CN104811436A - 用于高速交换的介质访问控制过滤装置及其操作方法 - Google Patents

用于高速交换的介质访问控制过滤装置及其操作方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种介质访问控制(MAC)过滤方法。所述MAC过滤方法包括：利用中继控制逻辑设置关于待重新发送的目标帧的条件的变量；接收来自物理层的数据；将所接收的数据存储在中继缓冲器中；判定是否重新发送所接收的数据；当作为确定的结果需要重新发送所接收的数据时，监控MAC控制逻辑的发送状态，并当未使用所述MAC控制逻辑时发送所接收的数据，以防止数据冲突；以及当发送所接收的数据时，将正在发送所接收的数据的信息存储在MAC控制逻辑中的发送状态存储器中。

Description

用于高速交换的介质访问控制过滤装置及其操作方法
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.119和35U.S.C.365要求编号为10-2014-0009344的韩国专利申请(于2014年1月27日提交)的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种用于高速交换的介质访问控制(MAC)过滤装置且更具体地，涉及一种通过使用硬件来判定当执行以太网通信通过高速交换发送数据时，是否重新发送接收到的数据的技术。
背景技术
通常，有多种拓扑结构，包括总线拓扑结构、树型拓扑结构、星型拓扑结构、环型拓扑结构和网型拓扑结构。
其中，不像总线拓扑结构，环型拓扑结构是一种没有起点和终点的闭环拓扑结构。
因此，环型拓扑结构无需终结器并以与总线拓扑结构不同的方式发送数据。也就是，只有具有在环中循环的标记的点才可以发送数据。
这是一种用于在环型拓扑结构中防止冲突的手段。
具有标记的点将该标记连同数据一起发送给目标设备。
但是，因为以这种方式，仅沿一个方向发送数据，所以需要较长的时间才能将数据发送至起点之前的点。
另外，节点故障影响整个拓扑结构。
存在一种双环型拓扑结构，在该结构中，使用两个环连接节点以便于解决这样的局限性。
也就是，该方式能够实现除了单向发送以外的双向发送并提供冗余。
因此，即使一个节点出现故障，也能够将数据发送至另一节点，因而，双环型拓扑结构比单环型拓扑结构更稳定。已经为双环型拓扑结构提出一种用于能够更快发送数据的技术。
如图1所示，在现有技术中，为了将在以太网上接收到的数据发送给另一节点，通过使用以太网MAC的RX状态机、接收缓冲器21和接收直接存储器访问(DMA)22，将数据存储在存储器中，然后通过使用软件，将所存储的数据与诸如目的地址、源地址和以太网类型的字段进行比较以确定待传送的帧。
当有待发送的帧时，能够通过发送DMA 24将来自存储器的数据发送给发送缓冲器从而将Tx状态命令提供给发送状态存储器26以发送该帧。
因此，依据典型的发送方法，从接收帧被接收，使用软件确定该接收帧到然后重新发送该接收帧，都将会耗费很多的资源和很多的时间。
图1示出了这样一般的以太网接收和发送执行操作。
从物理层1接收作为数字信号的接收数据，将其存储在MAC 2的接收缓冲器21中，然后通过系统总线将其存储在更高级的存储器中。在更高级的程序中处理所存储的数据，生成待发送的数据以通过系统总线将其存储在发送缓冲器25中，然后，依据MAC的控制，将发送数据发送给物理层1以完成发送。
如果典型的以太网系统不是交换机，而是一般的设备，则需要激活所有的以太网的接收功能以将帧存储在存储器中并通过软件执行MAC过滤，以便于接收数据(帧)然后发送该数据至另一节点，且为了发送该数据至另一节点，需要保留以太网的发送操作和顺序。
由于这样典型的以太网系统需要接收帧、通过软件实现MAC过滤以及发送帧，所以耗费很多的时间和很多的物理资源。
发明内容
实施例提供了一种用于高速交换的MAC过滤方法，该方法能够通过硬件判定是否发送来自MAC侧的数据且当在以太网通信中需要重新发送数据时，立即发送存储在中继缓冲器中的数据来实现高速数据发送。
在一个实施例中，一种用于高速交换的介质访问控制(MAC)过滤方法包括：利用中继控制逻辑设置关于待重新发送目标帧的条件的变量；接收来自物理层的数据；将所接收的数据存储在中继缓冲器中；判定是否重新发送所接收的数据；当作为确定的结果需要重新发送所接收的数据时，监控MAC控制逻辑的发送状态，并当未使用所述MAC控制逻辑时，发送所接收的数据，从而防止数据冲突；以及当发送所接收的数据时，将正在发送所接收的数据的信息存储在MAC控制逻辑中的发送状态存储器中。
条件的变量可以包括目的地址(DA)、源地址(SA)和类型/长度。
判定是否重新发送所接收的数据可以包括分析以太网帧上的数据且确定前同步码、DA、SA和类型字段，以及由用户设定的MAC过滤条件。
MAC过滤方法可以进一步包括，设置条件的变量进一步包括设置使得为了网络和系统的操作和速度而能够控制发送所接收的数据的时间的变量。
在下述附图和说明书中阐明一个或多个实施例的细节。从说明书和附图，以及权利要求书中其他特征将是显而易见的。
附图说明
图1是典型的交换系统的结构图。
图2是依据实施例的用于高速交换的介质访问控制(MAC)过滤设备的功能框图。
图3是依据图2的表示以太网帧结构的图。
图4是依据实施例的用于高速交换的MAC过滤方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图详细描述依据实施例的用于高速交换的介质访问控制(MAC)过滤设备和方法。
图2是依据实施例的用于高速交换的MAC过滤设备的功能框图。
如图2所示，依据实施例的用于高速交换的MAC过滤设备包括MAC控制逻辑100和中继控制逻辑200。
MAC控制逻辑100判定是否重新发送所接收的数据。这样的MAC控制逻辑100从物理层101接收作为数字信号的数据，将所接收的数据存储在接收缓冲器中，然后通过链接的系统总线将数据存储在更高级的存储器中。MAC控制逻辑100通过更高级程序处理所存储的接收到的数据，生成待发送的发送数据，通过系统总线将数据存储在发送缓冲器中，然后依据控制将发送数据发送至物理层101，以完成数据发送。
另外，中继控制逻辑200包括中继缓冲器210，其预先记录关于待重新发送的目标帧的条件的变量，当从物理层101接收到数据时，复制和存储所接收的数据，且中继控制逻辑监控MAC的发送状态，从而当未使用MAC时发送数据。
当分程传送所接收到的数据时，这样的中继控制逻辑200将实施分程传送的信息写入MAC控制逻辑100中的Tx状态存储器中。这样，由于所接收数据的分程传送被写入MAC控制逻辑100中的Tx状态存储器中，具有能够防止导致MAC控制逻辑100重新分程传送所接收数据的重复处理的效果。
条件的变量可以包括目的地址(DA)、源地址(SA)、类型/长度和发送时间信息。
这种情况下，MAC控制逻辑100可以分析以太网帧上的接收到的数据以确定前同步码、DA、SA和类型字段以及用户设定的MAC过滤条件，从而判定是否重新发送接收到的数据。
另外，中继控制逻辑200可以设置变量以便能够为了网络和系统的操作与速度而控制发送时间。
图4是依据实施例的用于高速交换的MAC过滤方法的流程图。
首先，在步骤S100中，利用中继控制逻辑200预先设置关于待重新发送的目标帧的条件的变量。
在步骤S200中，当从物理层接收数据时，将所接收的数据存储在中继缓冲器210中。
然后，在步骤S300中判定是否重新发送所接收的数据。在该示例中，判定是否重新发送所接收的数据可以包括分析以太网帧上的数据以确定前同步码、DA、SA和类型字段以及由用户设定的MAC过滤条件。
当需要重新发送所接收的数据时(步骤S300中的是(YES))，由于发生数据冲突，所以在步骤S400中监控MAC的发送状态以便当未使用MAC时分程传送所接收的数据。
然后，在步骤S500中，将正在分程传送所接收的数据的信息写入MAC控制逻辑100中的Tx状态存储器中。
当无需分程传送所接收的数据时(步骤S300中否(NO))，在步骤S600中结束重新发送所接收的数据的处理。
条件中的变量包括DA、SA、类型/长度和发送时间信息。
因为在典型的方法中，所接收的数据帧被存储在存储器中且程序分析帧以处理待发送的数据，所以当需要高速数据发送时，依据实施例的具有上述配置的用于高速交换的MAC过滤设备和方法需要很多时间和很多的资源，但用于高速交换的MAC过滤设备和方法由于MAC侧包括CAM、DA、SA和类型/长度过滤逻辑而具有能够使高速数据发送实现的效果在于，且立即发送所述帧。
依据实施例，设置变量以能够为了网络和系统的操作与速度而控制发送时间。这样，通过设置能够控制发送时间的变量，能够在完成接收后发送帧，或者还能够一接收到数据就发送数据。
尽管已经参照数个其示范实施例描述了一些实施例，但应该理解的是，本领域技术人员能够设想出将落在本公开原理的精神和范围内的许多其他修改和实施例。更具体地，在本公开、附图及所附权利要求的范围内可以对主题组合布置的组成部件和/或布置做出各种变化和修改。除了对组成部件和/或布置做出的各种变化和修改以外，对于本领域的技术人员来说，替代使用也将是显而易见的。

Claims (9)

1.一种用于高速交换的介质访问控制(MAC)过滤方法，所述MAC过滤方法包括：
利用中继控制逻辑设置关于待重新发送的目标帧的条件的变量；
接收来自物理层的数据；
将接收到的数据存储在中继缓冲器中；
判定是否重新发送接收到的数据；
当作为判定的结果需要重新发送接收到的数据时，监控MAC控制逻辑的发送状态，并当未使用所述MAC控制逻辑时，发送接收到的数据，以防止数据冲突；以及
当发送接收到的数据时，将正在发送接收到的数据的信息存储在所述MAC控制逻辑中的发送状态存储器中。
2.根据权利要求1所述的MAC过滤方法，其中在设置所述条件的变量中，所述条件的变量包括目的地址(DA)、源地址(SA)和类型/长度。
3.根据权利要求2所述的MAC过滤方法，其中在设置所述条件的变量中，所述条件的变量进一步包括关于发送时间的信息。
4.根据权利要求1所述的MAC过滤方法，其中判定是否重新发送接收到的数据包括分析以太网帧上的数据且基于前同步码、DA、SA和类型字段来判定是否重新发送。
5.根据权利要求4所述的MAC过滤方法，其中判定是否重新发送接收到的数据进一步包括基于由用户设定的MAC过滤条件来判定。
6.根据权利要求1所述的MAC过滤方法，其中设置所述条件的变量进一步包括设置使得为了网络和系统的操作和速度而能够控制发送所接收的数据的时间的变量。
7.一种MAC过滤装置，包括：
物理层；
MAC控制逻辑，其被配置为接收来自物理层的数据并判定是否重新发送接收到的接收数据；以及
中继控制逻辑，其被配置为
设置关于待重新发送的目标帧的条件的变量，
将接收到的数据存储在中继缓冲器中，
当作为判定的结果需要重新发送接收到的数据时，监控所述MAC控制逻辑的发送状态并且当未使用所述MAC控制逻辑时发送接收到的数据，以及
当发送接收到的数据时，将正在发送接收到的数据的信息存储在发送状态存储器中。
8.根据权利要求7所述的MAC过滤装置，其中所述中继控制逻辑被配置为进一步设置为了网络和系统的操作和速度而控制发送所接收的数据的启动时间的变量。
9.根据权利要求8所述的MAC过滤装置，其中所述MAC控制逻辑接收来自所述物理层的数字信号数据，将接收到的数字信号数据存储在接收缓冲器中，并通过系统总线将存储在所述接收缓冲器中的接收的数字信号数据存储在更高级的存储器中。
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