本發(fā)明屬于工業(yè)防火墻領(lǐng)域，尤其涉及一種快速切換的網(wǎng)口Bypass系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備一般都具有網(wǎng)口Bypass功能。現(xiàn)有網(wǎng)口Bypass系統(tǒng)或設(shè)備的主要功能元器件為繼電器，通過繼電器的開啟與閉合來實現(xiàn)網(wǎng)口Bypass和非Bypass的狀態(tài)切換，斷電的情況下仍然能保持網(wǎng)絡(luò)的連接功能。但是繼電器的切換為物理切換，切換速度較慢且穩(wěn)定性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種快速切換的網(wǎng)口Bypass系統(tǒng)，在保持了傳統(tǒng)網(wǎng)口Bypass的全部功能外，大大的提高了網(wǎng)絡(luò)的切換速度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種快速切換的網(wǎng)口Bypass系統(tǒng)，該網(wǎng)口Bypass系統(tǒng)包括CPU，所述CPU搭載PHY1和PHY2，所述PHY1與Transformer1相連接，所述PHY2與Transformer2相連接，所述Transformer1與LAN1之間連有Analog Switch1,所述Transformer2與LAN2之間連有Analog Switch2，所述LAN1和所述LAN2之間連有Relay Switch,所述Analog Switch1和所述Analog Switch2由BYPASS_VCC和搭載電容供電。

進一步，所述搭載電容為470微法的鉭電容。

進一步，所述Analog Switch1和所述LAN1的信號線的分叉不超過1000密耳；所述Analog Switch2和所述LAN2的信號線的分叉不超過1000密耳。

進一步，系統(tǒng)狀態(tài)為正常時，所述Transformer1和所述LAN1通過所述Analog Switch1相連接；所述Transformer2和所述LAN2通過所述Analog Switch2相連接。

進一步，系統(tǒng)狀態(tài)為上電Bypass時，所述LAN1和所述LAN2通過所述Analog Switch1和所述Analog Switch2相連接。

進一步，系統(tǒng)狀態(tài)為下電Bypass時，所述LAN1和所述LAN2通過所述Relay Switch相連接。

本發(fā)明還提供一種實現(xiàn)快速切換的網(wǎng)口Bypass系統(tǒng)的方法，包括以下步驟：

1)系統(tǒng)狀態(tài)為正常時，Analog_ctrl和Relay_ctrl均為“1”，Bypass功能關(guān)閉,LAN1和LAN2為通用的獨立網(wǎng)口，LAN1的數(shù)據(jù)流向依次為：LAN1、Analog Switch1、Transformer1、PHY1和CPU；LAN2的數(shù)據(jù)流向依次為：LAN2、Analog Switch2、Transformer2、PHY2和CPU；

2)系統(tǒng)狀態(tài)為上電Bypass時，Analog_ctrl為“0”，Relay_ctrl為“1”，由模擬開關(guān)實現(xiàn)Bypass功能打開，由繼電器實現(xiàn)Bypass功能關(guān)閉，數(shù)據(jù)流向依次為：LAN1、Analog Switch1、Analog Switch2、LAN2；

3)系統(tǒng)狀態(tài)為下電Bypass時,系統(tǒng)下電或電源異常后，Analog Switch1和Analog Switch2不工作，繼電器為常閉繼電器，在默認的情況下，由繼電器實現(xiàn)Bypass功能打開，數(shù)據(jù)流向依次為：LAN1、Relay Switch、LAN2。

本發(fā)明的有益效果為：添加了高速模擬開關(guān)，能滿足上電Bypass和下電Bypass的網(wǎng)口高速切換，降低網(wǎng)絡(luò)延時，提高網(wǎng)絡(luò)通訊實時性，Bypass切換速度快，掉電后網(wǎng)口可永久保持Bypass狀態(tài)。

1)可以實現(xiàn)上電Bypass狀態(tài)和非Bypass狀態(tài)之間的快速切換；

2)可以實現(xiàn)下電后網(wǎng)口從當前狀態(tài)自動切換至Bypass狀態(tài)；

3)移植性好，Bypass模塊對外接口為通用網(wǎng)口，可作為復(fù)雜設(shè)備或復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)置模塊；

4)掉電后網(wǎng)口進入永久Bypass狀態(tài)，通訊穩(wěn)定性好。

附圖說明

圖1為一種快速切換的網(wǎng)口Bypass系統(tǒng)框圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，一種快速切換的網(wǎng)口Bypass系統(tǒng)，該網(wǎng)口Bypass系統(tǒng)包括CPU，CPU搭載PHY1和PHY2，PHY1與Transformer1相連接，PHY2與Transformer2相連接，Transformer1與LAN1之間連有Analog Switch1,Transformer2與LAN2之間連有Analog Switch2，LAN1和LAN2之間連有Relay Switch,Analog Switch1和Analog Switch2由BYPASS_VCC和搭載電容供電。

其中，PHY1和PHY2為網(wǎng)絡(luò)物理層芯片，例如Marvell的88E1111，通過MAC Interface(物理層接口)與CPU相連接。

Transformer1和Transformer2為(網(wǎng)絡(luò))變壓器，保護PHY芯片，例如WE的749020023。

Analog Switch1和Analog Switch2：模擬開關(guān)，系統(tǒng)核心器件之一，進行網(wǎng)絡(luò)通路的高速切換，使用Maxim的MAX4892；網(wǎng)絡(luò)切換速度為納秒(ns)級別；需要帶電工作。

Relay Switch：繼電器開關(guān)，系統(tǒng)核心器件之一，進行網(wǎng)絡(luò)通路的切換，系統(tǒng)下電時，繼電器自動切換至常閉狀態(tài)；維持Bypass通路，網(wǎng)絡(luò)切換速度為毫秒(ms)級別；本系統(tǒng)只能選用常閉性繼電器，例如G6K-2F-Y-24V。

LAN1和LAN2：網(wǎng)口，網(wǎng)線連接器。

其中，MDI±：網(wǎng)絡(luò)差分信號，

MDI±A’為Transformer1與Analog Switch1之間的網(wǎng)絡(luò)差分信號；

MDI±A為Analog Switch1與LAN1之間的網(wǎng)絡(luò)差分信號；

MDI±B’為Transformer2與Analog Switch2之間的網(wǎng)絡(luò)差分信號；

MDI±B為Analog Switch2與LAN2之間的網(wǎng)絡(luò)差分信號；

搭載電容為470微法的鉭電容，Bypass_VCC的大容值儲能電容必須選取的足夠大，保證在斷電后，能維持模擬開關(guān)導(dǎo)通ms級別的時間，具體容值以實際系統(tǒng)為準；一般情況下，添加一個470uF的鉭電容即可。

LAN1的信號線的分叉不超過1000密耳；LAN2的信號線的分叉不超過1000密耳。印制電路板設(shè)計時，MDI±信號線的分叉盡可能短。

系統(tǒng)狀態(tài)為正常時，Transformer1和LAN1通過Analog Switch1相連接；Transformer2和LAN2通過Analog Switch2相連接。

系統(tǒng)狀態(tài)為上電Bypass時，LAN1和LAN2通過Analog Switch1和Analog Switch2相連接。即LAN1與Analog Switch1相連，Analog Switch1與Analog Switch2相連，Analog Switch2與LAN2相連。

系統(tǒng)狀態(tài)為下電Bypass時，LAN1和LAN2通過Relay Switch相連接。

一種實現(xiàn)快速切換的網(wǎng)口Bypass系統(tǒng)的方法：

1)系統(tǒng)狀態(tài)為正常時，Analog_ctrl和Relay_ctrl均為“1”,Bypass功能關(guān)閉,LAN1和LAN2為通用的獨立網(wǎng)口，LAN1的數(shù)據(jù)流向依次為：LAN1、Analog Switch1、Transformer1、PHY1和CPU；LAN2的數(shù)據(jù)流向依次為：LAN2、Analog Switch2、Transformer2、PHY2和CPU；

2)系統(tǒng)狀態(tài)為上電Bypass時，Analog_ctrl為“0”，Relay_ctrl為“1”，由模擬開關(guān)實現(xiàn)Bypass功能打開，由繼電器實現(xiàn)Bypass功能關(guān)閉，數(shù)據(jù)流向依次為：LAN1、Analog Switch1、Analog Switch2、LAN2；

3)系統(tǒng)狀態(tài)為下電Bypass時,系統(tǒng)下電或電源異常后，Analog Switch1和Analog Switch2不工作，繼電器為常閉繼電器，在默認的情況下，由繼電器實現(xiàn)Bypass功能打開，數(shù)據(jù)流向依次為：LAN1、Relay Switch、LAN2。

一種實現(xiàn)快速切換的網(wǎng)口Bypass系統(tǒng)的快速切換說明：

該系統(tǒng)中，實現(xiàn)快速Bypass切換的情況主要分為以下三種：

上電從正常工作狀態(tài)向上電Bypass的切換：由Analog_ctrl控制模擬開關(guān)實現(xiàn)，Analog_ctrl從“1”變?yōu)椤?”即可?？刂迫菀祝瑢崿F(xiàn)簡單，切換速度高達幾十納秒。

下電從模擬開關(guān)實現(xiàn)的Bypass向繼電器實現(xiàn)的Bypass的切換：下電瞬間，Analog_ctrl為“0”，Relay_ctrl由“1”變?yōu)椤?”由于繼電器是物理切換，切換時間比較慢，大約為數(shù)毫秒。為了保證這數(shù)毫秒的時間內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)通訊不中斷，給模擬開關(guān)供電的BYPASS_VCC添加了一個大容值儲能電容，這樣模擬開關(guān)會繼續(xù)維持一段時間，大約也為數(shù)毫秒的時間。數(shù)毫秒后，模擬開關(guān)停止工作，繼電器已經(jīng)切換成常閉狀態(tài)，繼續(xù)維持系統(tǒng)Bypass功能。該切換過程的核心器件是大容值的儲能電容，此大容值的儲能電容為470微法的鉭電容，保證了網(wǎng)絡(luò)的正常通訊。

下電從正常狀態(tài)向繼電器實現(xiàn)的Bypass的切換：下電瞬間，Analog_ctrl由“1”變?yōu)椤?”，Relay_ctrl由“1”變?yōu)椤?”，由于模擬開關(guān)的相應(yīng)速度快，網(wǎng)絡(luò)切換只需要幾十納秒，而繼電器的網(wǎng)絡(luò)切換需要幾毫秒。因此，系統(tǒng)會立馬切換到由模擬開關(guān)實現(xiàn)Bypass功能的狀態(tài)，并在大容值鉭電容的作用下維持數(shù)毫秒后，待繼電器切換成常閉狀態(tài)后，繼續(xù)維持系統(tǒng)Bypass功能。該切換過程的核心思想是充分利用了模擬開關(guān)的快速切換功能和常閉繼電器的高穩(wěn)定性，實現(xiàn)了系統(tǒng)Bypass功能的快速切換。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。