CN101662406B - 在通道成环应用中实现以太网的数据传输及断环装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种在通道成环应用中实现以太网的数据传输及断环装置，其特征是自定义的路由数据帧到固定速率通道的转换模块的第一输出/输入端与组数据帧合成到传输通道的转换模块的第一输入/输出端对应相接，2组数据帧合成到传输通道的转换模块的第二输入/输出端与以太网数据到固定速率通道的转换模块的第一输出/输入端对应相接。优点：使用本装置，软件通过自定义的路由协议，在发现以太网网络成环后，就在某一个节点上断开以太网的传输，禁止其发往自己发送的那个端口，实现断环的功能。在不利用TCP/IP协议的情况下，实现环上某节点的以太网链路断开，避免了在传输平台成环时以太网帧自发自收，引起广播风暴，堵塞局域以太网网络。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种在通道成环应用中实现以太网的数据传输及断环装置，属于网络应用技术领域。
背景技术
在实际应用中，因为以太网的传输距离的限制，远距离的传输一般采用一个类似网桥的设备，由传统的E1通道来实现以太网的延伸。下图就是一个典型的网络拓扑结构，E1通道形成了一个环。中心局需要监控到各个支点的设备运营状态。在中心局和支点都采用IP以太网网络，在通道上采用传统的E1通道来实现整个网络。由于在E1通道中，承载的是以太网数据，所以在环网形成后，以太网数据也会发生自发自收的情况。例如，中心局发了一个以太网数据包，而这个数据包在这个网络中并没有相应的设备接收，那么在环网中，中心局的设备将最后又收到了自己发出的以太网数据包。于是，以太网数据风暴形成了，它占用了大量的网络的资源，让一个无用的数据包在整个E1通道中传输。同时，堵塞了以太网网络，造成以太网交换机死机无法工作的现象。传统中，一般采用以太网中的TCP/IP协议来解决这个问题，避免以太网数据包自发自收。但是，要实现TCP/IP协议比较困难。因为这个协议比较复杂，需要强大的软件处理器和协议栈来支持，这个在设备中使用的话，将会使设备的成本和复杂度大幅的提高，不利于设备的成本节约和操作简单化。
发明内容
本发明提出的是一种在通道成环应用中实现以太网的数据传输及断环装置，旨在克服困难现有技术所存在的占用了量的网络的资源，让一个无用的数据包在整个E1通道中传输。堵塞了以太网网络，造成以太网交换机死机无法工作的现象。若采用以太网中的TCP/IP协议来解决这个问题，会使设备的成本和复杂度大幅提高等缺陷。
本发明的技术解决方案：其结构是自定义的路由数据帧到固定速率通道的转换模块1的第一输出/输入端与2组数据帧合成到传输通道的转换模块3的第一输入/输出端对应相接，2组数据帧合成到传输通道的转换模块3的第二输入/输出端与以太网数据到固定速率通道的转换模块2的第一输出/输入端对应相接。
本发明的优点：使用本装置，软件通过自定义的路由协议，在发现以太网网络成环后，就在某一个节点上断开以太网的传输，禁止其发往自己发送的那个端口，这样就实现了断环的功能。本装置在不利用TCP/IP协议的情况下，实现环上某节点的以太网链路断开，这样，避免了在传输平台成环时以太网帧自发自收，从而引起广播风暴，堵塞局域以太网网络。
附图说明
附图1是数据传输及断环装置的结构示意图。
附图2是自定义的路由数据帧到固定速率通道的转换模块连接关系示意图。
附图3是以太网数据到固定速率通道的转换模块的结构示意图。
附图4是2组数据帧合成到传输通道的转换模块的内部结构示意图。
附图5是使用本装置最后可实现的结果示意图。
具体实施方式
对照附图1，其结构是自定义的路由数据帧到固定速率通道的转换模块1的第一输出/输入端与2组数据帧合成到传输通道的转换模块3的第一输入/输出端对应相接，2组数据帧合成到传输通道的转换模块3的第二输入/输出端与以太网数据到固定速率通道的转换模块2的第一输出/输入端对应相接。
对照附图2，软件处理器的HDLC接口与自定义的路由数据帧到固定速率通道的转换模块1的HDLC接口相连。软件处理器的HDLC侧的输出口TXC和RXC这2个时钟分别由模块从输入口CLK_64K得到。RXD是从RD_64K数据流中得到的，TXD是由软件处理器送出来的数据流，经自定义的路由数据帧到固定速率通道的转换模块1处理后输出到TD_64K口上。
将输入为自定义的路由协议的HDLC数据输出到64Kbps的数据链路中；HDLC的时钟由自定义的路由数据帧到固定速率通道的转换模块1提供，速率为64Kb/S。软件通过将自定义的路由协议发往处理器的HDLC接口，经由该接口将数据传输到自定义的路由数据帧到固定速率通道的转换模块1。自定义的路由数据帧到固定速率通道的转换模块1将接收到的HDLC数据缓存，完成串并转换后，经由输出端送往2组数据帧合成到传输通道的转换模块处理。
将输入为64Kb/S的数据输出到HDLC的数据链路中。提取2组数据帧合成到传输通道的转换模块3提供的64Kbps数据流中的数据，经过串并转换后，通过HDLC的接口发往软件处理器。
对照附图3，其结构是包括以太网物理层芯片(IP101A)、网桥芯片(RC7222)、逻辑处理模块(由FPGA(可编程逻辑器件)实现)，其中以太网物理层芯片完成以太网传输物理层的功能，主要完成将数据连接到传输介质。一般遵循IEEE 802.3标准，功能包括对信号的编译码、收发处理、管理和控制等。
网桥芯片(RC7222)完成将以太网MII接口的数据转发到一个可设置的速率的接口上。它有2个端口，MII口与PHY芯片相连，连接到一个网段中；另外一个端口则连接到广域网上。点对点应用时，通过广域网接口就可以实现2个网段的连接。
网桥每当从MII口收到一个数据帧是，就先暂存在其缓存SRAM中。若此帧未出现差错，且欲发往的目的站MAC地址属于另外一个网段，则通过查找转发表，将收到的帧送往对应的端口转发出去。若该帧出错，则丢弃此帧。
逻辑处理模块(FPGA)完成网桥芯片的接口与2组数据帧合成到传输通道的转换模块之间的接口逻辑关系。针对每个接口的时序关系，实现时序的调整。
对照附图4，其结构是2组数据帧合成到传输通道的转换模块3内部主要划分为三个大模块：时钟分频模块A、时钟分频模块B和G.704成帧/解帧模块C。
其中时钟分频模块(FPGA)A：完成从晶振65.536MHz分频出系统所需要的时钟，包括4.096MHz和2.048MHz。
时钟分频模块(FPGA)B：完成从2.048MHz的时钟中，得到64KHz和1920KHz的时钟。
G.704成帧/解帧模块(FPGA)C：发送方向：完成G.704的成帧，包括帧头的插入，从自定义的路由数据帧到固定速率通道的转换模块和以太网数据到固定速率通道的转换模块过来的TXD_64K和TXD_1920K这2组数据流的合成。接收方向：从接收到的RXD_2048K数据流中，定位出G.704的帧头，从而定位数据流的起始位置，分离2组数据，分别送给RXD_1920K和RXD_64K。
Claims (4)
1.在通道成环应用中实现以太网的数据传输及断环装置，其特征是自定义的路由数据帧到固定速率通道的转换模块的第一输出/输入端与2组数据帧合成到传输通道的转换模块的第一输入/输出端对应相接，2组数据帧合成到传输通道的转换模块的第二输入/输出端与以太网数据到固定速率通道的转换模块的第一输出/输入端对应相接。
2.根据权利要求1所述的在通道成环应用中实现以太网的数据传输及断环装置，其特征是所述的自定义的路由数据帧到固定速率通道的转换模块的HDLC接口与软件处理器的HDLC接口相连，软件处理器的HDLC侧的输出口TXC和RXC这2个时钟分别从输入口CLK_64K得到，RXD是从RD_64K数据流中得到的，TXD是由软件处理器送出来的数据流，经自定义的路由数据帧到固定速率通道的转换模块处理后输出到TD_64K口上；将输入为自定义的路由协议的HDLC数据输出到64Kbps的数据链路中；HDLC的时钟由自定义的路由数据帧到固定速率通道的转换模块提供，速率为64Kb/S；软件通过将自定义的路由协议发往处理器的HDLC接口，经由该接口将数据传输到自定义的路由数据帧到固定速率通道的转换模块；自定义的路由数据帧到固定速率通道的转换模块将接收到的HDLC数据缓存，完成串并转换后，经由输出端送往2组数据帧合成到传输通道的转换模块处理；将输入为64Kb/S的数据输出到HDLC的数据链路中，提取2组数据帧合成到传输通道的转换模块提供的64Kbps数据流中的数据，经过串并转换后，通过HDLC的接口发往软件处理器。
3.根据权利要求1所述的在通道成环应用中实现以太网的数据传输及断环装置，其特征是所述的以太网数据到固定速率通道的转换模块包括PHY芯片、网桥芯片、逻辑处理模块，其中的网桥芯片有2个端口，MII口与PHY芯片相连，连接到一个网段中；另外一个端口则连接到广域网上；点对点应用时，通过广域网接口就可以实现2个网段的连接；逻辑处理模块完成网桥芯片的接口与2组数据帧合成到传输通道的转换模块之间的接口逻辑关系，针对每个接口的时序关系，实现时序的调整。
4.根据权利要求1所述的在通道成环应用中实现以太网的数据传输及断环装置，其特征是所述的2组数据帧合成到传输通道的转换模块内部主要划分为三个大模块：时钟分频模块、时钟分频模块和G.704成帧/解帧模块，其中G.704成帧/解帧模块，发送方向从自定义的路由数据帧到固定速率通道的转换模块和以太网数据到固定速率通道的转换模块过来的TXD_64K和TXD_1920K这2组数据流的合成；接收方向从接收到的RXD_2048K数据流中，定位出G.704的帧头，从而定位数据流的起始位置，分离2组数据，分别送给RXD_1920K和RXD_64K。
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