[实用新型]一种基于端口连接状态的双冗余网络接口单元

说明书

本实用新型公开了一种基于端口连接状态的双冗余网络接口单元，双冗余网络接口单元包括：交换模块、网络管理模块、以太网PHY模块以及电源模块；外部双冗余局域网的两台交换机分别通过两个外部网口与以太网PHY模块相连，以太网PHY模块与交换模块、网络管理模块均相连；外部局域网信号通过以太网PHY模块转换为介质无关信号，并发送给交换模块；两个外部网口的连接状态通过以太网PHY模块发送给网络管理模块；多个设备内部网卡分别通过多个内部网口与以太网PHY模块相连，电源模块与各模块相连并为其供电。本实用新型能在舰艇系统双冗余以太网中外部网络通信链路出现故障时快速切换通信链路，并能够有效抑制节点网络风暴的问题。

技术领域

本实用新型涉及网络可靠性通信领域，尤其涉及一种基于端口连接状态的双冗余网络接口单元。

背景技术

随着网络技术和信息技术的高速发展，网络系统已经广泛应用于工业控制、航天、船舶等领域。用于这些领域的网络不但要求信息传输速度快、抗干扰能力强，还要求具有高稳定性和高可靠性。因此，需要采用一些方法保证网络系统的可靠性。

目前，广泛使用的方法是采用冗余连接，即每个节点采用双网卡进行故障冗余切换，每个节点都采用两个网络接口，各个节点分别连接到两台交换机，交换机之间通过级联线相接。一块网卡在正常工作时，另一块网卡作为备份。备份网卡不发送或接收数据，但处于激活状态。在正常通信的网卡或链路出现故障时，备份网卡能实时、自动地完成切换继续工作。

双网卡切换时间是高可靠性应用系统中的重要技术指标，尽可能减少双网切换时间就能够提高应用系统网络传输性能，降低丢包率。目前虽然双网切换技术已经比较成熟，但是仍然存在下述问题，即在外部通信链路切换时本地网卡必须切换，造成不必要的时间浪费和资源浪费，切换过程中可能导致数据包丢失。另外，当一个网卡损坏并且另一网卡连接的链路损坏时，双网切换就无法实现，网络无法连通，造成系统鲁棒性降低，甚至延误战机。

在计算任务较多较繁的设备上往往存在多个刀片计算单元，也就是存在多块网卡，在多块网卡与外部网络交换数据报文时需要用到具有交换功能的网络接口单元。多交换机级联会对网络带来环路从而产生网络风暴的风险，在双冗余以太网中，广播风暴的问题更容易出现，抑制广播风暴尤为重要。

要解决的技术问题：

(1)拥有内部接口单元的设备双冗余网络切换问题

舰载系统(设备)规模逐渐扩大，设备内部网卡数量增多，需通过内部接口单元统一连接后对外通信，这样就涉及到系统(设备)对外双冗余网络切换，这样就需要对外部两个网口进行特殊的硬件设计实现快速可靠地实现双冗余切换。

(2)双冗余网络切换性能问题

传统的双冗余网卡切换，存在物理网卡切换，切换需要一定的时间，在高速实时的作战应用中，出现网络故障时，及时、快速、高效地恢复网络尤为重要。

(3)节点网络风暴抑制问题

拥有内部交换单元的设备在双网口输出时，存在双网口数据形成环路的可能，从而导致网络风暴，影响整个网络的性能，网络风暴的抑制在可靠性局域网中也极其重要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术中：拥有内部接口单元的设备双冗余网络切换问题；双冗余网络切换性能问题；以及节点网络风暴抑制问题；提供一种基于端口连接状态的双冗余网络接口单元，用于舰艇系统双冗余以太网中外部网络通信链路出现故障时快速切换通信链路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：