交换端口切换至BYPASS状态，LAN<->WAN互通，交换业务维持工作。(2)当检测到电压Vcore低于预设的UD1时，判断为***工作异常，输出端通过光耦开关驱动继电器将交换端口切换到BYPASS状态，LAN<->WAN互通，交换业务维持工作。只要(1)、(2)其中一个出现异常，***就自动切换到BYPASS状态。
综上所述，本发明的一种旁路控制方法、***及网络设备，具有以下有益效果：本发明的方案为纯硬件设计方案，且硬件设计技术难度较低。本发明的技术方案大大降低了旁路的设计难度与复杂度，更好的解决了网络设备单点故障问题。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种旁路控制***，其特征在于：所述旁路控制***包括：
***监控模块，所述***监控模块包括监测单元以及数字逻辑控制单元；其中，数字逻辑控制单元与所述监测单元相连，接收所述监测单元发出的***状态信号；经运算输出后输出旁路控制信号；
旁路切换模块，与所述***监控模块相连，用于当接收到所述旁路控制信号时，采用驱动电路驱动继电器控制交换端口切换到旁路状态；
所述驱动电路单元由光耦器件构成，光耦输出信号OE对旁路BYPASS端口单元的继电器进行控制；光耦工作在开关状态，当输入端为高电平时，二极管导通，然后输出端输出为低电平，当输入端为低电平时，二极管截止，输出端为高电平；所述旁路切换模块的所述交换端口包括隔离变压器、继电器以及RJ45接口，所述继电器与所述隔离变压器以及所述RJ45接口相连，当所述继电器关闭时，控制交换端口切换到旁路状态；当所述继电器开启时，控制交换端口切换到正常状态。
2.根据权利要求1所述的旁路控制***，其特征在于：所述***监控模块还用于当监测到***状态从异常恢复到正常时，输出正常控制信号；所述旁路切换模块还用于当接收到正常控制信号时，采用驱动电路驱动继电器控制交换端口切换到正常状态。
3.根据权利要求1所述的旁路控制***，其特征在于：所述监测单元包括：温度监控单元及电压监控单元中的任一种，所述温度监控单元用于监测***工作温度，当***工作温度超出预设的温度范围，表明***状态异常；所述电压监控单元用于监测关键电路电压，当所述关键电路电压超出预设的电压范围时，表明***状态异常。
4.根据权利要求3所述的旁路控制***，其特征在于：所述温度监控单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、热敏电阻R5，以及电压比较器U1、电压比较器U2；其中，所述电阻R1与所述电阻R4的一端与VCC相连，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2以及所述电压比较器U1的正输入端相连，所述电阻R2的另一端与所述电阻R3以及所述电压比较器U2的负输入端相连，所述电阻R3的另一端接地，所述电阻R4的另一端与所述热敏电阻R5以及所述电压比较器U1的负输入端、所述电压比较器U2的正输入端相连；所述热敏电阻R5的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的旁路控制***，其特征在于：所述电压监控单元包括电阻R6、电阻R7、电阻R8，以及电压比较器U3、稳压管D1，其中，所述电阻R6的一端与VCC相连，所述电阻R6的另一端与所述稳压管D1的阴极以及所述比较电压器U3的正输入端相连；所述电阻R7的一端与所述关键电路电压相连，所述电阻R7的另一端与所述电阻R8以及所述比较电压器U3的负输入端相连；所述电阻R8的另一端接地；所述稳压管D1的阳极接地。
6.一种旁路控制方法，基于权利要求1-5任一项所述的旁路控制***，其特征在于，所述旁路控制方法包括：
监控***状态是否出现异常；
当所述***状态出现异常时，采用驱动电路驱动继电器控制交换端口切换到旁路状态。
7.根据权利要求6所述的旁路控制方法，其特征在于：所述***状态异常包括：***工作温度超出预设的温度范围或/和关键电路电压超出预设的电压范围。
8.根据权利要求6所述的旁路控制方法，其特征在于：所述驱动电路包括光耦。
9.根据权利要求6所述的旁路控制方法，其特征在于：所述旁路控制方法还包括：当监控到***状态恢复正常时，采用驱动电路驱动所述继电器控制所述交换端口切换回正常状态。
10.一种网络设备，其特征在于：所述网络设备包括如权利要求1-5中任一权利要求所述的旁路控制***。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201216 Address after: Dai Xi Zhen Shang Qiang Lu, Wuxing District, Huzhou City, Zhejiang Province Patentee after: HUZHOU AIDI ELECTRIC Co.,Ltd. Address before: 201616 No. 3666 Sixian Road, Songjiang District, Shanghai Patentee before: Phicomm (Shanghai) Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230104 Address after: 313000 room 1019, Xintiandi commercial office, Yishan street, Wuxing District, Huzhou, Zhejiang, China Patentee after: Huzhou YingLie Intellectual Property Operation Co.,Ltd. Address before: Dai Xi Zhen Shang Qiang Lu, Wuxing District, Huzhou City, Zhejiang Province Patentee before: HUZHOU AIDI ELECTRIC Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |