一種管理單元和交換單元雙冗余的交換機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種管理單元和交換單元雙冗余的交換機，特別涉及一種基于PCIE接口的管理單元和交換單元雙冗余的交換機。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)以太網(wǎng)交換機以其開放的網(wǎng)絡(luò)標準，穩(wěn)定的性能以及優(yōu)異的電磁兼容性能，逐漸被工業(yè)控制自動化、軌道交通控制自動化、樓宇控制網(wǎng)絡(luò)等用戶認可與應(yīng)用。隨著這些應(yīng)用逐漸增多，人們對網(wǎng)絡(luò)的可靠性、穩(wěn)定性要求越來越高。而普通的網(wǎng)管型工業(yè)交換機往往只有一個管理單元與交換單元，在設(shè)備運行過程中，如遇到某條鏈路異常、管理單元宕機或重啟失效、交換單元停止工作等情況時，往往會給整個網(wǎng)絡(luò)造成損害，影響人們的生產(chǎn)生活，甚至會造成生命財產(chǎn)危害。
[0003]普通的網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng)交換機可在線升級軟件，但如果設(shè)備硬件需要升級、換代時，往往需要斷電進行，這樣往往造成大面積斷網(wǎng)，給用戶的實際使用造成困擾。交換機出現(xiàn)斷網(wǎng)現(xiàn)象大致有如下幾種情況:
[0004]1、交換機軟、硬件故障，造成一定時間的斷網(wǎng)，使用戶無法正常訪問各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，給生產(chǎn)、生活造成干擾；例如:
[0005](I)交換機長期運行時，會出現(xiàn)系統(tǒng)錯誤、假死機等情況。雖然連接正常，但網(wǎng)絡(luò)鏈路已經(jīng)斷開，造成無法進行數(shù)據(jù)交換和控制管理。雖然重啟交換機能夠恢復網(wǎng)絡(luò)鏈接，但仍會造成一定時間的斷網(wǎng)。
[0006](2)器件老化、焊接不良、批次不良等硬件問題，會讓交換機的管理單元與交換單元出現(xiàn)永久性的失效，即使重啟交換機仍無法恢復鏈路，造成網(wǎng)絡(luò)大面積、長時間的癱瘓。
[0007](3)當網(wǎng)絡(luò)病毒攻擊時，造成交換機內(nèi)部被大量數(shù)據(jù)淹沒，導致無法進行數(shù)據(jù)交換。而查殺病毒仍需要一定時間，沒有一個配置方案一致的交換機及時的彌補因查殺病毒而耽誤的時間。
[0008]2、交換機軟件升級出現(xiàn)升級失敗，硬件升級需切斷電源，均會造成一定時間的斷網(wǎng)；
[0009]( I)在交換機進行軟件升級時，如發(fā)生升級失敗的情況，雖然有辦法可以將交換機內(nèi)部系統(tǒng)重新恢復，但恢復系統(tǒng)、重新配置均需一定時間，就會造成一定時間的斷網(wǎng)。
[0010](2)交換機硬件如果發(fā)生老化、焊接不良問題，只能采取斷電的方法更換；另外為了解決已知的硬件設(shè)計問題、提升硬件性能，也需要斷電來解決。這些操作都會給網(wǎng)絡(luò)造成中斷，給客戶帶來使用上的不便。
[0011]而目前采用的通過多臺交換機做雙鏈路的方式，雖然實現(xiàn)了冗余的效果，但其增加了交換機數(shù)量以及網(wǎng)卡數(shù)量，讓整個系統(tǒng)比較復雜，穩(wěn)定性下降，成本也會提升。
[0012]因此，如何克服上述問題成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)難題。
【實用新型內(nèi)容】
[0013]針對【背景技術(shù)】中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種管理單元和交換單元雙冗余的交換機，該交換機實現(xiàn)了交換機管理單元、交換單元的雙冗余，提升了交換機的可靠性；且冗余單元自動切換，避免了斷網(wǎng)現(xiàn)象的發(fā)生；此外，該交換機硬件升級換代操作簡單，板卡式連接，無需替換整個交換機，從而為用戶節(jié)約了成本。
[0014]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0015]一種管理單元和交換單元雙冗余的交換機，所述交換機包括管理交換板、背板和接口板；其中，
[0016]所述管理交換板與所述背板連接，用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的交換和交換機的管理；
[0017]所述接口板與所述背板連接，用于將網(wǎng)絡(luò)差分信號從背板引出，并通過變壓器連接至網(wǎng)口連接器；
[0018]所述背板用于信號互聯(lián)，完成PCIE信號、網(wǎng)絡(luò)差分信號和多路選擇器控制信號與管理交換板、接口板的連接通信。
[0019]進一步，所述管理交換板包括主交換板和從交換板，所述主交換板和從交換板都設(shè)置有CPU和SWITCH芯片，主交換板和從交換板之間電連接；主交換板的CPU實時監(jiān)控主交換板的SWITCH芯片狀態(tài)，當發(fā)現(xiàn)SWITCH芯片工作異常時，立即將數(shù)據(jù)交換功能轉(zhuǎn)移到從卡的SWITCH芯片，并通知從交換板的CPU已經(jīng)將數(shù)據(jù)交換功能轉(zhuǎn)移到了從交換板的SWITCH芯片，此時主交換板的CPU將控制從卡的SWITCH芯片接管主交換板的SWITCH芯片的工作，從而實現(xiàn)了交換單元的冗余；主交換板的CPU定時的將心跳信號發(fā)送給從交換板的CPU，從交換板的CPU實時監(jiān)控此信號；當發(fā)現(xiàn)主交換板心跳信號異常時，從交換板的CPU將接管主交換板的CPU控制管理功能，從而實現(xiàn)了管理單元的冗余。
[0020]進一步，所述背板中設(shè)置有主交換板高速連接器和從交換板高速連接器，背板可同時插入同樣的管理交換板，通過背板上的槽位區(qū)分電路來區(qū)分主、從交換板。
[0021]進一步，所述主交換板和從交換板均設(shè)置有CPLD模塊，主交換板和從交換板可通過所述CPLD模塊進行GP1擴展。
[0022]進一步，所述接口板由高速連接器、變壓器和網(wǎng)口連接器組成；所述高速連接器、變壓器和網(wǎng)口連接器依次連接構(gòu)成所述接口板。
[0023]本實用新型具有以下積極的技術(shù)效果:
[0024]本申請設(shè)置有兩組交換、管理單元，通過高速PCIE接口將各單元按照冗余管理的方式相連。交換機正常運行時，主交換、管理單元負責數(shù)據(jù)交換和系統(tǒng)管理；主管理單元負責實時監(jiān)控主交換單元的工作狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)主交換單元工作異常，立即切換到從交換單元負責數(shù)據(jù)交換；從管理單元負責實時監(jiān)控主管理單元工作狀態(tài)，如果主管理單元工作異常，立即切換到從管理單元負責系統(tǒng)管理。這樣在交換機運行期間，總有一套設(shè)備的交換、管理單元作為冗余，而且實現(xiàn)了運行的狀態(tài)自動檢測和管理單元的自動切換。本申請?zhí)嵘私粨Q機的可靠性；且冗余單元自動切換，避免了斷網(wǎng)現(xiàn)象的發(fā)生；此外，該交換機硬件升級換代操作簡單，板卡式連接，無需替換整個交換機，從而為用戶節(jié)約了成本。
【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本實用新型的管理交換板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是本實用新型的背板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4是本實用新型的接口板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面，參考附圖，對本實用新型進行更全面的說明，附圖中示出了本實用新型的示例性實施例。然而，本實用新型可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實施例。而是，提供這些實施例，從而使本實用新型全面和完整，并將本實用新型的范圍完全地傳達給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。
[0030]為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對術(shù)語，用于說明圖中示出的一個元件或特征相對于另一個元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對說明可相應(yīng)地解釋。
[0031]如圖1所示，本申請的一種管理單元和交換單元雙冗余的交換機，該交換機包括管理交換板、背板和接口板；其中，管理交換板與背板連接，用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的交換和交換機的管理；接口板與背板連接，用于將網(wǎng)絡(luò)差分信號從背板引出，并通過變壓器連接至網(wǎng)口連接器；背板用于信號互聯(lián)，完成PCIE信號、網(wǎng)絡(luò)差分信號和多路選擇器控制信號與