CN109981374B

CN109981374B - 可自动调整信号传送路径的网络装置

Info

Publication number: CN109981374B
Application number: CN201910268276.0A
Authority: CN
Inventors: 曾志文; 罗传齐; 程林
Original assignee: Zhonglei Electronics Suzhou Co ltd; Sercomm Corp
Current assignee: Zhonglei Electronics Suzhou Co ltd; Sercomm Corp
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2023-04-18
Anticipated expiration: 2039-04-02
Also published as: US11196619B2; US20200322213A1; CN109981374A

Abstract

本发明涉及一种可自动调整信号传送路径的网络装置。一种网路装置，包含：控制节点；第一头节点，包含第一头前向端口、第一头后向端口以及第一头备份端口，该第一头前向端口连接该控制节点；第一普通节点，包含第一前向端口、第一后向端口以及第一备份端口，该第一前向端口连接该第一头后向端口；第二普通节点，包含第二前向端口、第二后向端口以及第二备份端口，该第二前向端口连接该第一后向端口；以及第三普通节点，包含第三前向端口、第三后向端口以及第三备份端口，该第三前向端口连接该第二后向端口且该第三备份端口连接该第一头备份端口。

Description

可自动调整信号传送路径的网络装置

技术领域

本发明涉及包含多个节点的网络装置，特别涉及可自动调整信号传送路径，因此一或两个节点故障，或一或多条网络线断线也不会影响其信号传送功能的网络装置。

背景技术

网络装置可以包含多个节点(node)以进行信号收发(transceive)和信号分程传递(relay)之用。在某些长形的安装环境(例如隧道或公路)，常将这些节点串接以提供信号传送功能。举例来说，菊花链(Daisy chain)即为一种例子。然而，这类网络装置通常具有一些问题，举例来说，若串接的节点中只要有一个故障、或是一条网络线断线，则会造成后续的节点都无法接收到先前的节点所传送的信号，使得网络装置无法正常的运作。

发明内容

因此，本发明一目的为公开一种网络装置，其可自动调整信号传送路径，以在一或两个节点故障或一或多条网络线断线时，仍可提供正常的信号传送功能。

本发明一实施例公开了一种网络装置，包含：控制节点；第一头节点，包含第一头前向端口、第一头后向端口以及第一头备份端口，该第一头前向端口连接该控制节点；第一普通节点，包含第一前向端口、第一后向端口以及第一备份端口，该第一前向端口连接该第一头后向端口；第二普通节点，包含第二前向端口、第二后向端口以及第二备份端口，该第二前向端口连接该第一后向端口；以及第三普通节点，包含第三前向端口、第三后向端口以及第三备份端口，该第三前向端口连接该第二后向端口且该第三备份端口连接该第一头备份端口。

本发明另一实施例公开了一种网络装置，包含：控制节点；第一头节点，包含第一头前向端口、第一头后向端口以及第一头备份端口，该第一头前向端口连接该控制节点；最后节点，包含最后前向端口、最后后向端口以及最后备份端口，该最后后向端口不连接任何节点；多个普通节点，该多个普通节点不做为头节点以及该最后节点，彼此串接且分别包含前向端口、后向端口以及备份端口，该多个普通节点中的第一个该普通节点的该前向端口连接该第一头后向端口，后方每一该普通节点的该前向端口连接前一该普通节点的该后向端口，该多个普通节点中的最后该普通节点的该后向端口连接该最后前向端口，至少一该普通节点的该备份端口连接在其后方且间隔两节点或两节点以上的该普通节点的该备份端口，且该第一头备份端口连接在其后且间隔两节点或两节点以上的该普通节点的该备份端口。

根据前述实施例，本发明所公开的网络装置，可自动调整信号传送路径，因此在一或多个节点故障时，或一或多条网络线断线时，仍可提供正常的信号传送功能，改善了现有的网络装置只要一部分损坏便无法正常运作的问题。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1绘示了根据本发明一实施例的网络装置的示意图；

图2绘示了图1所示的网络装置的详细例子；

图3绘示了图1所示的网络装置的另一详细例子；

图4绘示了本发明所公开的网络装置的端口信号传送路径中断时，其相对应动作的示意图；

图5绘示了本发明所公开的网络装置的端口信号传送路径恢复时，其相对应动作的示意图。

其中，附图标记说明如下：

100、200、300网络装置；

控制节点CN、第一头节点HN_1、第二头节点HN_2；

普通节点NN_n、第一普通节点NN_1、第二普通节点NN_2、第三普通节点NN_3、第四普通节点NN_4、第五普通节点NN_5、第六普通节点NN_6

第七普通节点NN_7、第八普通节点NN_8；

最后节点NN_f；

第一头前向端口HP_11、第二头前向端口HP_21、第一头后向端口HP_12、第二头后向端口HP_22、第一头备份端口HP_13、第二头备份端口HP_23；

第一前向端口P_11、第二前向端口P_21、第三前向端口P_31、第四前向端口P_41、第五前向端口P_51、第六前向端口P_61、第七前向端口P_71、第八前向端口P_81、最后前向端口P_f1；

第一后向端口P_12、第二后向端口P_22、第三后向端口P_32、第四后向端口P_42、第五后向端口P_52、第六后向端口P_62、第七后向端口P_72、第八后向端口P_82、最后后向端口P_f2；

第一备份端口P_13、第二备份端口P_23、第三备份端口P_33、第四备份端口P_43、第五备份端口P_53、第六备份端口P_63、第七备份端口P_73、第八备份端口P_83、最后备份端口P_f3。

具体实施方式

以下将以不同实施例来说明本发明的概念。以下各实施例中各元件可通过硬件实施(例如装置或电路)或是通过固件实施(例如处理器中写入程序码)。此外，说明书中的”第一”、”第二”…等类似描述，仅用以区别不同的元件，并非用以限制这些元件的数量。以下描述中的连接可指有线连接或无线连接。

图1绘示了根据本发明一实施例的网络装置的概念示意图。如图1所示，网络装置包含一控制节点CN、一第一头节点HN_1、不做为最后节点的多个普通节点NN_n(此例中只画出三个)、以及一最后节点NN_f。其中f为大于或等于四的正整数，n为1,2,3,…,f-1共f-1个正整数。控制节点CN可以由一或多个节点组成，负责处理所有节点传送给它的信号，并发送命令控制所有节点。头节点为和控制节点连接的节点，其数量可为一或多个，图1实施例中仅包含一第一头节点HN_1。第一头节点HN_1之后的普通节点NN_n指的是非控制节点、非头节点也非最后节点的节点，在图1的实施例中包含第一普通节点NN_1、第二普通节点NN_2、以及第三普通节点NN_3，其可通过第一头节点HN_1且/或其他普通节点和控制节点CN通信。

网络装置本身或其包含的控制节点CN、普通节点NN_n或最后节点NN_f可以是移动通信基站(例如small cell或支持物联网业务的NB-IoT或eMTC小型通信基站)；光纤网关(例如GPON ONU)；802.11ac或802.11ax的WiFi无线路由器、无线接入点、或无线网卡；或物联网闸道器/装置(IoT Gateway/Device)等装置。

第一头节点HN_1包含第一头前向端口HP_11、第一头后向端口HP_12以及第一头备份端口HP_13。这里的前向指的是往控制节点CN的方向，而后向指的是往最后节点NN_f的方向。在后续的描述中，前方也代表了往控制节点CN的方向，而后方代表的也是往最后节点NN_f的方向。举例来说，第一头节点HN_1和第一普通节点NN_1为在第二普通节点NN_2前方的节点，而第三普通节点NN_3为在第二普通节点NN_2后方的节点。第一头前向端口HP_11连接控制节点CN。普通节点NN_n中的每一个普通节点均包含前向端口、后向端口以及备份端口。普通节点NN_n中的每一个的前向端口连接前一普通节点/头节点的后向端口，且每一个普通节点的后向端口连接其后方的普通节点/最后节点的前向端口，至少一普通节点的备份端口连接在其后方且间隔两节点或两节点以上的普通节点/最后节点的备份端口。此外第一头备份端口HP_13连接在其后方且间隔两节点或两节点以上的普通节点的备份端口。然请留意，在以下本发明实施例中，是以间隔两节点来做说明。

在图1的实施例中，第一普通节点NN_1包含第一前向端口P_11、第一后向端口P_12以及第一备份端口P_13。第一前向端口P_11连接第一头后向端口HP_12。第二普通节点NN_2包含第二前向端口P_21、第二后向端口P_22以及第二备份端口P_23，第二前向端口P_21连接第一后向端口P_12。第三普通节点NN_3包含第三前向端口P_31、第三后向端口P_32以及第三备份端口P_33，第三前向端口P_31连接第二后向端口P_22且第三备份端口P_33连接第一头备份端口HP_13。

最后节点NN_f包含最后前向端口P_f1、最后后向端口P_f2以及最后备份端口P_f3，最后前向端口P_f1连接最后节点NN_f的前一普通节点的后向端口，最后后向端口P_f2不与其他节点连接。此外，最后备份端口P_f3可与和最后节点NN_f间隔一或两节点的普通节点的备份端口连接。举例来说，若图1的实施例仅包含三个普通节点，最后备份端口P_f3可和第一备份端口P_13连接。若图1的实施例仅包含四个普通节点，最后备份端口P_f3可和第二备份端口P_23连接。

通过前述实施例，可让网络装置100在普通节点NN_n中的一或两个故障或一或两条网络线损坏时，自动调整信号传送路径，使其他正常节点仍能正常与控制节点CN通信。举例来说，若第一普通节点NN_1故障，则第一头节点HN_1，第二普通节点NN_2，第三普通节点NN_3以及最后节点NN_f仍可与控制节点CN通信。

还请留意，本发明所提供的网络装置的架构不限于前述的例子。举例来说，本发明所提供的网络装置可包含一个以上的头节点或三个以上的普通节点。以下图2和图3绘示了图1所示的网络装置的详细例子，其为图1所述的概念的可能组合。

在图2的实施例中，除了图1所示的结构外，更包含了第二头节点HN_2、第四普通节点NN_4、第五普通节点NN_5、第六普通节点NN_6、第七普通节点NN_7以及第八普通节点NN_8。第二头节点HN_2包含第二头前向端口HP_21、第二头后向端口HP_22以及第二头备份端口HP_23，第二头前向端口HP_21连接控制节点CN，且第二头备份端口HP_23连接第一普通节点NN_1的第一备份端口P_13。即使第一头节点HN_1故障，网络装置200的其他节点仍能通过第二头节点HN_2与控制节点CN通信。

第四普通节点NN_4、第五普通节点NN_5、第六普通节点NN_6、第七普通节点NN_7以及第八普通节点NN_8分别包含了相对应的第四至第八前向端口P_41至P_81、第四至第八后向端口P_42至P_82以及第四至第八备份端口P_43至P_83。第四前向端口P_41连接到其前方一节点(即第三普通节点NN_3)的第三后向端口P_32，且第五前向端口P_51连接到第四后向端口P_42，且第五备份端口P_53连接第二备份端口P_23。基于前述的规则，第六普通节点NN_6、第七普通节点NN_7以及第八普通节点NN_8的第六至第八前向端口P_61至P_81分别连接至其前一普通节点的第五至第七后向端口P_52至P_72，且第七备份端口P_73连接第四备份端口P_43(也就是，一普通节点的备份端与其相隔两节点的备份端口连接)。

网络装置200中的最后节点NN_f也包含了最后前向端口P_f1、最后后向端口P_f2以及最后备份端口P_f3。在网络装置200中，最后备份端口P_f3连接到第六备份端口P_63，也就是最后备份端口P_f3是连接到在最后节点NN_f前方且相隔两节点的第六普通节点NN_6的第六备份端口P_63。

图3则公开了根据本发明另一实施例的网络装置300。相较于网络装置200，网络装置300未包含第八普通节点NN_8，因此其最后节点NN_f的连接方式会有所不同，其最后备份端口P_f3是连接到在最后节点NN_f前且相隔一节点的第六普通节点NN_6的第六备份端口P_63。

在图2和图3的实施例中，奇数序号普通节点(例如第三普通节点NN_3或第五普通节点NN_5)的备份端口皆是连到其前方相隔两节点的普通节点/头节点的备份端口。只有第一普通节点NN_1是例外，其备份端口是连到第二头节点HN_2的第二头备份端口HP_23。偶数序号普通节点(例如第四普通节点NN_4)的备份端口皆是连到其后方相隔两节点的普通节点/最后节点的备份端口。只有偶数序号最大的普通节点是例外，若其与最后节点NN_f间不间隔任何节点，则其备份端口将不与任何节点连接(例如图2中的第八普通节点NN_8)，若其与最后节点NN_f间只间隔一个节点，则其备份端口将连到最后节点NN_f的最后备份端口P_f3(例如图3中的第六普通节点NN_6)。

以下将举例说明当端口间的信号传送路径中断以及端口信号传送路径恢复时，网络装置的相对应动作，是以图2和图3所公开的网络装置来说明。图4绘示了本发明所提供的网络装置的端口的信号传送路径中断时，其相对应动作的示意图。在图4所示的例子中，是假设第二后向端口P_22以及第三前向端口P_31间的信号传送路径中断。这样的状况下，第二普通节点NN_2以及第三普通节点NN_3均视为故障。在图4的实施例中，网络装置会定时的以路由资讯检查计时器检查端口是否正常运作。因此，如果第二普通节点NN_2和第三普通节点NN_3间的信号传送路径中断，那么第二普通节点NN_2和第三普通节点NN_3的路由资讯检查计时器就会发现对应的端口(第二后向端口P_22和第三前向端口P_31)异常(步骤1)。在触发了端口异常指示之后，第二普通节点NN_2就会把第二后向端口P_22放入到异常清单，例如放入到异常VLAN(Virtual Local Area Network)中。因为第三备份端口P_33是做为前向端口，所以第三备份端口P_33会发送端口异常通知封包(步骤2)。第一头节点HN_1收到这个封包后会把第一头备份端口HP_13放到工作清单(例如工作VLAN)中(步骤3)并回应端口异常回应封包给第三普通节点NN_3(步骤4)，第三普通节点NN_3在收到这个封包后会把第三备份端口P_33放到工作清单中(步骤5)。如此第三普通节点NN_3和在其后方的节点便可通过第三备份端口P_33和前方的节点形成信号传送路径。简而言之，当正在使用的端口发生问题，则这端口以及与其连接的端口会被移到异常清单中，并启动备份端口来产生新的信号传送路径，而被启动的备份端口会被放到工作清单中。

图5则绘示了本发明所提供的网络装置的端口信号传送路径恢复时，其相对应动作的示意图。相对应图4的实施例，如果第二后向端口P_22以及第三前向端口P_31之间的信号传送路径恢复了，那么第二普通节点NN_2和第三普通节点NN_3的路由资讯检查计时器就会发现对应的端口(第二后向端口P_22和第三前向端口P_31)从异常中恢复。第二普通节点NN_2就会把第二后向端口P_22从异常清单转到工作清单中(步骤1)。因为第三备份端口P_33为前向端口，所以第三备份端口P_33会发送端口恢复通知封包(步骤2)。第一头节点HN_1收到这个封包后会把第一头前向端口HP_11和第一头后向端口HP_12放到工作清单中，第一头备份端口HP_13放到备份清单中(步骤3)并回应端口恢复回应封包给第三普通节点NN_3(步骤4)。第三普通节点NN_3在收到这个封包后会把第三前向端口P_31和第三后向端口P_32放到工作清单中，第三备份端口P_33放到备份清单中(步骤5)。藉由前述步骤，可完成第二普通节点NN_2和第三普通节点NN_3间的信号传送路径恢复流程。简而言之，当先前发生问题的端口恢复了，则这端口以及与其连接的端口会从异常清单被移到工作清单中，先前所启动的备份端口会被移到备份清单暂不使用。

图4和图5的信号传送路径中断流程和信号传送路径恢复流程可运用在具其他结构的网络装置上。然请留意，本发明所提供的网络装置不限于使用图4和图5的信号传送路径中断流程和信号传送路径恢复流程，在不同网络标准下可能会以不同种类的封包或不同的步骤来完成信号传送路径中断流程和信号传送路径恢复流程。

根据前述实施例，本发明所公开的网络装置，在一或多个节点故障时、或一或多条网络线断线时，可自动调整信号传送路径来提供正常的信号传送功能，改善了现有的网络装置只要一部分故障便无法正常运作的问题。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种网络装置，其特征在于，包含：

控制节点；

第一头节点，包含第一头前向端口、第一头后向端口以及第一头备份端口，该第一头前向端口有线连接该控制节点；

第一普通节点，包含第一前向端口、第一后向端口以及第一备份端口，该第一前向端口有线连接该第一头后向端口；

第二普通节点，包含第二前向端口、第二后向端口以及第二备份端口，该第二前向端口有线连接该第一后向端口

第三普通节点，包含第三前向端口、第三后向端口以及第三备份端口，该第三前向端口有线连接该第二后向端口且该第三备份端口有线连接该第一头备份端口；

第二头节点，包含第二头前向端口、第二头后向端口以及第二头备份端口，该第二头前向端口有线连接该控制节点，该第二头后向端口不连接任何节点，且该第二头备份端口有线连接该第一备份端口；以及

最后节点，包含最后前向端口、最后后向端口以及最后备份端口，该最后后向端口不连接任何节点；

其中该最后备份端口有线连接与该最后节点间隔一或两节点的普通节点的备份端口；

其中该控制节点、该第二头节点、该第一头节点、该第一普通节点，该第二普通节点、该第三普通节点以及该最后节点在一长形安装环境中彼此有线串接。

2.如权利要求1所述的网络装置，其特征在于，更包含：

第四普通节点，包含第四前向端口、第四后向端口以及第四备份端口，该第四前向端口有线连接该第三后向端口；以及

第五普通节点，包含第五前向端口、第五后向端口以及第五备份端口，该第五前向端口有线连接该第四后向端口且该第五备份端口有线连接该第二备份端口。

3.一种网络装置，安装在一长形安装环境中，其特征在于，包含：

控制节点；

至少三个普通节点，该至少三个普通节点不做为头节点以及该最后节点，彼此有线串接且分别包含前向端口、后向端口以及备份端口，该至少三个普通节点中的第一个该普通节点的该前向端口有线连接该第一头后向端口，后方每一该普通节点的该前向端口有线连接前一该普通节点的该后向端口，该至少三个普通节点中的最后该普通节点的该后向端口有线连接该最后前向端口，至少一该普通节点的该备份端口有线连接在其后方且间隔两节点或两节点以上的该普通节点的该备份端口，且该第一头备份端口有线连接在其后且间隔两节点或两节点以上的该普通节点的该备份端口；

第二头节点，包含第二头前向端口、第二头后向端口以及第二头备份端口，该第二头前向端口有线连接该控制节点，该第二头后向端口不连接任何节点，且该第一个该普通节点的该备份端口有线连接该第二头备份端口；

其中该最后备份端口有线连接与该最后节点间隔一或两节点的该普通节点的该备份端口。

4.如权利要求3所述的网络装置，其特征在于，该至少三个普通节点中，非该第一个该普通节点且具有奇数序号的该普通节点的该备份端口皆有线连接到其前方相隔两节点的该普通节点或头节点的该备份端口。

5.如权利要求3所述的网络装置，其特征在于，该至少三个普通节点中，具有非最大偶数序号的该普通节点的该备份端口皆有线连接到其后方相隔两节点的该普通节点或该最后节点的该备份端口。

6.如权利要求3所述的网络装置，其特征在于，该至少三个普通节点中具有最大偶数序号的该普通节点，若其与该最后节点间不间隔任何节点，则具有该最大偶数序号的该普通节点的该备份端口将不与任何节点有线连接也不与任何节点无线连接，若其与该最后节点只间隔一个节点，则具有该最大偶数序号的该普通节点的该备份端口将有线连接到该最后节点的该备份端口。