CN103281295A - 实现同一ip局域网中多个终端并行升级的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种实现同一IP局域网中多个终端并行升级的系统及方法，其中方法包括：在PC机端配置包含位于IP报文中非地址标志字段的IP特征、映射设备侧物理端口索引的映射关系表并下发至映射设备；PC机同时下发针对不同待升级终端的多个IP升级包至映射设备，各IP升级包中均包含映射到对应映射设备侧物理端口的IP特征；映射设备根据映射关系表将各IP升级包通过相应的物理端口透传至对应的待升级终端，待升级终端据此进行升级。本发明实施例通过使用IP报文的非地址标志字段来区分和访问具相同IP/MAC的网络终端，不对IP报文本身进行任何修改，提高了处理效率；不需要对应用层报文中使用到IP地址的部分进行处理，解决了兼容性问题。

Description

实现同一IP局域网中多个终端并行升级的系统及方法

技术领域

本发明涉及以太网网络设备升级领域以及IP协议通信领域，具体涉及一种实现同一IP局域网中使用同一设置及固件的多个终端并行升级的系统及方法。

背景技术

MAC地址（Media Access Control Address），也叫硬件地址或链路地址，通常由网络设备制造商生产时写在硬件内部。

IP地址（Internet Protocol Adress），也叫网络地址，Internet上的给主机编址的方式，通常由网络设备制造商在生产时写在硬件内部，可以在后续的操作中人工修改。

IP协议（Internet Protocol），也叫网际协议，是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。互联网普遍的采用了IP协议，主流的IP协议是IPv4，IPv6 为IPv4的后续的一个版本。一份完整的IP报文包含协议头部和数据，IPv4报文如下表。

通常，典型的以太网网络终端生产时同一固件先烧到FLASH上再接到板上，这样就会存在多个终端均使用默认的MAC地址和IP地址和其他产品参数，在交付给用户前，必须对部分参数进行配置或者固件更新(以下简称升级)。

目前，现有技术的终端升级采用的技术方案一为，对设备逐一进行升级，终端和PC机两个主机之间MAC和IP不相同，可操作PC通过网络对单个终端进行升级。此种操作的不利之处在于单个工位无法并行操作，假设总共1K台设备，10个工位，每个终端的上电时间，加上升级时间为100s，则全部升级操作需要1K/10×100s，共耗时10000s，约3小时，对产能有较大影响。

技术方案二为，对设备进行并行升级，终端和PC之间增加一个代理网络设备，控制PC对多个终端进行升级。同上案例，如果每个工位能够同时在局域网内并行升级10个终端，则耗时可降低为1000s，约16分钟，对产能是极大的提升。多机并行局域网升级为避免MAC地址冲突及区分不同终端升级操作，代理网络设备需将多个终端接口之间的网络隔离并映射到不同的IP地址，PC通过对不同的IP地址进行升级操作，达到升级不同终端的效果。此种方案对代理网络设备的要求较高，代理网络设备需实现IP地址到端口的翻译功能，需修改IP报文，一旦升级过程中使用到TCP或者HTTP报文，需要重新计算校验和，对应用层私有IP进行翻译的修改，以及因这些修改可能触发的分片处理等工作，既降低效率也容易有兼容性问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现同一IP局域网中多个终端并行升级的系统及方法，对同一IP局域网中使用同一设置及固件的多个终端实现高效和可靠的升级，同时提高其兼容性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种实现同一IP局域网中多个终端并行升级的系统，包括PC机和位于同一IP局域网的多个待升级终端，所述待升级终端具有相同的设置及固件；该系统还包括与PC机建立通信连接的映射设备组，映射设备组中包括有至少一台映射设备，每个待升级终端对应连接至映射设备组中一台映射设备的一个物理端口；

所述PC机，用于配置映射关系表并下发至映射设备，该映射关系表的表项包含位于IP报文中非地址标志字段的IP特征、映射设备侧物理端口索引；还用于同时下发针对各待升级设备的多个IP升级包至映射设备，所述IP升级包中包含映射关系表中映射到对应映射设备侧物理端口的IP特征；

所述映射设备，用于接收映射关系表和IP升级包；判断IP升级包中非地址标志字段的IP特征，并根据映射关系表将各IP升级包通过相应的物理端口透传至对应的待升级终端；

所述待升级终端，用于在接收到IP升级包后进行升级。

其中，所述PC机与映射设备、映射设备与各待升级终端之间通过分组网络协议通信，所述分组网络协议包括ARP，IP，telnet，HTTP协议。

其中，所述映射设备具体为带以太网口的设备，包括PC、网关设备或PC与网关设备的组合。

一种如上所述系统实现同一IP局域网中多个终端并行升级的方法，包括步骤：

在PC机端配置映射关系表并下发至映射设备，所述映射关系表的表项包含位于IP报文中非地址标志字段的IP特征、映射设备侧物理端口索引；

PC机同时下发针对不同待升级终端的多个IP升级包至映射设备，各IP升级包中均包含映射关系表中映射到对应映射设备侧物理端口的IP特征；

映射设备在接收到IP升级包后，判断IP升级包中非地址标志字段的IP特征，并根据映射关系表将各IP升级包通过相应的物理端口透传至对应的待升级终端，待升级终端据此进行升级。

其中，所述IP报文中非地址标志字段包括TOS服务类型字段、TTL生存时间字段或者TOS字段与TTL字段的组合、ID字段、IP选项字段。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例通过使用IP报文的非地址标志字段来区分和访问具相同IP/MAC的网络终端，过程中不对IP报文本身进行任何修改，从而避免由此触发的CRC等修改，提高了处理效率；因为IP地址保持不变，不需要对应用层报文中使用到IP地址的部分进行处理，解决了兼容性问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的并行升级系统结构图。

图2是本发明实施例提供的并行升级方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图1，本发明涉及以下三类网络设备：待升级网络终端组（下文简称为DUT，具体设备称DUT1、DUT2、DUTn…），映射设备组(下文简称为MD)，PC机（以下简称为PC）。其中，各DUT与MD，MD与PC之间通过分组网络协议通信，如ARP，IP，telnet，HTTP等协议。需特别说明的是，与PC相连接的映射设备可以为多个，每个映射设备可分别连接多个待升级终端，映射设备可连接的待接设备个数逻辑上只受限于IP包中用于映射的非地址字段的精度，如用8bit的TTL字段做映射，则可接256个DUT；用16bit字段做映射，则可接65536个DUT,据此类推。映射设备本身可为带以太网口的设备如PC或者网关设备或组合，只需软件实现本发明描述的映射及升级包分发即可。

本发明中，上述系统的并行升级方法主要包括以下步骤：

㈠ 在MD上预设置IP字段与端口映射关系；

㈡ MD根据预置映射关系分发数据包。

为实现上述方法，本发明需要解决以下两个问题：

①通过IP报文的目标IP地址与物理端口做映射，需要处理根据映射结果把报文中目标IP修改为默认的DUT IP地址，并且要重新计算相关的校验和字段；由于升级过程可能使用到应用层协议如HTTP/TFTP等，包含在应用层IP地址是变长的，报文中的IP修改后(如从“192.168.1.1”变为“192.168.1.100”,从11个字符变成13个字符)可能导致报文需要分片；

②有些DUT设备的升级功能，会使用IP地址来做鉴权或者认证等，只修改IP后会导致连接异常或失败。

针对上述问题，本发明采用如下解决方案：

1）PC下发映射条目设置到MD设备，该映射条目包含了IP TOS字段与DUT物理端口索引；

2）MD设备在转发IP报文时，对IP头的TOS字段进行检测，提取其数值，在映射条目中以该数值进行查找，提取对应的DUT物理端口索引，转发至对应的物理端口。

3）在整个IP报文的处理过程中，对IP报文进行只读处理，提取其映射信息供软件进行转发，不对IP报文进行任何修改，效率更好，也彻底避免上文提到的重新计算校验和，报文分片，兼容性等问题。

其中，步骤1）和2）中，对TOS的使用同样可以变通为采用TTL或者其它非地址字段或者组合的方法。

下面结合附图2对本发明的具体并行升级方法进行详细说明：

步骤201，PC访问MD，对 MD与DUT相连物理端口与PC的IP包的映射关系进行设置。

步骤202，PC根据之前映射设置，发起特定网络连接，以DUT的默认IP作为目标IP对DUT1发起网络升级。

步骤203，PC的TCP/IP协议栈判断目标IP的MAC地址未存在，向MD侧物理端口发ARP广播请求MAC地址。

步骤204，MD设备接收到PC传入的ARP包，透传至与DUT相连的物理端口。

步骤205，DUT收到ARP请求，发出ARP应答至与MD相连的物理端口。

步骤206，MD设备收到ARP应答，并传至与PC相连的物理端口。

步骤207，PC设备收到ARP应答，更新本机MAC地址。

步骤208， PC以DUT默认IP作为目标IP向MD侧物理端口发IP升级包，该IP升级包包含步骤201设置的IP映射中，映射到DUT1物理端口的IP包特征。

步骤209，MD设备收到升级IP包，根据步骤201的DUT物理端口和IP映射设置，将IP包发往DUT1的物理端口。

步骤210，DUT1接收数据包进行升级。

在上述流程中，PC对DUT2…DUTn重复步骤208～210，完成所有DUT的升级。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (5)

1.一种实现同一IP局域网中多个终端并行升级的系统，包括PC机和位于同一IP局域网的多个待升级终端，所述待升级终端具有相同的设置及固件；其特征在于，该系统还包括与PC机建立通信连接的映射设备组，映射设备组中包括有至少一台映射设备，每个待升级终端对应连接至映射设备组中一台映射设备的一个物理端口；

所述PC机，用于配置映射关系表并下发至映射设备，该映射关系表的表项包含位于IP报文中非地址标志字段的IP特征、映射设备侧物理端口索引；还用于同时下发针对各待升级设备的多个IP升级包至映射设备，所述IP升级包中包含映射关系表中映射到对应映射设备侧物理端口的IP特征；

所述映射设备，用于接收映射关系表和IP升级包；判断IP升级包中非地址标志字段的IP特征，并根据映射关系表将各IP升级包通过相应的物理端口透传至对应的待升级终端；

所述待升级终端，用于在接收到IP升级包后进行升级。

2.如权利要求1所述实现同一IP局域网中多个终端并行升级的系统，其特征在于，所述PC机与映射设备、映射设备与各待升级终端之间通过分组网络协议通信，所述分组网络协议包括ARP，IP，telnet，HTTP协议。

3.如权利要求1所述实现同一IP局域网中多个终端并行升级的系统，其特征在于，所述映射设备具体为带以太网口的设备，包括PC、网关设备或PC与网关设备的组合。

4.一种如权利要求1所述系统实现同一IP局域网中多个终端并行升级的方法，其特征在于，该方法包括步骤：

在PC机端配置映射关系表并下发至映射设备，所述映射关系表的表项包含位于IP报文中非地址标志字段的IP特征、映射设备侧物理端口索引；

PC机同时下发针对不同待升级终端的多个IP升级包至映射设备，各IP升级包中均包含映射关系表中映射到对应映射设备侧物理端口的IP特征；

映射设备在接收到IP升级包后，判断IP升级包中非地址标志字段的IP特征，并根据映射关系表将各IP升级包通过相应的物理端口透传至对应的待升级终端，待升级终端据此进行升级。

5.如权利要求4所述实现同一IP局域网中多个终端并行升级的方法，其特征在于，所述IP报文中非地址标志字段包括TOS服务类型字段、TTL生存时间字段或者TOS字段与TTL字段的组合、ID字段、IP选项字段。

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