CN102045243A - 网络设备间自适应识别对端网口双工模式的方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种网络设备间自适应识别对端网口双工模式的方法及系统，所述系统中包括本端网络设备和对端网络设备，且本端网络设备通过第二网口与对端网络设备的第一网口相连；所述方法包括：当本端网络设备和对端网络设备均不支持自协商功能时，本端网络设备根据与对端网络设备在进行数据包互通过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出第一网口的双工模式。采用本发明后，可以正确地判断出对端网络设备的网口双工模式，可以有效规避因网口模式不匹配而引发的网络故障，大幅提升了网络设备和网络连接的通讯质量。

Description

网络设备间自适应识别对端网口双工模式的方法及系统

技术领域

本发明涉及通讯领域的网络设备，尤其涉及一种网络设备间自适应识别对端网口双工模式的方法及系统。

背景技术

组成网络的主要网络设备有网络适配器、网络集线器、中继器、网桥、路由器及交换机等。这些网络设备通过通讯物理链路互联，如图1所示为常见的小型局域网组网方式示意图。网络设备的网口工作模式有两个要素：一个是网口速率(10M/100M/1000M)，另一个是双工模式(半双工/全双工)。综合起来，常见的网口工作模式有以下几种：10M半双工、10M全双工、100M半双工、100M全双工、1000M半双工和1000M全双工。在网络设备互联的场合中，根据IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers，美国电气及电子工程师学会)802.3的规定，互联设备双方在均支持自协商(Auto-Negotiation)功能的情况下，双方能够通过自协商功能实现网口工作模式的匹配；如互联的设备中有一方不允许自协商时，双方可通过并行检测(Parallel Detection)机制获取到对方的网口速率信息，从而实现网口速率匹配。

对于互联的网络设备中至少一方不允许自协商的场合，IEEE802.3是有缺陷的。因为在不能确认对端网络设备的双工模式的情况下，无论本方配置为半双工模式还是全双工模式，都可能会因为与对端网口双工模式不一致，而导致本端网络设备的网络通讯质量下降，甚至影响整个网络的设备互联。比如，一个由集线器组建的网络原先工作正常，一个网口工作在全双工模式的网络设备通过该集线器的一个端口接入网络。由于集线器的端口只能工作在半双工模式，而该网络设备在发送数据帧时不检测冲突，如果集线器上其他端口连接的网络设备与该网络设备同时发送数据帧，则集线器上必然会出现冲突而导致其他端口连接的网络设备网口丢包。当通信数据量增大时，丢包情况会更为严重，甚至会导致集线器上的其他网络设备网口通讯中断。又如，一个由所有端口均工作在全双工模式的交换机组建的网络原先工作正常，一个网口工作在半双工模式的网络设备通过该交换机的一个端口接入网络时，因为在接收来自交换机上其他端口连接的网络设备的数据包时，该设备不能发送数据包，因此在网络数据量较大的场合下该设备就会表现为对其它设备的通讯请求无应答。

发明内容

本发明所要解决的技术问题提供一种网络设备间自适应识别对端网口双工模式的方法及系统，以避免因网口双工模式不匹配而引发的网络故障。

为解决上述问题，本发明提供了一种网络设备间自适应识别对端网口双工模式的方法，包括：

本端网络设备通过第二网口与对端网络设备的第一网口相连；

当所述本端网络设备和对端网络设备均不支持自协商功能时，所述本端网络设备根据与所述对端网络设备在进行数据包互通过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出所述第一网口的双工模式。

进一步地，上述方法还可具有以下特征：

所述本端网络设备根据与所述对端网络设备在进行数据包互通的过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出所述第一网口的双工模式具体包括：

所述本端网络设备通过并行检测机制获取到所述第一网口的速率信息；

所述本端网络设备将所述第二网口的速率的值设置为所述第一网口的速率的值，且将所述第二网口的双工模式设定为半双工，并在一段时间段内统计所述第二网口接收到的数据包中循环冗余码校验(CRC)校验错的数据包所占的比例；

所述本端网络设备将所述第二网口的双工模式设定为全双工，按照所述第二网口速率发送数据包，并在所述时间段内统计所述第二网口接收到的数据包中CRC校验错的数据包所占的比例；

如所述本端网络设备判断出所述第二网口工作在全双工模式下时接收到的CRC校验错的数据包所占的比例比工作在半双工模式下时接收到的CRC校验错的数据包所占的比例大，且二者差值大于第一预设值，则判定所述第一网口工作在全双工模式下，否则判定所述第一网口工作在半双工模式下。

进一步地，上述方法还可具有以下特征：

所述本端网络设备根据与所述对端网络设备在进行数据包互通的过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出所述第一网口的双工模式具体包括：

所述本端网络设备通过并行检测机制获取到所述第一网口的速率信息；

所述本端网络设备将所述第二网口的速率的值设置为所述第一网口的速率的值，且将所述第二网口的双工模式设定为半双工，并统计一段时间段内所述第二网口接收到的数据包中循环冗余码校验(CRC)校验错的数据包所占的比例；

所述本端网络设备如判断出所述CRC校验错的数据包所占的比例大于第二预设值，则判定出所述第一网口工作在全双工模式下；否则，判定出所述第一网口工作在半双工模式下。

进一步地，上述方法还可包括：

在判断出所述第一网口的双工模式后，所述本端网络设备如判断出自身上与所述对端网络设备连接的第二网口的双工模式与所述第一网口的双工模式不同，则将所述第二网口的双工模式调整为所述第一网口的双工模式。

本发明还提供了一种网络设备间自适应识别对端网口双工模式的系统，包括本端网络设备和对端网络设备，且本端网络设备通过第二网口与所述对端网络设备的第一网口相连；

所述本端网络设备用于在其与所述对端网络设备均不支持自协商功能时，根据与所述对端网络设备在进行数据包互通过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出所述第一网口的双工模式；

所述对端网络设备用于与所述本端网络设备进行数据包互通。

进一步地，上述系统还可具有以下特征：

所述本端网络设备用于根据与所述对端网络设备在进行数据包互通的过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出所述第一网口的双工模式是指：

所述本端网络设备用于通过并行检测机制获取到所述第一网口的速率信息后，将所述第二网口的速率的值设置为所述第一网口的速率的值，且将所述第二网口的双工模式设定为半双工，并在一段时间段内统计所述第二网口接收到的数据包中循环冗余码校验(CRC)校验错的数据包所占的比例；还用于将所述第二网口的双工模式设定为全双工，按照所述第二网口速率发送数据包，并在所述时间段内统计所述第二网口接收到的数据包中CRC校验错的数据包所占的比例；

还用于如判断出所述第二网口工作在全双工模式下时接收到的CRC校验错的数据包所占的比例比工作在半双工模式下时接收到的CRC校验错的数据包所占的比例大，且二者差值大于第一预设值，则判定所述第一网口工作在全双工模式下，否则判定所述第一网口工作在半双工模式下。

进一步地，上述系统还可具有以下特征：

所述本端网络设备根据与所述对端网络设备在进行数据包互通的过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出所述第一网口的双工模式具体包括：

所述本端网络设备通过并行检测机制获取到所述第一网口的速率信息；

所述本端网络设备将所述第二网口的速率的值设置为所述第一网口的速率的值，且将所述第二网口的双工模式设定为半双工，并统计一段时间段内所述第二网口接收到的数据包中循环冗余码校验(CRC)校验错的数据包所占的比例；

所述本端网络设备如判断出所述CRC校验错的数据包所占的比例大于第二预设值，则判定出所述第一网口工作在全双工模式下；否则，判定出所述第一网口工作在半双工模式下。

进一步地，上述系统还可具有以下特征：

所述本端网络设备用于在判断出所述第一网口的双工模式后，如判断出所述第二网口的双工模式与所述第一网口的双工模式不同，则将所述第二网口的双工模式调整为所述第一网口的双工模式。

采用本发明后，可以正确地判断出对端网络设备的网口双工模式，可以有效规避因网口模式不匹配而引发的网络故障，大幅提升了网络设备和网络连接的通讯质量。

附图说明

图1是现有技术中常见的小型局域网组网方式示意图；

图2是本发明实施例中判断对端设备上与本端设备连接的网口的双工模式的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

本发明的基本构思是：本端网络设备通过其上第二网口与对端网络设备的第一网口相连；当本端网络设备和对端网络设备均不支持自协商功能时，本端网络设备根据与对端网络设备在进行数据包互通的过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出上述第一网口的双工模式。

此外，在判断出第一网口的双工模式后，本端网络设备如判断出上述第二网口的双工模式与上述第一网口的双工模式不同，则将上述第二网口的双工模式调整为上述第一网口的双工模式。

当本端网络设备设置为允许自协商的工作模式时，根据IEEE 802.3的规定，如果本端网络设备和对端网络设备自协商成功，则可以判定对端网络设备允许自协商功能。本端网络设备根据自协商可以获取到上述第一网口的双工模式信息，然后将上述第二网口的双工模式设定为与上述第一网口的双工模式相同，不再进行以下的判别步骤。

如果对端网络设备不允许自协商，根据IEEE 802.3的规定，本端网络设备可以通过并行检测机制获取到上述第一网口的速率信息。

因此，本端网络设备根据与对端网络设备在进行数据包互通的过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出上述第一网口的双工模式的流程，如图2所示，具体包括以下步骤：

(1)本端网络设备通过并行检测机制获取到上述第一网口的速率信息；

(2)本端网络设备将其上第二网口的速率的值设置为第一网口的速率的值，且将第二网口的双工模式设定为半双工，并统计一段固定的时间段内第二网口接收到的数据包中CRC(Cyclical Redundancy Check，循环冗余码校验)校验错的数据包所占的比例；

(3)将第二网口的双工模式设定为全双工，按照第二网口速率发送数据包，并统计上述时间段内第二网口接收到的数据包中CRC校验错的数据包所占的比例；

需要说明的是，步骤(2)或(3)执行的先后顺序可以互换。

(4)如本端网络设备判断出第二网口工作在全双工模式下时接收到的CRC校验错的数据包所占的比例比工作在半双工模式下时接收到的CRC校验错的数据包所占的比例大，且二者差值大于第一预设值，则判定对端网络设备的第一网口工作在全双工模式下，否则判定对端网络设备的第一网口工作在半双工模式下。

当第二网口工作在全双工模式下，而第一网口为工作在半双工模式下时，网络上必然有大量冲突。第二网口工作在全双工模式下时是不会直接丢弃冲突后的数据包的，由于冲突后的包特征是CRC校验错误，因此如果步骤3中统计到的比例相比步骤2中统计到的比例大得多(即二者差值大于第一预设值)时，即可判定对端网络设备工作在半双工模式，反之可判定对端网络设备工作在全双工模式。

另外一种根据与对端网络设备在进行数据包互通的过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出第一网口的双工模式的方法具体包括以下步骤：

(1)本端网络设备通过并行检测机制获取到对端网络设备上第一网口的速率信息；

(2)本端网络设备将其上第二网口的速率值设置为第一网口的速率的值，且将第二网口的双工模式设定为半双工，并统计一段固定的时间段内第二网口接收到的数据包中CRC校验错的数据包所占的比例；

(3)如本端网络设备判断出上述CRC校验错的数据包所占的比例大于第二预设值，则可判定出第一网口工作在全双工模式下；否则，判定出第一网口工作在半双工模式下。

此外，本发明还提供了一种网络设备间自适应识别对端网口双工模式的系统，包括本端网络设备和对端网络设备，且本端网络设备通过第二网口与对端网络设备的第一网口相连；

本端网络设备用于在其与对端网络设备均不支持自协商功能时，根据与对端网络设备在进行数据包互通过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出第一网口的双工模式；

对端网络设备用于与本端网络设备进行数据包互通。

优选地，本端网络设备用于根据与对端网络设备在进行数据包互通的过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出第一网口的双工模式是指：

本端网络设备用于通过并行检测机制获取到第一网口的速率信息后，将第二网口的速率的值设置为第一网口的速率的值，且将第二网口的双工模式设定为半双工，并在一段时间段内统计第二网口接收到的数据包中CRC校验错的数据包所占的比例；还用于将第二网口的双工模式设定为全双工，按照第二网口速率发送数据包，并在时间段内统计第二网口接收到的数据包中CRC校验错的数据包所占的比例；

还用于如判断出第二网口工作在全双工模式下时接收到的CRC校验错的数据包所占的比例比工作在半双工模式下时接收到的CRC校验错的数据包所占的比例大，且二者差值大于第一预设值，则判定第一网口工作在全双工模式下，否则判定第一网口工作在半双工模式下。

此外，本端网络设备根据与对端网络设备在进行数据包互通的过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出第一网口的双工模式还可以具体包括：

本端网络设备通过并行检测机制获取到第一网口的速率信息；

本端网络设备将第二网口的速率的值设置为第一网口的速率的值，且将第二网口的双工模式设定为半双工，并统计一段时间段内第二网口接收到的数据包中CRC校验错的数据包所占的比例；

本端网络设备如判断出CRC校验错的数据包所占的比例大于第二预设值，则判定出第一网口工作在全双工模式下；否则，判定出第一网口工作在半双工模式下。

进一步地，本端网络设备还可用于在判断出第一网口的双工模式后，如判断出第二网口的双工模式与第一网口的双工模式不同，则将第二网口的双工模式调整为第一网口的双工模式。

下面用本发明的一应用实例进一步加以说明。具体包括以下步骤：

1、将本端网络设备的PHY(物理层)芯片设置为允许自协商模式，通过查询IEEE定义的状态寄存器确认本端网络设备和对端网络设备自协商是否成功。如果自协商成功则根据自协商获取到的对端网络设备的网口模式信息，将本端网络设备设定为和对端网络设备相同的模式后结束；否则执行以下流程；

2、本端网络设备和对端网络设备进行并行检测机制后，通过查询PHY芯片的状态寄存器可以获取到对端网络设备上与本端网络设备相连的第一网口的速率信息；

3、根据步骤2判断出的第一网口的速率信息，将本端网络设备上与对端网络设备相连的第二网口的速率值设定为与第一网口速率相同的值，将该第二网口的双工模式设定为半双工，并统计一段固定的时间段内第二网口接收到的数据包中CRC校验错的数据包所占的比例；

4、将第二网口的双工模式设定为全双工，按照第二网口速率发送数据包，统计上述时间段内第二网口接收到的数据包中CRC校验错的数据包所占的比例；

5、分析第二网口接收到的数据包中CRC校验错的数据包所占的比例，如果步骤4中所统计的比例大于步骤3中所统计的比例的5倍，则判定第一网口的双工模式为半双工，反之则判定第一网口的双工模式为全双工；

6、根据判断出的第一网口的双工模式信息，将第二网口的双工模式设定为与第一网口的双工模式相同。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种网络设备间自适应识别对端网口双工模式的方法，其特征在于，

本端网络设备通过第二网口与对端网络设备的第一网口相连；

当所述本端网络设备和对端网络设备均不支持自协商功能时，所述本端网络设备根据与所述对端网络设备在进行数据包互通过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出所述第一网口的双工模式。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述本端网络设备根据与所述对端网络设备在进行数据包互通的过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出所述第一网口的双工模式具体包括：

所述本端网络设备通过并行检测机制获取到所述第一网口的速率信息；

所述本端网络设备将所述第二网口的速率的值设置为所述第一网口的速率的值，且将所述第二网口的双工模式设定为半双工，并在一段时间段内统计所述第二网口接收到的数据包中循环冗余码校验(CRC)校验错的数据包所占的比例；

所述本端网络设备将所述第二网口的双工模式设定为全双工，按照所述第二网口速率发送数据包，并在所述时间段内统计所述第二网口接收到的数据包中CRC校验错的数据包所占的比例；

如所述本端网络设备判断出所述第二网口工作在全双工模式下时接收到的CRC校验错的数据包所占的比例比工作在半双工模式下时接收到的CRC校验错的数据包所占的比例大，且二者差值大于第一预设值，则判定所述第一网口工作在全双工模式下，否则判定所述第一网口工作在半双工模式下。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述本端网络设备根据与所述对端网络设备在进行数据包互通的过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出所述第一网口的双工模式具体包括：

所述本端网络设备通过并行检测机制获取到所述第一网口的速率信息；

所述本端网络设备将所述第二网口的速率的值设置为所述第一网口的速率的值，且将所述第二网口的双工模式设定为半双工，并统计一段时间段内所述第二网口接收到的数据包中循环冗余码校验(CRC)校验错的数据包所占的比例；

所述本端网络设备如判断出所述CRC校验错的数据包所占的比例大于第二预设值，则判定出所述第一网口工作在全双工模式下；否则，判定出所述第一网口工作在半双工模式下。

4.如权利要求1～3中任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：

在判断出所述第一网口的双工模式后，所述本端网络设备如判断出自身上与所述对端网络设备连接的第二网口的双工模式与所述第一网口的双工模式不同，则将所述第二网口的双工模式调整为所述第一网口的双工模式。

5.一种网络设备间自适应识别对端网口双工模式的系统，其特征在于，包括本端网络设备和对端网络设备，且本端网络设备通过第二网口与所述对端网络设备的第一网口相连；

所述本端网络设备用于在其与所述对端网络设备均不支持自协商功能时，根据与所述对端网络设备在进行数据包互通过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出所述第一网口的双工模式；

所述对端网络设备用于与所述本端网络设备进行数据包互通。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述本端网络设备用于根据与所述对端网络设备在进行数据包互通的过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出所述第一网口的双工模式是指：

所述本端网络设备用于通过并行检测机制获取到所述第一网口的速率信息后，将所述第二网口的速率的值设置为所述第一网口的速率的值，且将所述第二网口的双工模式设定为半双工，并在一段时间段内统计所述第二网口接收到的数据包中循环冗余码校验(CRC)校验错的数据包所占的比例；还用于将所述第二网口的双工模式设定为全双工，按照所述第二网口速率发送数据包，并在所述时间段内统计所述第二网口接收到的数据包中CRC校验错的数据包所占的比例；

还用于如判断出所述第二网口工作在全双工模式下时接收到的CRC校验错的数据包所占的比例比工作在半双工模式下时接收到的CRC校验错的数据包所占的比例大，且二者差值大于第一预设值，则判定所述第一网口工作在全双工模式下，否则判定所述第一网口工作在半双工模式下。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述本端网络设备根据与所述对端网络设备在进行数据包互通的过程中是否具有双工模式不匹配时所表现出的特征，判断出所述第一网口的双工模式具体包括：

所述本端网络设备通过并行检测机制获取到所述第一网口的速率信息；

所述本端网络设备将所述第二网口的速率的值设置为所述第一网口的速率的值，且将所述第二网口的双工模式设定为半双工，并统计一段时间段内所述第二网口接收到的数据包中循环冗余码校验(CRC)校验错的数据包所占的比例；

所述本端网络设备如判断出所述CRC校验错的数据包所占的比例大于第二预设值，则判定出所述第一网口工作在全双工模式下；否则，判定出所述第一网口工作在半双工模式下。

8.如权利要求5～7中任意一项所述的系统，其特征在于，

所述本端网络设备用于在判断出所述第一网口的双工模式后，如判断出所述第二网口的双工模式与所述第一网口的双工模式不同，则将所述第二网口的双工模式调整为所述第一网口的双工模式。

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