CN101350823A - 以太网端口链路连接的协商方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以太网端口链路连接的协商方法及装置，用于在协商的第一端口和第二端口中的至少一个为非自适应端口的情况下进行协商，其中，该方法包括：第一端口和第二端口将各自的状态信息发送到对端；接收到对端的状态信息后，第一端口和第二端口将其本身的状态信息与接收的状态信息进行匹配，并根据匹配结果进行后续处理。通过本发明，能够使对端端口得知非自适应端口的状态信息，防止了由于端口不匹配产生的数据包丢失或链接故障。

Description

以太网端口链路连接的协商方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种以太网端口链路连接的协商方法及装置。

背景技术

按照IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers，电子电气工程师学会)802.3标准定义，以太网端口有自协商和强制两种模式，两者的不同之处在于建立物理链路连接时发送的码流不同，其中，自协商端口发送快速链路连接脉冲(Fast Link Pulse，简称为FLP)，强制端口发送普通链路脉冲(Normal Link Pulse，简称为NLP)。

当一个设备设置成为自协商模式的时候，上电以后，该设备的物理层就会发送FLP脉冲来传递它所支持的各种状态信息。如果在两个端口都是自协商端口时，就会相互发送FLP脉冲，同时，通过FLP/NLP检测器来检测对端所支持的状态，两个端口通过本端与对端所支持的状态而协商出一种两者都支持的最高状态。

但是，当其中有一个端口不支持自协商模式而支持强制模式的时候，上电后，同样支持自协商模式的端口就会发送FLP码流，而支持强制模式的端口则发送NLP码流。由于在自协商端口的FLP/NLP检测器可以检测到NLP信号，找到匹配的速率。但是，由于强制端口的双工状态无法传递，自协商端口在无法确定对端的双工状态导致自动运行在半双工状态下。因此，很容易出现对接模式不一致，即自协商端口为半双工，强制端口为全双工。这种对接情况在网络数据流很小的时候不会暴露问题，但是随着传输流量的增大就会出现线路单通或严重的不同等问题。

当两个端口自协商结束以后，正常工作状态下，将一个端口改为强制模式，而它发送的NLP仍在自协商那端所选定的模式下能识别的范围内，则会出现两端状态不一致。具体包括以下两种情况：

情况一，如两个端口在自协商以后工作在10M全双工模式下，当其中一个端口变为强制的10M半双工以后，自协商端口无法检测出这种变化，而无法重新进行协商；

情况二，如两个端口在自协商以后工作在10M全双工模式下，当其中一个端口变为强制的100M以后，它发出的NLP脉冲就会由以前的＞7ms变为＞2ms，由于10M的NLP允许范围为2～150ms，就会出现10M的端口LINK UP(连接成功)而100M的端口LINKDOWN(连接故障)的状态。

当两个端口都为非自协商端口的情况下，只能通过检测NLP而建立连接，无法知道对端的其他状态，也很容易出现双工状态不匹配的连接而出现问题。

在上述的自协商技术中，本端端口有可能无法得知对端端口的状态，导致两个端口的状态不匹配，从而出现线路故障或影响通讯质量。

发明内容

本发明旨在提供一种以太网端口链路连接的协商方法及装置，以解决现有技术中本端端口无法得知对端端口的状态信息导致两个端口的状态不匹配的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种以太网端口链路连接的协商方法。

根据本发明的以太网端口链路连接的协商方法，用于在协商的第一端口和第二端口中的至少一个为非自适应端口的情况下进行协商，该方法包括：第一端口和第二端口将各自的状态信息发送到对端；接收到对端的状态信息后，第一端口和第二端口将其本身的状态信息与接收的状态信息进行匹配，并根据匹配结果进行后续处理。

根据本发明的另一方面，还提供了一种以太网端口链路连接的协商装置。

根据本发明的以太网端口链路连接的协商装置，用于在协商的第一端口和第二端口中的至少一个为非自适应端口的情况下进行协商，该装置位于非自适应端口，该装置包括：发送模块，用于将本端端口的状态信息发送到对端，其中，状态信息包括以下至少之一：端口模式信息、工作状态信息以及双工状态信息；状态信息确定模块，用于确定对端的状态信息；匹配处理模块，用于将本端的状态信息与接收的状态信息进行匹配，并根据匹配结果进行后续处理。

通过本发明的上述技术方案，将非自适应端口的状态信息发送到对端，使得对端端口能够得知非自适应端口的状态信息，防止了由于端口不匹配产生的数据包丢失或链接故障。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的以太网端口链路连接的协商方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的端口结构示意图；

图3是根据本发明实施例的LCW的示意图；

图4是根据本发明优选实施例的端口结构示意图；

图5是根据本发明方法实施例的接收端处理的流程图；

图6是根据本发明方法实施例的发送端处理的流程图；

图7是根据本发明实施例的以太网端口链路连接的协商装置的框图。

具体实施方式

功能概述

在本发明中，在非自适应端口(强制端口)中设置FLP发生器和NLP/FLP检测器，以及Xmt Sw(发送开关)和Rcv Sw(接收开关)，将本端的状态信息通过FLP发生器产生的FLP脉冲发送到对端，使得非自适应端口的状态信息也可以为对端所获知，因此，对端能够根据获取的非自适应端口的状态信息进行连接匹配，并根据匹配的结果达到连接状态一致。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

方法实施例

根据本发明的实施例，提供一种以太网端口链路连接的协商方法。

图1示出了根据本发明实施例的以太网端口链路连接的协商方法，用于在协商的第一端口和第二端口中的至少一个为非自适应端口的情况下进行协商，该方法包括以下处理：

步骤102，第一端口和第二端口将各自的状态信息发送到对端；

步骤104，接收到对端的状态信息后，第一端口和第二端口将其本身的状态信息与接收的状态信息进行匹配，并根据匹配结果进行后续处理。

下面进一步描述上述各处理的细节。

(一)步骤102

两个以太网端口建立链路连接，其中，至少一个端口为非自协商端口，分别在第一端口和第二端口设置FLP发生器，以及NLP/FLP检测器，端口功能结构可以参考图2，第一端口和第二端口通过其上的FLP发生器向对端发送FLP脉冲，将本端的状态信息通过FLP脉冲发送给对端，其中，第一端口的状态信息和第二端口的状态信息包括但不限于以下信息：端口模式信息、工作状态信息以及双工状态信息，端口模式信息表示端口为自协商端口或非自协商端口，工作状态信息表示端口为10M、100M或1000M端口等，双工状态信息表示端口为全双工端口或半双工端口；此外，在端口为自协商端口的情况下，状态信息还需要加入自协商端口与非自协商端口的标志位。需要说明，在端口模式发生切换的情况下，也需要向对端发送本端的状态信息。

(二)步骤104

第一端口和第二端口通过其上预先设置的普通链路脉冲/快速链路脉冲检测器读取对端发送的FLP脉冲，并获取相应的状态信息。

其中，在第一端口接收到第二端口的状态信息、且第一端口的端口模式为非自适应的情况下，第一端口根据第二端口的状态信息判断第二端口的模式；在判断第二端口为非自适应模式的情况下，第一端口将其本身的状态信息与第二端口的状态信息进行匹配，在匹配结果为两者一致的情况下，将第一端口的端口状态设置为连接成功；在匹配结果为两者不一致的情况下，确定出现连接故障，断开连接；在判断第二端口为自适应模式的情况下，第一端口将其本身的状态信息与第二端口的状态信息进行匹配，在匹配结果为第二端口的状态信息中存在匹配项的情况下，将第一端口的端口状态设置为连接成功；在匹配结果为不存在匹配项的情况下，确定出现连接故障，断开连接。

并且，在第一端口接收到第二端口的状态信息、且第一端口的端口模式为自适应的情况下，第一端口根据第二端口的状态信息判断第二端口的模式；在判断第二端口为非自适应模式的情况下，第一端口将其本身的状态信息与第二端口的状态信息进行匹配，在匹配结果为第一端口的状态信息中存在匹配项的情况下，将第一端口的端口状态设置为连接成功；在匹配结果为不存在匹配项的情况下，确定出现连接故障，断开连接；在判断第二端口为自适应模式的情况下，第一端口根据其本身的状态信息与第二端口的状态信息确定第一端口和第二端口均能够支持的最高状态，将第一端口的端口状态设置为能够建立连接。

通过上述实施例，将本端端口的状态信息发送到对端，使得对端端口能够得知非自适应端口的状态信息，防止了由于端口不匹配产生的数据包丢失。

如图2所示，端口连接PMD(物理介质层)，当设备加电、复位后或需要发送状态信息的时候，Xmt Sw将把FLP发生器连接到MDI(Medium Dependent Interface，媒体相关接口)发送通路上去，然后，产生用于向对端端口声明本端设备状态信息的FLP突发序列。在与对端设备交互状态信息期间，所有其他技术的发送功能将从MDI隔离开。在交互成功之后Xmt Sw将把数据发送器和MDI发送通路连接起来，然后该端口使用其自身的检测机制来保证链路完好。

在与对端设备交流状态信息期间，Rcv Sw将阻塞通往数据的接收器的MDI接收流量，而将其只传送给NLP/FLP检测器。NLP/FLP检测器检测NLP或FLP脉冲序列，根据本发明实施例的方法通过链路代码字(Link Control Word，简称为LCW)将本端状态信息发送到对端，对端接收LCW并通过NLP/FLP检测器将LCW译码，以决定双方设备共享的最优模式。在协商成功以后，Rcv Sw将把MDI接收连接到数据接收器上，以执行自身的链路完整性功能。

具体地，根据本发明实施例的LCW结构如图3所示，D0至D4为选择器域(S0-S4)，D5至D12为技术功能域(A0-A7)，D13至D15为其他域，其中，S[4:0]＝00001＝802.3，S[4:0]＝00010＝802.9；在技术功能区域采用A0～A6传送本端的状态，其中，A0：10BASE-T，A1：10BASE-T FD，A2：100BASE-TX，A3：100BASE-TXFD，A4：100BASE-T4，A5：PAUSE，A6：保留，A7：强制或者自协商选择位；例如：若本端端口状态为100BASE-TX则把A3置为1，其余A0～A6都置为0，采用A7传送本端是自协商模式还是强制模式，若A7是强制模式则为1，A7为自协商模式则为0。这样，就可以与原先的自协商兼容，非自适应端口就相当于只有一个可选状态的自协商。同时，通过A7的设置又可以与自协商相区别。在其他域，RF：远端故障，Ack：确认，NP：下一页。

与IEEE 802.3标准所定义的FLP相一致，FLP为间隔为16ms的脉冲序列，而每一组FLP中包含17个时钟脉冲和16个信息脉冲，两个时钟脉冲间隔为125uS，信息脉冲与相邻时间脉冲的间隔为62.5uS。16个信息脉冲组成一个链路代码字。FLP序列中奇数编号的脉冲位置为时钟脉冲，偶数编码的脉冲位置为数据脉冲，FLP突发序列中的数据脉冲被构成一个16位的LCW。

图4是根据本发明优选实施例的端口结构示意图，参考图4，对于自协商模式的端口，若其被改为强制模式以后，就立即按照强制模式运行，并发送包含其状态的FLP脉冲，只是在FLP生成的时候，LCW中只对其状态所对应的A0～A6中的那位置为1，其余都为0，同时将A7(端口模式标志位)置为1。

以太网通过NLP脉冲来检测链路完整性，只要在NLP识别范围内就可以保持链路连接正常。10M模式认为NLP间隔在2～150ms为有效，100M模式认为NLP间隔在0.15～7ms为有效脉冲，所以，非自适应端口发出的关于它本端信息的脉冲必须在10M和100M的NLP的范围之外才可以使对端端口LINK DOWN，重新发起自协商；其中，自协商端口从开始接收对端的FLP信号到重新发起自协商的时间为t1，非自适应端口接收在接收到相同信号的情况下判断是否建立连接的时间为t2，并且，t1＜t2。

通过以上描述可以看出，根据本发明实施例的以太网端口链路连接的协商方法可以概括为图5和图6所示的处理过程，其中，如图5所示，接收端的处理包括以下步骤：步骤502，接收端上电、复位；步骤504，接收端关闭数据接收；

步骤506，接收端进行FLP/NLP检测；在接收到FLP脉冲的情况下，执行步骤508，在接收到NLP脉冲的情况下，执行步骤510；

步骤508，FLP/NLP检测器进行FLP检测并判断FLP是否一致：在一致或有匹配项的情况下，端口状态为LINK UP，开启数据接收；在不一致或没有匹配项的情况下，端口状态为LINK DOWN，产生端口不匹配告警；

步骤510，FLP/NLP检测器进行NLP检测并判断NLP是否一致：在一致的情况下，产生对端双工状态未知告警；在不一致的情况下，端口状态为LINK DOWN，产生端口不匹配告警。

如图6所示，发送端的处理包括以下步骤：

步骤602，发送端上电、复位；

步骤604，发送端关闭数据发送；

步骤606，发送端将本端的状态信息通过FLP脉冲发送到对端，并通过与对端端口状态的确认建立连接后，开启数据发送；在本端端口状态发送变化的情况下，关断数据发送，并将本端新的状态信息通过FLP脉冲重新发送到对端。

下面进一步通过端口的不同状态描述本发明的实例。

实例一

一、两个支持自协商端口协商完毕，按照两者能支持的最优状态选择运行，A、B两个端口运行在100M全双工；

二、B端口被强制运行在100M半双工，B端口开始向A端口发送FLP脉冲，把LCW(参考图3)中的A2置为1，A0～A6置为0，A7置为1；

三、A端口接收到FLP序列以后，由于FLP序列在NLP允许的范围之外，所以A端口LINK DOWN，并重新启动自协商；

四、A端口也向B端口发送包含其支持状态信息的FLP脉冲，同时检测B端口发送过来的FLP脉冲，寻找是否与本端口状态相匹配；

五、若A端口发送的LCW中也存在A2并且也为1，则A端口与B端口建立连接，两者都工作在100M半双工；

六、若A端口中发送的LCW中A2为0，则两者无法建立连接，同时报两端端口不匹配的告警。

实例二

一、两个强制端口A、B，其中，A为根据本发明实施例的以太网端口链路连接的协商方法提出的端口，B中没有设置FLP发生器，假设A支持100全双工，B支持100M半双工；

二、上电以后A向B发送FLP脉冲(此时B检测到FLP脉冲，处于LINK DOWN状态)，B向A发送NLP脉冲；

三、A可以通过FLP/NLP检测器检测到B发送的NLP脉冲，发现可以和本端相匹配(A端LINK UP)，则关断FLP发生器，开始向B发送NLP脉冲；

四、B检测到NLP脉冲以后发现匹配(B端LINK UP)，这样A、B建立连接；

五、A上报B端双工状态未知告警。

实例三

一、两个强制端口A、B，两者都为根据本发明实施例的以太网端口链路连接的协商方法提出的端口，上电以后同时向对端发送FLP脉冲；

二、启动FLP/NLP检测器，假设A是100M全双工，B端口是100M半双工；

三、通过FLP检测发现两者状态不相同，两个端口LINK DOWN并同时发出双工状态不匹配告警。

通过以上描述可以看出，端口A可以在开始上电/复位时即为非自适应端口或者在工作过程中由自适应端口改变为由非自适应端口。

装置实施例

根据本发明的实施例，还提供了一种以太网端口链路连接的协商装置。

图7是根据本发明实施例的以太网端口链路连接的协商装置的框图，该装置用于在协商的第一端口和第二端口中的至少一个为非自适应端口的情况下进行协商，该装置设置于至少一个非自适应端口，如图7所示，该装置包括：

发送模块10，用于将本端端口的状态信息发送到对端，其中，状态信息包括以下至少之一：端口模式信息、工作状态信息以及双工状态信息；

状态信息确定模块20，连接至发送模块10，用于确定对端的状态信息；

匹配处理模块30，连接至状态信息确定模块20，用于将本端的状态信息与接收的状态信息进行匹配，并根据匹配结果进行后续处理。

在具体实施过程中，发送模块10可以包括：快速链路脉冲发生器，用于产生快速链路脉冲突发序列；发送子模块，连接至快速链路脉冲发生器，用于通过快速链路脉冲突发序列中的数据脉冲构成链路代码字表示本端的状态信息，并向对端发送链路代码字。

状态信息确定模块20可以包括：接收子模块，用于接收对端发送的链路代码字；普通链路脉冲/快速链路脉冲检测器，连接至接收子模块，用于读取链路代码字，并获取对端的状态信息。

其中，第一端口的端口模式为非自适应的情况下，状态信息确定模块20具体包括：第一状态信息确定模块，用于确定第二端口的状态信息为非自适应模式；匹配处理模块具体包括：第一匹配子模块，用于将第一端口的状态信息与第二端口的状态信息进行匹配；第一处理子模块，用于在第一匹配子模块的匹配结果为第一端口的状态信息与第二端口的状态信息一致的情况下，将第一端口的端口状态设置为LINK UP；否则，将第一端口的端口状态设置为LINKDOWN。

并且，第一端口的端口模式为非自适应的情况下，状态信息确定模块20具体包括：第二状态信息确定模块，用于确定第二端口的状态信息为自适应模式；匹配处理模块具体包括：第二匹配子模块，用于将第一端口的状态信息与第二端口的状态信息进行匹配；第二处理子模块，用于在第二匹配子模块的匹配结果为第二端口的状态信息中存在匹配项的情况下，将第一端口的端口状态设置为LINKUP；否则，将第一端口的端口状态设置为LINK DOWN。

在具体实施过程中，上述的第一状态信息确定模块以及第二状态信息确定模块，第一匹配子模块以及第二匹配子模块，第一处理子模块以及第二处理子模块均可以合一设置，在此不详细描述。

综上所述，通过本发明的上述技术方案，将非自适应端口的状态信息发送到对端，使得对端端口能够得知非自适应端口的状态信息，防止了由于端口不匹配产生的数据包丢失或链接故障。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种以太网端口链路连接的协商方法，用于在协商的第一端口和第二端口中的至少一个为非自适应端口的情况下进行协商，其特征在于，所述方法包括：

所述第一端口和所述第二端口将各自的状态信息发送到对端；

接收到对端的状态信息后，所述第一端口和所述第二端口将其本身的状态信息与接收的状态信息进行匹配，并根据匹配结果进行后续处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一端口和所述第二端口的状态信息包括以下至少之一：端口模式信息、工作状态信息、双工状态信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一端口和所述第二端口向对端发送状态信息的处理具体包括：

所述第一端口和所述第二端口通过其上预设置的快速链路脉冲发生器产生快速链路脉冲突发序列；

所述第一端口和所述第二端口通过所述快速链路脉冲突发序列中的数据脉冲构成链路代码字表示各自的状态信息，并向对端发送所述链路代码字。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一端口和所述第二端口接收由对端发送的状态信息的处理具体为：

所述第一端口和所述第二端口通过其上预先设置的普通链路脉冲/快速链路脉冲检测器读取对端发送的链路代码字，并获取相应的状态信息。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在第一端口接收到所述第二端口的状态信息、且所述第一端口的端口模式为非自适应的情况下，进行匹配并根据匹配结果进行后续处理的过程具体为：

所述第一端口根据所述第二端口的状态信息判断所述第二端口的模式；

在判断所述第二端口为非自适应模式的情况下，所述第一端口将其本身的状态信息与所述第二端口的状态信息进行匹配，在匹配结果为两者一致的情况下，将所述第一端口的端口状态设置为连接成功；在匹配结果为两者不一致的情况下，确定出现连接故障；

在判断所述第二端口为自适应模式的情况下，所述第一端口将其本身的状态信息与所述第二端口的状态信息进行匹配，在匹配结果为所述第二端口的状态信息中存在匹配项的情况下，将所述第一端口的端口状态设置为连接成功；在匹配结果为不存在匹配项的情况下，确定出现连接故障。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在第一端口接收到所述第二端口的状态信息、且所述第一端口的端口模式为非自适应的情况下，所述根据匹配结果进行后续处理具体包括如下步骤：

所述第一端口根据所述第二端口的状态信息判断所述第二端口的模式；

在判断所述第二端口为非自适应模式的情况下，所述第一端口将其本身的状态信息与所述第二端口的状态信息进行匹配，在匹配结果为所述第一端口的状态信息中存在匹配项的情况下，将所述第一端口的端口状态设置为连接成功；在匹配结果为不存在匹配项的情况下，确定出现连接故障；

在判断所述第二端口为自适应模式的情况下，所述第一端口根据其本身的状态信息与所述第二端口的状态信息确定所述第一端口和所述第二端口均能够支持的最高状态，将所述第一端口的端口状态设置为能够建立连接。

7.一种以太网端口链路连接的协商装置，用于在协商的第一端口和第二端口中的至少一个为非自适应端口的情况下进行协商，其特征在于，所述装置位于所述非自适应端口，所述装置包括：

发送模块，用于将本端的状态信息发送到对端，其中，所述状态信息包括以下至少之一：端口模式信息、工作状态信息以及双工状态信息；

状态信息确定模块，用于确定对端的状态信息；

匹配处理模块，用于将本端的状态信息与接收的状态信息进行匹配，并根据匹配结果进行后续处理。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述发送模块具体包括：

快速链路脉冲发生器，用于产生快速链路脉冲突发序列；

发送子模块，用于通过所述快速链路脉冲突发序列中的数据脉冲构成链路代码字表示本端的状态信息，并向对端发送所述链路代码字。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述状态信息确定模块具体包括：

接收子模块，用于接收对端发送的链路代码字；

普通链路脉冲/快速链路脉冲检测器，用于读取所述链路代码字，并获取对端的状态信息。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一端口的端口模式为非自适应的情况下，所述状态信息确定模块具体包括：

第一状态信息确定模块，用于确定所述第二端口的状态信息为非自适应模式；

所述匹配处理模块具体包括：

第一匹配子模块，用于将所述第一端口的状态信息与所述第二端口的状态信息进行匹配；

第一处理子模块，用于在所述第一匹配子模块的匹配结果为所述第一端口的状态信息与所述第二端口的状态信息一致的情况下，将所述第一端口的端口状态设置为连接成功；否则，将所述第一端口的端口状态设置为连接故障。

11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一端口的端口模式为非自适应的情况下，所述状态信息确定模块具体包括：

第二状态信息确定模块，用于确定所述第二端口的状态信息为自适应模式；

所述匹配处理模块具体包括：

第二匹配子模块，用于将所述第一端口的状态信息与所述第二端口的状态信息进行匹配；

第二处理子模块，用于在所述第二匹配子模块的匹配结果为所述第二端口的状态信息中存在匹配项的情况下，将所述第一端口的端口状态设置为连接成功；否则，将所述第一端口的端口状态设置为连接故障。

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