网络配线链路识别装置、系统及方法与流程

1.本发明涉及网络配线管理技术领域，尤其涉及一种网络配线链路识别装置、系统及方法。


背景技术：

2.网络配线架是用于终端用户线或中继线，并能对交换机到用户终端之间的连接线路进行调配和管理的设备。网络配线架是管理子系统中最重要的组件，是实现垂直干线和水平布线两个子系统交叉连接的枢纽。
[0003]“智能网络配线架”又称电子配线架，电子配线架可构成智能化布线管理系统，是把无源的设备通过有源的方式进行可视化管理的软硬件管理系统。硬件的功能是对跳接的端口或链路连接情况进行实时的监测，软件的功能则是对硬件监测的数据进行分析、存档和应用扩展。
[0004]
目前，网络设备和用户之间的配线架布局方式有两种，一种是单配线架方式，另一种是双配线架方式。单配线架方式是将连接用户侧的水平线缆接到电子配线架的一端上，电子配线架的另一端直接连接交换机端口。由于交换机端口不方便增加端口链路检测，因此目前只要是交换机一端有跳线更换操作，需要手动更新链路数据库。双配线架方式是采用两个配线架，在水平线缆和交换机侧分别配置有配线架，交换机和交换机侧的配线架口存在一一对应关系，水平线缆的配线架与用户端口也存在一一对应关系。交换机端口和用户端口之间通过两个配线连接，形成交换机
‑
配线架
‑
配线架
‑
用户端口的配线布局，这种布局方式可以使线缆的任何一端在电子配线架上的拔下或插上动作，都可以被探测到。
[0005]
相关技术中，两个配线架之间的端口链路探测原理是在普通的跳线里增加一或两根导线特殊的导线，这种跳线一般称之为9芯或10芯跳线。电子配线架端口增加检测电路对附加的导线进行检测，从而得出两个配线架之间的端口链接关系。这种电子配线架的链路检测方式需要配套使用特殊跳线，这种特殊跳线不能接入交换机等网络设备，只能采用双配线架的布局方式，因此，这种电子配线架适用性较低。此外，这种9芯或10芯的特殊跳线成本较高，且整个布局都要进行重新布线。


技术实现要素：

[0006]
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种网络配线链路识别装置、系统及方法，能够自动识别链路连接关系，布设成本低且适用性高。
[0007]
一方面，本发明实施例提供了一种网络配线链路识别装置，包括：多个用户端口、多个网络端口、处理模块和控制模块，所述用户端口、所述网络端口和所述处理模块均与所述控制模块连接；
[0008]
所述用户端口用于接入用户侧设备；
[0009]
所述网络端口用于接入网络侧设备；
[0010]
所述控制模块用于获取配置模式和获取输入报文，识别接收所述输入报文的用户
端口，根据所述配置模式解析所述输入报文得到用户侧设备地址和用户数据；
[0011]
所述处理模块用于获取配置模式，根据所述用户端口确定网络端口，根据所述配置模式对所述用户数据进行封装得到输出报文，通过所述网络端口发送所述输出报文，根据所述配置模式确定建立链路关系，其中，所述链路关系包括所述用户端口、所述用户侧设备地址和所述网络端口。
[0012]
根据本发明一些实施例，所述配置模式包括第一配置模式，所述网络配线链路识别装置工作于所述第一配置模式，所述处理模块用于：
[0013]
根据所述用户端口确定网络端口；
[0014]
对所述用户数据和所述用户侧设备地址进行封装得到所述输出报文；
[0015]
通过所述网络端口发送所述输出报文；
[0016]
获取所述网络侧设备的路由表；
[0017]
根据所述用户侧设备地址从所述路由表中获取对应的网络侧设备端口；
[0018]
根据所述用户端口、所述用户侧设备地址、所述网络端口和所述网络侧设备端口建立链路关系。
[0019]
根据本发明一些实施例，所述配置模式包括第二配置模式，网络配线链路识别装置工作于所述第二配置模式，所述处理模块用于：
[0020]
根据所述用户端口确定网络端口；
[0021]
对所述用户数据、所述用户侧设备地址、所述网络端口和所述用户端口进行封装得到输出报文；
[0022]
通过所述网络端口发送所述输出报文。
[0023]
根据本发明一些实施例，所述配置模式包括第三配置模式；
[0024]
所述网络配线链路识别装置工作于所述第三配置模式，所述控制模块用于：
[0025]
获取输入报文；
[0026]
识别接收所述输入报文的第二用户端口；
[0027]
解析所述输入报文得到用户侧设备地址、用户数据和所述输入报文中的第一网络端口和一用户端口；
[0028]
所述处理模块用于：
[0029]
根据所述第二用户端口确定第二网络端口；
[0030]
对所述用户数据和所述用户侧设备地址进行封装得到输出报文；
[0031]
通过所述第二网络端口发送所述输出报文；
[0032]
获取所述网络侧设备的路由表；
[0033]
根据所述用户侧设备地址从所述路由表中获取对应的网络侧设备端口；
[0034]
根据所述第一用户端口、所述第二用户端口、所述用户侧设备地址、所述第一网络端口、所述第二网络端口和所述网络侧设备端口建立链路关系。
[0035]
根据本发明一些实施例，所述控制模块包括多个fpga单元，每个所述fpga单元连接有第一phy单元和第二phy单元，所述用户端口通过所述第一phy单元与所述fpga单元连接，所述网络端口通过所述第二phy单元与所述fpga单元连接。在本实施例中，
[0036]
根据本发明一些实施例，网络配线链路识别装置还包括存储模块，所述存储模块用于存储线缆的初始长度，所述处理模块分别与所述第一phy单元、所述第二phy单元和所
述处理模块连接，所述处理模块还用于：
[0037]
获取连接于第一phy单元或者连接于第二phy单元的线缆的第一长度；
[0038]
根据所述第一长度和所述初始长度确定线缆故障位置。
[0039]
根据本发明一些实施例，所述网络配线链路识别装置还包括时钟模块，所述时钟模块包括晶振单元和锁相环单元，所述晶振单元与所述锁相环单元连接，所述锁相环单元分别与多个所述fpga单元连接。
[0040]
另一方面，本发明实施例还提供一种网络配线链路识别方法，包括以下步骤：
[0041]
获取配置模式和获取输入报文；
[0042]
识别接收所述输入报文的用户端口；
[0043]
根据所述配置模式解析所述输入报文得到用户侧设备地址和用户数据；
[0044]
根据所述用户端口确定网络端口；
[0045]
根据所述配置模式对所述用户数据进行封装得到输出报文；
[0046]
通过所述网络端口发送所述输出报文；
[0047]
根据所述用户端口、所述用户侧设备地址和所述网络端口建立链路关系。
[0048]
另一方面，本发明实施例还提供一种网络配线链路识别系统，包括前面所述的工作于所述第一模式的网络配线链路识别装置、用户侧设备以及网络侧设备；
[0049]
所述用户侧设备与所述网络配线链路识别装置的用户端口连接，所述网络侧设备与所述网络配线链路识别装置的网络端口连接。
[0050]
另一方面，本发明实施例还提供一种网络配线链路识别系统，包括前面所述的工作于所述第二配置模式的网络配线链路识别装置、工作于所述第三配置模式的网络配线链路识别装置、用户侧设备以及网络侧设备；
[0051]
工作于所述第二配置模式的网络配线链路识别装置的用户端口与所述用户侧设备连接，工作于所述第二配置模式的网络配线链路识别装置的网络端口与工作于所述第三配置模式的网络配线链路识别装置的用户端口连接；
[0052]
工作于所述第三配置模式的网络配线链路识别装置的网络端口与所述网络侧设备连接。
[0053]
本发明上述的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：本技术能够自动识别接收输入报文的用户端口，解析输入报文中的用户侧设备地址，自动获取用户发送输出报文的网络端口，根据用户端口、用户侧设备地址和网络端口建立链路关系。本技术通过设置不同的配置模式能适用于单配线架的布局方式或者双配线架的布局方式，适用性强。
附图说明
[0054]
图1是根据本发明实施例提供的网络配线链路识别装置示意图；
[0055]
图2是根据本发明另一实施例提供的网络配线链路识别装置示意图；
[0056]
图3是根据本发明实施例提供的网络配线链路识别方法流程图。
具体实施方式
[0057]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或者类似的标号表示相同或者类似的原件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参
考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0058]
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0059]
本发明的描述中，如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0060]
本发明实施例提供了一种网络配线链路识别装置，参照图1，网络配线链路识别装置包括：多个用户端口、多个网络端口、处理模块和控制模块，用户端口、网络端口和处理模块均与控制模块连接。用户端口用于接入用户侧设备，网络侧设备可以是用户个人无线路由器或者计算机等设备。网络端口用于接入网络侧设备，网络侧设备可以是交换机等设备。
[0061]
控制模块用于获取配置模式和获取输入报文，识别接收输入报文的用户端口，根据配置模式解析输入报文得到用户侧设备地址和用户数据。处理模块用于获取配置模式，根据用户端口确定网络端口，根据配置模式对用户数据进行封装得到输出报文，通过网络端口发送输出报文，根据配置模式确定建立链路关系，其中，链路关系包括用户端口、用户侧设备地址和网络端口。
[0062]
具体地，本技术的网络配线链路识别装置设置于交换机和用户终端之间，用于规整和管理交换机和多个用户终端之间的线缆。用户端口接入不同的用户终端，网络端口与交换机端口一一连接。本技术的网络配线链路识别装置适用于单配线装置布局方式和双配线装置布局方式，单配线装置布局方式为交换机到多个用户终端之间只设置一个网络配线链路识别装置进行管理。双配线装置布局方式为交换机到多个用户终端之间设置两个网络配线链路识别装置进行管理，分别为第一网络配线链路识别装置和第二网络配线链路识别装置，交换机与第一网络配线链路识别装置的网络端口连接，用户终端与第二网络配线链路识别装置的用户端口连接，第一网络配线链路识别装置的用户端口与第二网络配线链路识别装置的网络端口连接。在不同的配线装置布局方式下，网络配线链路识别装置的配置模式不同。控制模块能够识别到接收输入报文的用户端口，根据不同的配置模式解析输入报文得到用户侧设备地址和用户数据。处理模块能够根据用户端口从“用户端口
‑
网络端口”关系表中确定发送输出报文的网络端口，根据不同的配置模式确定输出报文的封装形式，并建立用户端口、用户侧设备地址和网络端口之间的链路关系。
[0063]
根据本发明一些具体实施例，网络配线链路识别装置包括接入端口，接入端口与处理模块连接，接入端口用于与管理设备连接并读取处理模块中的链路关系而实现链路关系拓扑可视化，以及通过接入端口输入网络配线链路识别装置的配置模式。
[0064]
根据本发明一些具体实施例，网络配线链路识别装置包括无线通讯模块，无线通讯模块与处理模块连接，接入端口用于与管理设备进行无线通讯，使得管理设备能够远程读取处理模块中的链路关系，以及远程输入网络配线链路识别装置的配置模式。
[0065]
根据本发明一些具体实施例，网络配线链路识别装置包括输入控件和显示屏，输入控件与处理模块连接，输入控件包括多种状态，通过改变输入控件的状态能够切换网络配线链路识别装置的配置模式。输入控件可以是按钮组件、或者拨动开关等部件。显示屏与
处理模块连接并设置于网络配线链路识别装置的表面，用于显示处理模块中的链路关系。通过设置输入控件和显示屏，操作方便，使得工作人员能够对网络配线链路识别装置进行快速配置和维护。
[0066]
根据本发明一些具体实施例，网络配线链路识别装置的多个用户端口和多个网络端口的对应位置均设置有按键，多个按键通过并行连接方式与处理模块连接，当按下对应用户端口或者网络端口位置的按键，处理模块向显示屏输出相关的用户端口或者网络端口的链路关系。
[0067]
根据本发明一些具体实施例，网络配线链路识别装置具有三种配置模式，分别为第一配置模式、第二配置模式和第三配置模式。相应地，输入控件具有三种状态，分别为第一状态、第二状态和第三状态。示例性地，输入控件为拨动开关，拨动开关具有“上、中、下”三种状态，拨动开关拨动到上方，网络配线链路识别装置为第一配置模式；拨动开关拨动到中间，网络配线链路识别装置为第二配置模式；拨动开关拨动到下方，网络配线链路识别装置为第三配置模式。
[0068]
当采用单配线装置布局方式，网络配线链路识别装置工作于第一配置模式，在第一配置模式下，控制模块获取输入报文，输入报文直接来自用户终端，输入报文包括用户数据和用户侧设备地址，用户侧设备地址包括mac地址和ip地址。控制模块识别接收输入报文的用户端口，根据第一配置模式解析输入报文得到用户侧设备地址和用户数据。处理模块根据用户端口确定网络端口，根据第一配置模式对用户数据和用户侧设备地址进行封装得到输出报文，通过网络端口发送输出报文。处理模块还根据第一配置模式获取网络侧设备的路由表，根据用户侧设备地址从路由表中获取对应的网络侧设备端口，根据用户端口、用户侧设备地址、网络端口和网络侧设备端口建立链路关系。在本实施例中，网络配线链路识别装置能够建立起用户终端端口、用户端口、网络端口和交换机端口的一一对应链路关系。
[0069]
当采用双配线装置布局方式，与网络侧设备连接的第一网络配线链路识别装置工作于第三配置模式，与用户侧设备连接的第二网络配线链路识别装置工作于第二配置模式。第二网络配线链路识别装置的控制模块获取输入报文，输入报文直接来自用户终端，输入报文包括用户数据和用户侧设备地址，用户侧设备地址包括mac地址和ip地址。第二网络配线链路识别装置的控制模块识别接收输入报文的用户端口，根据第一配置模式解析输入报文得到用户侧设备地址和用户数据。第二网络配线链路识别装置的处理模块根据用户端口确定网络端口，根据第一配置模式对用户数据、用户侧设备地址、网络端口和用户端口进行封装得到私有协议形式的输出报文，通过网络端口发送输出报文。
[0070]
第一网络配线链路识别装置的控制模块获取输入报文，输入报文直接来自与用户终端连接的第二网络配线链路识别装置，也就是第二网络配线链路识别装置的私有协议形式的输出报文。第一网络配线链路识别装置的控制模块识别接收输入报文的第二用户端口，根据第三配置模式解析输入报文得到用户侧设备地址、用户数据、输入报文中的第一网络端口和第一用户端口，其中，第一网络端口和第一用户端口用于表征第二网络配线链路识别装置的端口。第一网络配线链路识别装置的处理模块根据用户端口确定发送数据的第二网络端口，根据第三配置模式对用户数据和用户侧设备地址进行封装得到与用户初始数据包相同的输出报文，通过第二网络端口发送输出报文。第一网络配线链路识别装置的处理模块还获取网络侧设备的路由表，根据用户侧设备地址从路由表中获取对应的网络侧设
备端口，根据第一用户端口、第二用户端口、用户侧设备地址、第一网络端口、第二网络端口和网络侧设备端口建立链路关系。在本实施例中，网络配线链路识别装置能够建立起依次从用户终端端口、第二网络配线链路识别装置的用户端口、第二网络配线链路识别装置的网络端口、第一网络配线链路识别装置的用户端口、第一网络配线链路识别装置的网络端口到交换机端口的一一对应链路关系。第二网络配线链路识别装置到第一网络配线链路识别装置之间的上行数据采用私有协议的形式传输私有数据包，通过私有数据包进行链路识别，使得私有数据包在转发时不会导致网络侧设备等上联设备扫描到有私有通信。第一网络配线链路识别装置到第二网络配线链路识别装置之间的下行数据直接采用透传方式进行数据传输。
[0071]
需要说明的是，网络配线链路识别装置包括路由读取端口，路由读取端口与处理模块连接，路由读取端口用于与交换机等网络侧设备连接并从网络侧设备中读取路由表。
[0072]
根据本发明一些实施例，控制模块包括多个fpga单元，每个fpga单元连接有第一phy单元和第二phy单元，用户端口通过第一phy单元与fpga单元连接，网络端口通过第二phy单元与fpga单元连接。示例性地，参照图2，控制模块包括三个fpga单元，3个fpga单元通过三个第一phy单元共用一个第一jtag模块，3个fpga单元通过三个第二phy单元共用一个第二jtag模块。多个fpga单元间采用菊花链的连接方式连接并接入处理模块。fpga单元之间以及fpga单元与处理模块之间通过gpmc接口连接。fpga单元与第一phy单元之间、fpga单元与第二phy单元之间均通过qsgmii接口连接。第一phy单元和第二phy单元可以具有两路qsgmii接口，每路qsgmii接口支持4个以太网接口。因此，第一jtag模块包括24个用户端口，第二jtag模块包括24个网络接口。在本实施例的控制模块采用多个fpga单元，能够在节约成本的同时增加处理能力。采用菊花链的连接方式能够节省接口资源。
[0073]
需要说明的是，第一phy单元和第二phy单元是以太网报文传输的物理通道，工作于物理层。物理层负责数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、数据编码和电路等，并向数据链路层设备提供标准接口。fpga单元内嵌有mac模块，fpga芯片工作于数据链路层，数据链路层提供寻址机构、数据帧的解析和构建、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能。fpga单元还能进行流量统计分析，通过解析出数据包中的mac和ip进行安全接入管控，符合要求的mac地址和ip的数据包进行数据转发。
[0074]
根据本发明一些实施例，参照图2，网络配线链路识别装置还包括时钟模块，时钟模块包括晶振单元和锁相环单元，晶振单元与锁相环单元连接，锁相环单元分别与多个fpga单元连接。示例性地，晶振单元包括温补晶振和普通晶振，温补晶振和普通晶振均与锁相环单元的时钟引脚连接，时钟模块为网络配线链路识别装置的多个fpga单元提供统一的时钟源。
[0075]
根据本发明一些实施例中，网络配线链路识别装置还包括存储模块，存储模块与处理模块连接。示例性地，存储单模块包括flash芯片和eeprom芯片，flash芯片通过spi总线与处理模块连接，eeprom芯片通过ii2c总线与处理模块连接，flash芯片可以用于存储fpga程序和配置模式等信息，eeprom芯片可以用于存储链路关系表、路由表等信息。
[0076]
根据本发明一些具体实施例，多个用户端口和多个网络端口均设置有感应器，感应器与处理模块连接，处理模块用于根据感应器的信号确定用户端口或者网络端口是否接入线缆。示例性地，感应器可以为红外传感器，在端口的上方设置红外线发射器，下方设置
红外线接收器，当有线缆插入端口遮挡住红外线，从而产生感应信号。
[0077]
根据本发明一些具体实施例，存储模块存储有线缆的初始长度，参照图2，所处理模块分别与第一phy单元和第二phy单元连接，第一phy单元和第二phy单元均具有vct(virtual cable test，线缆测试)功能，能够获取接入的线缆长度，处理模块还用于当用户端口或者网络端口已接入线缆，则监测数据传输状态，当用户端口或者网络端口没有数据传输，则获取连接于第一phy单元或者获取连接于第二phy单元的线缆的当前长度，根据当前长度和初始长度确定线缆故障位置。
[0078]
本发明实施例还提供一种网络配线链路识别方法，参照图3，包括但不限于步骤s310：
[0079]
步骤s310，获取配置模式和获取输入报文；
[0080]
步骤s320，识别接收输入报文的用户端口；
[0081]
步骤s330，根据配置模式解析输入报文得到用户侧设备地址和用户数据；
[0082]
步骤s340，根据用户端口确定网络端口；
[0083]
步骤s350，根据配置模式对用户数据进行封装得到输出报文；
[0084]
步骤s360，通过网络端口发送输出报文；
[0085]
步骤s370，根据配置模式确定建立链路关系，其中，链路关系包括用户端口、用户侧设备地址和所述网络端口。
[0086]
在一些实施例中，配置模式包括第一配置模式，在第一配置模式下，网络配线链路识别方法还包括以下步骤：
[0087]
获取网络侧设备的路由表；
[0088]
根据用户侧设备地址从所述路由表中获取对应的网络侧设备端口。
[0089]
步骤s330包括对用户数据和用户侧设备地址按照用户侧设备的数据发送格式进行封装得到输出报文。
[0090]
步骤s370包括根据第一配置模式确定建立用户端口、用户侧设备地址、网络侧设备端口和网络端口的链路关系。
[0091]
在一些实施例中，配置模式包括第二配置模式，在第二配置模式下，步骤s350包括对用户数据、用户侧设备地址、网络端口和用户端口以私有协议形式进行封装得到输出报文。
[0092]
在一些实施例中，配置模式包括第三配置模式，在第三配置模式下，网络配线链路识别方法还包括以下步骤：
[0093]
获取网络侧设备的路由表；
[0094]
根据用户侧设备地址从所述路由表中获取对应的网络侧设备端口。
[0095]
步骤s330包括按照私有协议形式解析所述输入报文得到用户侧设备地址、用户数据和所述输入报文中的第一网络端口和第一用户端口。
[0096]
步骤s330包括对用户数据和用户侧设备地址按照用户侧设备的数据发送格式进行封装得到输出报文。
[0097]
步骤s370包括根据第三配置模式确定建立第一用户端口、用户侧设备地址、网络侧设备端口、第一网络端口以及自身识别出的第二用户端口和发送输出报文的第二网络端口的链路关系。
[0098]
本发明实施例还提供一种网络配线链路识别系统，包括上述实施例所述的工作于第一模式的网络配线链路识别装置、用户侧设备以及网络侧设备；
[0099]
用户侧设备与网络配线链路识别装置的用户端口连接，网络侧设备与网络配线链路识别装置的网络端口连接。
[0100]
本发明实施例还提供一种网络配线链路识别系统，包括上述实施例所述的工作于第二配置模式的网络配线链路识别装置、工作于第三配置模式的网络配线链路识别装置、用户侧设备以及网络侧设备；
[0101]
工作于第二配置模式的网络配线链路识别装置的用户端口与用户侧设备连接，工作于第二配置模式的网络配线链路识别装置的网络端口与工作于第三配置模式的网络配线链路识别装置的用户端口连接；
[0102]
工作于第三配置模式的网络配线链路识别装置的网络端口与网络侧设备连接。
[0103]
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。