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TWI852142B - 網路裝置組態辨識方法與裝置 - Google Patents

網路裝置組態辨識方法與裝置 Download PDF

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TWI852142B
TWI852142B TW111140311A TW111140311A TWI852142B TW I852142 B TWI852142 B TW I852142B TW 111140311 A TW111140311 A TW 111140311A TW 111140311 A TW111140311 A TW 111140311A TW I852142 B TWI852142 B TW I852142B
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鄭翔藝
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飛捷科技股份有限公司
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Abstract

本發明關於一種網路裝置組態辨識方法，其包含：開啟網路供電設備上的複數通訊埠；透過該等通訊埠執行智能位址解析協議以獲得初始全裝置位址資訊，其包含連接到該等通訊埠的複數網路受電裝置的位址；關閉該等通訊埠中的關注通訊埠；透過該等通訊埠執行該智能位址解析協議以獲得背景裝置位址資訊，其包含連接到該關注通訊埠以外的至少一背景網路受電裝置的位址；以及比對該初始全裝置位址資訊與該背景裝置位址資訊以獲得連接到該關注通訊埠的至少一關注網路受電裝置的位址。

Description

網路裝置組態辨識方法與裝置
本發明係關於一種網路裝置組態辨識方法與裝置，尤其是一種應用於網路供電技術的網路裝置組態辨識方法與裝置。
習用技術中，常使用乙太網路供電(power over Ethernet,PoE)技術組建區域網路(LAN)，PoE技術整合電力與網路傳輸，並利用乙太網路線同時提供網路連線與電力供應，使用乙太網路的裝置在連接乙太網路線的同時，就可以接收來自PoE裝置對整個乙太網路的電力供應，讓使用乙太網路的裝置不需另外連接外部電源。習用PoE技術常見於安防監控系統，如系統主機與網路攝影機(IP Camera)之間。
一般來說，PoE裝置上的單一通訊埠就可串接多台網路裝置，雖然可以省下適配器(adapter)與電力配線之建置成本，但是當PoE裝置使用一段時間後，單一通訊埠上往往累積串接了許多裝置，通常這時網路管理員已無法確實得知整部PoE裝置全部通訊埠上實際串接了幾台網路裝置？每個通訊埠上串接的網路裝置的MAC位址與IP位址？一旦乙太網路上發生裝置故障時，網路管理員將無法立即找出有問題網路裝置以及其所連接的通訊埠。
以安防監控系統為例，為了節省建置成本，PoE裝置上每一個通訊埠都會串接數量不等的網路攝影機，多一點可以串接到5台或更多，當其中某一台網路攝影機發生故障時，因為是採用串接方式，所以網路管理員無法快速並正確的掌握發生故障的攝影機及其連接的通訊埠與配置位置。
依現有技術，由於無法得知每一個通訊埠上網路裝置的串接狀態，管理員只能透過手動除錯的方式，經由反覆啟閉每一個通訊埠與每一台攝影機，或反覆啟閉(on/off)整部PoE裝置的電源，經過不斷的試誤與查找之後，才能找到故障的攝影機。
因此雖然現有PoE技術與其串接佈線方式，可以有效減少硬體建置成本，但卻增加日後維護的難度與成本；再者，習用PoE技術還有著無法辨識每一個通訊埠上連接的網路裝置的位址與串接狀態的問題。
職是之故，有鑑於習用技術中存在的缺點，發明人經過悉心嘗試與研究，並一本鍥而不捨之精神，終構思出本案「網路裝置組態辨識方法與裝置」，能夠克服上述缺點，以下為本發明之簡要說明。
本發明係關於一種網路裝置組態辨識方法與裝置，尤其是一種應用於網路供電技術的網路裝置組態辨識方法與裝置。
據此，本發明提出一種網路裝置組態辨識方法，其包含：開啟網路供電設備上的複數通訊埠；透過該等通訊埠執行智能位址解析協議以獲得初始全裝置位址資訊，其包含連接到該等通訊埠的複數網路受電裝置的位址；關閉該等通訊埠中的關注通訊埠；透過該等通訊埠執行該智能 位址解析協議以獲得背景裝置位址資訊，其包含連接到該關注通訊埠以外的至少一背景網路受電裝置的位址；以及比對該初始全裝置位址資訊與該背景裝置位址資訊以獲得連接到該關注通訊埠的至少一關注網路受電裝置的位址。
較佳的，所述之網路裝置組態辨識方法，還包含以下其中之一：開啟該關注通訊埠；透過該關注通訊埠執行智能網路管理協議以獲得連接到該關注通訊埠的第一關注網路受電裝置的第一時間計數以及第二關注網路受電裝置的第二時間計數；比較該第一時間計數與該第二時間計數之數值大小；當該第一時間計數大於該第二時間計數時，確定該第一關注網路受電裝置在該關注通訊埠上是串接在該第二關注網路受電裝置之前；以及當該第一時間計數小於該第二時間計數時，確定該第一關注網路受電裝置在該關注通訊埠上是串接在該第二關注網路受電裝置之後。
本發明進一步提出一種網路裝置組態辨識裝置，其包含：複數通訊埠與微控制器，該微控制器經配置執行以下程序：開啟該等通訊埠；透過該等通訊埠執行智能位址解析協議以獲得初始全裝置位址資訊，其包含連接到該等通訊埠的複數網路受電裝置的位址；關閉該等通訊埠中的關注通訊埠；透過該等通訊埠執行該智能位址解析協議以獲得背景裝置位址資訊，其包含連接到該關注通訊埠以外的至少一背景網路受電裝置的位址；以及比對該初始全裝置位址資訊與該背景裝置位址資訊以獲得連接到該關注通訊埠的至少一關注網路受電裝置的位址。
較佳的，所述之網路裝置組態辨識裝置，還包含以下其中之一：開關元件，其係對該等通訊埠其中至少一個通訊埠的通訊與電力傳輸 進行開啟與關閉；該微控制器透過控制該開關元件取得對該等通訊埠的該等通訊與電力傳輸進行開關或關閉的控制權限；以及該微控制器經配置進一步執行以下程序其中之一：開啟該關注通訊埠；透過該關注通訊埠執行一智能網路管理協議以獲得連接到該關注通訊埠的一第一關注受電裝置的一第一時間計數以及一第二關注受電裝置的一第二時間計數；比較該第一時間計數與該第二時間計數之數值大小；當該第一時間計數大於該第二時間計數時，確定該第一關注受電裝置在該關注通訊埠上是串接在該第二關注受電裝置之前；以及當該第一時間計數小於該第二時間計數時，確定該第一關注受電裝置在該關注通訊埠上是串接在該第二關注受電裝置之後。
上述發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使讀者對本揭示內容具備基本的理解，此發明內容並非揭露本發明的完整描述，且用意並非在指出本發明實施例的重要/關鍵元件或界定本發明的範圍。
10:網路裝置組態辨識裝置
20:Internet Address欄位
30:Physical Address欄位
101-106:通訊埠
111-114:開關元件
121:微控制器單元
211:網路受電裝置
221:網路受電裝置
231:網路受電裝置
213:網路受電裝置
223:網路受電裝置
214:網路受電裝置
216:網路受電裝置
1311:網路線
1312:網路線
1313:網路線
1331:網路線
1332:網路線
1341:網路線
1361:網路線
310:裝置位址偵測方法
311-315:實施步驟
320:裝置串接順序偵測方法
321-325:實施步驟
330:網路裝置組態辨識方法
331-337:實施步驟
第1圖揭示本發明網路裝置組態辨識裝置之硬體架構方塊示意圖；
第2圖係經由實施本發明網路裝置組態辨識方法所獲得之初始全裝置位址資訊之示意圖；
第3圖係經由實施本發明網路裝置組態辨識方法所獲得之背景裝置位址資訊之示意圖；
第4圖係經由實施本發明網路裝置組態辨識方法所獲得之關注裝置位址資訊之示意圖；
第5圖係經由實施本發明網路裝置組態辨識方法所獲得之設備啟動後 時間計數資訊之示意圖；
第6圖係經由實施本發明網路裝置組態辨識方法所獲得之區域網路拓樸之示意圖；
第7圖揭示本發明包含之裝置位址偵測方法之實施步驟流程圖；
第8圖揭示本發明包含之裝置串接順序偵測方法之實施步驟流程圖；以及
第9圖揭示本發明包含之網路裝置組態辨識方法之實施步驟流程圖。
本發明將可由以下的實施例說明而得到充分瞭解，使得熟習本技藝之人士可以據以完成之，然本發明之實施並非可由下列實施案例而被限制其實施型態；本發明之圖式並不包含對大小、尺寸與比例尺的限定，本發明實際實施時其大小、尺寸與比例尺並非可經由本發明之圖式而被限制。
本文中用語“較佳”是非排他性的，應理解成“較佳為但不限於”，任何說明書或請求項中所描述或者記載的任何步驟可按任何順序執行，而不限於請求項中所述的順序，本發明的範圍應僅由所附請求項及其均等方案確定，不應由實施方式示例的實施例確定；本文中用語“包含”及其變化出現在說明書和請求項中時，是一個開放式的用語，不具有限制性含義，並不排除其他特徵或步驟。
第1圖揭示本發明網路裝置組態辨識裝置之硬體架構方塊示意圖；本發明的網路裝置組態辨識裝置10本身是一個包含網路設備(network equipment)模組與供電設備(power sourcing equipment,PSE)模組的網路供電 裝置(power over network)，其提供基本的網路連線與傳輸功能並在網路功能上疊加電力供應(power supply)功能，可透過網路線向所連接的各式網路裝置(networked device)或稱連網裝置提供電力；在由網路供電裝置為中心節點與所連接的網路裝置所組建的區域網路(LAN)中，網路裝置將作為受電裝置(powered device,PD)，網路供電裝置亦稱為PSE端或網路供電端，網路裝置又稱為PD端或網路受電端。
在本實施例，網路裝置組態辨識裝置10較佳是乙太網路供電(power over Ethernet,PoE)裝置，係為例如但不限於：PoE集線器(hub)、PoE交換器(switch)、PoE路由器(router)、PoE橋接器(bridge)、PoE閘道器(gateway)、PoE橋接路由器(brouter)、PoE中繼器(repeater)或者PoE IP分享器(NAT)等，網路裝置較佳是支援網路受電功能的各種網路裝置例如但不限於：網路攝影機、筆記型電腦、VoIP電話、網路印表機、網路附接儲存(NAS)或者網路電視等。
在本實施例，網路裝置組態辨識裝置10較佳是以PoE集線器為例說明，但本發明之實施非僅限於PoE集線器。在本實施例，網路裝置組態辨識裝置10內建包含至少互相電連接的多個通訊埠(comm ports)101-106、開關元件111-114以及微控制器單元(MCU)121等，其中通訊埠101透過網路線1311連接位於虛擬第一層的網路受電裝置211，網路受電裝置211再透過網路線1312繼續串接位於虛擬第二層的網路受電裝置221，網路受電裝置221繼續透過網路線1313串接位於虛擬第三層的網路受電裝置231。
通訊埠103則透過網路線1331和1332而串接二層的網路受電 裝置213與網路受電裝置223，通訊埠104與通訊埠106則透過網路線1341與1361分別連接單一層的網路受電裝置214與網路受電裝置216。
在本實施例，網路受電裝置211、221、231、213、223、214與216(實體裝置)較佳是例如但不限於支援網路受電與串接功能的網路攝像機(webcam)。
在某些實施例中，網路裝置組態辨識裝置10可提供多達例如但不限於24個通訊埠，並透過例如但不限於總長100公尺的網路線1311、1312、1313、1331、1332、1341與1361向網路受電裝置211、221、231、213、223、214與216傳輸直流電源，每一個通訊埠可串接多達例如但不限於5台的實體裝置，每一台實體裝置上內建雙埠集線器(dual port hub)模組與中繼器(network repeater)模組，以便在網路裝置組態辨識裝置10提供的最大功率與傳輸頻寬條件內向下串接更多實體裝置。
在某些實施例中，MCU 121較佳是獨立於網路供電裝置包含的系統MCU以外的一顆獨立MCU，但亦可與網路供電裝置包含的系統MCU或其他功能晶片例如電源管理晶片整合。
網路裝置組態辨識裝置10中包含的MCU 121，將透過控制開關元件111-114的開啟(switch on)或關閉(switch off)，取得對每一個通訊埠101-106的通訊與電力傳輸功能進行開啟或關閉的控制權限，當MCU 121透過開啟開關元件111-114而開啟通訊埠101-106之通訊與電力傳輸功能時，所連接的網路受電裝置211、221、231、213、223、214與216將透過網路線1311、1312、1313、1331、1332、1341與1361接收來自通訊埠101-106供應的電力並啟動運作，且與所接入的LAN進行網路連線，當MCU 121透過關閉開關 元件111-114而關閉通訊埠101-106之通訊與電力傳輸功能時，所連接的網路受電裝置211、221、231、213、223、214與216將因失去電力供應而停止運作，且中斷與LAN的網路連線。
開關元件111-114較佳是機械式繼電器(relay)或是包含至少一PMOS或一NMOS之MOS開關晶體；舉例來說，在本實施例，開關元件111-113較佳是例如但不限於雙刀雙擲繼電器(DPDT relay)，而開關元件114則是MOS開關晶體；開關元件111-114與通訊埠101-106之間的控制關係，可以是一對一(one to one)關係或者一對多(one to many)關係，舉例來說，基於DPDT繼電器的開關元件111-113，每一個開關元件111-113將分別控制一個通訊埠101-103的開啟或關閉，屬於一對一的控制關係，而基於MOS開關晶體的單一個開關元件114可以分別控制三個通訊埠104-106的開啟或關閉，屬於一對多的控制關係。
MCU 121內建網路裝置組態辨識方法之實施步驟，經啟動後將開始執行網路裝置組態辨識作業，自動辨識以網路裝置組態辨識裝置10做為中心節點所形成之LAN的網路裝置組態資訊(configuration information)，網路裝置組態資訊較佳係指與一群位在同一個LAN之中網路裝置的布署、設定、設置有關的資訊。
在本實施例，網路裝置組態資訊至少包含：所有通訊埠101-106所串接的網路受電裝置211、221、231、213、223、214與216之媒體存取控制位址(MAC address)、網際網路協定位址(IP address)及這些實體裝置在所連接的通訊埠上的串接順序等資訊。
本發明的網路裝置組態辨識方法包含至少：初始全裝置位址 解析步驟、背景裝置位址解析步驟、關注裝置位址解析步驟、關注裝置時間計數解析步驟、關注通訊埠裝置串接順序解析步驟、全通訊埠循環掃描步驟以及區域網路拓樸解析步驟等。
在初始全裝置位址解析步驟中，MCU 121首先向所有的開關元件111-114發送開啟訊號，允許所有通訊埠101-106進行通訊與電力傳輸，以透過所有通訊埠101-106向所有網路受電裝置211、221、231、213、223、214與216供應電力與網路連線，並啟動所有網路受電裝置211、221、231、213、223、214與216。MCU 121等待所有網路受電裝置211、221、231、213、223、214與216完成開機作業。
網路受電裝置211、221、231、213、223、214與216在開機過程，將執行例如但不限於動態主機設定協定(DHCP)，以在網路上尋找可用伺服器並向其請求位址分配以取得IP位址，以連上廣域的網際網路(Internet)。
第2圖係經由實施本發明網路裝置組態辨識方法所獲得之初始全裝置位址資訊之示意圖；待網路受電裝置211、221、231、213、223、214與216成功開機之後，MCU 121透過開啟中的所有通訊埠101-106，對所有運作中的網路受電裝置211、221、231、213、223、214與216執行一個智能位址解析協議，智能位址解析協議將向伺服器發送封包，詢問LAN中所有運作中實體裝置的IP位址，以及詢問這些IP位址所對應的實體MAC位址，而將IP位址轉換成MAC位址；智能位址解析協議較佳選自位址解析協定(ARP)與簡單網路管理協定(SNMP)其中一種。
在本實施例，智能位址解析協議較佳選用ARP協定，MCU 121執行ARP協定，透過開啟中的所有通訊埠101-106掃描所有運作中網路受電裝置211、221、231、213、223、214與216，並向伺服器發送ARP封包，取得這些裝置的IP位址與MAC位址，以識別出LAN中所有網路受電裝置211、221、231、213、223、214與216的MAC位址與IP位址，並獲得一份包含串接到所有通訊埠101-106的所有網路受電裝置211、221、231、213、223、214與216的MAC位址與IP位址的初始全裝置位址資訊，如第2圖所示。
在本實施例，初始全裝置位址資訊中的Internet Address欄位20係紀錄LAN中所有實體裝置的IP位址，涵蓋：10.10.50.7、10.10.50.10、10.10.50.29、10.10.50.109、10.10.50.111、10.10.50.130與10.10.50.139等，Physical Address欄位30係紀錄LAN中所有IP位址對應的二進位制MAC位址，涵蓋：ec-eb-b8-1e-bb-e3、00-15-5d-c8-fa-2a、24-5e-be-27-4a-76、4c-44-5b-c9-a9-1e、00-00-00-00-00-01、d8-5e-d3-40-3d-9e與00-e0-4c-68-02-81等。
在此階段，雖然已經獲得了所有網路受電裝置211、221、231、213、223、214與216的MAC位址與IP位址的資訊，但包含各別單一通訊埠101-106上所連接的實體裝置的MAC位址與IP位址、這些MAC位址與IP位址與實體裝置之間的對應關係，在通訊埠上的串接順序等資訊還不得而知。
接著，MCU 121執行背景裝置位址解析步驟，MCU 121透過控制開關元件111-114而關閉通訊埠101-106其中一個作為關注通訊埠，在本實施例，MCU 121向開關元件111發送關閉訊號，關閉經由通訊埠101進行的通訊與電力傳輸，並以通訊埠101作為關注通訊埠；這時，由於通訊埠 101之關閉，連接到通訊埠101的網路受電裝置211、221與231將因失去電力供應而停止運作。
第3圖係經由實施本發明網路裝置組態辨識方法所獲得之背景裝置位址資訊之示意圖；接著，MCU 121透過開啟中的通訊埠102-106執行智能位址解析協議，掃描每一個運作中的實體裝置，包含目前仍在運作中的網路受電裝置213、223、214與216，並解析出這些實體裝置的MAC位址與IP位址，獲得一份包含串接到通訊埠102-106的所有網路受電裝置213、223、214與216(背景網路受電裝置)的MAC位址與IP位址的背景裝置位址資訊，如第3圖所示。
在本實施例，背景裝置位址資訊中的Internet Address欄位20係紀錄排除通訊埠101以外，連接到其他通訊埠102-106的所有實體裝置的IP位址，涵蓋：10.10.50.7、10.10.50.10、10.10.50.29與10.10.50.109等，Physical Address欄位30係紀錄LAN中所有IP位址對應的二進位制MAC位址，涵蓋：ec-eb-b8-1e-bb-e3、00-15-5d-c8-fa-2a、24-5e-be-27-4a-76與4c-44-5b-c9-a9-1e等。
第4圖係經由實施本發明網路裝置組態辨識方法所獲得之關注裝置位址資訊之示意圖；接著，MCU 121執行關注裝置位址解析步驟，MCU 121在獲得初始全裝置位址資訊與背景裝置位址資訊之後，MCU 121接著比對初始全裝置位址資訊與背景裝置位址資訊，會發現缺少了三組MAC位址與IP位址，將這三組不包含在背景裝置位址資訊中的MAC位址與IP位址，這三組MAC位址與IP位址就是通訊埠101上串接的三個網路受電裝置211、221與231(關注網路受電裝置)的MAC位址與IP位址，紀錄為關聯於 通訊埠101的關注裝置位址資訊。
在本實施例，關注裝置位址資訊中的Internet Address欄位20係紀錄連接到通訊埠101的所有實體裝置的IP位址，涵蓋：10.10.50.111、10.10.50.130與10.10.50.139等，Physical Address欄位30係紀錄LAN中所有IP位址對應的二進位制MAC位址，涵蓋：00-00-00-00-00-01、d8-5e-d3-40-3d-9e與00-e0-4c-68-02-81等。
在此階段，雖然已經獲得單一通訊埠101上所串接的實體裝置的MAC位址與IP位址，也知道這些MAC位址與IP位址是對應到三個網路受電裝置211、221與231，但仍不知道這三組MAC位址與IP位址與三個網路受電裝置211、221與231之間確定的對應關係，以及這三組MAC位址與IP位址或三個網路受電裝置211、221與231在單一通訊埠101上的串接順序。
接著，MCU 121執行關注裝置時間計數解析步驟，MCU 121向開關元件111發送開啟訊號，開啟經由通訊埠101進行的通訊與電力傳輸，此時，網路受電裝置211、221與231重新接收來自通訊埠101的電力供應而再次重啟。
MCU 121等待網路受電裝置211、221與231完成開機作業。網路受電裝置211、221與231每次成功開機之後，裝置內部的實時時鐘(real-time clock,RTC)模組也將對應啟動，並自動累計裝置啟動後的時間計數(time ticks)，每一個計數(tick)單位為百分之一秒。
待網路受電裝置211、221與231成功開機之後，MCU 121繼續執行一個智能網路管理協議，智能網路管理協議經執行後將向網路受電裝置211、221與231發送詢問封包，查詢網路受電裝置211、221與231內部 RTC模組目前累計的時間計數。智能網路管理協議較佳選自ARP協定與SNMP協定其中一種。
第5圖係經由實施本發明網路裝置組態辨識方法所獲得之設備啟動後時間計數資訊之示意圖；在本實施例，智能網路管理協議較佳選用SNMP協定，MCU 121執行SNMP協定，向每一個網路受電裝置211、221與231發送一個時間計數詢問封包，並接收由每一個網路受電裝置211、221與231回傳的時間計數封包。
如第5圖所示，根據IP位址為10.10.50.139回傳的時間計數封包，IP位址為10.10.50.139的網路受電裝置錄得9250單位的時間計數，代表從裝置開啟後直到SNMP協定詢問為止經過了01：32：50秒，根據IP位址為10.10.50.130回傳的時間計數封包，IP位址為10.10.50.130的網路受電裝置錄得8296單位的時間計數，代表從裝置開啟後直到SNMP協定詢問為止經過了01：22：96秒，根據IP位址為10.10.50.111回傳的時間計數封包，IP位址為10.10.50.111的網路受電裝置錄得6805單位的時間計數，代表從裝置開啟後直到SNMP協定詢問為止經過了01：08：05秒。
接著，MCU 121執行關注通訊埠裝置串接順序解析步驟，MCU 121將透過比較每個實體裝置的時間計數的數值大小，而解析並決定實體裝置在關注通訊埠上的串接順序。
根據上述回傳資訊，MCU 121已足夠判斷IP位址為10.10.50.139的網路受電裝置是第一個重新啟動的設備，IP位址為10.10.50.130的網路受電裝置是第二個重新啟動的設備，IP位址為10.10.50.111的網路受電裝置是第三個重新啟動的設備，因此IP位址為 10.10.50.139是第一順位串接在通訊埠101上的裝置，故其對應於網路受電裝置211，IP位址為10.10.50.130是第二順位串接在通訊埠101上的裝置，故其對應於網路受電裝置221，IP位址為10.10.50.111是第三順位串接在通訊埠101上的裝置，故其對應於網路受電裝置231。
本發明透過向網路受電裝置211、221與231查詢時間計數，解析出通訊埠101上網路受電裝置211、221與231的串接順序為：通訊埠101上第一個串接裝置為網路受電裝置211，第二個串接裝置為網路受電裝置221其經由網路受電裝置211而連接到通訊埠101，第三個串接裝置為網路受電裝置231其經由網路受電裝置221與網路受電裝置211而連接到通訊埠101。
第6圖係經由實施本發明網路裝置組態辨識方法所獲得之區域網路拓樸之示意圖；接著，MCU 121執行全通訊埠循環掃描步驟，MCU 121依序針對剩下的通訊埠102到通訊埠106的每一個通訊埠，執行上述針對關注通訊部的解析步驟，包含從背景裝置位址解析步驟到關注通訊埠裝置串接順序解析步驟，即可獲得每一個通訊埠102-106上所有的實體裝置的位址資訊與串接順序。
由於通訊埠103與105未連接任何實體裝置，為閒置通訊埠，MCU 121即使選定通訊埠103與105為關注通訊埠，經掃描後將得到查無位址的解析結果，代表所選定的關注通訊埠未連接實體裝置，是閒置通訊埠。
接著，MCU 121執行區域網路拓樸解析步驟，MCU 121以網路裝置組態辨識裝置10做為中心節點，依照每一個通訊埠101-106上所連接的每一個網路受電裝置的串接順序，組織通訊埠101-106與網路受電裝置 211、221、231、213、223、214與216之間的樹狀連接結構與排列方式，並在網路受電裝置211、221、231、213、223、214與216上標記所識別出的動態IP位址與確定的MAC位址，而建構並輸出以網路裝置組態辨識裝置10做為中心節點的區域網路的網路拓撲(network topology)資訊，如第6圖所示。
最後，MCU 121透過網路裝置組態辨識裝置10上的硬體連接埠，或者直接透過網路傳輸的方式，將所辨識出的網路裝置組態資訊輸出。
第7圖揭示本發明包含之裝置位址偵測方法之實施步驟流程圖；小結而言，本發明包含之網路裝置組態辨識方法較佳包含裝置位址偵測方法與裝置串接順序偵測方法，其中的裝置位址偵測方法310較佳包含但不限於以下由微處理器執行的步驟：開啟網路供電設備上的複數通訊埠(步驟311)；透過該等通訊埠執行智能位址解析協議以獲得初始全裝置位址資訊，其包含連接到該等通訊埠的複數網路受電裝置的位址(步驟312)；關閉該等通訊埠中的關注通訊埠(步驟313)；透過該等通訊埠執行該智能位址解析協議以獲得背景裝置位址資訊，其包含連接到該關注通訊埠以外的至少一背景網路受電裝置的位址(步驟314)；以及比對該初始全裝置位址資訊與該背景裝置位址資訊以獲得連接到該關注通訊埠的至少一關注網路受電裝置的位址(步驟315)。
第8圖揭示本發明包含之裝置串接順序偵測方法之實施步驟流程圖；本發明包含的裝置串接順序偵測方法320較佳包含但不限於以下由微處理器執行的步驟：開啟一個關注通訊埠(步驟321)；透過該關注通訊埠執行智能網路管理協議以獲得連接到該關注通訊埠的第一關注網路受電裝置的第一時間計數以及第二關注網路受電裝置的第二時間計數(步驟322)； 比較該第一時間計數與該第二時間計數之數值大小(步驟323)；當該第一時間計數之數值大於該第二時間計數之數值時，確定該第一關注網路受電裝置在該關注通訊埠上是串接在該第二關注網路受電裝置之前(步驟324)；以及當該第一時間計數之數值小於該第二時間計數之數值時，確定該第一關注網路受電裝置在該關注通訊埠上是串接在該第二關注網路受電裝置之後(步驟325)。
第9圖揭示本發明包含之網路裝置組態辨識方法之實施步驟流程圖；小結而言，本發明包含之網路裝置組態辨識方法330較佳包含但不限於以下由微處理器執行的步驟。
實施初始全裝置位址解析步驟(步驟331)，經由透過網路供電設備上的全部通訊埠執行智能位址解析協議而獲得連接全部通訊埠的全部網路受電裝置的位址，包含IP位址與MAC位址。
實施背景裝置位址解析步驟(步驟332)，關閉某一關注通訊埠，經由透過全部通訊埠執行智能位址解析協議而獲得連接到關注通訊埠以外的全部背景網路受電裝置的位址。
實施關注裝置位址解析步驟(步驟333)，比對全部網路受電裝置的位址與全部背景網路受電裝置的位址而獲得連接到關注通訊埠的全部關注網路受電裝置的位址。
實施關注裝置時間計數解析步驟(步驟334)，重新開啟關注通訊埠，並透過關注通訊埠執行智能網路管理協議而獲得連接到該關注通訊埠的全部關注網路受電裝置的開機後時間計數。
實施關注通訊埠裝置串接順序解析步驟(步驟335)，依照時 間計數的數值大小作為先後次序而排列全部關注網路受電裝置，具有最大時間計數數值的關注網路受電裝置在關注通訊埠上係串接在第一順位，具有最小時間計數數值的關注網路受電裝置在關注通訊埠上係串接在最後順位，獲得全部關注網路受電裝置在關注通訊埠上的串接順序。
實施全通訊埠循環掃描步驟(步驟336)，一次關閉一個通訊埠作為關注通訊埠，然後循環實施上述背景裝置位址解析步驟到上述關注通訊埠裝置串接順序解析步驟，直到全部通訊埠都完成掃描為止，獲得全部通訊埠上串接的全部網路受電裝置的位址與串接順序等網路裝置組態資訊。
實施區域網路拓樸解析步驟(步驟337)，以網路供電裝置做為中心節點，依照每一個通訊埠上所連接的每一個網路受電裝置的串接順序，組織全部通訊埠與全部網路受電裝置之間的樹狀連接結構與排列方式，並在全部網路受電裝置上標記所識別出的位址。
本發明透過在PoE裝置中額外加入一顆MCU而控制每個通訊埠之電源，搭配較佳為例如但不限於ARP協定，通過網路位址來定位裝置MAC位址與對應的IP位址，當區域網路內的裝置全部運作時，先使用ARP協定掃描區域網路中的所有裝置，之後可以讓PoE對每個通訊埠電源進行開啟與關閉(OFF/ON)，在電源OFF/ON之間做一次ARP協定掃描，使用消去法就可以得知每個通訊埠連接的裝置的位址。
當PoE對每個通訊埠恢復供電後，裝置內部都含有RTC模組，當裝置重啟後RTC也會重置歸零，再使用較佳為例如但不限於SNMP協定可以顯示設備啟動後之時間計數，以便了解整個區域網路中裝置的開機 的先後次序狀態。
本發明可以管理PoE的通訊埠連接裝置的狀態，當某一裝置故障時，可以快速定位發生異常裝置通訊埠連接的對應IP位址與MAC位址，大大節省LAN裝置故障時查找故障裝置的時間，節省網路維護時間。
本發明以上各實施例彼此之間可以任意組合或者替換，從而衍生更多之實施態樣，但皆不脫本發明所欲保護之範圍，茲進一步提供更多本發明實施例如次：
實施例1：一種網路裝置組態辨識方法，其包含：開啟網路供電設備上的複數通訊埠；透過該等通訊埠執行智能位址解析協議以獲得初始全裝置位址資訊，其包含連接到該等通訊埠的複數網路受電裝置的位址；關閉該等通訊埠中的關注通訊埠；透過該等通訊埠執行該智能位址解析協議以獲得背景裝置位址資訊，其包含連接到該關注通訊埠以外的至少一背景網路受電裝置的位址；以及比對該初始全裝置位址資訊與該背景裝置位址資訊以獲得連接到該關注通訊埠的至少一關注網路受電裝置的位址。
實施例2：如實施例1所述之網路裝置組態辨識方法，還包含以下其中之一：開啟該關注通訊埠；透過該關注通訊埠執行智能網路管理協議以獲得連接到該關注通訊埠的第一關注網路受電裝置的第一時間計數以及第二關注網路受電裝置的第二時間計數；比較該第一時間計數與該第二時間計數之數值大小；當該第一時間計數大於該第二時間計數時，確定該第一關注網路受電裝置在該關注通訊埠上是串接在該第二關注網路受電裝置之前；以及當該第一時間計數小於該第二時間計數時，確定該第一關 注網路受電裝置在該關注通訊埠上是串接在該第二關注網路受電裝置之後。
實施例3：如實施例1所述之網路裝置組態辨識方法，還包含以下其中之一：實施初始全裝置位址解析步驟，經由透過該網路供電設備上的全部通訊埠執行智能位址解析協議而獲得連接該全部通訊埠的全部網路受電裝置的位址；實施背景裝置位址解析步驟，關閉該全部通訊埠其中一個作為關注通訊埠，經由透過該全部通訊埠執行該智能位址解析協議而獲得連接到該關注通訊埠以外的全部背景網路受電裝置的位址；實施關注裝置位址解析步驟，比對該全部網路受電裝置的位址與該全部背景網路受電裝置的位址而獲得連接到該關注通訊埠的全部關注網路受電裝置的位址；實施關注裝置時間計數解析步驟，重新開啟該關注通訊埠，並透過該關注通訊埠執行智能網路管理協議而獲得連接到該關注通訊埠的該全部關注網路受電裝置的開機後之複數時間計數；實施關注通訊埠裝置串接順序解析步驟，依照該等時間計數的數值大小作為先後次序而排列該全部關注網路受電裝置以獲得該全部關注網路受電裝置在該關注通訊埠上的串接順序；實施全通訊埠循環掃描步驟，對該全部通訊埠循環實施該背景裝置位址資訊解析步驟到該關注通訊埠裝置串接順序解析步驟，直到該全部通訊埠都完成掃描為止，獲得該全部網路受電裝置的位址以及在該全部通訊埠上的串接順序；以及實施區域網路拓樸解析步驟，以該網路供電裝置做為中心節點，依照該全部通訊埠上所連接的該全部網路受電裝置的串接順序，組織該全部通訊埠與該全部網路受電裝置之間的樹狀連接結構與排列方式，並在該全部網路受電裝置上標記所識別出的位址。
實施例4：如實施例1所述之網路裝置組態辨識方法，該等網路受電裝置包含該至少一背景網路受電裝置與該至少一關注網路受電裝置。
實施例5：如實施例1所述之網路裝置組態辨識方法，該智能位址解析協議係選自位址解析協定以及簡單網路管理協定其中之一，該智能網路管理協議係選自簡單網路管理協定以及位址解析協定其中之一。
實施例6：如實施例1所述之網路裝置組態辨識方法，該位址係選自網際網路協定位址以及媒體存取控制位址其中之一。
實施例7：一種網路裝置組態辨識裝置，其包含：複數通訊埠與微控制器，該微控制器經配置執行以下程序：開啟該等通訊埠；透過該等通訊埠執行智能位址解析協議以獲得初始全裝置位址資訊，其包含連接到該等通訊埠的複數網路受電裝置的位址；關閉該等通訊埠中的關注通訊埠；透過該等通訊埠執行該智能位址解析協議以獲得背景裝置位址資訊，其包含連接到該關注通訊埠以外的至少一背景網路受電裝置的位址；以及比對該初始全裝置位址資訊與該背景裝置位址資訊以獲得連接到該關注通訊埠的至少一關注網路受電裝置的位址。
實施例8：如實施例7所述之網路裝置組態辨識裝置，還包含以下其中之一：開關元件，其係對該等通訊埠其中至少一個通訊埠的通訊與電力傳輸進行開啟與關閉；該微控制器透過控制該開關元件取得對該等通訊埠的該等通訊與電力傳輸進行開關或關閉的控制權限；以及該微控制器經配置進一步執行以下程序其中之一：開啟該關注通訊埠；透過該關注通訊埠執行一智能網路管理協議以獲得連接到該關注通訊埠的一第一關注 受電裝置的一第一時間計數以及一第二關注受電裝置的一第二時間計數；比較該第一時間計數與該第二時間計數之數值大小；當該第一時間計數大於該第二時間計數時，確定該第一關注受電裝置在該關注通訊埠上是串接在該第二關注受電裝置之前；以及當該第一時間計數小於該第二時間計數時，確定該第一關注受電裝置在該關注通訊埠上是串接在該第二關注受電裝置之後。
實施例9：如實施例7所述之網路裝置組態辨識裝置，該網路裝置組態辨識裝置係選自乙太網路供電(PoE)裝置、PoE集線器、PoE交換器、PoE路由器、PoE橋接器、PoE閘道器、PoE橋接路由器、PoE中繼器以及PoE IP分享器其中之一。
實施例10：如實施例8所述之網路裝置組態辨識裝置，該開關元件係選自機械式繼電器以及開關晶體其中之一。
本發明各實施例彼此之間可以任意組合或者替換，從而衍生更多之實施態樣，但皆不脫本發明所欲保護之範圍，本發明保護範圍之界定，悉以本發明申請專利範圍所記載者為準。
10:網路裝置組態辨識裝置
101-106:通訊埠
211:網路受電裝置
221:網路受電裝置
231:網路受電裝置
213:網路受電裝置
223:網路受電裝置
214:網路受電裝置
216:網路受電裝置

Claims (10)

  1. 一種網路裝置組態辨識方法，其包含以下步驟：開啟一供電設備上的複數通訊埠；透過該等通訊埠執行一智能位址解析協議以獲得一初始全裝置位址資訊，其包含連接到該等通訊埠的複數受電裝置的位址；關閉該等通訊埠中的一關注通訊埠；透過該等通訊埠執行該智能位址解析協議以獲得一背景裝置位址資訊，其包含連接到該關注通訊埠以外的至少一背景受電裝置的位址；比對該初始全裝置位址資訊與該背景裝置位址資訊以獲得連接到該關注通訊埠的至少一關注受電裝置的位址；重啟該關注通訊埠；透過該關注通訊埠執行一智能網路管理協議以獲得連接到該關注通訊埠的一第一關注受電裝置的一第一時間計數以及一第二關注受電裝置的一第二時間計數；比較該第一時間計數與該第二時間計數之數值大小；根據該第一時間計數與該第二時間計數之數值大小確定該第一關注受電裝置與該第二關注受電裝置在該關注通訊埠上之串接順序；以及實施一全通訊埠循環掃描步驟而重複實施上述步驟，以檢測出每一該等通訊埠上所串接之該等受電裝置，並辨識出每一該等通訊埠上所串接之該等受電裝置之物理串接順序以及串接到該供電設備的所有該等通訊埠的所有該等受電裝置之樹狀網路拓樸形態。
  2. 如請求項1所述之網路裝置組態辨識方法，還包含以下其中之一： 開啟該關注通訊埠；當該第一時間計數大於該第二時間計數時，確定該第一關注受電裝置在該關注通訊埠上是串接在該第二關注受電裝置之前；以及當該第一時間計數小於該第二時間計數時，確定該第一關注受電裝置在該關注通訊埠上是串接在該第二關注受電裝置之後。
  3. 如請求項1所述之網路裝置組態辨識方法，還包含以下其中之一：實施一初始全裝置位址解析步驟，經由透過該供電設備上的一全部通訊埠執行一智能位址解析協議而獲得連接該全部通訊埠的全部受電裝置的位址；實施一背景裝置位址解析步驟，關閉該全部通訊埠其中一個作為一關注通訊埠，經由透過該全部通訊埠執行該智能位址解析協議而獲得連接到該關注通訊埠以外的全部背景受電裝置的位址；實施一關注裝置位址解析步驟，比對該全部受電裝置的位址與該全部背景受電裝置的位址而獲得連接到該關注通訊埠的全部關注受電裝置的位址；實施一關注裝置時間計數解析步驟，重新開啟該關注通訊埠，並透過該關注通訊埠執行一智能網路管理協議而獲得連接到該關注通訊埠的該全部關注受電裝置的開機後之複數時間計數；實施一關注通訊埠裝置串接順序解析步驟，依照該等時間計數的數值大小作為先後次序而排列該全部關注受電裝置以獲得該全部關注受電裝置在該關注通訊埠上的串接順序；實施該全通訊埠循環掃描步驟，對該全部通訊埠循環實施該背景裝置位址資訊解析步驟到該關注通訊埠裝置串接順序解析步驟，直到該全 部通訊埠都完成掃描為止，獲得該全部受電裝置的位址以及在該全部通訊埠上的串接順序；以及實施一區域網路拓樸解析步驟，以該網路供電裝置做為中心節點，依照該全部通訊埠上所連接的該全部受電裝置的串接順序，組織該全部通訊埠與該全部受電裝置之間的樹狀連接結構與排列方式，並在該全部受電裝置上標記所識別出的位址。
  4. 如請求項1所述之網路裝置組態辨識方法，其中該等受電裝置包含該至少一背景受電裝置與該至少一關注受電裝置。
  5. 如請求項1所述之網路裝置組態辨識方法，其中該智能位址解析協議係選自一位址解析協定以及一簡單網路管理協定其中之一，該智能網路管理協議係選自一簡單網路管理協定以及一位址解析協定其中之一。
  6. 如請求項1所述之網路裝置組態辨識方法，其中該位址係選自一網際網路協定位址以及一媒體存取控制位址其中之一。
  7. 一種網路裝置組態辨識裝置，其包含：複數通訊埠與一微控制器，該微控制器經配置執行以下程序：開啟該等通訊埠；透過該等通訊埠執行一智能位址解析協議以獲得一初始全裝置位址資訊，其包含連接到該等通訊埠的複數受電裝置的位址；關閉該等通訊埠中的一關注通訊埠；透過該等通訊埠執行該智能位址解析協議以獲得一背景裝置位址 資訊，其包含連接到該關注通訊埠以外的至少一背景受電裝置的位址；比對該初始全裝置位址資訊與該背景裝置位址資訊以獲得連接到該關注通訊埠的至少一關注受電裝置的位址；重啟該關注通訊埠；透過該關注通訊埠執行一智能網路管理協議以獲得連接到該關注通訊埠的一第一關注受電裝置的一第一時間計數以及一第二關注受電裝置的一第二時間計數；比較該第一時間計數與該第二時間計數之數值大小；根據該第一時間計數與該第二時間計數之數值大小確定該第一關注受電裝置與該第二關注受電裝置在該關注通訊埠上之串接順序；以及實施一全通訊埠循環掃描步驟而重複實施上述程序，以檢測出每一該等通訊埠上所串接之該等受電裝置，並辨識出每一該等通訊埠上所串接之該等受電裝置之物理串接順序以及串接到該供電設備的所有該等通訊埠的所有該等受電裝置之樹狀網路拓樸形態。
  8. 如請求項7所述之網路裝置組態辨識裝置，還包含以下其中之一：一開關元件，其係對該等通訊埠其中至少一個通訊埠的一通訊與電力傳輸進行開啟與關閉；該微控制器透過控制該開關元件取得對該等通訊埠的該等通訊與電力傳輸進行開關或關閉的控制權限；以及該微控制器經配置進一步執行以下程序其中之一：開啟該關注通訊埠；當該第一時間計數大於該第二時間計數時，確定該第一關注受電裝置在該關注通訊埠上是串接在該第二關注受電裝置之前；以及 當該第一時間計數小於該第二時間計數時，確定該第一關注受電裝置在該關注通訊埠上是串接在該第二關注受電裝置之後。
  9. 如請求項7所述之網路裝置組態辨識裝置，其中該網路裝置組態辨識裝置係選自一乙太網路供電(PoE)裝置、一PoE集線器、一PoE交換器、一PoE路由器、一PoE橋接器、一PoE閘道器、一PoE橋接路由器、一PoE中繼器以及一PoE IP分享器其中之一。
  10. 如請求項8所述之網路裝置組態辨識裝置，其中該開關元件係選自一機械式繼電器以及一開關晶體其中之一。
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