CN100454872C

CN100454872C - 一种以太网中设备间的信息传输方法及系统

Info

Publication number: CN100454872C
Application number: CNB2006100614422A
Authority: CN
Inventors: 雷奕康
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2026-06-30
Also published as: CN1913470A; WO2008003218A1

Abstract

一种以太网中设备间的信息传输方法及系统，其步骤包括首先由第一设备发送数据帧，发送的数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段中携带有实际需要发送的信息的相关信息；接着第二设备接收数据帧，并从数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段中读取该相关信息。通过本发明的信息传输方法，可以将信息携带在以太网数据帧的源MAC地址字段中，从而可以用于传送与数据帧载荷相关的数据或者其他数据信息，以及提高以太网数据帧所能承载的信息量。

Description

一种以太网中设备间的信息传输方法及系统

技术领域

本发明涉及一种以太网中进行信息传输的方法及系统，尤其涉及在数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段中携带信息的以太网中设备间的信息传输技术。

背景技术

在以太网信息传输中，数据帧需要从一个设备传输到另外一个设备，在传输数据内容本身的同时往往需要携带一些相关的控制信息或者前一设备对数据进行的处理的信息。

例如，以对网络中的数据进行分析为例，一般的组网结构是首先通过前置设备将骨干链路的流量分解成适合主机处理的粒度，然后转发给进行数据分析与数据记录的后台设备处理，如图1、图2所示。前置设备目前功能越来越强大，其所支持的应用也日益丰富多样，比如能够对多协议标签交换MPLS数据帧进行去标签后哈希hash分流转发，对网络协议版本6-4(IP6to4)技术去隧道转发等，这些技术使得后台设备可以很方便的分析到虚拟专用网VPN内部的信息，但是这些技术带来应用方便的同时也带来一些问题，即数据原始信息的损失，原始数据的丢失会导致不同私网地址重叠无法区分等问题，因此有必要在解封装的同时又能够将原始信息作为数据帧的一部分传递给后台处理程序；而且还有部分用户关心数据帧接收的原始端口并希望能够通过某种方式把这些信息传递给后台服务器，以方便后台设备分类处理。

此外，前置设备上有强大的硬件和软件支撑，比如用TCAM进行ACL查找匹配，用内容查找芯片进行全称及中文检索查询等，这些特殊硬件往往是后台设备所不具备的，为了能够充分利用流量分解设备的处理能力，后台设备如果能够获得预处理结果就可以大大减轻服务器的处理压力，即一起作为一个整体解决方案来分析处理数据帧，这也要求前置设备能够通过某种方式将处理结果传递给后台服务器。

然而，上述信息如何传输并与载荷进行关联，现在并没有一个合适的解决办法。

发明内容

本发明的目的在于在以太网Ethernet数据传输中提供一种简便可行的信息传输方法及系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种以太网中设备间的信息传输方法，该方法包括步骤：

A、第一设备发送数据帧，该数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段中携带有实际需要发送的信息的相关信息；

B、第二设备接收数据帧，并从数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段中读取该相关信息。

其中，所述的数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段最高位是1。

其中，所述的相关信息可以直接包含实际需要发送的信息本身。

其中，该数据帧的头部或者尾部可以设扩展头用以承载实际需要发送的信息。所述的相关信息用以指示实际需要发送的信息的位置。

其中，所述的实际需要发送的信息可以单独以另外的数据帧发送，所述相关信息包含序列号，所述序列号将包含所述实际需要发送的信息的数据帧与包含所述相关信息的数据帧联系起来。。

其中，第一设备能在不同的数据帧中以不同的发送方式发送实际需要发送的信息，所述的相关信息包含了第一设备实际需要发送的信息的发送方式。所述的发送方式包括：第一设备实际需要发送的信息承载于该帧的源MAC地址字段；或者，第一设备实际需要发送的信息承载于该数据帧的头部的扩展头；或者，第一设备实际需要发送的信息承载于该数据帧的尾部的扩展头；或者，第一设备实际需要发送的信息以其他数据帧进行发送。

其中，该第二设备根据读取的该相关信息获得实际需要发送的信息。

本发明还提供一种以太网中设备间的信息传输系统，包括第一设备及第二设备。其中：第一设备用于在该数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段中携带实际需要发送的信息的相关信息，并发送该数据帧；第二设备用于接收数据帧，并从数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段中读取该相关信息。

其中，该第一设备包括封装模块以及发送模块，该封装模块用于在数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段中封装实际需要发送信息的相关信息，该发送模块用于发送封装后的数据帧。

其中，该第二设备包括接收模块及解封装模块，该接收模块用于接收该第一设备发送的数据帧，该解封装模块用于对该接收模块接收的数据帧解封装，以获得在数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段中封装的实际需要发送信息的相关信息。

所述第一、第二设备直接相连或者通过其他网络设备相连。

综上所述，本发明以太网中设备间的信息传输方法及系统可以通过数据帧的源MAC地址携带信息，只需要对数据帧的源MAC地址字段进行处理，可以用于传送与数据帧载荷相关的数据或者其他数据信息，提高以太网数据帧所能承载的信息量，并且本发明与其他协议基本不存在冲突。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为传输数据帧的设备间的网络连接示意图；

图1为传输数据帧的设备间的另一网络连接示意图；

图3为本发明以太网中设备间的信息传输方法实施例流程图；

图4为本发明以太网中设备间的信息传输系统框架图。

具体实施方式

本发明一种以太网中设备间的信息传输方法及系统，其核心思想在于，以太网中设备间传递数据时，将某些信息携带在数据帧的源MAC地址字段中进行发送。本发明所述第一、第二设备是指具有收发以太网数据帧功能的设备，例如交换机或路由器，并且，第一设备可以将数据封装进数据帧源MAC地址字段中，第二设备接收到该设备后可以将该数据读取出来，第一、第二设备可以直接相连，也可以通过其他网络设备进行间接的连接。

图3所示，是本发明以太网中设备间的信息传输方法的实施方式流程图，其包括以下步骤：

如图所示，首先进行步骤S11，将实际需要发送的信息的相关信息封装到源MAC地址字段，源MAC地址字段不再携带源MAC地址。

较佳的实施方式是：将数据在第一设备所经过的处理的相关信息封装到源MAC地址字段，同时数据帧的载荷字段部分仍旧封装经过第一设备处理后的数据。而现有技术是：在数据帧的载荷字段部分封装经过第一设备处理后的数据，源MAC地址字段封装的是源设备的MAC地址。因此本发明在一个以太网数据帧中同时就包含了数据经过处理后的结果，以及数据所经过的具体的处理类型、过程、参数等资料。实际上，源MAC地址字段携带的内容可以多种多样，除了前述的处理信息的相关信息外，还可以携带第一设备的预处理结果，第一设备接收到数据的原始端口，甚至数据帧载荷字段所需要携带的数据，由于携带何种具体信息与本发明重点无关，此处不再赘述。

第一设备实际需要发送的信息的相关信息是实际封装进源MAC地址字段的内容，其与第一设备实际需要发送的信息相关，但未必包含第一设备真正实际需要发送的信息，该相关信息可以直接包括实际需要发送的信息，但不限于此。由于源MAC地址字段仅有48位的容量，因此当实际需要发送的信息太多而超过源MAC地址字段容量时，就无法直接发送，此时可以将实际需要发送的信息以另外的数据帧单独进行发送，或者以在帧的头部或者尾部建立扩展头的方式进行发送，而仅在源MAC地址字段记录实际需要发送的信息的发送方式及其序列号等相关信息，以便将实际需要发送的信息与数据帧载荷部分进行关联。

此外，由于ATMoE等技术，本发明亦不受限于仅仅承载IP报文，而可以承载一切基于以太网进行传输的数据。

接着进行步骤S12，第一设备发送封装后的数据帧，数据帧的源MAC地址字段中携带有需要发送信息的相关信息。如前所述，出于源MAC地址字段位数有限或者其他原因，该相关信息可以包含实际需要发送的信息本身，也可以是实际需要发送的信息的发送方式、序列号等相关信息。该第一设备例如为背景技术中的前置设备。

然后进行步骤S13，第二设备接收封装后的数据帧，数据帧的发送与接收技术是熟悉以太网的普通技术人员都熟知的技术，故在此亦不再赘述。本实施方式中，第二设备例如为背景技术中的后台设备，具有接收数据帧的能力。

最后进行步骤S14，第二设备从接收到的以太网数据帧的源MAC地址字段中获取第一设备实际需要发送的信息的相关信息。

第二设备根据该相关信息即可获得实际需要发送的信息。根据步骤S11封装进数据帧的源MAC地址字段内容的不同：当封装的相关信息包括了第一设备真正实际需要发送的信息本身时，读取该字段内容即可获得第一设备实际需要发送的信息；当由于第一设备实际需要发送的信息的长度大于48位或者由于其他原因，而没有将第一设备实际需要发送的信息封装进数据帧源MAC地址字段，则第二设备根据该相关信息内容指示的不同，从数据帧的头部或者尾部扩展头，或者从该相关信息关联的其他数据帧中获得第一设备实际需要发送的信息。

由于交换机等设备为了正确转发数据的需要，会自动学习数据帧的源MAC地址，并记录入MAC地址表项，而本发明的数据帧中源MAC地址字段不再承载源MAC地址而改为承载第一设备实际需要发送的信息的相关信息。因此，为避免交换机将其当作源MAC地址进行学习造成与真正的源MAC地址重叠，导致交换机学习的MAC地址出现错误，同时也为了避免交换机每收到一个数据帧就进行学习导致MAC地址表项不够用。因此，本发明实施例在传输数据帧时将帧中源MAC地址字段内容的首位置为1。源MAC地址字段内容的首位设置为1后，数据帧会被交换机判断为组播或者广播帧，而不会读取其源MAC地址及将该地址记录入MAC地址表项。

另外，既可以使所有不同的源MAC地址字段仅携带上述相关信息中的一种，也可以使不同数据帧具有携带不同相关信息的能力，此时，需要以一定的位进行区别，以实现不同数据帧可以携带不同类型的相关信息。

以下实施例在最高字节中留三位来表示控制报文类型，下面以实际需要发送的信息为与载荷的控制信息为例，对源MAC地址字段进行具体说明：

000 保留；

001 表示该数据帧源MAC地址字段中直接携带有第一设备实际需要发送的控制信息，例如携带在源MAC地址字段的低5个字节中；

010 表示该数据帧的源MAC地址字段未携带控制信息，在该数据帧头部存在专用扩展头，用以携带第一设备实际需要发送的控制信息，该报文头的格式定义等细节非本发明重点，本发明不做具体描述，第一个字节可用于定义版本号信息和长度信息；

011 表示该数据帧的源MAC地址字段未携带控制信息，该数据帧尾部存在专用扩展头，用以携带第一设备实际需要发送的控制信息，其格式定义等细节本发明不做具体描述，第一个字节可用于定义版本号信息和长度信息；

100 表示该数据帧的源MAC地址字段未携带控制信息，携带的是控制信息的相关信息，表示第一设备实际需要发送的信息单独以另外的数据帧进行发送，该数据帧为控制信息帧，该源MAC地址字段中包含能够将控制信息和数据信息联系起来的序列号，序列号可以放在源MAC地址低32位的字段中；

101 表示该数据帧的源MAC地址字段未携带控制信息，携带的是控制信息的相关信息，表示第一设备实际需要发送的信息单独以另外的数据帧进行发送，该数据帧为载荷信息帧，该源MAC地址字段中包含能够将控制信息帧和载荷信息帧联系起来的序列号，序列号可以放在源MAC地址低32位的字段中。

其他保留。

第一设备上数据帧发送流程如下：

if(控制信息＜＝5字节)

{

采用001方式封装发送

}

else if(扩展后报文载荷＜＝1500字节)

{

采用010方式封装发送

}

else

{

取序列号

采用100方式封装发送控制信息，并在源MAC地址字段中填充序列号

采用101方式封装发送数据信息，并在源MAC地址信息中填充序列号

序列号步进

}

当需要传递的控制信息小于5个字节(40bits)时，可以采用001的数据帧格式，不用对报文格式进行扩展，这种情况下对应用和设备的冲击最小，信息传递和处理也最高效，第二设备可以直接从收到的数据帧的源MAC地址字段中读取控制信息。

当需要携带大量控制信息时(大于5个字节)，上述还定义了两种单包扩展方式，和一种多包扩展方式。单包扩展方式主要用于不需要分片的情况，这样在单包携带控制信息和载荷信息解决效率和同步问题。当报文长到扩展后需要分片的时候，本发明定义了一种控制信息和载荷信息分别发送的方式，解决非IP报文的分片问题。当第二设备收到010或者011的格式的数据帧后，第二设备就可以从该数据帧的头部或者尾部读取控制信息；当第二设备收到100或者101格式的数据帧后，表示该帧数据部分携带了控制信息或者载荷信息，第二设备从数据帧的源MAC地址字段读取控制信息获得序列号，并通过该序列号将该帧与另外的携带了载荷或者控制信息的帧关联起来，从而获得控制信息以及载荷信息。

请参考图4，本发明还提供一种以太网中设备间的信息传输系统，包括第一设备及第二设备。其中：第一设备用于在该数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段中携带实际需要发送的信息的相关信息，并发送该数据帧；第二设备用于接收数据帧，并从数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段中读取该相关信息。所述第一、第二设备直接相连或者通过其他网络设备相连。

其中，该第一设备包括封装模块以及发送模块，该封装模块用于在数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段中封装实际需要发送信息的相关信息，该发送模块用于发送封装后的数据帧；

本实施例中，该封装模块将数据在第一设备所经过的处理的相关信息封装到源MAC地址字段，同时数据帧的载荷字段部分仍旧封装经过第一设备处理后的数据不变。因此本发明在一个以太网数据帧中同时就包含了数据经过处理后的结果，以及数据所经过的具体的处理类型、过程、参数等资料。实际上，源MAC地址字段携带的内容可以多种多样，除了前述的处理信息的相关信息外，还可以携带第一设备的预处理结果，第一设备接收到数据的原始端口，甚至数据帧载荷字段所需要携带的数据，由于携带何种具体信息与本发明重点无关，此处不再赘述。

第一设备实际需要发送的信息的相关信息是该封装模块实际封装进源MAC地址字段的内容，其与第一设备实际需要发送的信息相关，但未必包含第一设备真正实际需要发送的信息，该相关信息可以直接包括实际需要发送的信息，但不限于此。由于源MAC地址字段仅有48位的容量，因此当实际需要发送的信息太多而超过源MAC地址字段容量时，就无法直接发送，此时可以将实际需要发送的信息以另外的数据帧单独进行发送，或者以在帧的头部或者尾部建立扩展头的方式进行发送，而仅在源MAC地址字段记录实际需要发送的信息的发送方式及其序列号等相关信息，以便解封装模块将数据帧解封装后，可以将将实际需要发送的信息与数据帧载荷部分进行关联。

并且，既可以使所有不同的源MAC地址字段仅携带上述相关信息中的一种，也可以使不同数据帧具有携带不同相关信息的能力，此时，可以以一定的位进行区别，以实现不同数据帧可以携带不同类型的相关信息。

由于交换机等设备为了正确转发数据的需要，会自动学习数据帧的源MAC地址，并记录入MAC地址表项，而本发明以太网中设备间的信息传输系统的数据帧中源MAC地址字段不再承载源MAC地址而改为承载第一设备实际需要发送的信息的相关信息。因此，为避免交换机将其当作源MAC地址进行学习造成与真正的源MAC地址重叠，导致交换机学习的MAC地址出现错误，同时也为了避免交换机每收到一个数据帧就进行学习导致MAC地址表项不够用。本发明实施例在传输数据帧时将帧中源MAC地址字段内容的首位置为1。源MAC地址字段内容的首位设置为1后，数据帧会被交换机判断为组播或者广播帧，而不会读取其源MAC地址及将该地址记录入MAC地址表项。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims

1、一种以太网中设备间的信息传输方法，其特征在于：

2、如权利要求1所述的信息传输方法，其特征在于：所述的数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段最高位是1。

3、如权利要求1所述的信息传输方法，其特征在于：所述的相关信息包含实际需要发送的信息本身。

4、如权利要求1所述的信息传输方法，其特征在于：该数据帧的头部或者尾部设有扩展头用以承载实际需要发送的信息。

5、如权利要求1所述的信息传输方法，其特征在于：所述的相关信息用以指示实际需要发送的信息的位置。

6、如权利要求1所述的信息传输方法，其特征在于：所述的实际需要发送的信息单独以另外的数据帧发送。

7、如权利要求6所述的信息传输方法，其特征在于：所述相关信息包含序列号，所述序列号将包含所述实际需要发送的信息的数据帧与包含所述相关信息的数据帧联系起来。

8、如权利要求1所述的信息传输方法，其特征在于：第一设备能在不同的数据帧中以不同的发送方式发送实际需要发送的信息，所述的相关信息包含了第一设备实际需要发送的信息的发送方式。

9、如权利要求8所述的信息传输方法，其特征在于所述的发送方式包括：

第一设备实际需要发送的信息承载于该帧的源MAC地址字段；或者

第一设备实际需要发送的信息承载于该数据帧的头部的扩展头；或者

第一设备实际需要发送的信息承载于该数据帧的尾部的扩展头；或者

第一设备实际需要发送的信息以其他数据帧进行发送。

10、如权利要求1所述的信息传输方法，其特征在于：该第二设备根据读取的该相关信息获得实际需要发送的信息。

11、一种以太网中设备间的信息传输系统，包括第一设备及第二设备，其特征在于：

第一设备用于在数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段中携带实际需要发送的信息的相关信息，并发送该数据帧；

第二设备用于接收数据帧，并从数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段中读取该相关信息。

12、如权利要求11所述的信息传输系统，其特征在于：

该第一设备包括封装模块以及发送模块，其中：

该封装模块用于在数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段中封装实际需要发送信息的相关信息，

该发送模块用于发送封装后的数据帧；

该第二设备包括接收模块及解封装模块，其中：

该接收模块用于接收该第一设备发送的数据帧，

该解封装模块用于对该接收模块接收的数据帧解封装，以获得在数据帧的源媒体接入控制MAC地址字段中封装的实际需要发送信息的相关信息。

13、如权利要求11所述的信息传输系统，其特征在于：所述第一、第二设备直接相连或者通过其他网络设备相连。