CN102547489B - 一种识别和处理异常帧的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种识别和处理异常帧的方法，所述方法包括：监听发送的数据，根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构，以及操作、管理、维护(OAM)帧的发送状态识别出异常帧；对所述异常帧进行异常处理。本发明还公开了一种识别和处理异常帧的系统，通过上述方法和系统，使得支持TS-1000协议的发送端设备在监听的基础上实现了数据控制，即识别出异常帧，并对异常帧进行处理。保证了接收端不会接收到异常帧，或者即便接收到无效信息也不会误识别为有效的OAM帧，从而增加了TS-1000协议的健壮性，并且提高了支持TS-1000协议的设备的可靠性。

Description

一种识别和处理异常帧的方法和系统
技术领域
本发明涉及利用TS-1000协议进行光纤传输的技术，特别是指一种识别和处理异常帧的方法和系统。
背景技术
光导纤维简称光纤，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光纤是一种重要的网络传输介质。对比其他网络传输介质，光纤具有：频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰能力强、保真度高、工作性能可靠等优点。光纤按传输模式还可以分为单模光纤(Single Mode Fiber，SMF)和多模光纤(Multi-Mode Fiber，MMF)。其中，单模光纤是指只能在指定波长下传输一种模式的光的光纤，其传输距离相对较长。
TS-1000是日本为推进其本国光纤入户(Fiber To The Home，FTTH)的战略而量身定做的一个标准协议，于2003年由日本电信技术委员会制定。所述标准中定义了三种距离的100Mbps单模光纤双向传输方式：针对短距离的ClassS、针对中等距离的Class A、针对长距离的Class B。所述标准中还定义了一个12字节的短帧，用于操作、管理、维护(Operation Administration and Maintenance，OAM)功能，以改善传统媒体转换器(Media Converter，MC)方式的点对点(Peer-to-Peer，P2P)没有网络管理能力的问题。这种12字节的短帧，即OAM帧的格式在2004年1月发布的TS-1000协议的最新版本第2版中规定为：帧长96bit(12字节)；首字节为帧前缀(preamble)；第二、三字节为命令字节；第四、五字节为状态字节；第六至八字节为Vendor Code；第九至十一字节为ModelCode；第十二字节为循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Check，CRC)校验结果。此外，所述协议还规定OAM帧前后各有一个有效的帧间隔(IFG)。
在支持TS-1000协议的设备运行过程中，可以在正常传输的网络数据中插入12字节的OAM帧，来完成网络的管理工作。因此在支持TS-1000协议的设备中可以传输两种数据帧格式，一种是遵循通用802.3协议的普通用户帧或者环回帧，另一种是遵循TS-1000协议的OAM帧。OAM帧的插入不受设备当前数据传输状态的影响，可以打断一个正在传输的802.3协议普通用户帧或环回帧直接在其中插入OAM帧。
按照TS-1000协议规定，被OAM帧打断的802.3协议普通用户帧应该被丢弃，但是在实际应用过程中数据接收端仍然能够接收到这些数据。同时，数据接收端对OAM帧的识别方式是固定的，所以一个被打断的普通用户帧如果满足OAM帧的结构特征，就会被数据接收端识别为有效OAM帧。图1为用户帧插入OAM帧的结构对比示意图，如图1所示，上方的结构为完整的用户帧数据的结构。如果插入了一个OAM帧，如下方的结构所示，被打断的用户帧字段长度恰好为12字节，且满足TS-1000协议中规定的OAM帧特征，即前8bits为preamble，第9bit为0，最后一个字节为CRC校验结果，则可能导致数据接收端将这一字段错误地识别为另一个OAM帧，从而引发异常操作。而对于这个问题，TS-1000协议中没有相关的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种识别和处理异常帧的方法和系统，能够避免接收端接收到异常帧，特别是能够识别出与OAM帧结构类似的被打断的数据帧，并进行异常处理。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种识别和处理异常帧的方法，所述方法包括：
监听发送的数据，根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构，以及OAM帧的发送状态识别出异常帧；对所述异常帧进行异常处理。
其中，所述根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构，以及OAM帧的发送状态识别出异常帧，包括：根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构对发送的数据进行分析，当发送的数据帧满足802.3协议规定的帧结构，则此数据帧是正常的用户帧或环回帧；
当发送的数据帧符合OAM帧结构，根据OAM帧的发送状态来确定是否为异常帧，如果OAM帧正在发送，则此数据帧是正常的OAM帧，否则此数据帧是异常帧；
当发送的数据帧不满足802.3协议与TS-1000协议中规定的帧格式的特点时，此数据帧是异常帧。
其中，被监听的所述发送的数据包括：根据802.3协议生成的用户帧，和/或根据802.3协议生成的环回帧，和/或根据TS-1000协议生成的OAM帧。
其中，所述OAM帧的发送状态具体是：由负责生成OAM帧的系统模块根据管理需要生成OAM帧，在发送OAM帧的同时将发送状态通知负责监听的系统模块。
其中，所述异常处理包括：阻止所述异常帧继续发送，和/或对所述异常帧进行修改。
本发明还提供了一种识别和处理异常帧的系统，所述系统包括：OAM帧生成模块，监听模块和异常处理模块，其中，
所述OAM帧生成模块，用于生成并发送OAM帧，将OAM帧发送状态通知所述监听模块；
所述监听模块，用于监听发送的数据，根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构，以及OAM帧的发送状态识别出异常帧，将异常帧发送给所述异常处理模块；
所述异常处理模块，用于对所述异常帧进行异常处理。
其中，所述监听模块根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构，以及OAM帧的发送状态识别出异常帧，包括：所述监听模块根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构对发送的数据进行分析，当发送的数据帧满足802.3协议规定的帧结构，则此数据帧是正常的用户帧或环回帧；
当发送的数据帧符合OAM帧结构，根据OAM帧的发送状态来确定是否为异常帧，如果OAM帧正在发送，则此数据帧是正常的OAM帧，否则此数据帧是异常帧；
当发送的数据帧不满足802.3协议与TS-1000协议中规定的帧格式的特点时，此数据帧是异常帧。
其中，所述监听模块监听的发送的数据包括：根据802.3协议生成的用户帧，和/或根据802.3协议生成的环回帧，和/或根据TS-1000协议生成的OAM帧。
其中，所述OAM帧生成模块生成并发送OAM帧，将OAM帧发送状态通知所述监听模块，具体为：所述OAM帧生成模块根据管理需要生成OAM帧，在发送OAM帧的同时将发送状态通知所述监听模块。
其中，所述异常处理模块进行异常处理，包括：阻止所述异常帧继续发送，和/或对所述异常帧进行修改。
本发明所提供的识别和处理异常帧的方法和系统，通过监听发送的数据，根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构，以及OAM帧的发送状态识别出异常帧；对所述异常帧进行异常处理。使得支持TS-1000协议的发送端设备在监听的基础上实现了数据控制，即识别出异常帧，并对异常帧进行处理。保证了接收端不会接收到异常帧，或者即便接收到无效信息也不会误识别为有效的OAM帧，从而增加了TS-1000协议的健壮性。使用本发明方法和系统的TS-1000设备可以避免因OAM帧误识别而出现的故障，提升了可靠性。
附图说明
图1为用户帧插入OAM帧的结构对比示意图；
图2为本发明一种识别和处理异常帧的方法流程示意图；
图3为本发明一种识别和处理异常帧的系统结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是监听发送的数据，根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构，以及OAM帧的发送状态识别出异常帧；对所述异常帧进行异常处理。
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
图2为本发明一种识别和处理异常帧的方法流程示意图，如图2所示，所述方法具体包括以下步骤：
步骤201，监听发送的数据，根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构，以及OAM帧的发送状态识别出异常帧；
具体的，所述根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构，以及OAM帧的发送状态识别出异常帧，包括：根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构对发送的数据进行分析，当目前准备发送的数据帧满足802.3协议规定的特点，即第1至第7字节为preamble，第8字节为帧首定界符(Start Frame Delimiter，SFD)，以及数据帧长度大于等于64字节，最后4个字节为CRC校验结果时，则说明此数据帧是正常的用户帧或环回帧；当发送的数据帧符合OAM帧结构，即前8bits为preamble，第9bit为O，数据帧的长度为12字节，最后一个字节为CRC校验结果时，根据OAM帧的发送状态来确定是否为异常帧，如果OAM帧正在发送，则说明此数据帧是正常的OAM帧，如果此时没有OAM帧发送，此数据帧则是异常帧。当目前准备发送的数据帧不满足802.3协议与TS-1000协议中规定的帧格式的特点时，当前的数据帧同样也是异常帧。其中，所述发送的数据包括：根据802.3协议生成的用户帧，和/或根据802.3协议生成的环回帧，和/或根据TS-1000协议生成的OAM帧。所述OAM帧的发送状态具体为：由负责生成OAM帧的系统模块根据管理需要生成OAM帧，在发送OAM帧的同时将发送状态通知负责监听的系统模块。
步骤202，对所述异常帧进行异常处理。
具体的，所述异常处理包括：阻止所述异常帧继续发送，和/或对所述异常帧进行修改。其中，如果所述异常帧属于不满足802.3协议与TS-1000协议中规定的帧格式的情况，直接阻止所述异常帧的发送；如果OAM帧的发送状态是没有发送，但数据帧符合OAM帧结构的异常帧，对其进行阻止发送，和/或对异常帧进行修改。在实际应用中，通常采用可编程逻辑器件(Field-Programmable Gate Array，FPGA)进行数据的监听和异常处理，FPGA通过介质无关接口(Media Independent Interface，MII)连接物理层(PHY)芯片，并通过PHY芯片发送数据。在异常处理中，可以通过FPGA控制MII上的TX_EN管脚或其他控制信号，阻止所述符合OAM帧结构的数据或错误帧结构的数据继续发送，和/或对所述符合OAM帧结构的数据进行修改。其中，对所述符合OAM帧结构的数据进行修改，目的在于使接收端不会将所述符合OAM帧结构的数据误认为正常的OAM帧，所述修改例如：将数据的长度修改成不为12字节。进一步的，对所述符合OAM帧结构的异常帧进行修改之后，还包括：发送修改后的异常帧。
进一步的，所述OAM帧的发送状态，包括：负责生成OAM帧的系统模块直接通知负责监听的系统模块，或者通过上层CPU转发通知消息。所述触发对异常帧进行异常处理，包括：负责监听的系统模块直接将异常帧发送给负责异常处理的系统模块，或者通过上层CPU的控制触发负责异常处理的系统模块进行异常处理。通过上层CPU对OAM帧的发送状态和触发异常处理，可以对监听和异常处理过程集中管理，更有利于对需要发送的数据进行过滤和保护。
图3为本发明一种识别和处理异常帧的系统结构示意图，如图3所示，所述系统包括：OAM帧生成模块31，监听模块32和异常处理模块33，其中，
所述OAM帧生成模块31，用于生成并发送OAM帧，将OAM帧发送状态通知所述监听模块32；
具体的，所述OAM帧生成模块31根据当前支持TS-1000协议的设备的实际运行状态生成并发送OAM帧。所述通知的内容具体为当前有OAM帧正在发送。
所述监听模块32，用于监听发送的数据，根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构，以及OAM帧的发送状态识别出异常帧，将异常帧发送给所述异常处理模块33；
具体的，所述根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构，以及OAM帧的发送状态识别出异常帧，包括：所述监听模块32根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构对发送的数据进行分析，当目前准备发送的数据帧满足802.3协议规定的特点，即第1至第7字节为preamble，第8字节为SFD，以及数据帧长度大于等于64字节，最后4个字节为CRC校验结果时，则说明此数据帧是正常的用户帧或环回帧；当发送的数据帧符合OAM帧结构，即前8bits为preamble，第9bit为0，数据帧的长度为12字节，最后一个字节为CRC校验结果时，根据OAM帧的发送状态来确定是否为异常帧，如果OAM帧正在发送，则说明此数据帧是正常的OAM帧，如果此时没有OAM帧发送，此数据帧则是异常帧。当目前准备发送的数据帧不满足802.3协议与TS-1000协议中规定的帧格式的特点时，当前的数据帧同样也是异常帧。其中，所述发送的数据包括：根据802.3协议生成的用户帧，和/或根据802.3协议生成的环回帧，和/或根据TS-1000协议生成的OAM帧。
所述异常处理模块33，用于对所述异常帧进行异常处理。
具体的，所述异常处理模块33进行异常处理，包括：阻止所述异常帧继续发送，和/或对所述异常帧进行修改。其中，如果所述异常帧属于不满足802.3协议与TS-1000协议中规定的帧格式的情况，直接阻止所述异常帧的发送；如果OAM帧的发送状态是没有发送，但数据帧符合OAM帧结构的异常帧，对其进行阻止发送，和/或对异常帧进行修改。在实际应用中，通常采用FPGA进行数据的监听和异常处理，FPGA通过MII连接PHY芯片，并通过PHY芯片发送数据。在异常处理中，可以通过FPGA控制MII接口上的TX_EN管脚或其他控制信号，阻止所述符合OAM帧结构的数据或错误帧结构的数据继续发送，和/或对所述符合OAM帧结构的数据进行修改。其中，对所述符合OAM帧结构的数据进行修改，目的在于使接收端不会将所述符合OAM帧结构的数据误认为正常的OAM帧，所述修改例如：将数据的长度修改成不为12字节。进一步的，对所述符合OAM帧结构的异常帧进行修改之后，还包括：发送修改后的异常帧。
进一步的，所述系统还包括：上层CPU，所述上层CPU，用于将所述OAM帧生成模块31发送来的所述OAM帧的发送状态转发给所述监听模块32，和/或根据监听模块32上报的异常帧触发所述异常处理模块33针对异常帧进行的异常处理。
具体的，通过上层CPU对OAM帧的发送状态和触发异常处理，可以对监听和异常处理过程集中管理，更有利于对需要发送的数据进行过滤和保护。
进一步的在具体实现时，每个功能模块既可以放入单独的功能器件，也可以用软件或者逻辑代码的形式运行在公共硬件平台上，而不占用独立的硬件结构，以节省硬件成本。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种识别和处理异常帧的方法，其特征在于，所述方法包括：
监听发送的数据，根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构，以及操作、管理、维护(OAM)帧的发送状态识别出异常帧；对所述异常帧进行异常处理；
其中，所述根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构，以及OAM帧的发送状态识别出异常帧，包括：根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构对发送的数据进行分析，当发送的数据帧满足802.3协议规定的帧结构，则此数据帧是正常的用户帧或环回帧；
当发送的数据帧符合OAM帧结构，根据OAM帧的发送状态来确定是否为异常帧，如果OAM帧正在发送，则此数据帧是正常的OAM帧，否则此数据帧是异常帧；其中，所述OAM帧的发送状态为：负责生成OAM帧的系统模块在发送OAM帧的同时将发送状态通知负责监听所述发送的数据的系统模块；
当发送的数据帧不满足802.3协议与TS-1000协议中规定的帧格式的特点时，此数据帧是异常帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，被监听的所述发送的数据包括：根据802.3协议生成的用户帧，和/或根据802.3协议生成的环回帧，和/或根据TS-1000协议生成的OAM帧。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异常处理包括：阻止所述异常帧继续发送，和/或对所述异常帧进行修改。
4.一种识别和处理异常帧的系统，其特征在于，所述系统包括：OAM帧生成模块，监听模块和异常处理模块，其中，
所述OAM帧生成模块，用于生成并发送OAM帧，将OAM帧发送状态通知所述监听模块；
所述监听模块，用于监听发送的数据，根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构，以及OAM帧的发送状态识别出异常帧，将异常帧发送给所述异常处理模块；
所述异常处理模块，用于对所述异常帧进行异常处理；
其中，所述监听模块根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构，以及OAM帧的发送状态识别出异常帧，包括：所述监听模块根据TS-1000协议和802.3协议规定的帧结构对发送的数据进行分析，当发送的数据帧满足802.3协议规定的帧结构，则此数据帧是正常的用户帧或环回帧；
当发送的数据帧符合OAM帧结构，根据OAM帧的发送状态来确定是否为异常帧，如果OAM帧正在发送，则此数据帧是正常的OAM帧，否则此数据帧是异常帧；其中，所述OAM帧生成模块生成并发送OAM帧，将OAM帧发送状态通知所述监听模块，具体为：所述OAM帧生成模块根据管理需要生成OAM帧，在发送OAM帧的同时将发送状态通知所述监听模块；
当发送的数据帧不满足802.3协议与TS-1000协议中规定的帧格式的特点时，此数据帧是异常帧。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述监听模块监听的发送的数据包括：根据802.3协议生成的用户帧，和/或根据802.3协议生成的环回帧，和/或根据TS-1000协议生成的OAM帧。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述异常处理模块进行异常处理，包括：阻止所述异常帧继续发送，和/或对所述异常帧进行修改。
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