DE102021117201A1

DE102021117201A1 - Netzwerk-Switch und sein Netzwerk-Switch-System

Info

Publication number: DE102021117201A1
Application number: DE102021117201.2A
Authority: DE
Inventors: Chih-Ming Chiu; Kai-Wen Cheng; Yu-Yi Lin; Yi-Hsuan Fan
Original assignee: Realtek Semiconductor Corp
Current assignee: Realtek Semiconductor Corp
Priority date: 2020-08-13
Filing date: 2021-07-02
Publication date: 2022-02-17
Also published as: TW202207669A; TWI733560B; US11444842B2; US20220052920A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt einen Netzwerk-Switch (11) und sein Netzwerk-Switch-System bereit. Der Netzwerk-Switch (11) umfasst mehrere Ports (11A, 11B) und eine Verarbeitungsschaltung (110). Alle Ports (11A, 11B) befinden sich standardmäßig in einem aktivierten oder deaktivierten Zustand, um ein einzelnes Ringnetz zu bilden. Wenn einer der Ports (11A, 11B) ein erstes abnormales Nachrichtenpaket (P1) empfangen hat und sich einer der Ports (11A) im deaktivierten Zustand befindet, wird der im deaktivierten Zustand befindliche Port (11A) durch die Verarbeitungsschaltung (110) in den aktivierten Zustand geschaltet und leitet im einzelnen Ringnetz die Verarbeitungsschaltung (110) das erste abnormale Nachrichtenpaket (P1) nicht weiter; Wenn einer der Ports (11B) abnormal ist und sich alle Ports (11A, 11B), durch die das einzelne Ringnetz gebildet ist, im aktivierten Zustand befinden, wird der abnormale Port (11B) durch die Verarbeitungsschaltung (110) in den deaktivierten Zustand geschaltet und wird im einzelnen Ringnetz ein zweites abnormales Nachrichtenpaket (P2) über den anderen nicht abnormalen Port (11A) an einen weiteren Netzwerk-Switch (12) übertragen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Netzwerk-Switch und sein Netzwerk-Switch-System und insbesondere einen Netzwerk-Switch und sein Netzwerk-Switch-System, die zur schnellen Bildung eines einzelnen Ringnetzes geeignet sind.
Stand der Technik
In der Netzwerktechnologie ist die STP (Spanning Tree Protocol) -Technologie eine wichtige Technologie für Switches. Sie dient dazu, verschiedene Probleme zu vermeiden, die durch Netzwerkschleifen verursacht werden. Jedoch benötigt die herkömmliche STP-Technologie 30 Sekunden, um den Aufbau abzuschließen. Die Daten können erst nach Abschluss des Aufbaus übertragen werden. Wenn sich die Netzwerktopologie ändert, benötigt die STP-Technologie zum Zurückkehren in einen stabilen Zustand 30 Sekunden. Ihre Aufbauzeit ist ziemlich lang. Daher haben die Vorgänger die STP-Technologie verbessert und die RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol) -Technologie hervorgebracht. Zum Abschließen/Zur Rekonstruktion der Netzwerktopologie benötigt die RSTP-Technologie dennoch 2 bis 3 Sekunden. Im Hinblick auf die vom aktuellen Netzwerk übertragene Datenmenge liegt beim Rapid Spanning Tree Protocol weiterhin ein großer Informationsverlust vor.
Aufgabe der Erfindung
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst ein Netzwerk-Switch mehrere Ports und eine Verarbeitungsschaltung. Alle Ports befinden sich standardmäßig in einem aktivierten oder deaktivierten Zustand, um ein einzelnes Ringnetz zu bilden. Jeder im aktivierten Zustand befindliche Port empfängt im einzelnen Ringnetz ein Datenpaket und leitet das Datenpaket weiter und jeder im deaktivierten Zustand befindliche Port empfängt im einzelnen Ringnetz ein Datenpaket und leitet das Datenpaket nicht weiter. Die Verarbeitungsschaltung ist an die Ports gekoppelt, um festzustellen, ob die das einzelne Ringnetz bildenden Ports abnormal sind, und ferner festzustellen, ob einer der das einzelne Ringnetz bildenden Ports ein aus einem anderen Netzwerk-Switch kommendes erstes abnormales Nachrichtenpaket empfangen hat. Wenn einer der Ports das erste abnormale Nachrichtenpaket empfangen hat und sich einer der das einzelne Ringnetz bildenden Ports im deaktivierten Zustand befindet, wird der im deaktivierten Zustand befindliche Port durch die Verarbeitungsschaltung in den aktivierten Zustand geschaltet und leitet im einzelnen Ringnetz die Verarbeitungsschaltung das erste abnormale Nachrichtenpaket nicht weiter; Wenn einer der Ports abnormal ist und sich alle Ports, durch die das einzelne Ringnetz gebildet ist, im aktivierten Zustand befinden, wird der abnormale Port durch die Verarbeitungsschaltung in den deaktivierten Zustand geschaltet und wird im einzelnen Ringnetz ein zweites abnormales Nachrichtenpaket über einen anderen nicht abnormalen Port an einen weiteren Netzwerk-Switch übertragen.
Wenn in einigen Ausführungsbeispielen einer der Ports das erste abnormale Nachrichtenpaket empfangen hat und sich alle Ports, durch die das einzelne Ringnetz gebildet ist, im aktivierten Zustand befinden, leitet im einzelnen Ringnetz die Verarbeitungsschaltung das erste abnormale Nachrichtenpaket über einen anderen Port, der das zweite abnormale Nachrichtenpaket nicht empfängt, an einen weiteren Netzwerk-Switch weiter.
In einigen Ausführungsbeispielen wird der im aktivierten Zustand befindliche Port, ohne andere Portzustände zu durchlaufen, direkt in den deaktivierten Zustand geschaltet, und wird der im deaktivierten Zustand befindliche Port, ohne andere Portzustände zu durchlaufen, direkt in den aktivierten Zustand geschaltet.
In einigen Ausführungsbeispielen ist der andere Portzustand ein Hörzustand (listening), ein Lernzustand (learning), ein Verwerfungszustand (discarding) oder eine beliebige Kombination der oben genannten Zustände.
Wenn in einigen Ausführungsbeispielen nach dem Schalten des abnormalen Ports in den deaktivierten Zustand einer der Ports ein aus einem der anderen Netzwerk-Switches kommendes drittes abnormales Nachrichtenpaket empfangen hat, wird der abnormale Port durch die Verarbeitungsschaltung so eingestellt, dass er im deaktivierten Zustand bleibt und nicht in den aktivierten Zustand geschaltet wird.
In einigen Ausführungsbeispielen sind sowohl der Netzwerk-Switch als auch die im einzelnen Ringnetz befindlichen anderen Netzwerk-Switches keine Root Bridges.
In einigen Ausführungsbeispielen sendet im einzelnen Ringnetz die Verarbeitungsschaltung keine durch das Spanning Tree Protocol definierten BPDUs.
In einigen Ausführungsbeispielen sendet die Verarbeitungsschaltung bei der Bildung eines einzelnen Ringnetzes die MAC-Adresse des Netzwerk-Switches nicht an einen weiteren im einzelnen Ringnetz befindlichen Netzwerk-Switch.
In einigen Ausführungsbeispielen enthalten das erste abnormale Nachrichtenpaket und das zweite abnormale Nachrichtenpaket nicht die MAC-Adresse und den Identifikator des Netzwerk-Switches.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst ein Netzwerk-Switch-System einen ersten Netzwerk-Switch und einen zweiten Netzwerk-Switch. Der erste Netzwerk-Switch umfasst mehrere erste Ports und eine erste Verarbeitungsschaltung. Die mehreren ersten Ports befinden sich standardmäßig in einem aktivierten Zustand, um ein einzelnes Ringnetz zu bilden, und übertragen im einzelnen Ringnetz die aus einem anderen Netzwerk-Switch kommenden Datenpakete. Die erste Verarbeitungsschaltung ist an die ersten Ports gekoppelt. Wenn einer der ersten Ports abnormal ist und sich alle ersten Ports, durch die das einzelne Ringnetz gebildet ist, im aktivierten Zustand befinden, wird der abnormale erste Port durch die erste Verarbeitungsschaltung in den deaktivierten Zustand geschaltet und wird im einzelnen Ringnetz ein abnormales Nachrichtenpaket über einen anderen nicht abnormalen Port übertragen. Der zweite Netzwerk-Switch umfasst einen zweiten Port und eine zweite Verarbeitungsschaltung. Der zweite Port befindet sich standardmäßig in einem deaktivierten Zustand, um ein einzelnes Ringnetz zu bilden, und leitet das vom ersten Netzwerk-Switch kommende Datenpaket nicht weiter. Die zweite Verarbeitungsschaltung ist an den zweiten Port gekoppelt. Wenn der zweite Port ein abnormales Nachrichtenpaket empfangen hat, wird der zweite Port durch die zweite Verarbeitungsschaltung vom deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand geschaltet, um ein weiteres einzelnes Ringnetz zu bilden, und leitet die zweite Verarbeitungsschaltung das abnormale Nachrichtenpaket nicht weiter.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Netzwerk-Switch-System ferner einen dritten Netzwerk-Switch, der zwischen dem ersten Netzwerk-Switch und dem zweiten Netzwerk-Switch gekoppelt ist, wobei der dritte Netzwerk-Switch mehrere dritte Ports und eine dritte Verarbeitungsschaltung umfasst. Die mehreren dritten Ports befinden sich standardmäßig in einem aktivierten Zustand, um ein einzelnes Ringnetz zu bilden, und übertragen im einzelnen Ringnetz die vom ersten Netzwerk-Switch kommenden Datenpakete an den zweiten Netzwerk-Switch. Die dritte Verarbeitungsschaltung ist an die dritten Ports gekoppelt. Wenn einer der dritten Ports ein abnormales Nachrichtenpaket empfangen hat, leitet die dritte Verarbeitungsschaltung das abnormale Nachrichtenpaket über einen anderen dritten Port an die zweiten Ports weiter.
In einigen Ausführungsbeispielen sind der erste Netzwerk-Switch, der zweite Netzwerk-Switch und der dritte Netzwerk-Switch keine Root Bridges.
In einigen Ausführungsbeispielen werden die abnormalen ersten Ports, ohne andere Portzustände zu durchlaufen, direkt in den deaktivierten Zustand geschaltet, und werden die im deaktivierten Zustand befindlichen zweiten Ports, ohne andere Portzustände zu durchlaufen, direkt in den aktivierten Zustand geschaltet.
In einigen Ausführungsbeispielen ist der andere Portzustand ein Hörzustand (listening), ein Lernzustand (learning), ein Verwerfungszustand (discarding) oder eine beliebige Kombination der oben genannten Zustände.
Wenn in einigen Ausführungsbeispielen nach dem Schalten der abnormalen ersten Ports in den deaktivierten Zustand einer der ersten Ports ein aus einem der anderen Netzwerk-Switches kommendes abnormales Nachrichtenpaket empfangen hat, werden die abnormalen Ports durch die Verarbeitungsschaltung so eingestellt, dass sie im deaktivierten Zustand bleiben und nicht in den aktivierten Zustand geschaltet werden.
In einigen Ausführungsbeispielen senden die im einzelnen Ringnetz befindliche erste, zweite und dritte Verarbeitungsschaltung keine durch das Spanning Tree Protocol definierten BPDUs.
In einigen Ausführungsbeispielen überträgt die erste Verarbeitungsschaltung bei der Bildung eines einzelnen Ringnetzes die MAC-Adresse des ersten Netzwerk-Switches nicht an den zweiten Netzwerk-Switch, und überträgt die zweite Verarbeitungsschaltung bei der Bildung eines einzelnen Ringnetzes die MAC-Adresse des zweiten Netzwerk-Switches nicht an den dritten Netzwerk-Switch.
In einigen Ausführungsbeispielen enthält das abnormale Nachrichtenpaket nicht die MAC-Adresse und den Identifikator des ersten Netzwerk-Switches.
Figurenliste

1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels gemäß dem erfindungsgemäßen Netzwerk-Switch;
2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm des Ausführungsbeispiels gemäß dem erfindungsgemäßen Netzwerk-Switch-System;
3 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Aufbau eines einzelnen Ringnetzes des Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Aufbau eines einzelnen Ringnetzes eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt ein schematisches Blockdiagramm des im Betrieb befindlichen Netzwerk-Switch-Systems des Ausführungsbeispiels gemäß 2.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels gemäß dem erfindungsgemäßen Netzwerk-Switch. Wie in 1 gezeigt, umfasst der Netzwerk-Switch 11 eine Verarbeitungsschaltung 110 und mehrere Ports 11A, 11B, 11C. Hierbei umfasst der Netzwerk-Switch 11 in 1 beispielsweise drei Ports 11A, 11B, 11C. Jedoch ist die Anzahl der Ports in der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und kann auch größer als drei sein.
Die Ports 11A, 11B, 11C können sich standardmäßig in einem aktivierten oder deaktivierten Zustand befinden, um ein einzelnes Ringnetz zu bilden. Die Verarbeitungsschaltung 110 ist an die Ports 11A, 11B, 11C gekoppelt. Die Ports 11A, 11B, 11C können durch die Verarbeitungsschaltung 110 so eingestellt werden, dass sich sie in einem aktivierten oder deaktivierten Zustand befinden. Wenn sich der Netzwerk-Switch 11 im Pfad eines einzelnen Ringnetzes befindet und sich die Ports 11A, 11B, 11C im aktivierten Zustand befinden, können im einzelnen Ringnetz die Ports 11A, 11B, 11C die durch den vorherigen Netzwerk-Switch übertragenen Datenpakete empfangen und können die Ports 11A, 11B, 11C diese Datenpakete an den nächsten in einem einzelnen Ringnetz befindlichen Netzwerk-Switch weiterleiten. Mit anderen Worten können die im aktivierten Zustand befindlichen Ports 11A, 11B, 11C Datenpakete empfangen und Datenpakete weiterleiten. Wenn sich die Ports 11A,11B, 11C im deaktivierten Zustand befinden, können die Ports 11A, 11B, 11C die durch den vorherigen Netzwerk-Switch übertragenen Datenpakete empfangen und können die Ports 11A, 11B, 11C diese Datenpakete nicht an den nächsten Netzwerk-Switch weiterleiten. Mit anderen Worten können die im deaktivierten Zustand befindlichen Ports 11A, 11B, 11C Datenpakete empfangen und keine Datenpakete weiterleiten. Beispielsweise können die Ports 11A, 11B, 11C mit elektronischen Geräten wie Kameras und Computern verbunden sein. Im Hinblick auf das Beispiel einer Kamera kann das oben genannte Datenpaket Bilddaten umfassen.
Basierend darauf können dadurch, dass die Ports 11A, 11B, 11C durch die Verarbeitungsschaltung 110 in einen aktivierten oder deaktivierten Zustand versetzt werden können, die Ports 11A, 11B, 11C des Netzwerk-Switches 11 über eine Übertragungsleitung mit anderen Ports desselben Netzwerk-Switches verbunden sein und können andere Netzwerk-Switches ebenfalls ihre Ports in einen aktivierten oder deaktivierten Zustand versetzen, um ein einzelnes Ringnetz zwischen dem Netzwerk-Switch 11 und anderen Netzwerk-Switches zu bilden und somit das Auftreten einer Topologieschleife (topology loop) zu vermeiden. Es wird auf 2 Bezug genommen. Hierin ist der Netzwerk-Switch 11 beispielhaft mit den anderen gleichen Netzwerk-Switches 12 bis 16 verbunden und sind in 2 nur die Ports 11A bis 16A und 11B bis 16B, durch die ein einzelnes Ringnetz gebildet ist, gezeigt. Wie in 2 gezeigt, umfasst jeder Netzwerk-Switch 11 bis 16 jeweils eine Verarbeitungsschaltung 110 bis 160, wobei die Verarbeitungsschaltung 120 bis 160 eines jeweiligen Netzwerk-Switches 12 bis 16 ihre Ports 12A bis 16A, 12B bis 16B in den aktivierten oder deaktivierten Zustand versetzen kann (d. h. die Verarbeitungsschaltung 120 kann die Ports 12A, 12B in den aktivierten oder deaktivierten Zustand versetzen, die Verarbeitungsschaltung 130 kann die Ports 13A, 13B in den aktivierten oder deaktivierten Zustand versetzen, usw.). Durch die Ports 11A bis 16A, 11B bis 16B kann ein einzelnes Ringnetz gebildet werden. Beispielsweise kann der Port 14A durch die Verarbeitungsschaltung 140 des Netzwerk-Switches 14 so eingestellt werden, dass er sich im deaktivierten Zustand befindet, und können die anderen Ports 11A bis 13A, 15A, 16A, 11B bis 16B durch die Verarbeitungsschaltungen 110 bis 130, 150, 160 der Netzwerk-Switches 11 bis 13, 15, 16 so eingestellt werden, dass sie sich alle im aktivierten Zustand befinden, um das oben beschriebene einzelne Ringnetz zu bilden. Nachdem das einzelne Ringnetz gebildet wurde, können die Netzwerk-Switches 11 bis 16 Datenpakete untereinander übertragen, wobei einer der Netzwerk-Switches 11 bis 16 keine von ihm selbst übertragenen Datenpakete empfängt. Beispielsweise werden die durch den Netzwerk-Switch 13 übertragenen Datenpakete nicht wieder vom Netzwerk-Switch 14 an den Netzwerk-Switch 13 zurückgesendet.
Wenn nach der Bildung eines einzelnen Ringnetzes zwischen den Netzwerk-Switches 11 bis 16 einer der im aktivierten Zustand befindlichen Ports 11A bis 11B, 12A bis 12B abnormal ist, kann der abnormale Port automatisch in den deaktivierten Zustand geschaltet werden und können die ursprünglich im deaktivierten Zustand befindlichen Ports automatisch in den aktivierten Zustand geschaltet werden. D. h. zur Änderung der Netzwerktopologie können die Netzwerk-Switches 11 bis 16 das Rekonstruktionsverfahren eines einzelnen Ringnetzes durchführen.
Es wird auf die 1 bis 4 Bezug genommen. Im Folgenden werden zunächst der Netzwerk-Switch 11 und die Ports 11A, 11B als Beispiel verwendet, um den Betrieb jedes Netzwerk-Switches 11 bis 16 zu veranschaulichen. Zum Feststellen, ob die Netzwerktopologie geändert werden muss, stellt die Verarbeitungsschaltung 110 nach der Bildung eines einzelnen Ringnetzes fest, ob die das einzelne Ringnetz bildenden Ports 11A, 11B abnormal sind (Schritt S01), und stellt die Verarbeitungsschaltung 110 fest, ob die Ports 11A, 11B die von anderen Netzwerk-Switches kommenden abnormalen Nachrichtenpakete empfangen haben (Schritt S04). Wenn in Schritt S04 die Ports 11A, 11B keine von anderen Netzwerk-Switches kommenden abnormalen Nachrichtenpakete empfangen haben (das Ergebnis ist: „Nein“), bedeutet dies, dass die Ports anderer Netzwerk-Switches normal sind. Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn die Verarbeitungsschaltung 110 in Schritt S01 feststellt, dass einer der Ports 11A, 11B abnormal ist (das Ergebnis von Schritt S01 ist: „Ja“), und wenn der Port 11A abnormal ist und sich die Ports 11A, 11B beide im aktivierten Zustand befinden, im oben beschriebenen Rekonstruktionsverfahren der abnormale Port 11A durch die Verarbeitungsschaltung 110 vom aktivierten Zustand in den deaktivierten Zustand geschaltet (Schritt S02) und überträgt die Verarbeitungsschaltung 110 über den nicht abnormalen und im aktivierten Zustand befindlichen Port 11B ein abnormales Nachrichtenpaket an den nächsten im einzelnen Ringnetz befindlichen Netzwerk-Switch (Schritt S03), um das Rekonstruktionsverfahren des einzelnen Ringnetzes fortzusetzen.
Wenn im Gegensatz dazu keine Abnormalität bei den Ports 11A, 11B vorliegt und die Verarbeitungsschaltung 110 in Schritt S04 feststellt, dass einer der beiden Ports 11A, 11B ein vom vorherigen im einzelnen Ringnetz befindlichen Netzwerk-Switch kommendes abnormales Nachrichtenpaket empfangen hat, bedeutet dies, dass die Ports eines der im einzelnen Ringnetz befindlichen Netzwerk-Switches abnormal sind. Zu diesem Zeitpunkt stellt die Verarbeitungsschaltung 110 im Rekonstruktionsverfahren des einzelnen Ringnetzes ferner die Zustände der Ports 11A, 11B fest, um festzustellen, ob sich einer der Ports 11A, 11B im deaktivierten Zustand befindet (Schritt S05). Gemäß dem Ergebnis stellt die Verarbeitungsschaltung 110 dann fest, ob der im deaktivierten Zustand befindliche Port in den aktivierten Zustand geschaltet werden soll. Mit anderen Worten muss, wenn die Ports anderer Netzwerk-Switches abnormal sind, einer der im deaktivierten Zustand befindlichen Ports 11A, 11B durch die Verarbeitungsschaltung 110 so eingestellt werden, dass er in den aktivierten Zustand geschaltet wird, um ein neues einzelnes Ringnetz zu bilden. Wenn beispielsweise sich der Port 11A im aktivierten Zustand befindet und sich der Port 11B im deaktivierten Zustand befindet und die Verarbeitungsschaltung 110 in Schritt S05 feststellt, dass sich der Port 11B im deaktivierten Zustand befindet (das Ergebnis von Schritt S05 ist: „Ja“), wird der zweite Port 11B durch die Verarbeitungsschaltung 110 vom deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand geschaltet (Schritt S06) und leitet die Verarbeitungsschaltung 110 das abnormale Nachrichtenpaket nicht weiter (Schritt S07).
Wenn im Gegensatz dazu in einigen Ausführungsbeispielen die Ports eines der im einzelnen Ringnetz befindlichen Netzwerk-Switches abnormal sind und somit einer der Ports 11A, 11B ein abnormales Nachrichtenpaket empfangen hat (das Ergebnis von Schritt S04 ist: „Ja“) und dabei die Verarbeitungsschaltung 110 in Schritt S05 feststellt, dass sich die Ports 11A, 11B beide im aktivierten Zustand befinden (das Ergebnis ist: „Nein“), bedeutet dies, dass die Ports 11A, 11B Datenpakete im wiederhergestellten einzelnen Ringnetz weiterleiten können und die Zustände der Ports 11A, 11B nicht durch die Verarbeitungsschaltung 110 erneut eingestellt werden müssen und die beiden Ports 11A, 11B, ohne ihre Zustände zu ändern, im aktivierten Zustand bleiben und im einzelnen Ringnetz die Verarbeitungsschaltung 110 das abnormale Nachrichtenpaket über einen der Ports 11A, 11B, der das abnormale Nachrichtenpaket nicht empfangen hat, an einen anderen Netzwerk-Switch weiterleitet. D. h. die Verarbeitungsschaltung 110 leitet das abnormale Nachrichtenpaket über den Port 11A oder den Port 11B, der mit dem nächsten Netzwerk-Switch verbunden ist, weiter (Schritt S08). Basierend darauf führen alle Verarbeitungsschaltungen 110 bis 160 die Schritte S01 und S04 aus und führen die nachfolgenden Schritte S02 bis S03 und S05 bis S08 gemäß den Ergebnissen der Schritte S01 und S04 aus, um das Rekonstruktionsverfahren eines einzelnen Ringnetzes abzuschließen.
Es wird auf die 3 bis 5 Bezug genommen. Wenn beispielsweise die Ports 11A, 16B abnormal sind und sich der Port 14A im deaktivierten Zustand befindet und sich die Ports 11A bis 13A, 15A, 16A, 11B bis 16B im aktivierten Zustand befinden und die Verarbeitungsschaltung 110 in Schritt S01 feststellt, dass der Port 11A abnormal ist (das Ergebnis ist: „Ja“) und die Verarbeitungsschaltung 116 feststellt, dass der Port 16B abnormal ist (das Ergebnis ist: „Ja“), führt die Verarbeitungsschaltung 110 den Schritt S02 aus, um den Port 11A so einzustellen, dass er vom aktivierten Zustand in den deaktivierten Zustand geschaltet wird, und führt die Verarbeitungsschaltung 160 den Schritt S02 aus, um den Port 16B so einzustellen, dass er vom aktivierten Zustand in den deaktivierten Zustand geschaltet wird, wobei die Verarbeitungsschaltung 160 über den Port 16A das erste abnormale Nachrichtenpaket P1 an den Netzwerk-Switch 15 (Schritt S03) überträgt und die Verarbeitungsschaltung 110 über den Port 11B das zweite abnormale Nachrichtenpaket P2 an den Netzwerk-Switch 12 (Schritt S03) überträgt.
Somit stellt die Verarbeitungsschaltung 120 des Netzwerk-Switches 12 in Schritt S04 fest, dass der Port 12A das vom Netzwerk-Switch 11 kommende zweite abnormale Nachrichtenpaket P2 empfangen hat (das Ergebnis ist: „Ja“) und stellt die Verarbeitungsschaltung 120 in Schritt S05 fest, dass sich die Ports 12A, 12B beide im aktivierten Zustand und nicht im deaktivierten Zustand befinden (das Ergebnis ist: „Nein“), wobei die Zustände der Ports 12A, 12B nicht durch die Verarbeitungsschaltung 120 durch Schalten geändert werden und die Verarbeitungsschaltung 120 über den Port 12B das zweite abnormale Nachrichtenpaket P2 an den Netzwerk-Switch 13 weiterleitet (Schritt S08). Somit stellt in Schritt S04 die Verarbeitungsschaltung 130 des Netzwerk-Switches 13 fest, dass der Port 13A das vom Netzwerk-Switch 12 kommende zweite abnormale Nachrichtenpaket P2 empfangen hat (das Ergebnis ist: „Ja“) und stellt die Verarbeitungsschaltung 130 in Schritt S05 fest, dass sich die Ports 13A, 13B beide im aktivierten Zustand und nicht im deaktivierten Zustand befinden (das Ergebnis ist: „Nein“), wobei die Zustände der Ports 13A, 13B nicht durch die Verarbeitungsschaltung 130 durch Schalten geändert werden und die Verarbeitungsschaltung 130 über den Port 13B das zweite abnormale Nachrichtenpaket P2 an den Netzwerk-Switch 14 weiterleitet (Schritt S08). In ähnlicher Weise stellt, nachdem der Netzwerk-Switch 16 das erste abnormale Nachrichtenpaket P1 übertragen hat, die Verarbeitungsschaltung 150 des Netzwerk-Switches 15 in Schritt S04 fest, dass der Port 15B das vom Netzwerk-Switch 16 kommende erste abnormale Nachrichtenpaket P1 empfangen hat (das Ergebnis ist: „Ja“) und stellt die Verarbeitungsschaltung 150 in Schritt S05 fest, dass sich die Ports 15A, 15B beide im aktivierten Zustand und nicht im deaktivierten Zustand befinden (das Ergebnis ist: „Nein“), wobei die Zustände der Ports 15A, 15B nicht durch die Verarbeitungsschaltung 150 durch Schalten geändert werden und die Verarbeitungsschaltung 150 über den Port 15A das erste abnormale Nachrichtenpaket P1 an den Netzwerk-Switch 14 weiterleitet (Schritt S08).
Basierend darauf stellt die Verarbeitungsschaltung 140 des Netzwerk-Switches 14 in Schritt S04 fest, dass der Port 14B das erste abnormale Nachrichtenpaket P1 empfangen hat und dass der Port 14A das zweite abnormale Nachrichtenpaket P2 empfangen hat (das Ergebnis ist: „Ja“) und stellt die Verarbeitungsschaltung 140 in Schritt S05 fest, dass sich der Port 14A im deaktivierten Zustand befindet, sodass der Zustand des Ports 14A durch die Verarbeitungsschaltung 140 vom deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand geschaltet wird (Schritt S06), um ein neues einzelnes Ringnetz aufzubauen, wobei die Verarbeitungsschaltung 140 das erste abnormale Nachrichtenpaket P1 nicht an den Netzwerk-Switch 13 weiterleitet und das zweite abnormale Nachrichtenpaket P2 nicht an den Netzwerk-Switch 15 weiterleitet (Schritt S07). Somit ist das Rekonstruktionsverfahren eines einzelnen Ringnetzes abgeschlossen.
Wenn in einigen Ausführungsbeispielen, wie am Beispiel des Netzwerk-Switches 11 gezeigt, einer der Ports 11A, 11B abnormal ist, kann die Verarbeitungsschaltung 110 abnormale Informationen speichern, sodass später der Administrator oder Benutzer des Netzwerk-Switches 11 den abnormalen Zustand beheben kann.
In einigen Ausführungsbeispielen können nach dem Einschalten der Netzwerk-Switches 11 bis 16 die Zustände der Ports 11A bis 16A, 11 B bis 16B gemäß den Einstellungen des Benutzers automatisch in den aktivierten oder deaktivierten Zustand geschaltet werden, um den Aufbau eines einzelnen Ringnetzes abzuschließen. Auf dieser Grundlage führen die Netzwerk-Switches 11 bis 16 beim Aufbau und bei der Rekonstruktion eines einzelnen Ringnetzes das Feststellungsverfahren der Root Bridge nicht aus. Das heißt, die Netzwerk-Switches 11 bis 16 übertragen zum Bestimmen der Root Bridge bei der Bildung eines einzelnen Ringnetzes ihre Media-Access-Control-Adresse (MAC-Adresse) und ihren Identifikator (ID) nicht untereinander. Hierbei brauchen die Netzwerk-Switches 11 bis 16 nicht gemäß der jeweiligen MAC-Adresse und dem jeweiligen Identifikator zu bestimmen, ob der jeweilige Port 11A bis 16A, 11B bis 16B ein Root-Port, ein Designated-Port oder ein Alternate-Port ist. Auf diese Weise kann die Aufbaugeschwindigkeit eines einzelnen Ringnetzes erheblich erhöht werden.
Wenn ferner nach dem Aufbau eines einzelnen Ringnetzes die Ports 11A, 16B abnormal sind und somit die Netzwerktopologie geändert werden muss, werden die abnormalen Nachrichtenpakete P2, P1 jeweils über die Ports 11B, 16A an die jeweiligen nächsten Netzwerk-Switches 12, 15 übertragen, wobei die abnormalen Nachrichtenpakete P2, P1 nicht die MAC-Adresse und den Identifikator der Netzwerk-Switches 11, 16 umfassen. Die nächsten Netzwerk-Switches 12, 15, die die abnormalen Nachrichtenpakete P2, P1 empfangen haben, leiten die abnormalen Nachrichtenpakete P2, P1 weiter, bis die abnormalen Nachrichtenpakete P2, P1 an den Netzwerk-Switch 14, der den im deaktivierten Zustand befindlichen Port 14A aufweist, weitergeleitet sind, danach wird die Weiterleitung der abnormalen Nachrichtenpakete P2, P1 gestoppt. Mit anderen Worten überträgt beim Rekonstruktionsverfahren eines einzelnen Ringnetzes einer der Netzwerk-Switches 11 bis 16, bei dem eine Abnormalität vorliegt, keine Nachrichtenpakete an die Root Bridge, damit die Root Bridge andere Netzwerk-Switches informieren kann. Auf diese Weise kann die Rekonstruktionsgeschwindigkeit eines einzelnen Ringnetzes erheblich erhöht werden.
In einigen Ausführungsbeispielen tauschen die Netzwerk-Switches 11 bis 16 die im STP (Spanning Tree Protocol) definierten Bridge Protocol Data Units (BPDUs) nicht periodisch aus. Auf diese Weise kann der Datenaustausch zwischen den Netzwerk-Switches 11 bis 16 verringert werden. Ferner stellen die Netzwerk-Switches 11 bis 16 beim Schalten der Ports 11A bis 16A, 11B bis 16B diese so ein, dass die Ports direkt vom deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand oder direkt vom aktivierten Zustand in den deaktivierten Zustand geschaltet werden, d. h. die Ports 11A bis 16A, 11B bis 16B werden beim Schalten vom deaktivierten Zustand direkt in den aktivierten Zustand oder vom aktivierten Zustand direkt in den deaktivierten Zustand geschaltet, ohne andere Portzustände (z. B. Hörzustand (listening), Lernzustand (learning) und Verwerfungszustand (discarding)) zu durchlaufen, d. h. alle Ports 11A bis 16A, 11B bis 16B müssen nicht zum Schalten der Portzustände auf die BPDUs warten. Auf diese Weise kann die Rekonstruktionsgeschwindigkeit eines einzelnen Ringnetzes erheblich erhöht werden.
In einigen Ausführungsbeispielen kann der aktivierte Zustand ein durch das STP definierter Weiterleitungszustand (forwarding), der deaktivierte Zustand ein durch das STP definierter Blockierzustand (blocking) und können die abnormalen Nachrichtenpakete P1, P2 durch das STP definierte BPDUs sein. Auf dieser Grundlage können die Netzwerk-Switches 11 bis 16 auch für das STP und das Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) verwendet werden.
In einigen Ausführungsbeispielen ist der Port 11A über die Übertragungsleitung L mit dem Port 16B verbunden. Wenn die Verbindung zwischen der Übertragungsleitung L und dem Port 11A bzw. 16B getrennt wird, die Übertragungsleitung L beschädigt ist oder die Ports 11A, 16B beschädigt sind und somit Datenpakete nicht zwischen den Netzwerk-Switches 16, 11 übertragen werden können, kann die Verarbeitungsschaltung 110 in Schritt S01 feststellen, dass der Port 11A abnormal ist, und kann die Verarbeitungsschaltung 160 in Schritt S01 feststellen, dass der Port 16B abnormal ist.
Wenn in einigen Ausführungsbeispielen, wie am Beispiel des Netzwerk-Switches 11 gezeigt, nach dem Schalten des abnormalen Ports 11A in den deaktivierten Zustand die Ports 11A, 11B des Netzwerk-Switches 11 die aus anderen Netzwerk-Switches 12 bis 16 kommenden abnormalen Nachrichtenpakete empfangen haben, wird der abnormale Port 11A durch die Verarbeitungsschaltung 110 so eingestellt, dass er im deaktivierten Zustand bleibt und nicht in den aktivierten Zustand geschaltet wird, um zu verhindern, dass der abnormale Port 11A in den aktivierten Zustand geschaltet wird und somit Datenpakete nicht normal übertragen werden können. Wenn in ähnlicher Weise, wie am Beispiel des Netzwerk-Switches 16 gezeigt, nach dem Schalten des abnormalen Ports 16B in den deaktivierten Zustand die Ports 16A, 16B des Netzwerk-Switches 16 die aus anderen Netzwerk-Switches 11 bis 15 kommenden abnormalen Nachrichtenpakete empfangen haben, wird der abnormale Port 16B durch die Verarbeitungsschaltung 160 so eingestellt, dass er im deaktivierten Zustand bleibt und nicht in den aktivierten Zustand geschaltet wird, um zu verhindern, dass der abnormale Port 16B in den aktivierten Zustand geschaltet wird und somit Datenpakete nicht normal übertragen werden können.
Zusammenfassend fällt gemäß einem Ausführungsbeispiel des Netzwerk-Switches und seines Netzwerk-Switch-Systems der vorliegenden Erfindung beim Aufbau eines einzelnen Ringnetzes das Feststellungsverfahren der Root Bridge zwischen den Netzwerk-Switches weg. Es ist nicht erforderlich, zwischen den Netzwerk-Switches die Rolle des jeweiligen Ports gemäß der MAC-Adresse und dem Identifikator des jeweiligen Netzwerk-Switches zu bestimmen. Wenn daher die Netzwerktopologie geändert werden muss, muss der jeweilige Netzwerk-Switch nicht über die Root Bridge andere Netzwerk-Switches benachrichtigen. Auf diese Weise kann ein einzelnes Ringnetz schnell aufgebaut werden. Anders als bei der STP-Technologie und der RSTP-Technologie kann beim Netzwerk-Switch-System der Aufbau eines einzelnen Ringnetzes innerhalb von einer Millisekunde abgeschlossen werden, sodass bei den Benutzern des Netzwerk-Switches der Datenverlust minimiert werden kann.
Die vorstehende Beschreibung stellt nur bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht die Schutzansprüche beschränken. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die gemäß der Beschreibung und den Zeichnungen der Erfindung von einem Fachmann auf diesem Gebiet vorgenommen werden können, fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert.
Bezugszeichenliste

11-16: Netzwerk-Switch
110-160: Verarbeitungsschaltung
11A-16A: Port
11B-16B: Port
11C: Port
L: Übertragungsleitung
P1: erstes abnormales Nachrichtenpaket
P2: zweites abnormales Nachrichtenpaket
S01: Feststellen, ob die Ports abnormal sind
S02: Einstellen der abnormalen Ports, sodass sie in den deaktivierten Zustand geschaltet werden
S03: Senden eines abnormalen Nachrichtenpakets mittels eines nicht abnormalen und im aktivierten Zustand befindlichen Ports
S04: Feststellen, ob das abnormale Nachrichtenpaket empfangen wurde
S05: Feststellen, ob sich einer der Ports im deaktivierten Zustand befindet
S06: Einstellen des im deaktivierten Zustand befindlichen Ports, sodass er in den aktivierten Zustand geschaltet wird
S07: Nicht-Weiterleiten des abnormalen Nachrichtenpakets
S08: Weiterleiten des abnormalen Nachrichtenpakets

Claims

Ein Netzwerk-Switch (11), der zur schnellen Bildung eines einzelnen Ringnetzes geeignet ist, umfassend: mehrere Ports (11A, 11B), wobei sich alle Ports (11A, 11B) standardmäßig in einem aktivierten oder deaktivierten Zustand befinden, um ein einzelnes Ringnetz zu bilden, wobei jeder im aktivierten Zustand befindliche Port (11A, 11B) im einzelnen Ringnetz ein Datenpaket empfängt und das Datenpaket weiterleitet und jeder im deaktivierten Zustand befindliche Port (11A, 11B) im einzelnen Ringnetz ein Datenpaket empfängt und das Datenpaket nicht weiterleitet; und eine Verarbeitungsschaltung (110), die an die Ports (11A, 11B) gekoppelt ist, um festzustellen, ob die das einzelne Ringnetz bildenden Ports (11A, 11B) abnormal sind, und ferner festzustellen, ob einer der das einzelne Ringnetz bildenden Ports (11A, 11B) ein aus einem anderen Netzwerk-Switch kommendes erstes abnormales Nachrichtenpaket (P1) empfangen hat; wobei, wenn einer der Ports (11A, 11B) das erste abnormale Nachrichtenpaket (P1) empfangen hat und sich einer der das einzelne Ringnetz bildenden Ports (11A) im deaktivierten Zustand befindet, der im deaktivierten Zustand befindliche Port (11A) durch die Verarbeitungsschaltung (110) in den aktivierten Zustand geschaltet wird und im einzelnen Ringnetz die Verarbeitungsschaltung (110) das erste abnormale Nachrichtenpaket (P1) nicht weiterleitet; wobei, wenn einer der Ports (11B) abnormal ist und sich alle Ports (11A, 11B), durch die das einzelne Ringnetz gebildet ist, im aktivierten Zustand befinden, der abnormale Port (11B) durch die Verarbeitungsschaltung (110) in den deaktivierten Zustand geschaltet wird und im einzelnen Ringnetz ein zweites abnormales Nachrichtenpaket (P2) über einen anderen nicht abnormalen Port (11A) an einen weiteren Netzwerk-Switch (12) übertragen wird.
Netzwerk-Switch nach Anspruch 1, wobei, wenn einer der Ports (11A, 11B) das erste abnormale Nachrichtenpaket (P1) empfangen hat und sich alle Ports (11A, 11B), durch die das einzelne Ringnetz gebildet ist, im aktivierten Zustand befinden, im einzelnen Ringnetz die Verarbeitungsschaltung (110) das erste abnormale Nachrichtenpaket (P1) über einen anderen Port (11A, 11B), der das zweite abnormale Nachrichtenpaket (P2) nicht empfängt, an einen weiteren Netzwerk-Switch weiterleitet.
Netzwerk-Switch nach Anspruch 1, bei dem der im aktivierten Zustand befindliche Port (11A, 11B), ohne andere Portzustände zu durchlaufen, direkt in den deaktivierten Zustand geschaltet wird, und der im deaktivierten Zustand befindliche Port (11A, 11B), ohne andere Portzustände zu durchlaufen, direkt in den aktivierten Zustand geschaltet wird.
Netzwerk-Switch nach Anspruch 3, bei dem der andere Portzustand ein Hörzustand (listening), ein Lernzustand (learning), ein Verwerfungszustand (discarding) oder eine beliebige Kombination der oben genannten Zustände ist.
Netzwerk-Switch nach Anspruch 1, bei dem, wenn nach dem Schalten des abnormalen Ports (11A, 11B) in den deaktivierten Zustand einer der Ports (11A, 11B) ein aus einem der anderen Netzwerk-Switches kommendes drittes abnormales Nachrichtenpaket empfangen hat, der abnormale Port (11A, 11B) durch die Verarbeitungsschaltung (110) so eingestellt wird, dass er im deaktivierten Zustand bleibt und nicht in den aktivierten Zustand geschaltet wird.
Netzwerk-Switch nach Anspruch 1, bei dem sowohl der Netzwerk-Switch (11) als auch die im einzelnen Ringnetz befindlichen anderen Netzwerk-Switches (12, 13, 14, 15, 16) keine Root Bridges sind.
Netzwerk-Switch nach Anspruch 1, bei dem im einzelnen Ringnetz die Verarbeitungsschaltung (110) keine durch das Spanning Tree Protocol definierten BPDUs sendet.
Netzwerk-Switch nach Anspruch 1, bei dem die Verarbeitungsschaltung (110) bei der Bildung eines einzelnen Ringnetzes die MAC-Adresse des Netzwerk-Switches nicht an einen weiteren im einzelnen Ringnetz befindlichen Netzwerk-Switch (12, 13, 14, 15, 16) sendet.
Netzwerk-Switch nach Anspruch 1, bei dem das erste abnormale Nachrichtenpaket (P1) und das zweite abnormale Nachrichtenpaket (P2) nicht die MAC-Adresse und den Identifikator des Netzwerk-Switches (11) enthalten.
Ein Netzwerk-Switch-System, das zur schnellen Bildung eines einzelnen Ringnetzes geeignet ist, umfassend: einen ersten Netzwerk-Switch (11), umfassend: mehrere erste Ports (11A, 11B), die sich standardmäßig in einem aktivierten Zustand befinden, um ein einzelnes Ringnetz zu bilden, und im einzelnen Ringnetz die aus einem anderen Netzwerk-Switch kommenden Datenpakete übertragen; und eine erste Verarbeitungsschaltung (110), die an die ersten Ports (11A, 11B) gekoppelt ist, wobei, wenn einer der ersten Ports (11A, 11B) abnormal ist und sich alle ersten Ports (11A, 11B), durch die das einzelne Ringnetz gebildet ist, im aktivierten Zustand befinden, der abnormale erste Port (11A, 11B) durch die erste Verarbeitungsschaltung (110) in den deaktivierten Zustand geschaltet wird und im einzelnen Ringnetz ein abnormales Nachrichtenpaket (P2) über einen anderen nicht abnormalen Port (11A, 11B) übertragen wird; und einen zweiten Netzwerk-Switch, der an den ersten Netzwerkswitch (11) gekoppelt ist und Folgendes umfasst: einen zweiten Port (12A), der sich standardmäßig in einem deaktivierten Zustand befindet, um ein einzelnes Ringnetz zu bilden, und das vom ersten Netzwerk-Switch kommende Datenpaket nicht weiterleitet; und eine zweite Verarbeitungsschaltung (120), die an den zweiten Port (12A) gekoppelt ist, wobei, wenn der zweite Port (12A) ein abnormales Nachrichtenpaket (P2) empfangen hat, der zweite Port (12A) durch die zweite Verarbeitungsschaltung (120) vom deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand geschaltet wird, um ein weiteres einzelnes Ringnetz zu bilden, und die zweite Verarbeitungsschaltung (120) das abnormale Nachrichtenpaket (P2) nicht weiterleitet.