專利名稱：一種實現(xiàn)兩種網(wǎng)絡分組切換的方法及網(wǎng)絡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種實現(xiàn)兩種網(wǎng)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(xiàn)在兩種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)間進行分組或群組切換的網(wǎng)絡裝置，屬于計算機網(wǎng)絡通信 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)方法將網(wǎng)絡線纜在內(nèi)、外網(wǎng)絡設備間進行跳接，占用插拔網(wǎng)線及網(wǎng)絡設備自 協(xié)商時間，頻繁跳接網(wǎng)線易產(chǎn)生瞬間高電壓，易擊穿網(wǎng)絡設備，網(wǎng)絡設備網(wǎng)絡接口部 件產(chǎn)生磨損，情況均會影響網(wǎng)絡設備使用壽命及工作性能。
目前各個網(wǎng)絡設備制造商針對網(wǎng)絡拓撲切換技術(shù)，主要向兩種切換模式
(1) .基于單個臺式計算機為應用單元，需要占用計算機主板上一條外圍部件互連插槽
(PCI)，安裝一塊網(wǎng)絡切換卡，在計算機Windows操作系統(tǒng)平臺下安裝相應集成驅(qū)動 及操作軟件，每操作一次實現(xiàn)內(nèi)、外2種網(wǎng)絡切換。應用操作繁瑣，驅(qū)動及操作軟件
受限于Windows常規(guī)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(zhì)
旦 里。
便攜式計算機由于受體積及機器內(nèi)部空間受限，無法應用此方法實施網(wǎng)絡切換；
(2) .基于繼電器技術(shù)，實現(xiàn)對網(wǎng)絡集中管理及控制，無需外圍軟件驅(qū)動及控制操作，基 本實現(xiàn)集中化、自動化網(wǎng)絡切換。產(chǎn)品存在不足主要集中表現(xiàn)在繼電器架構(gòu)原理為閘 刀開關(guān)工作切換模式，設備切換有噪聲且耗電，由于使用電子元器件為機械構(gòu)造，產(chǎn) 品整體使用壽命及產(chǎn)品生命周期相對較短；
依據(jù)上述兩種類型產(chǎn)品，在實現(xiàn)應用中存在諸多不足，尤其在網(wǎng)絡教學實驗過程 中既要考慮能提供多種教學平臺系統(tǒng)共存機制，實現(xiàn)操作簡單、環(huán)保、低功耗等需求， 發(fā)明網(wǎng)絡分組切換裝置。根據(jù)開發(fā)需求，在保證正常通信狀態(tài)下，支持4組獨立在兩 種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)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(shù)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(wǎng)絡間瞬間動態(tài)切換，響應時間快捷特點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開一種實現(xiàn)兩種網(wǎng)絡分組切換的方法，實現(xiàn)在兩種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)間進行分組 模式或群組切換。
本發(fā)明還公開了與該方法相適應的裝置，解決了傳統(tǒng)方法網(wǎng)絡分組切換時，頻繁 跳接網(wǎng)線易擊穿網(wǎng)絡設備，磨損較大，影響網(wǎng)絡設備使用壽命及工作性能問題。
一種實現(xiàn)兩種網(wǎng)絡分組切換的方法，其特征在于計算機終端通過網(wǎng)絡隔離變壓 器與網(wǎng)絡切換芯片連接，網(wǎng)絡切換芯片受控于控制單元的控制信號進行切換，實現(xiàn)計 算機終端與內(nèi)部網(wǎng)絡或外部網(wǎng)絡構(gòu)成網(wǎng)絡通道；
在控制單元中由切換按鍵、撥碼開關(guān)向微處理器輸入控制信號，觸發(fā)其鎖存芯片 發(fā)出控制信號給網(wǎng)絡切換芯片工作狀態(tài)。
一種實現(xiàn)兩種網(wǎng)絡分組切換裝置，其特征在于由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(wǎng)絡隔離變壓器與網(wǎng)絡切換芯片連接，網(wǎng) 絡切換芯片分別通過網(wǎng)絡隔離變壓器與內(nèi)部網(wǎng)絡或外部網(wǎng)絡連接構(gòu)成網(wǎng)絡通道；
控制單元由微處理器、切換按鍵、撥碼開關(guān)、鎖存芯片及拓撲指示燈構(gòu)成，切換 按鍵、撥碼開關(guān)接微處理器的信號輸入端，微處理器信號輸出端向鎖存芯片的觸發(fā)端 發(fā)送控制信號，鎖存芯片信號輸出端分別與切換單元的網(wǎng)絡切換芯片控制端及控制單 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(tài)。
所述的分組切換裝置，其網(wǎng)絡接口特征在于切換單元物理層芯片輸入端與網(wǎng)絡 切換芯片采用控制總線連接，物理層芯片的輸出端分別與內(nèi)部網(wǎng)絡、外部網(wǎng)絡及計算 機終端的網(wǎng)絡接口燈連接，接收網(wǎng)絡切換芯片數(shù)據(jù)報文信號，進行信號回環(huán)處理，分 別發(fā)送至各網(wǎng)絡接口燈。
所述的分組切換裝置，其分組切換特征在于裝置實現(xiàn)4組彼此獨立在兩種網(wǎng)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(fā)鎖存芯片發(fā)出控制信號給切換單元網(wǎng)絡切換芯片。網(wǎng)絡切換芯 片分別通過網(wǎng)絡隔離變壓器與內(nèi)部網(wǎng)絡或外部網(wǎng)絡連接構(gòu)成網(wǎng)絡通道。
所述的分組切換裝置，其分組模式或群組模式特征在于控制單元撥碼開關(guān)向微 處理器輸入工作模式狀態(tài)信號。
分組模式狀態(tài)控制單元小組切換按鍵觸發(fā)鎖存芯片發(fā)出控制信號給切換單元網(wǎng) 絡切換芯片，網(wǎng)絡切換芯片分別通過同內(nèi)部網(wǎng)絡或外部網(wǎng)絡隔離變壓器構(gòu)成網(wǎng)絡通道， 實現(xiàn)分組切換；群組模式狀態(tài)控制單元任意切換按鍵觸發(fā)鎖存芯片發(fā)出控制信號給切換單元網(wǎng) 絡切換芯片，網(wǎng)絡切換芯片分別通過同內(nèi)部網(wǎng)絡或外部網(wǎng)絡隔離變壓器構(gòu)成網(wǎng)絡通道， 實現(xiàn)各切換單元同步切換。
具體工作過程
(1) .網(wǎng)絡連接工作狀態(tài)
網(wǎng)絡切換芯片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 于內(nèi)部網(wǎng)絡或外部網(wǎng)絡通信狀態(tài)。
計算機終端采用網(wǎng)線介質(zhì)與網(wǎng)絡接口1連接，網(wǎng)絡隔離變壓器2接收網(wǎng)絡信號，
進行信噪濾波處理發(fā)送至網(wǎng)絡切換芯片3，網(wǎng)絡切換芯片接收網(wǎng)絡信號進行處理，轉(zhuǎn)發(fā) 至內(nèi)部網(wǎng)絡4或外部網(wǎng)絡14的網(wǎng)絡隔離變壓器，同步將網(wǎng)絡信號發(fā)送至物理層芯片6。
網(wǎng)絡隔離變壓器4\14接收接網(wǎng)絡信號，通過網(wǎng)絡接口輸出至內(nèi)部網(wǎng)絡5或外部網(wǎng) 絡連接13的通信設備；
物理層芯片輸入端接收網(wǎng)絡切換芯片發(fā)送的網(wǎng)絡信號，對網(wǎng)絡信號進行回環(huán)處理， 輸出指示燈控制信號分別發(fā)送至內(nèi)部網(wǎng)絡7或外部網(wǎng)絡15及計算機終端8的網(wǎng)絡接口 流量燈。
內(nèi)部網(wǎng)絡或外部網(wǎng)絡接口發(fā)送網(wǎng)絡信號至計算機終端接口，同理所述。
(2) .分組切換工作狀態(tài)
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組引腳分別向鎖存芯片11的D組引腳發(fā)送控制指令，觸發(fā)鎖存芯片Q組引腳分 別發(fā)出指令給對應切換單元網(wǎng)絡切換芯片及對應切換單元的拓撲指示燈12。
切換單元網(wǎng)絡切換芯片控制接口受高、低電平信號的響應，切換網(wǎng)絡處于內(nèi)部網(wǎng)
絡或外部網(wǎng)絡通信狀態(tài)。網(wǎng)絡信號轉(zhuǎn)發(fā)處理同上述(l)網(wǎng)絡連接工作狀態(tài)所述。
控制單元各小組拓撲指示燈受鎖存芯片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于內(nèi)部網(wǎng)絡，或以綠色代表小組切換單元處于外部網(wǎng)絡。 (3).裝置群組切換工作狀態(tài)-
裝置實現(xiàn)分組模式或群組模式動態(tài)切換的功能。撥碼開關(guān)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(tài)，網(wǎng)絡信號轉(zhuǎn)發(fā)處理同上述(l)網(wǎng)絡連接工作狀態(tài)所述。
撥碼開關(guān)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(nèi)部網(wǎng)絡或外部網(wǎng)絡通信狀態(tài)，同切換控制信號拓撲結(jié)構(gòu)一致，微 處理器P0及P2組引腳分別向各鎖存芯片D組引腳發(fā)送同一種控制指令，各鎖存芯片
Q組引腳分別發(fā)出指令給各切換單元網(wǎng)絡切換芯片，即而實現(xiàn)群組切換工作狀態(tài)。網(wǎng)
絡信號轉(zhuǎn)發(fā)處理同上述(l)網(wǎng)絡連接工作狀態(tài)所述。
本發(fā)明與現(xiàn)有網(wǎng)絡切換裝置相比具有以下優(yōu)點-
本發(fā)明不采用繼電器技術(shù)，應用物理層芯片、切換芯片，結(jié)合單板機控制技術(shù)， 形成以集成電路芯片為主的數(shù)字化電路設計方案，在教學實驗中的頻繁跳接網(wǎng)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(wǎng)絡智能化隔離，且減少網(wǎng)絡設備磨損，為實驗室構(gòu)建多 種網(wǎng)絡教學平臺，方便以學習小組形勢組建教學實驗環(huán)境對網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)自動化、分 組切換、群組同步切換功能的諸多需求。
網(wǎng)絡分組切換裝置在保證正常通信狀態(tài)下，支持4組獨立在兩種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)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(shù)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(wǎng)絡間瞬間動態(tài) 切換，響應時間快捷特點。


圖l為本發(fā)明原理框圖。
具體實施方式
實施例1
根據(jù)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(wǎng)絡隔離變壓器2 (型號13F-2003NL)與網(wǎng)絡切換芯片3 (型號 MAX4892ETX)連接，網(wǎng)絡切換芯片3分別通過網(wǎng)絡隔離變壓器4、 14 (型號 13F-2003NL)與內(nèi)部網(wǎng)絡或外部網(wǎng)絡連接構(gòu)成網(wǎng)絡通道；
物理層芯片6 (型號RTL8208BF)的輸入端與網(wǎng)絡切換芯片3采用控制總線連接， 物理層芯片6的輸出端分別與內(nèi)部網(wǎng)絡、外部網(wǎng)絡及計算機終端口燈連接，接收網(wǎng)絡 切換芯片3數(shù)據(jù)報文觸發(fā)信號，進行信號回環(huán)處理，分別發(fā)送至各網(wǎng)絡端口燈。
控制單元由微處理器(型號AT89LS52)、切換按鍵、撥碼開關(guān)、鎖存芯片(型號 74HC574N)及拓撲指示燈12構(gòu)成，切換按鍵9、撥碼開關(guān)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芯片的觸發(fā)端，鎖存芯片的信號輸出端與切換單元的網(wǎng)絡切換芯片信號控制端連接，控制其工作狀態(tài)。
撥碼開關(guān)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(guān)閉合信號，
向鎖存芯片發(fā)出相應指令，實現(xiàn)分組狀態(tài)工作模式或群組狀態(tài)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(shù)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(wǎng)絡間瞬間動態(tài)切換；
群組模式按任意切換鍵操作實現(xiàn)裝置同步進行內(nèi)、外切換；
通過對撥碼開關(guān)位置操作，微處理器實時動態(tài)識別裝置處于何種控制模式，便于 對切換按鍵操作，實現(xiàn)內(nèi)、外切換。
權(quán)利要求
1、一種實現(xiàn)兩種網(wǎng)絡分組切換的方法，其特征在于計算機終端通過網(wǎng)絡隔離變壓器與網(wǎng)絡切換芯片連接，網(wǎng)絡切換芯片受控于控制單元的控制信號進行切換，實現(xiàn)計算機終端與內(nèi)部網(wǎng)絡或外部網(wǎng)絡構(gòu)成網(wǎng)絡通道；在控制單元中由切換按鍵、撥碼開關(guān)向微處理器輸入控制信號，觸發(fā)其鎖存芯片發(fā)出控制信號給網(wǎng)絡切換芯片工作狀態(tài)。
2、 一種實現(xiàn)兩種網(wǎng)絡分組切換裝置，其特征在于由N個切換單元 及l(fā)個控制單元組成，在每個切換單元中，計算機終端通過網(wǎng)絡隔離變壓 器與網(wǎng)絡切換芯片連接，網(wǎng)絡切換芯片分別通過網(wǎng)絡隔離變壓器與內(nèi)部網(wǎng) 絡或外部網(wǎng)絡連接構(gòu)成網(wǎng)絡通道；控制單元由微處理器、切換按鍵、撥碼開關(guān)、鎖存芯片及拓撲指示燈 構(gòu)成，切換按鍵、撥碼開關(guān)接微處理器的信號輸入端，微處理器信號輸出 端向鎖存芯片的觸發(fā)端發(fā)送控制信號，鎖存芯片信號輸出端分別與切換單 元的網(wǎng)絡切換芯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(tài)。
3、 權(quán)利要求2所述的兩種網(wǎng)絡分組切換裝置，其網(wǎng)絡接口特征在于 切換單元物理層芯片輸入端與網(wǎng)絡切換芯片采用控制總線連接，物理層芯 片的輸出端分別與內(nèi)部網(wǎng)絡、外部網(wǎng)絡及計算機終端的網(wǎng)絡接口燈連接， 接收網(wǎng)絡切換芯片數(shù)據(jù)報文信號，進行信號回環(huán)處理，分別發(fā)送至各網(wǎng)絡 接口燈。
4、 權(quán)利要求2所述的兩種網(wǎng)絡分組切換裝置，其分組切換特征在于 裝置實現(xiàn)4組彼此獨立在兩種網(wǎng)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(fā)鎖存 芯片發(fā)出控制信號給切換單元網(wǎng)絡切換芯片。網(wǎng)絡切換芯片分別通過網(wǎng)絡 隔離變壓器與內(nèi)部網(wǎng)絡或外部網(wǎng)絡連接構(gòu)成網(wǎng)絡通道。
5、權(quán)利要求2所述的兩種網(wǎng)絡分組切換裝置，其分組模式或群組模式特征在于控制單元撥碼開關(guān)向微處理器輸入工作模式狀態(tài)信號。分組模式狀態(tài)控制單元小組切換按鍵觸發(fā)鎖存芯片發(fā)出控制信號給切換單元網(wǎng)絡切換芯片，網(wǎng)絡切換芯片分別通過同內(nèi)部網(wǎng)絡或外部網(wǎng)絡隔離變壓器構(gòu)成網(wǎng)絡通道，實現(xiàn)分組切換；群組模式狀態(tài)控制單元任意切換按鍵觸發(fā)鎖存芯片發(fā)出控制信號給切換單元網(wǎng)絡切換芯片，網(wǎng)絡切換芯片分別通過同內(nèi)部網(wǎng)絡或外部網(wǎng)絡隔離變壓器構(gòu)成網(wǎng)絡通道，實現(xiàn)各切換單元同步切換。
全文摘要
本發(fā)明公開一種實現(xiàn)兩種網(wǎng)絡分組切換的方法及網(wǎng)絡裝置，計算機終端通過網(wǎng)絡隔離變壓器與網(wǎng)絡切換芯片連接，網(wǎng)絡切換芯片受控于控制單元的控制信號進行切換，實現(xiàn)計算機終端與內(nèi)部網(wǎng)絡或外部網(wǎng)絡構(gòu)成網(wǎng)絡通道；在控制單元中由切換按鍵、撥碼開關(guān)向微處理器輸入控制信號，觸發(fā)其鎖存芯片發(fā)出控制信號給網(wǎng)絡切換芯片工作狀態(tài)。本發(fā)明不采用繼電器技術(shù)，應用物理層芯片、切換芯片，結(jié)合單板機控制技術(shù)，形成以集成電路芯片為主的數(shù)字化電路設計方案，在教學實驗中的頻繁跳接網(wǎng)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(yōu)先權(quán)日2008年11月19日
發(fā)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(shù)有限公司