CN100505764C - 网络接口卡控制器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的网络接口卡控制器，由CPU控制，网络接口功能和协议处理功能连接到一个网络，包括分别提供用于提供从CPU经系统总线请求的任意业务的几种类型的协议的多个协议处理装置，根据经系统总线从CPU请求的业务类型通过交换数字高速通道执行所需的网络接口，和执行占用空的中继线的数字转发的多个网络接口装置。

Description

网络接口卡控制器及其控制方法

本发明涉及一个网络接口卡控制器及其控制方法。特别地，本发明涉及通过提供在主处理卡(下文称作MPC)中的上应用层标准化的一个接口能够支持几种类型协议的一个网络接口卡控制器及其控制方法。

常规的网络接口系统具有一个中继接口单元和一个协议处理单元。因此，包括该系统的接口卡根据每个协议而不同。根据功能，这些接口卡有4种类型。有数字高速通道交换卡，随路信令(CAS)协议处理卡，公共信道信令(CCS)协议处理卡，中继接口卡等。另外，通过使用网络接口提供实际业务的系统需要一个提供话音业务(诸如话音消息业务，因特网电话业务等)的话音处理卡，和具有用于控制卡和提供呼叫的连接及释放的应用程序的一个主处理卡。特别地，主处理卡通过一个PCM(脉冲代码调制)数字高速通道控制每个卡。并且中继接口卡可以至少连接E1型或T1型的中继线。

常规的网络系统包括对网络接口收费的几种卡(30，30’，40，40’，60，60’)，其中分别分开几种卡。中央处理单元(CPU)(图1中的主处理卡10)的应用程序直接控制每个卡以便通过连接到网络提供业务。换句话说，在该系统通过控制用于连接单个呼叫的各个网络接口卡(NIC)，使用CAS协议处理类型和CCS协议处理类型的情况下，每个应用程序连接呼叫。现在将简要说明利用每个应用程序中的对各个NIC的命令产生呼叫的过程。

首先，假定该系统使用CAS协议处理类型。该应用程序通过系统总线80对中继接口卡60，60′发出占用线路的命令。并且该应用程序通过控制数字高速通道交换卡50连接该占用线路和CAS协议处理卡40，40′之间的数字高速通道70。并且接着该应用程序命令一个呼叫号码传输到CAS协议处理卡40，40′。在完成该呼叫号码传输以后，如果从该相关网络90应答每个呼叫，则CAS协议处理卡40，40′向该应用程序报告从相应网络90应答每个呼叫。该应用程序通过命令数字高速通道交换卡50连接提供应答线和业务的话音处理卡20，20′之间的数字高速通道70。通过经数字高速通道70连接相关的网络90和话音处理卡20，20′最后完成该话音业务。

下面，假设该系统使用CCS协议处理类型。首先，主处理卡10的应用程序通过控制数字高速通道交换卡50连接中继信号信道和CCS协议处理卡30，30’之间的数字高速通道70。并且该应用程序发送一个建立消息给CCS协议处理卡30，30′。CCS协议处理卡30，30′发送网络的应答信号给主处理卡10中的应用程序。

一旦应答网络的呼叫，CCS协议处理卡30，30′将卡30，30′是否应答发送给该应用程序，该应用程序通过命令数字高速通道交换卡50连接提供应答线和业务的话音处理卡20，20′之间的数字高速通道70。

图2是在常规的NIC中在CAS协议处理类型的情况下关于R2信号和在CCS协议处理类型的情况下的关于ISDN协议所执行的呼叫建立过程的示意信号流程图。参照图2，正向音表示从主叫方向接收方发出的信息，而反向音表示从接收方向主叫方发出的信息。并且另外的I-X，II-X是发送每个用户地址的第一组I和第二组II。并且AX，BX表示发送交换信息(例如，从交换机请求的用户级或付费方式)的组A和组B。因此，正向音(1-x)表示从主叫方向接收方产生的用户地址。而反向音(A1)表示接收方的确认。

就整个呼叫连接过程而言，常规的网络系统包括分别根据每个协议的其他呼叫处理过程，和在主处理卡中的应用程序。

因此，在应用程序直接控制各种类型的协议的情况下，该应用程序应该支持每个协议的功能。因此，应用程序结构变得复杂，并且无论应用程序何时执行网络连接功能，需频繁地根据每个协议的功能改变内部寄存器。因此，当大量的与网络相关的卡存在时，系统扩展就很困难。

因此，为解决现有技术的问题，本发明的一个目的是提供一个集成的硬件卡，其支持若干个协议的接口。因此，结构变得简单，且降低了成本。

为实现本发明的目的，根据一个实施例提供一个网络接口卡(下文叫做NIC)控制器由中央处理单元(CPU)控制，其中网络接口功能和协议处理功能连接到一个网络上，它包括多个协议处理装置，分别提供几种类型的协议，用于提供CPU经系统总线请求的任意业务；多个网络接口装置，根据CPU经系统总线所请求的业务类型，通过切换数字高速通道执行所需的网络接口，和执行占用空的中继线的数字转发，其中多个网络接口装置连接到一个物理层的若干个中继线；和呼叫控制装置，通过使用表示关于一个协议处理请求及所请求的协议处理结果的处理是否成功的一个标准的接口，利用与上应用层交换信息，控制多个协议装置及多个网络接口装置而不管协议类型。

为实现一个实施例的目的，本发明还包括系统接口装置，根据上应用层与呼叫控制装置之间的NIC预备状态，将来自一个主处理卡(MPC)中的上应用层的NIC初始化命令接口和来自MPC的上应用层的命令连接到NIC。

为实现根据本发明的一个实施例的目的，呼叫控制装置管理关于每个NIC的线路管理的呼叫处理状态和一个所需的协议(随路信令(CAS)或公共信道信令(CCS)协议)。

为实现根据本发明的另一个实施例的目的，提供一种控制网络接口卡(NIC)的方法，包括步骤：通过检查根据NIC预备状态从主处理卡中上应用层命令的一个初始化消息初始化每个网络接口装置和协议处理装置，当上应用层请求一个标准接口的呼叫处理时，在确定请求呼叫处理类型以后，请求对一个相应协议处理装置的呼叫处理，并且根据相应协议处理装置应答的存在与否，执行呼叫处理，并且通过使用标准接口和在自己的数据库中改变/写入呼叫处理状态来向上应用层报告呼叫处理结果。

本发明的每一个实施例其特征在于标准的接口包括请求上应用层请求一个对NIC的呼叫，和从NIC向MPC的上应用层报告从该网络请求了一个新的呼叫的一个建立指示接口；请求上应用层请求一个对NIC的呼叫连接，换句话说，一个连接请求，和向上应用层报告在网络中从NIC应答该呼叫的一个连接指示接口；请求上应用层请求一个对NIC的呼叫释放，换句话说，一个释放请求，和向上应用层报告从NIC释放了该呼叫的一个释放指示接口；请求上应用层请求一个对NIC的呼叫初始化，换句话说，一个复位请求，和向上应用层报告从NIC复位了该呼叫的一个复位指示接口；和请求上应用层请求一个给NIC的信道块，换句话说，一个块请求，和从NIC向上应用层报告该信道块的一个块指示接口。

特别地，在标准接口中的是CCS协议，该标准接口还包括请求上应用层向该网络报告对NIC的当前呼叫状态，换句话说，一个报警请求，和从NIC向上应用层报告从网络接收了该当前呼叫状态的一个报警指示接口。

本发明的其他目的，特点和优点将从结合附图阅读时的下列详细描述中变得更加清楚，其中：

图1是关于常规网络接口系统的方框图，

图2是在一个常规网络接口系统中执行的一个呼叫建立过程的示意信号流程图，

图3是根据本发明的网络接口卡控制器的方框图，

图4是通过在本发明的一个实施例中使用CAS协议处理类型和CCS协议处理类型的网络接口卡的方框图，

图5是表示图4的MPC的上应用层中的网络接口卡初始化过程的操作流程图，

图5b是表示利用图4的网络接口卡的建立过程的操作流程图，和

图6是用于说明本发明的网络接口卡控制方法的呼叫建立过程的示意信号流程图。

将参照图3到图6描述根据本发明的实施例的网络接口卡控制器及其控制方法。图3表示根据本发明的网络接口卡控制器的方框图。它由一个具有上层应用程序的主处理卡100，由主处理卡100控制的网络接口卡200，200′，和功能卡(话音处理卡)300，300′组成。网络系统的功能是根据功能卡300，300′决定的。并且根据本发明的网络连接系统具有与图1所示的相同结构。

由于功能卡300，300′使用与常规系统相同的话音处理卡，所以省去说明。

图4是通过在本发明的一个实施例中使用CAS协议处理类型和CCS协议处理类型的网络接口卡的方框图。

参照图4，本发明包括集成在一块板子200上的一个数字高速通道交换单元203，一个数字转发单元207，一个CAS协议处理单元206，和一个CCS协议处理单元206，它们用于在一个单独卡上分别执行网络接口和协议处理。并且还包括一个呼叫控制单元204，控制网络接口和协议处理单元及上应用层之间的几种类型的协议，而不管网络接口和协议处理单元的协议类型。呼叫控制单元204使用一个标准的接口，表示关于一个协议处理请求和通过系统总线的请求的协议处理结果的处理是否成功。这里，呼叫控制单元204管理关于每个NIC的呼叫处理状态和所需的协议(随路信令(CAS)或公共信道信令(CCS)协议)和控制中继信道的分配及释放而且具有以便有关数字高速通道的交换操作的内部控制逻辑。

本发明还包括根据上应用层100和呼叫控制单元204之间的NIC准备状态，将来自主处理卡(MPC)100的上应用层的NIC初始化命令接口与从MPC100的上应用层的命令接口到NIC的系统接口201，和系统初始化单元202，利用通过系统接口201来自上应用层100的NIC初始化命令，同时根据NIC准备状态启动CCS协议处理单元205，CAS协议处理单元206，数字转发单元，和呼叫控制单元204。

这里，MPC 100的应用程序控制网络接口卡(NIC)200的每个呼叫并且通过使用NIC200提供的标准接口提供业务。该标准接口可以作为功能或消息类型提供，并且在可能的情况下，标准接口保持CAS，CCS等协议类型。因此，当系统被扩展和增加新的协议时，有可能在一个单独的NIC上使用几种类型的协议。

图5a表示在图4的MPL的上应用层中的网络接口卡初始化的过程，其说明了初始化每一网络接口装置和协议处理装置的第一过程(S41-S46)，是根据NIC准备状态，通过检测由主处理卡的上应用层发出命令的初始化消息来完成的。

图5b是表示通过图4的网络接口卡的建立过程的操作流程图。它表示当上应用层请求标准接口的呼叫处理(在图5b所示的建立请求的情况下)时，在确定请求呼叫处理类型以后，请求对一个相应协议处理装置的呼叫处理，并且根据该相应协议处理装置的应答是否存在执行呼叫处理的第二处理(S51-S57，S59-S61)，和通过使用标准接口和在自己的数据库上改变/写入呼叫处理状态来向上应用层报告呼叫处理结果的第三处理(S58，S62，和S63)。

图6是用于说明本发明的网络接口卡控制方法的呼叫建立过程的示意信号流程图。关于在呼叫控制装置和MPC的上应用层之间提供的CAS协议处理的标准接口，包括从MPC的上应用层向NIC请求的一个建立请求接口(setup req.(request))，即上应用层向NIC请求一个呼叫，和报告从网络请求了一个新的呼叫的一个建立表示接口(setupind.(indication))；请求上应用层向NIC报告当前的呼叫状态的一个报警请求接口(alert req.)和从NIC向上应用层报告从网络接收到当前的呼叫状态信号的一个报警指示接口(alert ind.)；请求上应用层请求一个对NIC的呼叫连接的一个连接请求接口(connect req.)，以及从NIC向上应用层报告在该网络上应答了该呼叫的一个连接指示接口(connect ind)；请求上应用层对NIC的一个呼叫释放的一个释放请求接口(release req.)和从NIC向上应用层报告释放该呼叫的一个释放指示接口(release ind)；请求上应用层请求对NIC的一个呼叫初始化的一个复位请求接口(resetind.)，和NIC向上应用层报告该呼叫被初始化的一个复位指示接口(resetind.)；以及请求上应用层请求一个信道块给NIC的一个块请求接口(block req)和从NIC向上应用层报告该信道块的一个块指示接口(blockind.)。

现在将说明由每个步骤组成的关于本发明的操作和效果。

首先，参照图4，图5a和图5b，根据其中呼叫通过使用从NIC 200提供的标准接口在一个应用程序中生成的过程说明本发明的操作。

该应用程序一般命令CCS协议处理单元205和CAS协议处理单元206通过系统接口201设置呼叫。NIC 200占用现在没使用的一个线路，发送一个建立消息或一个线路占用信号，并等待网络系统的应答信号。

当网络系统针对每个呼叫应答时，NIC 200发送该应答信号给MPC100中的应用程序。该应用程序通过由NIC 200占用的线路接收该网络系统的应答信号并且控制功能卡(话音处理卡)300，300′。执行话音业务，以便应用程序控制功能卡(话音处理卡)300，300′。

例如，除了在NIC 200占用该线路并等待网络系统的应答信号期间，在从网络系统接收呼叫处理消息的情况下，增加发送一个消息给应用程序以外，CCS协议几乎与CAS协议相同。

为增加在CCS协议处理单元205中上面的处理，NIC 200的软件请求呼叫控制单元204。呼叫控制单元204控制和管理关于CAS协议处理单元205和CCS协议处理单元206的呼叫处理状态。并且呼叫控制单元204管理诸如NIC线路的资源，呼叫状态和中继线的线路状态以及信道单元。并且呼叫控制单元204在需要时执行中继线的分配和释放。并且呼叫控制单元204还通过处理数字高速通道的交换操作提供几种类型的协议。

本发明的有利之处在于提供比以前更多的业务，因为应用程序关于呼叫处理具有较少的负荷，以及系统通过与常规NIC不同的将4种类型的NIC集成为一种类型而具有较高的集成度。并且因为即使增加额外的协议，应用程序也不大改变，所以容易改变系统。

本发明不限于具体公开的实施例，并且在不脱离本发明范围的情况下可以作出变化和修改。

Claims (12)

1.一种网络接口卡控制器，由中央处理单元控制，所述网络接口卡控制器通过网络接口功能和协议处理功能连接到一个网络，该网络接口卡控制器包括：

主处理单元，具有用于响应软件程序在总线上产生命令的可编程控制器，所述主处理器单元进一步用于在所述总线上接收输入；和

电连接到所述总线的多个网络接口卡，每一个网络接口卡包括：

多个协议处理装置，每一个协议处理装置允许一种预定的通信协议，其中根据所述预定通信协议将输入通信信号处理成生成的协议信号；

呼叫控制装置，用于从所述主处理单元接收信息，并且将所述接收的信息作为输入通信信号发送到由包含在所述输入通信号中的呼叫处理状态确定来选定的协议处理单元，所述呼叫控制装置进一步用于产生切换控制信号；

数字中继单元，用于响应所述切换控制信号将生成的协议信号施加到多个物理层线中的选定的一个；和

系统接口装置，用于从所述主处理单元接收信号，并且将所述接收的信号应用为输入通信信号。

2.根据权利要求1的网络接口卡控制器，每一个所述网络接口卡还包括系统初始化装置，根据网络接口卡预备状态，经所述系统接口装置，利用来自上应用层的网络接口卡初始化命令，同时启动所述多个协议处理装置，网络接口卡和呼叫控制装置。

3.根据权利要求1的网络接口卡控制器，所述呼叫控制装置管理关于每个网络接口卡的线路管理的呼叫处理状态和一个所需的协议，所述需要的协议是随路信令CAS或公共信道信令CCS协议。

4.根据权利要求1的网络接口卡控制器，其中，所述呼叫控制装置控制中继信道的分配及释放，而且具有关于数字高速通道的交换操作的内部控制逻辑。

5.根据权利要求1的网络接口卡控制器，所述系统接口装置提供在所述呼叫控制装置和主处理单元的上应用层之间的CAS协议处理的标准接口，其包括：

从主处理单元的上应用层向网络接口卡请求的一个建立请求接口，即上应用层向网络接口卡请求一个呼叫，和报告从网络请求了一个新的呼叫的一个建立指示接口；

请求上应用层请求一个对网络接口卡的呼叫连接的一个连接请求接口，以及从网络接口卡向上应用层报告在该网络上应答了该呼叫的一个连接指示接口；

请求上应用层对网络接口卡请求一个呼叫释放的一个释放请求接口，和从网络接口卡向上应用层报告释放该呼叫的一个释放指示接口；

请求上应用层请求对网络接口卡的一个呼叫初始化的一个复位请求接口，和网络接口卡向上应用层报告该呼叫被初始化的一个复位指示接口；

请求上应用层请求一个信道块给网络接口卡的一个块请求接口和从网络接口卡向上应用层报告该信道块的一个块指示接口。

6.根据权利要求1的网络接口卡控制器，所述系统接口装置提供在所述呼叫控制装置和主处理单元的上应用层之间的CAS协议处理的标准接口，其包括：

从主处理单元的上应用层向网络接口卡请求的一个建立请求接口，即上应用层向网络接口卡请求一个呼叫，和报告从网络请求了一个新的呼叫的一个建立指示接口；

请求上应用层向网络接口卡报告当前的呼叫状态的一个报警请求接口和从网络接口卡向上应用层报告从网络接收到当前的呼叫状态信号的一个报警指示接口；

请求上应用层请求一个对网络接口卡的呼叫连接的一个连接请求接口，以及从网络接口卡向上应用层报告在该网络上应答了该呼叫的一个连接指示接口；

请求上应用层对网络接口卡请求一个呼叫释放的一个释放请求接口和从网络接口卡向上应用层报告释放该呼叫的一个释放指示接口；

请求上应用层请求对网络接口卡的一个呼叫初始化的一个复位请求接口，和网络接口卡向上应用层报告该呼叫被初始化的一个复位指示接口；

请求上应用层请求一个信道块给网络接口卡的一个块请求接口和从网络接口卡向上应用层报告该信道块的一个块指示接口。

7.一种控制网络接口卡的方法，包括处理：

通过检查根据网络接口卡预备状态从主处理卡中的上应用层命令的一个初始化消息来初始化每个网络接口装置和协议处理装置；

当上应用层请求一个标准接口的呼叫处理时，在确定请求呼叫处理类型以后，请求对一个相关协议处理装置的呼叫处理，并且根据相关协议处理装置应答的存在与否，执行呼叫处理；

通过使用标准接口和在自己的数据库中改变/写入呼叫处理状态将呼叫处理结果报告给上层。

8.根据权利要求7的控制网络接口卡的方法，该初始化处理包括步骤：

确定网络接口卡准备状态；

当确认网络接口卡准备状态时查找一个初始化文件；

通过发送查找到的初始化文件给网络接口卡执行网络接口卡和协议处理卡的初始化，并等待从网络接口卡应答初始化完成信号；和

通过发送一个开始命令给初始化的网络接口卡并完成初始化处理来确定开始确认。

9.根据权利要求7的控制网络接口卡的方法，该请求/执行呼叫处理包括步骤：

根据标准接口确定上应用层是否请求该呼叫处理，

在请求呼叫处理没有错误的情况下确定呼叫类型之后，请求对一个相应协议处理装置的呼叫处理，和

根据相应协议处理装置应答与否执行呼叫处理。

10.根据权利要求7的控制网络接口卡的方法，该报告和改变/写入处理包括步骤：

使用标准接口向上应用层报告呼叫处理结果，和

在自己的数据库中改变/写入呼叫处理状态。

11.根据权利要求7的控制网络接口卡的方法，进一步包括步骤：在呼叫控制装置和主处理卡的上应用层之间提供关于CAS协议处理的标准接口，该步骤包括：

经建立请求接口从所述主处理卡的上应用层向网络接口卡请求，即所述上应用层向网络接口卡请求一个呼叫，和经建立指示接口报告从网络请求了一个新的呼叫；

经连接请求接口请求上应用层请求一个对网络接口卡的呼叫连接，以及经连接指示接口从网络接口卡向上应用层报告在该网络上应答了该呼叫；

经释放请求接口请求上应用层对网络接口卡请求一个呼叫释放和经释放指示接口从网络接口卡向上应用层报告释放该呼叫；

经复位请求接口请求上应用层请求对网络接口卡的一个呼叫初始化，和经复位指示接口从网络接口卡向上应用层报告该呼叫被初始化；

经块请求接口请求上应用层请求一个信道块给网络接口卡和经块指示接口从网络接口卡向上应用层报告该信道块。

12.根据权利要求7的控制网络接口卡的方法，进一步包括步骤：在呼叫控制装置和主处理卡的上应用层之间提供关于CAS协议处理的标准接口，该步骤包括：

经建立请求接口从主处理卡的上应用层向网络接口卡请求，即上应用层向网络接口卡请求一个呼叫，和经建立表示接口报告从网络请求了一个新的呼叫，

经报警请求接口请求上应用层向网络接口卡报告当前的呼叫状态和经报警指示接口从网络接口卡向上应用层报告从网络接收到当前的呼叫状态信号，

经连接请求接口请求上应用层请求一个对网络接口卡的呼叫连接，以及经连接指示接口从网络接口卡向上应用层报告在该网络上应答了该呼叫，

经释放请求接口请求上应用层对网络接口卡请求一个呼叫释放和经释放指示接口从网络接口卡向上应用层报告释放该呼叫，

经复位请求接口请求上应用层请求对网络接口卡的一个呼叫初始化，和经复位指示接口从网络接口卡向上应用层报告该呼叫被初始化，

经块请求接口请求上应用层请求一个信道块给网络接口卡和经块指示接口从网络接口卡向上应用层报告该信道块。

Images