CN101119306A - 实现接口索引传递的方法及组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现接口索引传递的方法和组件。该方法包括交换设备检测到其至少一接口与OAP单板连接，该接口在交换设备侧具有相应的接口索引；选定一接口，并按照其相应数据链路层协议的报文格式，封装接口索引；通过选定接口将封装后的接口索引报文发送给OAP单板。该组件适用于交换设备和OAP单板构成的网络设备，包括设置在交换设备的封装模块和第一报文收发模块，用于将数据链路层协议封装的接口索引报文发送给OAP单板。通过本发明，加载底层接口驱动即可实现接口索引的传递，摆脱了对于TCP/IP协议栈的依赖，降低了对存储器大小的限制；进一步的，实现硬件的发送队列优先级，提高大流量时接口索引发送的可靠性。

Description

实现接口索引传递的方法及组件

技术领域

本发明涉及通信网络领域，尤其涉及一种实现接口索引传递的方法及组件。

背景技术

为了满足通信网络对于多样化应用服务的需求，出现了开放应用平台(Open Application Platform，简称OAP)单板技术。在OAP单板技术中，OAP单板与交换设备(如路由器、交换机等对网络报文进行处理的设备)通过串口或者以太网口连接，可以是一对一的关系，也可以是多对一的关系，由交换设备实现基本的路由转发等网络功能，由OAP单板提供多样化的应用服务功能，如网络查毒软件、防火墙、广域网优化、网络流量分析等。其中，OAP单板与交换设备彼此独立，拥有各自的处理器和软件系统，从而避免了在交换设备中集成应用服务所导致的兼容性问题和集成局限性问题，而且，在OAP单板上实现多样化的应用集成，也降低了网络的部署成本。

如图1所示，为一路由器和一OAP单板的访问连接示意图：OAP单板的串口与路由器的串口相连，进行控制切换和命令行的回显；OAP单板的以太网口与路由器的以太网口相连，进行数据交换；其中，连接在路由器控制口(物理上为一串口)的用户PC机作为控制台，通过控制口控制路由器，并通过连接到OAP单板串口的路由器串口，对OAP单板进行控制。可以看出，交换设备和OAP单板硬件架构具有相对独立性，二者无法直接访问对方的串口和以太网口，而是必须通过自身的串口或者以太网口访问对方的串口或者以太网口；因此，从OAP和交换设备的角度而言，仅能看到自身的接口，这就导致OAP单板的应用软件无法直接获知交换设备侧给其分配的接口索引。

由于OAP单板必须在掌握交换设备侧给其分配的接口索引之后，才能识别被交换设备重定向或者镜像到该OAP单板上的网络数据报文，并进一步进行查毒、流量分析等操作，因此，在OAP单板无法直接获知交换设备侧接口索引的情况下，就需要将该接口索引间接告知OAP单板，目前主要采用用户手动输入索引和通过Socket方式传递索引两种方式：

用户手动输入索引的方式，是指OAP单板提供Web或者命令行界面，由用户根据对OAP单板的了解，将交换设备侧分配的接口索引输入；OAP单板的应用程序根据用户的输入，识别交换设备中的网络数据报文并进行控制。比如在图1所示架构中，就可以由用户PC通过命令行方式，经由路由器控制口-路由器串口-OAP单板串口，将路由器分配的接口索引告知OAP单板的应用软件；或者由用户PC通过Web界面，经由路由器其他接口(图中未示)-路由器以太网口-OAP以太网口，将路由器分配的接口索引告知OAP单板的应用软件；或者由用户PC通过Web界面，经由OAP的对外以太网口，将路由器分配的接口索引告知OAP单板的应用软件。但是，在用户对交换设备分配的接口索引不熟悉或者误输入的情况下，都会使OAP单板的应用程序得到错误的信息，导致对交换设备的控制出错。

通过套接字(Socket)方式传递索引的方式，是指在交换设备和OAP单板间建立Socket连接，交换设备通过传输控制协议(Transmission ControlProtocol，简称TCP)/用户数据报协议(User Datagram Protocol，简称UDP)或者原始Socket报文(Raw Socket)，将其分配的接口索引传递给OAP单板。在这种方式下，要求交换设备和OAP单板必须配置TCP/网际协议(Internet Protocol，简称IP)协议栈，否则无法建立Socket的连接；同时，由于Socket依赖于TCP/IP协议，因此无法利用硬件实现发送队列的优先级，则在交换设备和OAP单板的接口之间出现大流量数据交换的情况下，很容易发生丢包现象，导致接口索引传递失败。

综上所述，为了实现OAP单板顺利提供应用服务，必须保证OAP单板能够及时、准确的获得交换设备侧为其分配的接口索引，而现有技术却存在着准确度不高和报文容易丢失等缺陷，难以满足实际的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现接口索引传递的方案，利用以太网口或者串口的底层驱动，实现将交换设备侧为OAP单板分配的接口索引可靠传递给OAP单板的目的。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种实现接口索引传递的方法，包括以下步骤：

交换设备检测到其至少一接口与开放应用平台OAP单板连接，所述接口在交换设备侧具有相应的接口索引；

选定一所述接口，并按照其相应数据链路层协议的报文格式，封装所述接口索引；

通过所述选定接口将封装后的接口索引报文发送给OAP单板。

本发明的实施例还提供了一种实现接口索引传递的组件，适用于交换设备和开放应用平台OAP单板构成的网络设备；该组件包括设置在交换设备的封装模块和第一报文收发模块；所述第一报文收发模块用于在检测到所述交换设备至少一接口与开放应用平台OAP单板连接的情况下，调用所述封装模块进行接口索引的封装，并用于将封装后的接口索引报文发送给OAP单板；所述封装模块用于选定一所述接口，并按照其相应数据链路层协议的报文格式，封装所述接口索引。

由上述技术方案可知，本发明利用底层协议封装接口索引，具有以下有益效果：

1、加载底层接口驱动即可实现信息的传递，摆脱对于TCP/IP协议栈的依赖，降低了交换设备和OAP单板对于存储器大小的限制；

2、能够根据数据链路层协议的报文类型帧实现硬件的发送队列优先级，提高大流量时接口索引发送的可靠性；

3、避免用户误输入造成的影响。

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为现有技术中路由器和OAP单板的访问连接示意图；

图2为本发明所提供的实现接口索引传递的方法一实施例的流程图；

图3为图2所示方法中，以太网封装的接口索引报文格式的一实施例；

图4为图2所示方法中，PPP封装的接口索引报文格式的一实施例；

图5为图2所示方法中，步骤S3的一个具体实施例；

图6为本发明所提供的实现接口索引传递的方法另一实施例的流程图；

图7为本发明所提供的实现接口索引传递的组件一实施例的框图；

图8为本发明所提供的实现接口索引传递的组件另一实施例的框图；

图9为本发明所提供的实现接口索引传递的处理过程的组件示意图。

具体实施方式

由于现有技术中，将接口索引传递给OAP单板的技术方案存在诸多缺陷，比如，依赖于TCP/IP协议，容易造成丢包等。为了克服这一问题，本发明提出了利用数据链路层(比如，以太网口或者串口)的底层驱动，将接口索引可靠的传递给OAP单板的解决思路，其具体方案描述如下。

参见图2，为本发明所提供的实现接口索引传递的方法一实施例的流程图，包括以下步骤：

S1、交换设备检测到其至少一接口与OAP单板连接，该接口在交换设备侧具有相应的接口索引；

如背景技术部分所述，交换设备与OAP单板相互独立启动；在上电启动后，交换设备与OAP单板的接口执行初始化操作，并自动进行相连接的硬件发现操作，当交换设备发现某一个或者某几个接口与OAP单板存在信令交互的时候，进入S2的接口索引封装步骤。

S2、选定一接口，并按照其相应数据链路层协议的报文格式，封装接口索引；

所谓的数据链路层，也称网络接口层，相关的协议包括以太网协议、802.x(2、3、4)协议、点对点协议(Point to Point Protocol，简称PPP)、串行线路网际协议(Serial Line Internet Protocol，简称SLIP)。由于OAP单板与交换设备之间一般通过串口或者以太网口连接，因此，本发明主要涉及的协议为以太网协议和PPP协议。

需要指出的是，当交换设备和OAP单板之间仅存在一个接口连接时，该接口自动选定；但实际应用中，交换设备和OAP单板之间往往同时存在串口和以太网口两种连接，且相连接的接口数目可能不只一个。为了避免冲突，可以预先指定交换设备与OAP单板交互的接口优先级，选定优先级高的接口并根据该接口所对应数据链路层协议的报文格式进行封装；采用竞争优先的方式，按照所述接口检测到的先后顺序，选定最先检测到的接口，并根据该接口所对应数据链路层协议的报文格式进行封装。

其中，如果选定一以太网口，则报文采用以太网封装。如图3所示，提供了一个以太网封装后，接口索引的报文格式实施例。在该报文格式实施例中，前14个字节为标准的以太网头，其中，6个字节的目的MAC字段可以采用广播MAC，也可以采用组播MAC；2个字节的帧类型字段如图3阴影部分所示，当其采用不同的数值时能够表示不同的报文类型，如0800代表IP数据报，0806代表地址解析协议(Address Resolution Protocol，简称ARP)请求/应答，8035代表逆地址解析协议(Reverse Address Resolution Protocol，简称RARP)请求/应答等。接下来的字节用于记录报文携带的接口索引信息，如图3中斜体字部分所示：首先第一个字节用于记录报文携带接口索引信息的条数，比如m；接下来的2个字节用于记录接口索引A的长度，如果该长度为n，则接下来的n个字节都是接口索引A的内容；后面紧跟着从接口索引B到接口索引m的接口索引信息长度和内容，格式与接口索引A相同。最后的4个字节为标准的以太网校验和。其中，当交换设备和OAP单板之间通过1个以上的接口连接时，m的值就大于1

如果选定串口，则报文采用PPP封装。如图4所示，提供了一个PPP封装后，接口索引的报文格式实施例。在该报文格式实施例中，Flag总是01111110，用作帧之间的分隔符；广播地址Address总是11111111；控制位总是00000011；图4阴影部分为协议域Protocol，用于指示PPP所承载的上层协议，相当于以太网封装的帧类型字段，当其采用不同的数值时能够表示不同的协议报文类型，比如，0021标识IP数据报，C021标识链路控制数据，8021标识网络控制数据；信息Information字段为数据区，其结构与图3中的斜体部分类似；FCS是校验和。从下一个Flag开始，为另一帧的内容。

可以看出，无论交换设备与OAP单板之间选定以太网口还是选定串口，都能够通过相应的数据链路层协议，同时封装多个以太网接口索引。

S3、通过选定接口将封装后的接口索引报文发送给OAP单板。例如，当交换设备选定的接口为串口时，将PPP封装的接口索引报文发送给OAP单板；当交换设备选定的接口为以太网口时，将以太网封装的接口索引报文发送给OAP单板。

其中，为了保证OAP单板接收到以太网接口索引，本步骤S3可具体包括以下步骤，如图5所示：

S3-1、所述交换设备通过所述选定接口，向OAP单板发送封装后的接口索引报文；

S3-2、所述OAP单板识别接收到的报文，对于接口索引报文，执行S3-3，否则为普通以太网/PPP报文，发送给上层协议栈处理；具体的识别可以通过对报文内容的分析获得；

S3-3、OAP单板解析并保存接口索引；

S3-4、OAP单板向交换设备发送接口索引应答报文，表明OAP单板已经接收成功；

S3-5、交换设备查询是否接收到接口索引应答报文，是则结束，即交换设备中止接口索引报文的发送；否则重新执行步骤S3-1。

通过上述步骤S3-1至S3-5，能够保证OAP单板接收到该以太网接口索引，其中，接口索引应答报文的格式可套用图3或图4所示的报文格式，只不过将接口索引数设置为0，且不携带接口索引长度和接口索引内容字段。

由以上步骤S1至S3可以看出，接口索引是通过报文封装自动发送的，因此避免了用户误输入对于OAP单板造成的影响；而且，由于接口索引以数据链路层协议封装，因此，只要接口驱动加载就能够实现发送/接收该封装报文，无需在交换设备侧和OAP单板侧配置TCP/IP协议栈，从而摆脱了对TCP/IP协议栈的支持；同时，数据链路层的流量控制是对链路上字符或者帧的传输速率进行控制，便于接收方在接收前有足够的缓冲存储空间来接收每一字符或者帧，降低了交换设备和OAP单板对于存储器大小的要求。

进一步的，为了避免大流量报文发送时丢包现象的产生，可以通过对帧类型进行特别设置，将接口索引报文与普通的以太网报文/PPP报文区分开来，从而通过硬件队列优先级保证以太网接口索引报文的优先发送，避免丢包。具体的实现方案如下：

在S2步骤封装接口索引时，还包括将帧类型设置为私有标识。

举例而言，对于以太网封装的接口索引报文，可以将2个字节的帧类型设置为尚未被已知协议占用的私有标识，比如0335、0104等等；则接口进行报文发送时，通过对于报文头的识别，就能够识别出其为普通报文还是接口索引报文，例如将帧类型为0800的报文放置在普通缓冲区中进行排队，而将帧类型为私有标识的报文放置在优先级缓冲区中，优先发送。对于PPP封装的接口索引报文可采用类似的处理，唯一的区别在于设置私有标识的字段为协议域Protocol字段。

上述进行优先级设置的方案在本发明所提供的实现接口索引传递的方法的另一实施例中进行了描述，如图6所示，包括以下步骤：

S1′、交换设备检测到多个接口与OAP单板连接，包括串口和以太网口，分别由交换设备分配有接口索引号；

S2′、选定一个串口；

S3′、按照该接口相应的数据链路层协议的报文格式-PPP协议格式，封装接口索引，其帧类型字段为私有标识；

S4′、交换设备将PPP协议封装的接口索引报文发送给该串口，并指令接口将其发送给OAP单板；

S5′、接口识别帧类型字段，为私有标识，执行步骤S6′，为普通的PPP报文，则放置在队列中正常发送，在此不再进行赘述；

S6′、接口将该报文置于优先级缓冲区；

S7′、接口向OAP单板发送该接口索引报文；

S8′、接口检查是否接收到接口索引应答报文，是则执行步骤S9′，否则重新执行步骤S7′；其中，该接口索引应答报文是OAP单板解析并保存接口索引后，向交换设备发送的应答报文；

S9′、终止发送，接口索引传递结束。

通过图6所示步骤S1′至S9′可以看出，上述实施例不仅实现了通过以太网口或者串口的底层驱动发送接口索引，而且通过硬件队列优先级，进一步避免了丢包情况的发生，提高了OAP单板业务的可靠性。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括如下步骤：

交换设备检测到其至少一接口与开放应用平台OAP单板连接，所述接口在交换设备侧具有相应的接口索引；

选定一所述接口，并按照其相应数据链路层协议的报文格式，封装所述接口索引；

通过所述选定接口将封装后的接口索引报文发送给OAP单板。

所述的存储介质包括：ROM/RAM、磁碟或者光盘等。

本发明的实施例还提供了实现接口索引传递的组件，适用于交换设备100和OAP单板200构成的网络设备；如图7所示，为一个组件实施例的框图，包括设置在交换设备100的封装模块105和第一报文收发模块101。

该交换设备100为路由器、交换机等对网络报文进行处理的设备。

该封装模块105用于选定一接口，并按照该接口相应的数据链路层协议(如以太网、PPP等)的报文格式，封装交换设备100分配给该接口的接口索引；

第一报文收发模块101用于检测到交换设备100至少一接口与OAP单板200连接的情况下，调用封装模块105进行接口索引的封装，并将封装后的接口索引报文通过该接口发送给OAP单板200。

在上述组件中，由于通过接口发送的报文是以数据链路层协议封装的，因此，只要以太网口或者串口加载了底层驱动，即可实现发送/接收，摆脱了对于TCP/IP协议栈的以来，并降低了路由器和OAP单板对于存储器大小的限制。

进一步的，在上述组件实施例的基础上，本发明还提供了实现接口索引传递的组件的另一实施例：

所述交换设备100的接口中还设有优先级队列模块106，用于识别所述第一报文收发模块101发送的报文的帧类型，为接口索引报文提供具有较高优先级的缓冲区，从而实现硬件的发送队列优先级，提高大流量时OAP单板业务软件的可靠性。

在交换设备100还设置有定时器模块103和第一判断模块102；该定时器模块103用于定时触发所述第一报文收发模块101向OAP单板200发送接口索引报文；该第一判断模块102用于识别第一报文收发模块101接收的报文，在所述报文为OAP单板发送的接口索引应答报文的情况下，中止所述定时器模块103，使交换设备100不再发送以太网接口索引报文；如果接收到的报文是普通的以太网报文，则为现有技术中OAP单板进行应用处理后的网络流量，直接上报给交换设备100的上层协议栈104处理即可，不再赘述。

在OAP单板200侧设置有第二报文收发模块201、第二判断模块202和解析模块203；该第二判断模块202用于识别第二报文收发模块201接收到的报文，将接口索引报文发送给解析模块203，将其它报文发送给上层协议栈204；所述解析模块203用于解析并保存交换设备100以太网接口索引，并调用所述第二报文收发模块201向交换设备100发送接口索引应答报文，以通知交换设备100停止发送以太网接口索引报文。

下面用一个实现以太网接口索引传递的处理过程来描述各模块之间的配合，如图9所示，箭头上的编号代表了处理流程的序号：

①：交换设备100的定时器模块103调用第一报文收发模块101，定时发送以太网接口索引报文，该报文以数据链路层协议的报文格式封装；

②：OAP单板200接收到报文后交给第二判断模块202处理；

③：如果第二判断模块202识别该报文为以太网接口索引报文，则交给解析模块203处理；

④：解析模块203解析并保存以太网接口索引信息后，调用第二报文收发模块201发送以太网接口索引应答报文；

⑤：交换设备100接收到报文后交给判断模块102；

⑥：判断模块102判断出以太网接口索引应答报文后，停止定时器模块103，中止向OAP单板200发送以太网接口索引报文。

至此，以太网接口索引从交换设备100传递到了OAP单板200。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种实现接口索引传递的方法，其特征在于，包括以下步骤：

交换设备检测到其至少一接口与开放应用平台OAP单板连接，所述接口在交换设备侧具有相应的接口索引；

选定一所述接口，并按照其相应数据链路层协议的报文格式，封装所述接口索引；

通过所述选定接口将封装后的接口索引报文发送给OAP单板。

2.根据权利要求1所述的实现接口索引传递的方法，其特征在于，所述选定一接口包括：选定优先级高的接口，所述优先级为预先指定；或者，按照所述接口检测到的先后顺序，选定最先检测到的接口。

3.根据权利要求1所述的实现接口索引传递的方法，其特征在于，所述选定一所述接口，并按照其相应数据链路层协议的报文格式包括：当选定的接口为以太网口时，按照以太网协议封装所述接口索引；当选定的接口为串口时，按照点对点协议封装所述接口索引。

4.根据权利要求1-3任一所述的实现接口索引传递的方法，其特征在于，所述封装接口索引时，还包括将帧类型设置为私有标识。

5.根据权利要求4所述的实现接口索引传递的方法，其特征在于，通过所述选定接口将封装后的接口索引报文发送给OAP单板时还包括：所述接口采用硬件的发送队列优先级，优先发送帧类型设置为私有标识的报文。

6.根据权利要求1-3任一所述的实现接口索引传递的方法，其特征在于，通过所述选定接口将封装后的接口索引报文发送给OAP单板之后包括：

所述OAP单板识别接收到的报文，对于接口索引报文，执行下一步操作，否则发送给上层协议栈处理；

解析并保存所述接口索引，并向交换设备发送接口索引应答报文。

7.根据权利要求6所述的实现接口索引传递的方法，其特征在于，还包括：所述交换设备检测在预设时间内是否接收到接口索引应答报文，未接收到则重新发送接口索引报文。

8.一种实现接口索引传递的组件，适用于交换设备和开放应用平台OAP单板构成的网络设备；其特征在于，该组件包括设置在交换设备的封装模块和第一报文收发模块；

所述第一报文收发模块用于在检测到所述交换设备至少一接口与开放应用平台OAP单板连接的情况下，调用所述封装模块进行接口索引的封装，并用于将封装后的接口索引报文发送给OAP单板；

所述封装模块用于选定一所述接口，并按照其相应数据链路层协议的报文格式，封装所述接口索引。

9.根据权利要求8所述的实现接口索引传递的组件，其特征在于，所述交换设备的接口中还设有优先级队列模块，用于识别所述第一报文收发模块发送的报文的帧类型，为接口索引报文提供具有较高优先级的缓冲区。

10.根据权利要求8所述的实现接口索引传递的组件，其特征在于，在交换设备还设置有定时器模块和第一判断模块；所述定时器模块用于定时触发所述第一报文收发模块发送接口索引报文；所述第一判断模块用于识别第一报文收发模块接收的报文，并在所述报文为OAP单板发送的接口索引应答报文的情况下，中止所述定时器模块。

11.根据权利要求8-10任一所述的实现接口索引传递的组件，其特征在于，在OAP单板侧设置有第二报文收发模块、第二判断模块和解析模块；所述第二判断模块用于识别第二报文收发模块接收到的报文，将接口索引报文发送给解析模块，将其它报文发送给上层协议栈；所述解析模块用于解析并保存接口索引，并调用所述第二报文收发模块向交换设备发送接口索引应答报文。

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