CN101156396A - 一种数据帧的传输处理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据帧的传输处理方法和系统，方法包括：数据传输的接收端向发送端通告该接收端的最大传输单元MTU；发送端判断自身的MTU是否大于所述接收端的MTU，如果是，则以该接收端的MTU为门限发送数据帧，否则，以自身的MTU为门限发送数据帧。所述系统包括：数据帧封装单元、缓冲区单元、传输通道、以及MTU处理单元，MTU处理单元用于获取数据接收端MTU，判断本端的MTU是否大于接收端MTU，是则通知缓冲区单元利用该接收端MTU代替本端MTU进行所示的缓冲处理的MTU处理单元。本发明可以防止在数据传输中，由于发送设备和接收设备的MTU的差异造成的接收端的丢帧问题。

Description

一种数据帧的传输处理方法和系统 技术领域

本发明涉及通信系统中的数据帧传输技术， 尤其涉及一种利用最大 传送单元（MTU， Maximum Transmission Unit )对所传输数据帧进行门

P艮控制的数据帧的传输处理方法和系统。 发明背景

当前， 电信运营商为了充分利用现有的同步光网络（SOMET ) /同 步数字体系（ SDH )以及光传输网络（ OTN )，采用通用成帧规程（GFP , Generic Framing Procedure )将上层多种业务形式（例如以太网、 IP/点到 点协议、 MPLS等）的数据映射到 SONET/SDH网络以及 OTN中进行传 输。

GFP是由国际电信联盟电信标准化组织 （ITU-T )提出的方案， 具 体方案参见标准 ITU-T G.7041/Y.1303。 以下简要介绍 GFP的传输方案。

图 1为现有 GFP协议栈的结构图； 参见图 1 , GFP协议的数据帧可 以承载以太网数据 11、 IP/点到点协议（PPP )数据 12、 以及其他协议类 型的上层客户业务数据 13; GFP帧中还包括与客户业务数据相关的部分 (例如净负荷头） 14、 通用信息部分（与客户业务数据无关， 例如核心 帧头） 15; GFP帧可以传送的通道有： SDH虚容器通道（SDH VC - n Path ) 16、 OTN光通路数据单元通道（ OTN ODUk Path ) 17、 以及其 他字节同步通道 ( Other octet-synchronous paths ) 18。

图 2为在采用 GFP的通信系统中传输数据包的示意图。 参见图 2, 在数据通信设备中， 对于每一个同步传输通道， 都对应有一个緩冲区 ( Buffer ) 21 ; 需要传输的上层业务数据包， 例如以太网数据包和 PPP 数据包，在发送端（例如通信设备 A )被 GFP模块（由于图 2为简化图， 所以未显示 GFP模块）封装为 GFP帧进行传输， 在接收端 （例如通信 设备 B )再利用相反的解封装过程将 GFP帧还原成上层业务数据包。 当 传输设备通过某一同步传输通道发送 GFP帧时， GFP帧首先被放到该同 步传输通道的緩冲区 21中， 再从緩冲区 21中依次读取并通过同步传输 通道发送。 同理， 当传输设备通过某一同步传输通道接收 GFP帧后， 首 先将该 GFP帧放入该传输通道的緩冲区 21中， 上层的应用模块再从该 緩冲区中提取 GFP帧并进行解封装。 因此， 所发送或接收的 GFP帧的 大小就要受到緩冲区大小的限制， 緩冲区必需能够至少容纳一个 GFP 帧。 由于这种限制， 在传输设备中通常根据同步传输通道緩冲区 21 的 大小设置该传输通道的最大传输单元 ( MTU )，该 MTU用以标识该传输 设备发送或接收 GFP帧的净负荷的最大长度， 当所发送或接收的 GFP 帧的净负荷的长度小于或等于该 MTU时， 该 GFP帧才被存储到緩沖区 21中。

但是， 现有的这种处理技术存在着如下缺陷：

对于同一个传输通道， 如果发送方的 MTU大于接收方的 MTU, 则 发送方发出的 GFP帧的净负荷长度很可能大于接收方的 MTU, 因此导 致接收方的緩冲区不能容纳该 GFP帧， 而将该 GFP帧丟弃， 造成数据 丢失。 尤其是， 一旦发送方的 MTU远大于接收方的 MTU， 则发送方发 出的 GFP帧的净负荷长度大于接收方的 MTU的概率很高， 因此会造成 接收方非常严重的丟帧问题。 发明内容

本发明的主要目的在于提供一种数据帧的传输处理方法， 以防止在 数据传输中， 由于发送设备和接收设备的 MTU的差异造成的接收端的 丢桢问题。

本发明的另一目的是提供一种数据帧的传输处理系统 , 以防止在数 据传输中， 由于发送设备和接收设备的 MTU的差异造成的接收端的丢 帧问题。

一种数据帧的传输处理方法， 该方法包括：

数据传输的接收端向发送端通告该接收端的最大传输单元 MTU; 发送端判断自身的 MTU是否大于所述接收端的 MTU, 如果是， 则 以该接收端的 MTU为门限发送数据帧，否则， 以自身的 MTU为门限发 送数据帧。

优选地， 所述接收端向发送端通告接收端的 MTU的方法为： 在数 据通信连接建立时或者建立后， 通信双方主动向对端发送自身的 MTU。

优选地， 所述接收端向发送端通告接收端的 MTU的方法为： 在数据通信连接建立时或者建立后， 通信双方首先向对端发送获取 对端 MTU的请求报文，对端收到该请求报文后，将自身的 MTU发送给 所述请求报文的发送方。

优选地， 所述接收端向发送端通告接收端的 MTU的方法为： 在数据通信连接建立时或者建立后， 通信双方中的任一端首先将自 身的 MTU发送给对端；对端收到后， 以响应的方式将自身的 MTU返回 给所述首先发出 MTU的通信端。

所述 MTU是通过通用成帧规程 GFP控制帧承载并通告给对端的， MTU承载在该 GFP控制帧净负荷中的指定域， 且该 GFP控制帧的帧头 中的帧长度标识（PLI )取值为 1、 2、 或 3。

所述 MTU是通过 GFP客户管理帧承载并通告给对端的， MTU承 载在该 GFP客户管理帧的扩展帧头中。

优选地， 如果发送端自身的 MTU大于所述接收端的 MTU, 则该方 法进一步包括：

发送端上层按照该接收端的 MTU对待发送的上层业务数据包的长 度进行限制， 使封装成的数据帧的净负荷长度符合该接收端 MTU的要 求。

优选地， 所述以 MTU为门限发送数据帧的方法为： 判断封装的数 据帧的净负荷长度是否大于 MTU, 如果是， 则不发送该数据帧， 给发 送端的上层发送指示长度超大的信号， 否则， 将该数据帧存入緩冲区中 緩冲发送。

所述发送端的上层收到指示长度超大的信号后， 进一步包括： 按照 所述 MTU门限值对待发送的上层业务数据包的长度进行限制， 使封装 成的数据帧的净负荷长度符合所述 MTU门限值的要求。

一种数据帧的传输处理系统， 该系统包括：

数据帧封装单元， 用于将上层待发送的数据包封装成数据帧； 緩冲区单元， 用于緩冲所述数据帧封装单元所封装好的、 且不大于 本端 MTU的待发送数据帧；

传输通道， 从所述緩冲区单元中依次读取数据帧并发送；

MTU处理单元， 用于获取数据接收端的 MTU, 判断本端的 MTU 是否大于所获取的接收端的 MTU, 如果是则通知緩冲区单元利用该 收端 MTU代替本端 MTU进行所示的緩冲处理。

优选的， 所述数据帧封装单元进一步用于根据本端 MTU为数据帧 的最大限制来封装数据包； 所述 MTU处理单元进一步用于在本端 MTU 大于接收端 MTU时，通知所述数据帧封装单元利用该接收端 MTU代替 本端 MTU来封装数据包。

优选的， 在通信双方都设置有所述 MTU处理单元， 该通信双方的 MTU处理单元在数据通信连接建立时或者建立后， 主动向对端发送本 端的 MTU。

优选的，在通信双方都设置有所述 MTU处理单元，通信双方的 MTU 处理单元在数据通信连接建立时或者建立后， 向对端的 MTU处理单元 发送获取对端 MTU的请求报文,对端 MTU处理单元收到该请求报文后， 将自身的 MTU发送给所述请求报文的发送方。

优选的， 在通信双方都设置有所述 MTU处理单元， 在数据通信连 接建立时或者建立后， 通信双方中任一端的 MTU处理单元先将自身的 MTU发送给对端 MTU处理单元； 对端收到后， 以响应的方式将自身的 MTU返回给所述首先发出 MTU的一方。

优选的， 所述 MTU是通过通用成帧规程 GFP控制桢承载并通告给 对端的， MTU承载在该 GFP控制帧净负荷中的指定域， 且该 GFP控制 帧的帧头中的 PLI取值为 1、 2、 或 3。

优选的， 所述 MTU是通过 GFP客户管理帧承载并通告给对端的， MTU承载在该 GFP客户管理帧的扩展帧头中。

由于本发明在传输数据帧之前， 由数据接收端将其自身 MTU通告 给数据发送端， 一旦接收端的 MTU小于发送端的 MTU, 则利用接收端 的 MTU为门限发送数据帧， 因此保证所发送给接收端的数据帧的净负 荷大小都符合接收端 MTU 的要求， 从而防止了由于发送端和接收端 MTU的差异造成接收端的丢帧问题。

另外， 本发明的数据发送端的上层按照 MTU门限对待发送的上层 业务数据包的长度进行限制， 使封装成的数据帧的净负荷长度符合该 MTU门限的要求， 因此本发明还可以进一步解决由于 MTU门限而造成 的发送端丢包的问题。 附图简要说明

图 1为现有 GFP协议栈的结构图；

图 2为在采用 GFP的通信系统中传输数据包的示意图；

图 3为本发明实施例对数据帧进行传输处理的流程图；

图 4为本发明所述第一种通告 MTU的方法示意图；

图 5为本发明所述第二种通告 MTU的方法示意图；

图 6为本发明所述第三种通告 MTU的方法示意图；

图 7为本发明所述数据帧的传输处理系统的结构示意图。 实施本发明的方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行说明。

本发明所述的方法可适用于所有类似于图 2所示的利用緩冲区传输 数据帧的通信系统。 此处， 以采用 GFP的通信系统为例， 对本发明进行 说明。

图 3为本发明实施例对数据帧进行传输处理的流程图。 参见图 3, 该流程包括：

步骤 301、 在数据通信连接建立时或建立后， 数据传输的接收端向 发送端通告该接收端的最大传输单元 MTU。本发明中所述的 MTU为通 信设备的某一同步传输通道所能接收到的最大的数据单元的长度， 其具 体数值可以根据该同步传输通道的緩冲区的大小利用现有的方法进行 确定， 具体到 GFP就是通信设备发送或接收的 GFP帧的净负荷的最大 长度。

步骤 302、数据发送端收到所述接收端的 MTU后，判断自身的 MTU 是否大于所述接收端的 MTU, 如果是， 则执行步驟 303; 否则， 执行步 驟 304。 步骤 303、 数据发送端将自身的 MTU修改为所述接收端的 MTU, 以该接收端的 MTU为门限发送数据帧， 即： 判断所封装的 GFP帧的净 负荷长度是否大于该接收端的 MTU, 如果是， 则不发送该 GFP帧， 并 给发送端的上层（例如以太网层和 PPP层）发送指示长度超大的信号， 上层收到指示长度超大的信号后， 获取该新的 MTU 门限值， 并按照该 MTU 门限值限制待发送客户业务数据包的长度， 使封装后的数据帧的 净负荷长度符合该 MTU门限值的要求， 具体的限制方法可以采用现有 的分段 /级联方式进行； 否则， 将该 GFP帧存入緩冲区中緩冲发送， 结 束本流程。 直接向上层发送该修改后的 MTU值，上层按照该 MTU门限值限制待发 送客户业务数据包的长度，使封装后的数据帧的净负荷长度符合该 MTU 门限值的要求。 这样可以由上层控制业务数据包的长度， 降低了发送端 丢包的风险。

步骤 304、 数据发送端以自身的 MTU为门限发送数据帧， 即判断 所封装的 GFP帧的净负荷长度是否大于自身的 MTU, 如果是， 则不发 送该 GFP帧， 并给发送端的上层发送指示长度超大的信号， 上层收到指 示长度超大的信号后， 按照自身的 MTU门限值限制待发送客户业务数 据包的长度， 使封装后的数据帧的净负荷长度符合该 MTU门限值的要 求； 否则， 将该 GFP帧存入緩冲区中緩冲发送， 结束本流程。

上述步骤 301 中， 数据传输接收端向发送端通告该接收方 MTU的 方法可以有多种， 以下为三种具体的实施方法。

图 4为第一种通告 MTU的方法示意图。 参见图 4， 该方法在数据 通信连接建立时或者建立后， 由通信双方（例如图中的通信设备 A和通 信设备 B )主动向对端发送携带自身 MTU的帧。 此处可以利用 GFP控 制帧来承载传送 MTU: 该 GFP控制帧帧头中的帧长度标识（PLI , Payload Length Indicator )可以取值为 A, 用于标识该控制帧中携带了 MTU, 其中 A可以选 1、 2、 或 3中任一个值， A的取值预先存储在通 信设备中； MTU可封装在该 GFP控制帧净负荷中的指定域中， 该指定 域的位置信息预先存储在通信设备中； 当对端通信设备收到 GFP帧后， 解析该 GFP帧的帧头， 如果判定该帧头的 PLI的取值为 A, 则判定该 GFP帧为一个携带 MTU的控制帧，接着从该 GFP控制帧净负荷中的指 定域中解析出 MTU的值， 从而正确获得通信对端的 MTU。 此处也可以 利用 GFP客户管理帧来承载传送 MTU: 该 GFP客户管理帧的用户净荷 标识符（UPI )取特定的值 B, 用于标识该 GFP客户管理帧中承载了 MTU, B的取值可以为在 UPI的取值范围内除 1和 2的任意值， B的取 值预先存储在通信设备中； MTU封装在该 GFP客户管理帧的扩展帧头 中， 此处可以指定一个新的域携带 MTU, 以免与其他原有域发生冲突； 当对端通信设备收到 GFP客户管理帧后，解析其 UPI的取值，如果取值 为 B, 则判定该 GFP客户管理帧中携带了 MTU, 解析 GFP客户管理帧 的扩展帧头， 从中获得通信对端的 MTU。

图 5为第二种通告 MTU的方法示意图。 参见图 5, 在数据通信连 接建立时或者建立后， 通信双方， 即两个通信设备 A和通信设备 B， 首 先向对端发送获取对端 MTU的请求报文，对端收到该 MTU请求报文后， 将自身的 MTU通过报文承载发送给本端， 本端收到该报文并成功解析 其中的 MTU后， 再向对端发送一个成功的响应报文； 如果没有收到或 没有解析成功， 则隔一段时间再重新发送 MTU的请求报文给对端。 所 述的 MTU请求报文和响应报文可以是一个特定的 GFP控制帧， 可以用 其帧头中的 PLI的取值进行标记和识別。 对端发送给本端的承载 MTU 的报文可以采用 GFP控制帧， 也可以采用 GFP客户管理帧， 其应用方 式与上述第一种通告 MTU的方法相同。

图 6为第三种通告 MTU的方法示意图。 参见图 6, 在数据通信连 接建立时或者建立后， 通信双方中的任一端， 此处例如通信设备 A， 首 先将自身的 MTU通过报文承载发送给对端通信设备 B; 通信设备 B收 到后， 以响应的方式将自身的 MTU通过报文承载返回给所述通信设备 A。 所述承载 MTU的报文可以采用 GFP控制帧， 也可以采用 GFP客户 管理帧， 其应用方式与上述第一种通告 MTU的方法相同。

另外， 上述步骤 301 中， .数据传输接收端向发送端通告该接收方 MTU 的时机可以是周期通告， 也可以是触发通告， 例如在通信设备的 同步通道关闭后又重新启动时进行触发， 将本端的 MTU通告给对端通 信设备。

图 7为本发明所述数据帧的传输处理系统的结构示意图。参见图 7， 该数据帧的传输处理系统包括：

数据帧封装单元 701 , 用于将上层待发送的数据包封装成数据帧； 例如在具体实施例中可以为用于封装 GFP帧的 GFP模块。

緩冲区单元 702, 用于緩冲所述数据帧封装单元所封装好的、 且长 度不大于本端 MTU的待发送数据帧。

传输通道 703 , 例如 SDH/SONET、 OTN等同步传输通道， 用于从 所述緩冲区单元中依次读取数据帧并发送。

MTU处理单元 704, 用于获取数据接收端的 MTU, 并判断本端的 MTU是否大于所获取的接收端的 MTU， 如果是则通知緩冲区单元 702 利用该接收端 MTU代替本端 MTU进行所示的緩冲处理。

作为一种优选的实施方式， 所述数据帧封装单元 701进一步用于根 据本端 MTU为数据帧的最大限制来封装数据包； 所述 MTU处理单元 704进一步用于在本端 MTU大于接收端 MTU时，通知所述数据帧封装 单元 701利用该接收端 MTU代替本端 MTU来封装数据包。

所述 MTU处理单元 704在通讯设备双方上都有设置。 众所周知， 由于通信是汉向的， 因此通信双方设备都应具备相同的数据帧传输处理 模块， 图 7中为了简单清晰地描述本发明的方案， 只是通过单向通信展 示本发明， 本领域技术人员可以理解， 在通讯双方设备上都应包括本发 明所述的数据帧传输处理系统。 通信双方的 MTU处理单元在数据通信 连接建立时或者建立后， 主动向对端发送本端的 MTU; 或者， 通信双 方的 MTU处理单元在数据通信连接建立时或者建立后，向对端的 MTU 处理单元发送获取对端 MTU的请求报文，对端 MTU处理单元收到该请 求艮文后， 将本端的 MTU发送给所述请求《艮文的发送方； 或者， 在数 据通信连接建立时或者建立后， 通信双方中的任一 MTU处理单元端先 将本端的 MTU发送给对端 MTU处理单元，对端收到后， 以响应的方式 将本端的 MTU返回给所述首先发出 MTU的一方。

与上述方法相同， 本数据帧传输处理系统中所述 MTU是通过通用 成帧规程 GFP控制帧承载并通告给对端的， MTU承载在该 GFP控制帧 净负荷中的指定域，且该 GFP控制帧的帧头中的 PLI取值为 1、 2、或 3。

作为一种实施方案， 所述 MTU是通过 GFP客户管理帧承载并通告 给对端的， MTU承载在该 GFP客户管理帧的扩展帧头中。

以上所述， 仅为本发明较佳的具体实施方式， 但本发明的保护范围 并不局限于此， 任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内， 可 轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1. 权利要求书

   1、 一种数据帧的传输处理方法， 其特征在于， 该方法包括： 数据传输的接收端向发送端通告该接收端的最大传输单元 MTU; 发送端判断自身的 MTU是否大于所述接收端的 MTU, 如果是， 则 以该接收端的 MTU为门限发送数据帧，否则， 以自身的 MTU为门限发 送数据帧。
2. 2、 根据权利要求 1所述的数据帧的传输处理方法， 其特征在于： 所述接收端向发送端通告接收端的 MTU的方法为：

   在数据通信连接建立时或者建立后， 通信双方主动向对端发送自身 的 MTU。
3. 3、 根据权利要求 1所述的数据帧的传输处理方法， 其特征在于： 所述接收端向发送端通告接收端的 MTU的方法为：

   在数据通信连接建立时或者建立后， 通信双方首先向对端发送获取 对端 MTU的请求报文，对端收到该请求报文后，将自身的 MTU发送给 所述请求报文的发送方。
4. 4、 根据权利要求 1所述的数据帧的传输处理方法， 其特征在于： 所述接收端向发送端通告接收端的 MTU的方法为：

   在数据通信连接建立时或者建立后， 通信双方中的任一端首先将自 身的 MTU发送给对端；对端收到后， 以响应的方式将自身的 MTU返回 给所述首先发出 MTU的通信端。
5. 5、 根据权利要求 2至 4任一项所述的数据帧的传输处理方法， 其 特征在于：

   所述 MTU是通过通用成帧规程 GFP控制帧承载并通告给对端的， MTU承载在该 GFP控制帧净负荷中的指定域， 且该 GFP控制帧的帧头 中的帧长度标识 PLI取值为 1、 2、 或 3。
6. 6、 根据权利要求 2至 4任一项所述的数据帧的传输处理方法， 其 特征在于：

   所述 MTU是通过 GFP客户管理帧承载并通告给对端的 , MTU承 载在该 GFP客户管理帧的扩展帧头中。

   7、 根据权利要求 1 所述的数据真的传输处理方法， 其特征在于， 如果发送端自身的 MTU大于所述接收端的 MTU,则该方法进一步包括： 发送端上层按照该接收端的 MTU对待发送的上层业务数据包的长 度进行限制， 使封装成的数据帧的净负荷长度符合该接收端 MTU的要 求。

   8、 根据权利要求 1所述的数据帧的传输处理方法， 其特征在于： 所述以 MTU为门限发送数据帧的方法为： 判断封装的数据帧的净 负荷长度是否大于 MTU, 如果是， 则不发送该数据帧， 给发送端的上 层发送指示长度超大的信号，否则，将该数据帧存入緩冲区中緩冲发送。
7. 9、 根据权利要求 8 所述的数据真的传输处理方法， 其特征在于： 所述发送端的上层收到指示长度超大的信号后， 进一步包括： 按照 所述 MTU门限值对待发送的上层业务数据包的长度进行限制， 使封装 成的数据帧的净负荷长度符合所述 MTU门 P艮值的要求。
8. 10、 一种数据帧的传输处理系统， 其特征在于， 该系统包括： 数据帧封装单元， 用于将上层待发送的数据包封装成数据帧； 緩冲区单元， 用于緩冲所述数据帧封装单元所封装好的、 且不大于 本端 MTU的待发送数据帧；

   传输通道， 从所述緩冲区单元中依次读取数据帧并发送；

   MTU处理单元， 用于获取数据接收端的 MTU, 判断本端的 MTU 是否大于所获取的接收端的 MTU, 如果是则通知緩冲区单元利用该接 收端 MTU代替本端 MTU进行所示的緩冲处理。
9. 11、根据权利要求 10 所述的数据帧的传输处理系统， 其特征在于， 所述数据帧封装单元进一步用于根据本端 MTU为数据帧的最大限制来 封装数据包； 所述 MTU处理单元进一步用于在本端 MTU大于接收端 MTU时， 通知所述数据帧封装单元利用该接收端 MTU代替本端 MTU 来封装数据包。
10. 12、根据权利要求 10 所述的数据帧的传输处理系统， 其特征在于， 在通信双方都设置有所述 MTU处理单元，该通信双方的 MTU处理单元 在数据通信连接建立时或者建立后， 主动向对端发送本端的 MTU。
11. 13、 根据权利要求 10所述的数据帧的传输处理系统， 其特征在于， 在通信双方都设置有所述 MTU处理单元，通信双方的 MTU处理单元在 数据通信连接建立时或者建立后， 向对端的 MTU处理单元发送获取对 端 MTU的请求报文，对端 MTU处理单元收到该请求报文后，将自身的 MTU发送给所述请求报文的发送方。
12. 14、 根据权利要求 10所述的数据帧的传输处理系统， 其特征在于， 在通信双方都设置有所述 MTU处理单元， 在数据通信连接建立时或者 建立后，通信双方中任一端的 MTU处理单元先将自身的 MTU发送给对 端 MTU处理单元；对端收到后， 以响应的方式将自身的 MTU返回给所 述首先发出 MTU的一方。
13. 15、 根据权利要求 12至 14任一项所述的数据帧的传输处理系统， 其特征在于， 所述 MTU是通过通用成帧规程 GFP控制帧承载并通告给 对端的， MTU承载在该 GFP控制帧净负荷中的指定域， 且该 GFP控制 帧的帧头中的 PLI取值为 1、 2、 或 3。
14. 16、 根据权利要求 12至 14任一项所述的数据帧的传输处理系统， 其特征在于， 所述 MTU是通过 GFP客户管理帧承载并通告给对端的， MTU承载在该 GFP客户管理桢的扩展帧头中