CN103501288A

CN103501288A - 一种对二层交换设备实现批量数据升级的方法

Info

Publication number: CN103501288A
Application number: CN201310425446.4A
Authority: CN
Inventors: 戴立陈; 陈锦辉; 陈荣观
Original assignee: Fujian Star Net Communication Co Ltd
Current assignee: Fujian Star Net Communication Co Ltd
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2033-09-17
Also published as: CN103501288B

Abstract

本发明提供一种对二层交换设备实现批量数据升级的方法，该方法具体为：将复数个二层交换设备与一交换机连接，该交换机与一PC端连接；所述PC端上设置有一批量数据升级工具，该工具能将批量数据定时进行上传；所述PC端使用WinPcap开源库实现数据链路层数据收发，二层交换设备端使用原始套接字RAW SOCKET实现数据链路层数据收发；所述PC端与二层交换设备之间通过一UCP协议进行升级数据的传输，来完成批量数据的升级；所述UCP协议为升级通信协议；UCP协议是一个数据链路层的控制协议，定义有批量数据升级工具与二层交换设备端的通信数据包的包格式，规范了升级通信对话的全部过程。本发明不仅节约了资源，而且提高了升级效率。

Description

一种对二层交换设备实现批量数据升级的方法

技术领域

本发明涉及通讯设备技术领域，尤其涉及一种对二层交换设备实现批量数据升级的方法。

背景技术

WinPcap是一个基于Win32平台的，用于捕获网络数据包并进行分析的开源库。利用WinPcap开源库的函数可以访问原始数据包，该原始数据包为没有被操作系统利用网络协议处理过的数据包。Linux系统下套接字Socket使用AF_PACKET协议簇，RAW_SOCKET类型的端口即可和网卡驱动直接通信，可绕过IP以上的协议栈。RAW SOCKET，即原始套接字，可以接收本机网卡上的数据帧或者数据包。原始套接字和其他的套接字的不同之处在于它工作在网络层或数据链路层，而其他类型的套接字工作在传输层，只能进行传输层数据操作。

在多数二层交换设备中，数据升级方法有WEB升级、FTP升级、TFTP升级等。WEB升级即是在二层交换设备端搭建WEB服务器，在PC端的浏览器上登录WEB升级页面，将升级数据提交至WEB服务器实现升级，该升级方法只能对单台的二层交换设备进行数据升级。FTP升级方法和TFTP升级方法实现数据升级的方式相近，都有两种实现方式。一种是在PC端搭建FTP或TFTP服务器，在二层交换设备端搭建相应的FTP或TFTP客户端，由客户端下载获取升级数据实现升级，该升级方法只能对单台设备进行数据升级；另一种方式是在各二层交换设备端搭建FTP或TFTP服务器，PC端使用相应的FTP或TFTP客户端登录服务器，上载升级数据实现升级，该升级方式可利用多网卡实现多设备的数据升级；但是该升级方式成本比较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种对二层交换设备实现批量数据升级的方法，其不仅节约了资源，而且提高了升级效率。

本发明是这样实现的：一种对二层交换设备实现批量数据升级的方法，该方法具体为：将复数个二层交换设备与一交换机连接，该交换机与一PC端连接；所述PC端上设置有一批量数据升级工具，该工具能将批量数据定时进行上传；所述PC端使用WinPcap开源库实现数据链路层数据收发，二层交换设备端使用原始套接字RAW SOCKET实现数据链路层数据收发；所述PC端与二层交换设备之间通过一UCP协议进行升级数据的传输，来完成批量数据的升级；所述UCP协议为升级通信协议；UCP协议是一个数据链路层的控制协议，定义有批量数据升级工具与二层交换设备端的通信数据包的包格式，规范了升级通信对话的全部过程；UCP协议在批量数据升级工具和二层交换设备端的通信上，支持二层交换设备的在线检测、数据升级操作请求、数据升级操作确认、命令控制操作的通信数据包。

本发明具有如下优点：本发明通过一UCP协议，即升级通信协议；并结合在PC端使用WinPcap开源库实现数据链路层数据收发，在二层交换设备端使用原始套接字RAW SOCKET实现数据链路层数据收发；对二层交换设备的升级方法进行优化，利用二层网络进行传输，实现跨平台的二层交换设备的批量数据升级。在实际的应用中，使用本发明进行二层交换设备升级，不仅节约了资源，而且提高了升级效率。

附图说明

图1为本发明批量数据升级的应用环境结构示意图。

具体实施方式

参阅图1所示，本发明主要包括PC端的批量数据升级工具和二层交换设备端数据升级检测程序。本发明的一种对二层交换设备实现批量数据升级的方法，该方法具体为：将复数个二层交换设备与一交换机连接，该交换机与一PC端连接；所述PC端上设置有一批量数据升级工具，该工具能将批量数据定时进行上传；批量数据升级工具是通过类库MFC进行设计的；所述PC端使用WinPcap开源库实现数据链路层数据收发，二层交换设备端使用原始套接字RAW SOCKET实现数据链路层数据收发；所述PC端与二层交换设备之间通过一UCP协议进行升级数据的传输，来完成批量数据的升级；所述UCP协议为升级通信协议；UCP协议是一个数据链路层的控制协议，定义有批量数据升级工具与二层交换设备端的通信数据包的包格式，规范了升级通信对话的全部过程；UCP协议在批量数据升级工具和二层交换设备端的通信上，支持二层交换设备的在线检测、数据升级操作请求、数据升级操作确认、命令控制操作的通信数据包。

在本发明中，所述UCP协议中包含有DISCOVER类型的数据包、REQUEST类型的数据包、UPDATE-END类型的数据包、OPERATION-DATA类型的数据包、COMMAND类型的数据包、ACK类型的数据包以及NACK类型的数据包；该些数据包的格式均不相同；所述DISCOVER类型的数据包用于检测二层交换设备及获取二层交换设备软件版本信息；REQUEST类型的数据包用于对二层交换设备提出数据升级请求；UPDATE-END类型的数据包用于二层交换设备数据升级操作结束后获取结果请求；OPERATION-DATA类型的数据包用于传输升级文件的数据或配置文件数据；COMMAND类型的数据包用于发送配置命令；ACK类型的数据包为返回给PC端的确认包；NACK类型的数据包用于返回操作的错误信息；二层交换设备端和升级工具能根据数据包中携带的type字段进行包类型的判断，且二层交换设备端和升级工具在相应的模式下才能接收相应类型的数据包，否则丢弃。

所述PC端与二层交换设备之间通过一UCP协议进行升级数据的传输，来完成批量数据的升级，具体为：二层交换设备的批量数据升级前需先进行设备的在线检测，检测在线的二层交换设备的版本信息；在线检测时PC端广播发起要检测的DISCOVER类型的数据包，若二层交换设备端检测到要检测的DISCOVER数据包，则返回ACK类型的确认包（即携带有设备版本信息的ACK类型的确认包），并在ACK类型的确认包携带设备版本信息；确认二层交换设备需要进行数据升级后，PC端发起REQUEST类型的数据包，若二层交换设备端检测到REQUEST数据包并且准备就绪，则返回准备就绪的ACK类型的确认包；PC端接收到准备就绪的ACK类型的确认包后，开始发送数据升级文件，以OPERATION-DATA格式的数据包进行传送，二层交换设备端接收到OPERATION-DATA数据包并校验正确后，返回进行校验的ACK类型确认包；当PC端收到最后一个OPERATION-DATA数据包的ACK类型确认包后，则发送UPDATE-END类型的数据包来询问数据传输是否正确，二层交换设备端校验接收到的数据升级文件后，若检验有误，则不进行操作；若校验无误，则返回校验无误的ACK类型的确认包并进行数据升级；PC端接收到校验无误的ACK类型的确认包后定时发送DISCOVER类型的数据包检测二层交换设备端数据升级是否完成，若二层交换设备检测到DISCOVER数据包并完成数据升级，则返回升级后的版本信息。

这里值得一提的是：

DISCOVER类型的数据包主要是用于检测二层交换设备在线情况，所以其包头字段只需要包类型和包长度字段。其包格式结构如表1所示：

表1

包格式各字段说明如下：

目的MAC地址：接收端的MAC地址，大小为6字节。

源MAC地址：发送端的MAC地址，大小为6字节。

协议类型：MAC帧协议类型码，此字段固定为0x0800，为IP数据报格式。

TYPE字段：UCP协议包类型，为DISCOVER。

LENGTH字段：数据包总大小，DISCOVER包固定为64字节。

数据部分：符合IEEE802规定的最小长度为64-22=42字节。

FCS字段：为数据包的CRC校验值。

REQUEST类型的数据包主要是用于确认二层交换设备升级，所以其包头字段必须携带升级文件的数据包总数和CRC校验值字段。其包结构如表2所示：

表2

包格式各字段说明如下：

目的MAC地址：接收端的MAC地址，大小为6字节。

源MAC地址：发送端的MAC地址，大小为6字节。

TYPE字段：UCP协议包类型，为REQUEST。

LENGTH字段：数据包总大小，REQUEST包固定为64字节。

SUM字段：升级文件数据包总数。

CRC32字段：升级文件CRC校验值。

数据部分：符合IEEE802规定的最小长度为64-28=36字节。

FCS字段：为数据包的CRC校验值。

UPDATE-END类型的数据包主要是用于检测二层交换设备升级文件完全接收情况，所以其包头字段只需要包类型和包长度字段。其包结构如表3所示：

表3

包格式各字段说明如下：

目的MAC地址：接收端的MAC地址，大小为6字节。

源MAC地址：发送端的MAC地址，大小为6字节。

TYPE字段：UCP协议包类型，为UPDATE-END。

LENGTH字段：数据包总大小，UPDATE-END包固定为64字节。

数据部分：符合IEEE802规定的最小长度为64-22=42字节。

FCS字段：为数据包的CRC校验值。

OPERATION-DATA类型的数据包主要是用于传输升级文件及配置文件数据，所以其包头字段还必须包含当前数据包号字段。其包结构如表4所示：

表4

包格式各字段说明如下：

目的MAC地址：接收端的MAC地址，大小为6字节。

源MAC地址：发送端的MAC地址，大小为6字节。

TYPE字段：UCP协议包类型，为OPERATION-DATA。

LENGTH字段：数据包总大小，OPERATION-DATA包不固定，范围为64-1424字节。

NUMBER字段：当前数据包的编号，范围为1-SUM。

SIZE字段：数据包数据部分长度。

数据部分：符合IEEE802规定，最小长度为64-26=38字节，最大长度设置为1400。

FCS字段：为数据包的CRC校验值。

COMMAND类型的数据包主要是用于发送设备操作命令，配置设备设置，其包头字段必须包含命令编号字段。在此设置设备的恢复出厂设置FACTORY-DEFAULT命令。其包结构如表5所示：

表5

包格式各字段说明如下：

目的MAC地址：接收端的MAC地址，大小为6字节。

源MAC地址：发送端的MAC地址，大小为6字节。

TYPE字段：UCP协议包类型，为COMMAND。

LENGTH字段：数据包总大小，COMMAND包固定为64字节。

CMD字段：设置命令编号。设置命令如下：

1、恢复出厂设置命令为FACTORY-DEFAULT；

2、停止设备操作命令为OPERATION-STOP；

数据部分：符合IEEE802规定的最小长度为64-24=40字节。

FCS字段：为数据包的CRC校验值。

ACK类型的数据包主要是用于设备回复PC端确认收到数据包，所以其包头字段只需要包类型和包长度字段。其包结构如表6所示：

表6

包格式各字段说明如下：

目的MAC地址：接收端的MAC地址，大小为6字节。

源MAC地址：发送端的MAC地址，大小为6字节。

TYPE字段：UCP协议包类型，为ACK。

LENGTH字段：数据包总大小，ACK包固定为64字节。

数据部分：符合IEEE802规定的最小长度为64-22=42字节。

FCS字段：为数据包的CRC校验值。

NACK类型的数据包主要是用于传输升级文件及配置文件数据，所以其包头字段还必须包含当前数据包号字段。其包结构如表7所示：

表7

包格式各字段说明如下：

目的MAC地址：接收端的MAC地址，大小为6字节。

源MAC地址：发送端的MAC地址，大小为6字节。

TYPE字段：UCP协议包类型，为NACK。

LENGTH字段：数据包总大小，NACK包固定为64字节。

ERROR字段：错误类型的编号。

CRC校验错误：CRC-ERROR。

数据包接收错误，漏包：RECRIVE-ERROR。

数据部分：符合IEEE802规定最小长度为64-24=40字节。

FCS字段：为数据包的CRC校验值。

另外，这里需要说明的是：

本发明的UCP协议还带有异常处理功能：

本UCP协议设计有4种设备模式，设备在规定的模式下只能接收规定类型的数据包，并且只能回复规定的答复包。4种模式及相应的异常处理描述如下：

1、DISCOVER-MODE：在线检测模式。在该模式下二层交换设备端只能接收DISCOVER包，并且回复的ACK包必须携带设备软件的版本号和时间戳。若设备端接收到其他类型的数据包则放弃。若PC端没有接收到有效的ACK回复或超时没收到ACK包，则视为二层交换设备不在线。

2、REQUEST-MODE：操作请求模式。该模式下设备可以接收DISCOVER包、UPDATE-REQUEST包、CONFIG-IMPORT-REQUEST包和COMMAND包。若在该模式下PC端超时没收到ACK包，则不对相应二层交换设备进行操作，且默认操作失败。

3、OPERATION-MODE：操作模式。该模式下二层交换设备只能接收OPERATION-DATA包，且若是二层交换设备端漏收一个包则直接结束该模式。

4、FINISH-MODE：操作结束模式。在该模式下二层交换设备端能接收UPDATE-END包和CONFIG-IMPORT-END包。若操作过程没有出现丢包情况且CRC校验和文件格式校验正确，则回复ACK包，否则回复NACK包。若PC端没有接收到ACK或NACK，则默认设备操作失败。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种对二层交换设备实现批量数据升级的方法，其特征在于，该方法具体为：将复数个二层交换设备与一交换机连接，该交换机与一PC端连接；所述PC端上设置有一批量数据升级工具，该工具能将批量数据定时进行上传；所述PC端使用WinPcap开源库实现数据链路层数据收发，二层交换设备端使用原始套接字RAW SOCKET实现数据链路层数据收发；所述PC端与二层交换设备之间通过一UCP协议进行升级数据的传输，来完成批量数据的升级；所述UCP协议为升级通信协议；UCP协议是一个数据链路层的控制协议，定义有批量数据升级工具与二层交换设备端的通信数据包的包格式，规范了升级通信对话的全部过程；UCP协议在批量数据升级工具和二层交换设备端的通信上，支持二层交换设备的在线检测、数据升级操作请求、数据升级操作确认、命令控制操作的通信数据包。

2.根据权利要求1所述的一种对二层交换设备实现批量数据升级的方法，其特征在于：所述UCP协议中包含有DISCOVER类型的数据包、REQUEST类型的数据包、UPDATE-END类型的数据包、OPERATION-DATA类型的数据包、COMMAND类型的数据包、ACK类型的数据包以及NACK类型的数据包；该些数据包的格式均不相同；所述DISCOVER类型的数据包用于检测二层交换设备及获取二层交换设备软件版本信息；REQUEST类型的数据包用于对二层交换设备提出数据升级请求；UPDATE-END类型的数据包用于二层交换设备数据升级操作结束后获取结果请求；OPERATION-DATA类型的数据包用于传输升级文件的数据或配置文件数据；COMMAND类型的数据包用于发送配置命令；ACK类型的数据包为返回给PC端的确认包；NACK类型的数据包用于返回操作的错误信息；二层交换设备端和升级工具能根据数据包中携带的type字段进行包类型的判断，且二层交换设备端和升级工具在相应的模式下才能接收相应类型的数据包，否则丢弃。

3.根据权利要求2所述的一种对二层交换设备实现批量数据升级的方法，其特征在于：所述PC端与二层交换设备之间通过一UCP协议进行升级数据的传输，来完成批量数据的升级，具体为：二层交换设备的批量数据升级前需先进行设备的在线检测，检测在线的二层交换设备的版本信息；在线检测时PC端广播发起要检测的DISCOVER类型的数据包，若二层交换设备端检测到要检测的DISCOVER数据包，则返回ACK类型的确认包，并在ACK类型的确认包携带设备版本信息；确认二层交换设备需要进行数据升级后，PC端发起REQUEST类型的数据包，若二层交换设备端检测到REQUEST数据包并且准备就绪，则返回准备就绪的ACK类型的确认包；PC端接收到准备就绪的ACK类型的确认包后，开始发送数据升级文件，以OPERATION-DATA格式的数据包进行传送，二层交换设备端接收到OPERATION-DATA数据包并校验正确后，返回进行校验的ACK类型确认包；当PC端收到最后一个OPERATION-DATA数据包的ACK类型确认包后，则发送UPDATE-END类型的数据包来询问数据传输是否正确，二层交换设备端校验接收到的数据升级文件后，若检验有误，则不进行操作；若校验无误，则返回校验无误的ACK类型的确认包并进行数据升级；PC端接收到校验无误的ACK类型的确认包后定时发送DISCOVER类型的数据包检测二层交换设备端数据升级是否完成，若二层交换设备检测到DISCOVER数据包并完成数据升级，则返回升级后的版本信息。

4.根据权利要求1所述的一种对二层交换设备实现批量数据升级的方法，其特征在于：所述批量数据升级工具是通过类库MFC进行设计的。