CN109450875B - Mac层封装方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种MAC层封装方法及装置，该方法包括：获取网络层发送的业务流数据，并基于本地预设业务流属性表确定业务流数据的目标业务流属性；基于目标业务流属性按照预设定义对业务流数据进行第一封装，得到原始MAC帧；基于目标封装方式对原始MAC帧进行第二封装，得到物理帧，该物理帧无需填充。在本实施例中，既能实现定长封装，又能实现变长封装，普适性好，并且封装得到的物理帧无需填充，提高了传输效率，缓解了现有的MAC层封装得到的物理帧传输效率低下的技术问题。

Description

MAC层封装方法及装置

技术领域

本发明涉及通信的技术领域，尤其是涉及一种MAC层封装方法及装置。

背景技术

大多数通信系统遵循开放系统互连参考模型(Open System Interconnect，OSI)或者将其若干层合并的简化版本，从低到高依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。以IEEE802系列标准为典型代表的网络协议，进一步把数据链路层分为逻辑链路控制(Logical Link Control，LLC)和介质访问控制(Media AccessControl，MAC)两个子层。MAC子层一方面负责把物理层数据组装成LLC业务帧，另一方面向LLC层提供介质访问方法，包括将业务帧映射(或者封装)到屋里层比特流。

LLC子层传递到MAC子层的数据帧来自业务流，一般情况下数据帧长度是可变的，常见的可变单位是字节。典型代表为IP包，理论上的帧长范围为20(仅包含IP包头的长度)至65535字节，在不考虑千兆以上以太网定义的巨型帧时，传统以太网承载IP包的长度一般在20至1500字节之间可变。

现有的MAC层封装技术，可以按照物理层数据帧的定长和可变划分为以下两类：

现有技术一：物理层的数据帧为变长，典型代表是以太网。MAC层封装通过直接添加相应字段来构成物理帧。例如在以太网中，在IP包前添加目的MAC地址、源MAC地址、类型字段，在包尾添加CRC校验，即构成变长的以太网MAC帧。该类技术一般适用于有线信道和有线通信系统。

现有技术二：物理层的数据帧长为定长，典型代表是DVB-S系统。当物理层选用分组码作为差错控制编码方案时，数据帧长度一般是确定的，取决于选用的分组码码长(信息位位数)，在某些情况下会根据信道条件选择若干种分组码(每次选择若干种中的一种)，对应的帧长度也存在若干种选项。此时MAC层封装首先通过添加MAC层信息构成变长MAC帧，然后再通过切片封装到定长物理帧。以DVB-S系统为例，以TS(Transport Stream，交通流)包作为物理层基本帧结构，长度为188字节，在承载IP协议时一般采用多协议封装(Multi-Protocol Encapsulation，MPE)标准，将变长的IP包添加包头包尾后构成变长MPE包(即变长MAC包)，再经过分片、填充装入定长TS包中。无线通信系统一般采用该类技术。

但是在无线通信系统，尤其是卫星通信系统中，现有技术二存在以下缺点：

一、由变长包封装到定长物理帧时，由于长度不匹配，最后一个物理帧剩余的空闲位置往往采用填充的方法补齐，导致协议的传输效率下降。

二、在收端必须经过解封装过程，即将若干个定长包拼接恢复出原始的变长包后才能进行路由交换，处理复杂度较高，存在多个业务流复接时更需要开销较多的存储器资源，在星载交换场景下缺陷尤为明显。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种MAC层封装方法及装置，以缓解现有的MAC层封装得到的物理帧传输效率低下的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种MAC层封装方法，包括：

获取网络层发送的业务流数据，并基于本地预设业务流属性表确定所述业务流数据的目标业务流属性，所述目标业务流属性中包括目标封装方式，所述目标封装方式包括以下任一种：定长封装方式，变长封装方式；

基于所述目标业务流属性按照预设定义对所述业务流数据进行第一封装，得到原始MAC帧，其中，所述第一封装包括：添加MAC帧头，或者，添加MAC帧头和帧尾；

基于所述目标封装方式对所述原始MAC帧进行第二封装，得到物理帧，并将所述物理帧发送至物理层，以使所述物理层对所述物理帧执行信道传输所需的编码、调制后输出到对应的信道，所述物理帧无需填充。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，基于所述目标业务流属性按照预设定义对所述业务流数据进行第一封装包括：

基于所述目标业务流属性按照所述预设定义确定业务流标签、MAC标志位和MAC扩展头部，其中，所述业务流标签包括：版本号、路径标签和业务标签，所述MAC标志位包括：后续扩展包头指示、CRC有效指示、压缩有效指示、加密有效指示、定长MAC指示、承载协议类型，所述MAC扩展头部可为多级可扩展头部；

将所述业务流标签、所述MAC标志位和所述MAC扩展头部作为所述MAC帧头添加在所述业务流数据之前，得到所述原始MAC帧；

或者，

将所述业务流标签、所述MAC标志位和所述MAC扩展头部作为所述MAC帧头添加在所述业务流数据之前，且将循环冗余校验码CRC作为所述帧尾添加在所述业务流数据之后，得到所述原始MAC帧。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，将所述业务流标签、所述MAC标志位和所述MAC扩展头部作为所述MAC帧头添加在所述业务流数据之前，得到所述原始MAC帧包括：

如果所述目标业务流属性中包含附加功能，则对所述业务流数据执行所述附加功能的操作，并在执行所述附加功能后的业务流数据之前添加所述MAC帧头，得到所述原始MAC帧；

将所述业务流标签、所述MAC标志位和所述MAC扩展头部作为所述MAC帧头添加在所述业务流数据之前，且将循环冗余校验码CRC作为所述帧尾添加在所述业务流数据之后，得到所述原始MAC帧包括：

如果所述目标业务流属性中包含所述附加功能，则对所述业务流数据执行所述附加功能的操作，并在执行所述附加功能后的业务流数据之前添加所述MAC帧头，在执行所述附加功能后的业务流数据之后添加所述循环冗余校验码，得到所述原始MAC帧。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，当所述目标封装方式为所述定长封装方式时，基于所述目标封装方式对所述原始MAC帧进行第二封装包括：

对具有相同业务流标签的所述原始MAC帧进行组合，得到原始MAC帧序列；

获取预设切片长度，并根据所述预设切片长度对所述原始MAC帧序列中的原始MAC帧进行切片，得到定长MAC帧，其中，所述定长MAC帧包括：所述原始MAC帧中的业务流标签，MAC切片标记，MAC切片数据；

在所述定长MAC帧之前添加定长的物理层帧头，得到所述物理帧。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述MAC切片标记包括：首个切片标记、末尾切片标记、切片序号和下一切片位置指针；

所述MAC切片数据为所述原始MAC帧中所述MAC标志位之后的数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，当所述目标封装方式为所述变长封装方式时，基于所述目标封装方式对所述原始MAC帧进行第二封装包括：

按照物理层帧长对所述原始MAC帧进行封装，得到带有PHY切片标记的数据帧；

在所述带有PHY切片标记的数据帧之前添加变长的物理层帧头，得到所述物理帧。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述PHY切片标记包括：首个切片标记、末尾切片标记、切片序号和下一切片位置指针。

第二方面，本发明实施例还提供了一种MAC层封装装置，包括：

适配模块，用于获取网络层发送的业务流数据，并基于本地预设业务流属性表确定所述业务流数据的目标业务流属性，所述目标业务流属性中包括目标封装方式，所述目标封装方式包括以下任一种：定长封装方式，变长封装方式；

第一封装模块，用于基于所述目标业务流属性按照预设定义对所述业务流数据进行第一封装，得到原始MAC帧，其中，所述第一封装包括：添加MAC帧头，或者，添加MAC帧头和帧尾；

第二封装模块，用于基于所述目标封装方式对所述原始MAC帧进行第二封装，得到物理帧，并将所述物理帧发送至物理层，以使所述物理层对所述物理帧执行信道传输所需的编码、调制后输出到对应的信道，所述物理帧无需填充。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述第一封装模块包括：

适配单元，用于基于所述目标业务流属性按照所述预设定义确定业务流标签、MAC标志位和MAC扩展头部，其中，所述业务流标签包括：版本号、路径标签和业务标签，所述MAC标志位包括：后续扩展包头指示、CRC有效指示、压缩有效指示、加密有效指示、定长MAC指示、承载协议类型，所述MAC扩展头部可为多级可扩展头部；

第一添加单元，用于将所述业务流标签、所述MAC标志位和所述MAC扩展头部作为所述MAC帧头添加在所述业务流数据之前，得到所述原始MAC帧；

或者，

第二添加单元，用于将所述业务流标签、所述MAC标志位和所述MAC扩展头部作为所述MAC帧头添加在所述业务流数据之前，且将循环冗余校验码CRC作为所述帧尾添加在所述业务流数据之后，得到所述原始MAC帧。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述第一封装模块还用于：

如果所述目标业务流属性中包含附加功能，则对所述业务流数据执行所述附加功能的操作，并在执行所述附加功能后的业务流数据之前添加所述MAC帧头，得到所述原始MAC帧；

如果所述目标业务流属性中包含所述附加功能，则对所述业务流数据执行所述附加功能的操作，并在执行所述附加功能后的业务流数据之前添加所述MAC帧头，在执行所述附加功能后的业务流数据之后添加所述循环冗余校验码，得到所述原始MAC帧。

本发明实施例带来了以下有益效果：

在本发明实施例中，首先获取网络层发送的业务流数据，并基于本地预设业务流属性表确定业务流数据的目标业务流属性；然后，基于目标业务流属性按照预设定义对业务流数据进行第一封装，得到原始MAC帧；最后，基于目标封装方式(即定长封装方式或变长封装方式)对原始MAC帧进行第二封装，得到物理帧，其中，得到的物理帧无需填充。通过上述描述可知，在本实施例中，既能实现定长封装，又能实现变长封装，普适性好，并且封装得到的物理帧无需填充，提高了传输效率，缓解了现有的MAC层封装得到的物理帧传输效率低下的技术问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种MAC层封装方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的原始MAC帧的封装示意图；

图3为本发明实施例提供的基于定长封装方式对原始MAC帧进行第二封装的方法流程图；

图4为本发明实施例提供的定长封装方式的示意图；

图5为本发明实施例提供的基于变长封装方式对原始MAC帧进行第二封装的方法流程图；

图6a为本发明实施例提供的变长封装方式中，原始MAC帧的帧长更长情况下的示意图；

图6b为本发明实施例提供的变长封装方式中，物理层帧长更长情况下的示意图；

图7为本发明实施例提供的MAC层封装装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种MAC层封装方法进行详细介绍。

实施例一：

根据本发明实施例，提供了一种MAC层封装方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种MAC层封装方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取网络层发送的业务流数据，并基于本地预设业务流属性表确定业务流数据的目标业务流属性，目标业务流属性中包括目标封装方式，目标封装方式包括以下任一种：定长封装方式，变长封装方式；

在本发明实施例中，该MAC层封装方法是在数据链路层进行的，数据链路层又包括逻辑链路控制子层和介质访问控制子层。

具体的，逻辑链路控制子层接收来自网络层的业务流数据(即IP包)，然后，将业务流数据与本地预设业务流属性表进行匹配查询，例如可根据IP包的目的地址和端口号在本地预设业务流属性表中确定出该IP包的目标业务流属性。目标业务流属性具体是指业务流规则，可以理解为需要对该业务流数据所进行的具体操作和该业务流数据的信息，其中包含：业务流类型(比如视频服务或www服务等)、目标封装方式、附加功能等。

步骤S104，基于目标业务流属性按照预设定义对业务流数据进行第一封装，得到原始MAC帧，其中，第一封装包括：添加MAC帧头，或者，添加MAC帧头和帧尾；

在得到目标业务流属性后，逻辑链路控制子层进一步基于目标业务流属性按照预设定义对业务流数据进行第一封装，得到原始MAC帧，进而将得到的原始MAC帧发送至介质访问控制子层。具体的，该原始MAC帧为变长MAC帧。

步骤S106，基于目标封装方式对原始MAC帧进行第二封装，得到物理帧，并将物理帧发送至物理层，以使物理层对物理帧执行信道传输所需的编码、调制后输出到对应的信道，物理帧无需填充。

介质访问控制子层在得到原始MAC帧后，基于目标封装方式(定长封装方式或变长封装方式)对原始MAC帧进行第二封装，得到物理帧，该物理帧无需填充，其中包含的数据都为有效数据，大大提高了封装效率。在得到物理帧后，将该物理帧发送至物理层，以使物理层对该物理帧执行信道传输所需的编码、调制后输出到对应的信道。

在本发明实施例中，首先获取网络层发送的业务流数据，并基于本地预设业务流属性表确定业务流数据的目标业务流属性；然后，基于目标业务流属性按照预设定义对业务流数据进行第一封装，得到原始MAC帧；最后，基于目标封装方式(即定长封装方式或变长封装方式)对原始MAC帧进行第二封装，得到物理帧，其中，得到的物理帧无需填充。通过上述描述可知，在本实施例中，既能实现定长封装，又能实现变长封装，普适性好，并且封装得到的物理帧无需填充，提高了传输效率，缓解了现有的MAC层封装得到的物理帧传输效率低下的技术问题。

上述内容对本发明的MAC层封装方法进行了整体介绍，下面对其中涉及到的具体内容进行详细介绍。

下面先对第一封装的过程进行详细介绍，在一个可选地实施方式中，基于目标业务流属性按照预设定义对业务流数据进行第一封装包括如下(1)-(3)步骤：

(1)基于目标业务流属性按照预设定义确定业务流标签、MAC标志位和MAC扩展头部，其中，业务流标签包括：版本号、路径标签和业务标签，MAC标志位包括：后续扩展包头指示、CRC有效指示、压缩有效指示、加密有效指示、定长MAC指示、承载协议类型，MAC扩展头部可为多级可扩展头部；

具体的，如图2所示，MAC帧头包括：业务流标签、MAC标志位和MAC扩展头部。

其中，业务流标签包括：版本号、路径标签和业务标签，可以从目标业务流属性中得到；

MAC标志位包括：后续扩展包头指示、CRC有效指示、压缩有效指示、加密有效指示、定长MAC指示、承载协议类型，其中的CRC有效指示、压缩有效指示、加密有效指示和定长MAC指示可以从目标业务流属性中得到，其中的后续扩展包头指示为1或0，当后续扩展包头指示为1时，表示有后面的MAC扩展头部，当后续扩展包头指示为0时，表示没有后面的MAC扩展头部，其中的承载协议类型可以从目标业务流属性中得到，也可以自定义；

而MAC扩展头部则根据封装的需求设置，该MAC扩展头部可为多级可扩展头部。例如，一个需要加密的IP包，可以选择具有加密的密钥和长度两个扩展包头。第一个扩展包头的后续扩展包头指示字段为有效，扩展包头长度字段指明密钥(即扩展包头数据字段)的长度，扩展包头类型字段为加密密钥的类型编码，扩展包头数据字段为密钥。根据第一个扩展包头的后续扩展包头有效指示可知有第二个扩展包头(即为多级可扩展头部)，此例中第二个扩展包头的后续扩展包头指示字段为无效(即多级可扩展头部的长度为2)，扩展包头长度字段指明MAC帧载荷部分长度域的长度，例如用4字节表示MAC帧载荷部分长度，则扩展包头长度字段值为4，扩展包头类型字段为MAC帧载荷部分长度的类型编码，扩展包头数据字段为MAC帧载荷部分长度值。下面中再对MAC帧载荷部分进行介绍。

(2)将业务流标签、MAC标志位和MAC扩展头部作为MAC帧头添加在业务流数据之前，得到原始MAC帧；

具体的，如果目标业务流属性中包含附加功能，则对业务流数据执行附加功能的操作，并在执行附加功能后的业务流数据之前添加MAC帧头，得到原始MAC帧；其中，附加功能可以包括但并不限于以下至少之一：加密操作，压缩操作，在本发明实施例中，执行附加功能后的业务流数据即为图2中的MAC帧载荷部分。

另外，如果目标业务流属性中不包含附加功能，则直接在业务流数据之前添加MAC帧头，得到原始MAC帧，此时，业务流数据即为图2中的MAC帧载荷部分。

上述(2)中给出了一种得到原始MAC帧的过程，下面再给出另一种得到原始MAC帧的过程，如下述(3)所示，需要说明的是，具体实现时，采用(2)和(3)中的任一种得到原始MAC帧。

(3)将业务流标签、MAC标志位和MAC扩展头部作为MAC帧头添加在业务流数据之前，且将循环冗余校验码CRC作为帧尾添加在业务流数据之后，得到原始MAC帧。

具体的，如果目标业务流属性中包含附加功能，则对业务流数据执行附加功能的操作，并在执行附加功能后的业务流数据之前添加MAC帧头，在执行附加功能后的业务流数据之后添加循环冗余校验码，得到原始MAC帧。其中，附加功能包括以下至少之一：加密操作，压缩操作，在本发明实施例中，执行附加功能后的业务流数据即为图2中的MAC帧载荷部分。

另外，如果目标业务流属性中不包含附加功能，则直接在业务流数据之前添加MAC帧头，并在业务流数据之后添加循环冗余校验码，得到原始MAC帧，此时，业务流数据即为图2中的MAC帧载荷部分。

上述内容对第一封装的过程进行了具体介绍，下面对第二封装的过程进行详细描述。

在一个可选的实施方式中，参考图3，当目标封装方式为定长封装方式时，基于目标封装方式对原始MAC帧进行第二封装包括如下步骤：

步骤S301，对具有相同业务流标签的原始MAC帧进行组合，得到原始MAC帧序列，原始MAC帧序列中每个原始MAC帧中都包含有相同业务流标签。

步骤S302，获取预设切片长度，并根据预设切片长度对原始MAC帧序列中的原始MAC帧进行切片，得到定长MAC帧，其中，定长MAC帧包括：原始MAC帧中的业务流标签，MAC切片标记，MAC切片数据；

下面对该过程进行详细介绍，如图4所示，在原始MAC帧序列中，第一个原始MAC帧为图4最上面的一行，假设该原始MAC帧的长度为250字节，而预设切片长度为100字节。

实现时，先继承该原始MAC帧中的业务流标签到定长MAC帧中的定长MAC业务流标签，之后添加MAC切片标记，假设该业务流标签的长度为7字节，定长MAC帧中的MAC切片标记的长度为3字节，即定长MAC业务流标签和MAC切片标记已经占用了10字节，100字节的预设切片长度中还剩余90字节，对第一个原始MAC帧的标志位开始进行切片，得到第一个90字节的MAC切片数据，该第一个90字节的MAC切片数据和前面的3字节MAC切片标记，7字节定长MAC业务流标签(即原始MAC帧中的业务流标签)共同组成了第一个100字节的定长MAC帧(如图4中的第二行的前半段)；

由于第一个原始MAC帧的长度为250字节，去掉了7字节的业务流标签和后续的90字节数据，剩余153字节，然后在第一个100字节的定长MAC帧之后继承7字节的原始MAC帧中的业务流标签，在继承的业务流标签之后添加3字节的MAC切片标记，即业务流标签和MAC切片标记占用了10字节，100字节的预设切片长度中还剩余90字节，所以对第一个原始MAC帧中剩余的153字节再进行切片，得到第二个90字节的MAC切片数据(剩余63字节)，该第二个90字节的MAC切片数据和其前面的3字节MAC切片标记，7字节业务流标签组成了第二个100字节的定长MAC帧；

在完成第二次切片后，第一个原始MAC帧剩余63字节，而该剩余的63字节不足以装满一个完整的100字节的定长MAC帧，那么需要对原始MAC帧序列中的第二个原始MAC帧进行切片，提高封装效率。具体过程为，在第二个100字节的定长MAC帧之后继承7字节的原始MAC帧中的业务流标签，在继承的业务流标签之后添加3字节的MAC切片标记，然后第一个原始MAC帧中剩余的63字节作为MAC切片数据，这样一共是7+3+63＝73字节，还有27字节的容量，然后在27字节的容量中继续添加3字节的切片标记，这样就剩余24节的容量，进而从第二原始MAC帧的标志位开始进行切片，得到24字节的MAC切片数据(即图4中第二行的下一MAC切片数据)，这样就共同组成了第三个100字节的定长MAC帧，其中包含7字节的定长MAC业务流标签，3字节的MAC切片标记，63字节的MAC切片数据，3字节的MAC切片标记，24节的下一MAC切片数据(如图4中的第二行后半段)。

需要说明的是，MAC切片数据为原始MAC帧中MAC标志位之后的数据，如图4所示，MAC切片标记包括：首个切片标记、末尾切片标记、切片序号和下一切片位置指针。

下面以上述250字节的原始MAC帧为例对MAC切片标记进行说明，上述举例中，得到了三个定长MAC帧，对于第一个定长MAC帧，其对应的MAC切片标记中的首个切片标记为1(因为它确实是第一个原始MAC帧的第一个MAC切片数据)，末尾切片标记为0(因为它不是第一个原始MAC帧的最后一个MAC切片数据)，切片序号为3(表示第一个原始MAC帧中得到的MAC切片数据的总切片数)，下一切片位置指针指示本MAC切片数据之后，下一MAC切片数据在本定长MAC帧中的位置指针，计数从定长MAC帧业务流标签之后开始，下标从0开始，在本例中没有下一MAC切片数据，因而位置指针填写0(这里不再对下一切片位置指针的值进行具体介绍)。

对于第二个定长MAC帧，其对应的MAC切片标记中的首个切片标记为0(因为它不是第一个原始MAC帧的第一个MAC切片数据)，末尾切片标记为0(因为它也不是第一个原始MAC帧的最后一个MAC切片数据)，切片序号为1(表示由第一个原始MAC帧形成的切片数据的顺序计数，下标从0开始，到这里第二个切片正好为1)。

对于第三个定长MAC帧，其对应的MAC切片标记有两个，对于前面的一个MAC切片标记(该MAC切片标记为与第一个原始MAC帧对应的MAC切片标记)来讲，其中的首个切片标记为0(因为它不是第一个原始MAC帧的第一个MAC切片数据)，末尾切片标记为1(因为它是第一个原始MAC帧的最后一个MAC切片数据)，切片序号为2(表示由第一个原始MAC帧形成的切片数据的顺序计数，下标从0开始，到这里第三个切片正好为2)。对于后面一个MAC切片标记，其为与第二个原始MAC帧对应的MAC切片标记，其中的首个切片标记为1(因为它确实是第二个原始MAC帧的第一个MAC切片数据)，而末尾切片标记，切片序号要根据具体的第二个原始MAC帧的长度情况而确定，其确定的过程与上述第一原始MAC帧对应的MAC切片标记的确定过程相同，在此不再赘述。

需要说明的是，对于长度小于1个切片长度的原始MAC帧，将只有1个MAC切片数据，首个切片标记和末尾切片标记同时为“1”，切片序号也固定为“1”。

步骤S303，在定长MAC帧之前添加定长的物理层帧头，得到物理帧。

在得到定长MAC帧之后，在每个定长MAC帧之前添加定长的物理层帧头(如图4中的PHY帧头指示定长MAC)，得到物理帧。

进而将物理帧发送至物理层，如果物理层此时分组码确定的物理层帧长为200字节，那么就发送两个上述100字节的定长MAC帧；如果物理层此时分组码确定的物理层帧长为300字节，那么就发送三个上述100字节的定长MAC帧；而如果物理层此时分组码确定的物理层帧长为100字节，那么就发送一个上述100字节的定长MAC帧。即一个物理层分组码中可以包含1个定长MAC帧，也可以包含多个定长MAC帧。由于每个定长MAC帧中都有业务流标签的存在，所以接收方无需将物理帧恢复到原始MAC帧，其可以将定长MAC帧组成的物理帧直接送往出口进行交换，降低了处理复杂度。

上述内容对定长封装方式进行了详细介绍，下面对变长封装方式进行具体描述。

在一个可选地实施方式中，参考图5，当目标封装方式为变长封装方式时，基于目标封装方式对原始MAC帧进行第二封装包括如下步骤：

步骤S501，按照物理层帧长对原始MAC帧进行封装，得到带有PHY切片标记的数据帧；

情况一：除去PHY切片标记后物理帧层帧长和原始MAC帧的帧长长相等；

如果物理帧层帧长为254字节，其中的PHY切片标记的长度为4字节，剩余250字节的容量，而如果原始MAC帧的帧长等于250字节，该250字节的原始MAC帧正好装入上述250字节的剩余容量中，那么该250字节的原始MAC帧和其前面的4字节的PHY切片标记即为带有PHY切片标记的数据帧；

情况二：原始MAC帧的帧长更长；

如果物理层帧长为104字节，其中的第一个PHY切片标记的长度为4字节，剩余100字节的容量，而如果原始MAC帧的帧长还等于250字节，那么对该250字节的原始MAC帧进行切片，得到一个100字节的PHY切片数据，装入上述剩余的100字节的容量中，那么得到的100字节的PHY切片数据和其前面的4字节的PHY切片标记即为带有PHY切片标记的数据帧(如图6a中的第二行的前半段)；假如接下来第二个物理帧帧长为208字节，其中的PHY切片标记的长度为4字节，剩余204字节的容量，而上述切片后的原始MAC帧剩余150字节，该剩余的150字节的原始MAC帧作为PHY切片数据装入上述204字节的剩余容量中后，还剩余54字节的容量，再在该54字节的剩余容量中装4字节的PHY切片标记，剩余50字节的容量，那么继续对上述250字节的原始MAC帧的下一原始MAC帧进行切片，得到一个50字节的下一MAC帧PHY切片数据，装入上述50字节的剩余容量中，即可将该208字节的物理帧装满，而此时第一个4字节的PHY切片标记+切片剩余的150字节的原始MAC帧+第二个4字节的PHY切片标记+切片得到的50字节的下一原始MAC帧数据即为带有PHY切片标记的数据帧(如图6a中的第二行的后半段)。

情况三：物理层帧长更长；

如果物理层帧长为762字节，其中的第一个PHY切片标记的长度为4字节，剩余758字节的容量，而如果原始MAC帧的帧长还等于250字节(250<758)，那么将该250字节的原始MAC帧作为PHY切片数据(也可称之为MAC帧，因为正好是整个250字节的原始MAC帧)装入758字节的剩余容量中，这样还剩余508字节的容量，若装入的第二个PHY切片标记的长度也为4字节，剩余504字节的容量，如果下一原始MAC帧也等于250字节，那么将下一250字节的原始MAC帧装入504字节的剩余容量中，此时还剩余254字节的容量，若装入的第三个PHY切片标记的长度还为4字节，剩余250字节的容量，如果再下一原始MAC帧也等于250字节，那么将再下一250字节的原始MAC帧作为PHY切片数据装入250字节的剩余容量中，这样才将该762字节的物理帧装满。而此时第一个PHY切片标记+第一个250字节的原始MAC帧+第二个PHY切片标记+第二个250字节的原始MAC帧+第三个PHY切片标记+第三个250字节的原始MAC帧即为带有PHY切片标记的数据帧(如图6b中的第二行)。

其中，PHY切片标记包括：首个切片标记、末尾切片标记、切片序号和下一切片位置指针。PHY切片标记中各字段的定义与步骤S302中的MAC切片标记中的对应字段相同，在此不再赘述。

步骤S502，在带有PHY切片标记的数据帧之前添加变长的物理层帧头，得到物理帧。

在得到带有PHY切片标记的数据帧后，在每个带有PHY切片标记的数据帧之前添加变长的物理层帧头(如图6a和图6b中的PHY帧头指示变长MAC)，得到物理帧。

在本发明中，得到的物理帧无需填充，提高了封装效率，进而提高了物理帧的传输效率，当采用图4形式的定长封装方式时，由于有业务流标签的存在，接收方无需将物理帧恢复到原始MAC帧就可以送往出口进行交换，降低了处理复杂度，当采用图6a和图6b形式的变长封装方式时，虽无法降低处理复杂度，但是相较于图4的定长封装方式，图6a和图6b的变长封装方式具有更高的封装效率，可根据实际需求选择定长封装方式或变长封装方式，普适性好。

另外，采用变长封装方式时，可以将定长MAC帧作为变长MAC帧的一种特例，将变长MAC帧与定长MAC帧混合封装，即图6b所示中的第二行，变长封装时装入的是原始MAC帧，定长封装时装入的是定长MAC帧，从而构成混合封装，此时在PHY帧头指示为变长。在接收方，通过业务流标签确定封装内部的MAC帧是变长的原始MAC帧还是定长MAC帧。

实施例二：

本发明实施例还提供了一种MAC层封装装置，该MAC层封装装置主要用于执行本发明实施例上述内容所提供的MAC层封装方法，以下对本发明实施例提供的MAC层封装装置做具体介绍。

图7是根据本发明实施例的一种MAC层封装装置的示意图，如图7所示，该MAC层封装装置主要包括适配模块10，第一封装模块20和第二封装模块30，其中：

适配模块，用于获取网络层发送的业务流数据，并基于本地预设业务流属性表确定业务流数据的目标业务流属性，目标业务流属性中包括目标封装方式，目标封装方式包括以下任一种：定长封装方式，变长封装方式；

第一封装模块，用于基于目标业务流属性按照预设定义对业务流数据进行第一封装，得到原始MAC帧，其中，第一封装包括：添加MAC帧头，或者，添加MAC帧头和帧尾；

第二封装模块，用于基于目标封装方式对原始MAC帧进行第二封装，得到物理帧，并将物理帧发送至物理层，以使物理层对物理帧执行信道传输所需的编码、调制后输出到对应的信道，物理帧无需填充。

在本发明实施例中，首先获取网络层发送的业务流数据，并基于本地预设业务流属性表确定业务流数据的目标业务流属性；然后，基于目标业务流属性按照预设定义对业务流数据进行第一封装，得到原始MAC帧；最后，基于目标封装方式(即定长封装方式或变长封装方式)对原始MAC帧进行第二封装，得到物理帧，其中，得到的物理帧无需填充。通过上述描述可知，在本实施例中，既能实现定长封装，又能实现变长封装，普适性好，并且封装得到的物理帧无需填充，提高了传输效率，缓解了现有的MAC层封装得到的物理帧传输效率低下的技术问题。

可选地，第一封装模块包括：

适配单元，用于基于目标业务流属性按照预设定义确定业务流标签、MAC标志位和MAC扩展头部，其中，业务流标签包括：版本号、路径标签和业务标签，MAC标志位包括：后续扩展包头指示、CRC有效指示、压缩有效指示、加密有效指示、定长MAC指示、承载协议类型，MAC扩展头部可为多级可扩展头部；

第一添加单元，用于将业务流标签、MAC标志位和MAC扩展头部作为MAC帧头添加在业务流数据之前，得到原始MAC帧；

或者，

第二添加单元，用于将业务流标签、MAC标志位和MAC扩展头部作为MAC帧头添加在业务流数据之前，且将循环冗余校验码CRC作为帧尾添加在业务流数据之后，得到原始MAC帧。

可选地，第一封装模块还用于：

如果目标业务流属性中包含附加功能，则对业务流数据执行附加功能的操作，并在执行附加功能后的业务流数据之前添加MAC帧头，得到原始MAC帧；

如果目标业务流属性中包含附加功能，则对业务流数据执行附加功能的操作，并在执行附加功能后的业务流数据之前添加MAC帧头，在执行附加功能后的业务流数据之后添加循环冗余校验码，得到原始MAC帧。

可选地，当目标封装方式为定长封装方式时，第二封装模块包括：

组合单元，用于对具有相同业务流标签的原始MAC帧进行组合，得到原始MAC帧序列；

切片单元，用于获取预设切片长度，并根据预设切片长度对原始MAC帧序列中的原始MAC帧进行切片，得到定长MAC帧，其中，定长MAC帧包括：原始MAC帧中的业务流标签，MAC切片标记，MAC切片数据；

第三添加单元，用于在定长MAC帧之前添加定长的物理层帧头，得到物理帧。

可选地，MAC切片标记包括：首个切片标记、末尾切片标记、切片序号和下一切片位置指针；

MAC切片数据为原始MAC帧中MAC标志位之后的数据。

可选地，当目标封装方式为变长封装方式时，第二封装模块包括：

封装单元，用于按照物理层帧长对原始MAC帧进行封装，得到带有PHY切片标记的数据帧；

第四添加单元，用于在带有PHY切片标记的数据帧之前添加变长的物理层帧头，得到物理帧。

可选地，PHY切片标记包括：首个切片标记、末尾切片标记、切片序号和下一切片位置指针。

本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

本发明实施例所提供的MAC层封装方法及装置的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种MAC层封装方法，其特征在于，包括：

获取网络层发送的业务流数据，并基于本地预设业务流属性表确定所述业务流数据的目标业务流属性，所述目标业务流属性中包括目标封装方式，所述目标封装方式包括以下任一种：定长封装方式，变长封装方式；

基于所述目标业务流属性按照预设定义对所述业务流数据进行第一封装，得到原始MAC帧，其中，所述第一封装包括：添加MAC帧头，或者，添加MAC帧头和帧尾；

基于所述目标封装方式对所述原始MAC帧进行第二封装，得到物理帧，并将所述物理帧发送至物理层，以使所述物理层对所述物理帧执行信道传输所需的编码、调制后输出到对应的信道，所述物理帧无需填充；

基于所述目标业务流属性按照预设定义对所述业务流数据进行第一封装包括：

基于所述目标业务流属性按照所述预设定义确定业务流标签、MAC标志位和MAC扩展头部，其中，所述业务流标签包括：版本号、路径标签和业务标签，所述MAC标志位包括：后续扩展包头指示、CRC有效指示、压缩有效指示、加密有效指示、定长MAC指示和承载协议类型，所述MAC扩展头部为多级可扩展头部；

将所述业务流标签、所述MAC标志位和所述MAC扩展头部作为所述MAC帧头添加在所述业务流数据之前，得到所述原始MAC帧；

或者，

将所述业务流标签、所述MAC标志位和所述MAC扩展头部作为所述MAC帧头添加在所述业务流数据之前，且将循环冗余校验码CRC作为所述帧尾添加在所述业务流数据之后，得到所述原始MAC帧。

2.根据权利要求1所述的MAC层封装方法，其特征在于，

将所述业务流标签、所述MAC标志位和所述MAC扩展头部作为所述MAC帧头添加在所述业务流数据之前，得到所述原始MAC帧包括：

如果所述目标业务流属性中包含附加功能，则对所述业务流数据执行所述附加功能的操作，并在执行所述附加功能后的业务流数据之前添加所述MAC帧头，得到所述原始MAC帧；

将所述业务流标签、所述MAC标志位和所述MAC扩展头部作为所述MAC帧头添加在所述业务流数据之前，且将循环冗余校验码CRC作为所述帧尾添加在所述业务流数据之后，得到所述原始MAC帧包括：

如果所述目标业务流属性中包含附加功能，则对所述业务流数据执行所述附加功能的操作，并在执行所述附加功能后的业务流数据之前添加所述MAC帧头，在执行所述附加功能后的业务流数据之后添加所述循环冗余校验码，得到所述原始MAC帧。

3.根据权利要求1所述的MAC层封装方法，其特征在于，当所述目标封装方式为所述定长封装方式时，基于所述目标封装方式对所述原始MAC帧进行第二封装包括：

对具有相同业务流标签的所述原始MAC帧进行组合，得到原始MAC帧序列；

获取预设切片长度，并根据所述预设切片长度对所述原始MAC帧序列中的原始MAC帧进行切片，得到定长MAC帧，其中，所述定长MAC帧包括：所述原始MAC帧中的业务流标签、MAC切片标记和MAC切片数据；

在所述定长MAC帧之前添加定长的物理层帧头，得到所述物理帧。

4.根据权利要求3所述的MAC层封装方法，其特征在于，

所述MAC切片标记包括：首个切片标记、末尾切片标记、切片序号和下一切片位置指针；

所述MAC切片数据为所述原始MAC帧中所述MAC标志位之后的数据。

5.根据权利要求1所述的MAC层封装方法，其特征在于，当所述目标封装方式为所述变长封装方式时，基于所述目标封装方式对所述原始MAC帧进行第二封装包括：

按照物理层帧长对所述原始MAC帧进行封装，得到带有PHY切片标记的数据帧；

在所述带有PHY切片标记的数据帧之前添加变长的物理层帧头，得到所述物理帧。

6.根据权利要求5所述的MAC层封装方法，其特征在于，

所述PHY切片标记包括：首个切片标记、末尾切片标记、切片序号和下一切片位置指针。

7.一种MAC层封装装置，其特征在于，包括：

适配模块，用于获取网络层发送的业务流数据，并基于本地预设业务流属性表确定所述业务流数据的目标业务流属性，所述目标业务流属性中包括目标封装方式，所述目标封装方式包括以下任一种：定长封装方式，变长封装方式；

第一封装模块，用于基于所述目标业务流属性按照预设定义对所述业务流数据进行第一封装，得到原始MAC帧，其中，所述第一封装包括：添加MAC帧头，或者，添加MAC帧头和帧尾；

第二封装模块，用于基于所述目标封装方式对所述原始MAC帧进行第二封装，得到物理帧，并将所述物理帧发送至物理层，以使所述物理层对所述物理帧执行信道传输所需的编码、调制后输出到对应的信道，所述物理帧无需填充；

所述第一封装模块包括：

适配单元，用于基于所述目标业务流属性按照所述预设定义确定业务流标签、MAC标志位和MAC扩展头部，其中，所述业务流标签包括：版本号、路径标签和业务标签，所述MAC标志位包括：后续扩展包头指示、CRC有效指示、压缩有效指示、加密有效指示、定长MAC指示和承载协议类型，所述MAC扩展头部为多级可扩展头部；

第一添加单元，用于将所述业务流标签、所述MAC标志位和所述MAC扩展头部作为所述MAC帧头添加在所述业务流数据之前，得到所述原始MAC帧；

或者，

第二添加单元，用于将所述业务流标签、所述MAC标志位和所述MAC扩展头部作为所述MAC帧头添加在所述业务流数据之前，且将循环冗余校验码CRC作为所述帧尾添加在所述业务流数据之后，得到所述原始MAC帧。

8.根据权利要求7所述的MAC层封装装置，其特征在于，所述第一封装模块还用于：

如果所述目标业务流属性中包含附加功能，则对所述业务流数据执行所述附加功能的操作，并在执行所述附加功能后的业务流数据之前添加所述MAC帧头，得到所述原始MAC帧；

如果所述目标业务流属性中包含附加功能，则对所述业务流数据执行所述附加功能的操作，并在执行所述附加功能后的业务流数据之前添加所述MAC帧头，在执行所述附加功能后的业务流数据之后添加所述循环冗余校验码，得到所述原始MAC帧。

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