CN110417602A - 以太网通道管理方法和通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种以太网通道管理方法和通信设备，涉及通信技术领域，该方法包括在按照物理编码子层PCS对应的协议进行处理时，在对齐块后插入至少一个管理块，用于承载管理控制报文；还包括获取管理控制报文，将管理控制报文按照至少一个管理块进行分片，并通过至少一个管理块进行承载；提取至少一个管理块中的管理数据，将对管理数据解扰码并组装后得到的管理控制报文发送至应用层；解决了管理通道带宽过低的技术问题，达到了扩展以太网管理通道带宽的技术效果。

Description

以太网通道管理方法和通信设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是以太网通道管理方法和通信设备。

背景技术

目前运营商和业务服务商的数据网络和传送网络基本上都采用智能管控系统，该系统需要从网络设备中收集大量性能数据，并根据需要对网络设备做出相应的控制，同时网络设备之间也有大量的通信控制报文交互，这都需要网络设备提供带宽来传输和承载这些管理和控制报文。

IEEE802.3标准定义的普通以太网如果要承载管理控制报文，则能够承载客户业务的带宽就会相应地减少，并且管理控制报文和客户业务报文之间无法实现硬隔离；光互联网论坛OIF标准组织定义的灵活以太网(Flex Ethernet,FlexE)，可以使用开销帧中定义的“垫层到垫层”(Shim to shim)的管理通道来承载管理控制报文，虽然可以实现管理控制报文和客户业务报文之间的硬隔离，但其开销帧中专门用于管理通道的带宽仅有约1.222Mbps。因此现有以太网端口互连组成的网络中，针对实际的组网和应用需求，存在管理通道带宽过低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种以太网通道管理方法及装置，以解决现有技术中存在的管理通道带宽不足的问题。

第一方面，提供了一种以太网通道管理方法。该方法包括：

在按照物理编码子层PCS对应的协议进行处理时，在对齐块后插入至少一个管理块；所述至少一个管理块用于承载管理控制报文。

在一个可选的实现中，还包括：获取管理控制报文；将所述管理控制报文按照所述至少一个管理块进行分片，并通过所述至少一个管理块进行承载。

在一个可选的实现中，将所述管理控制报文按照所述至少一个管理块进行分片，并通过所述至少一个管理块进行承载包括：将所述管理控制报文按照所述至少一个管理块进行分片；将所述管理控制报文按照分片的先后顺序插入所述至少一个管理块。

在一个可选的实现中，还包括：接收对端发送的PCS的数据单元，所述数据单元包括至少一个管理块，所述至少一个管理块位于对齐块后；提取所述至少一个管理块中的管理数据，将对所述管理数据解扰码并组装后得到的管理控制报文发送至应用层。

在一个可选的实现中，还包括：删除所述数据单元中的所述至少一个管理块，将删除后的数据单元发送至上层处理单元。

在一个可选的实现中，所述在对齐块后插入至少一个管理块包括：在对齐块后插入至少一个66比特的管理块，删除与所述至少一个管理块数量相等的空闲块；或者，在对齐块后插入至少一个257比特的管理块，删除与所述至少一个管理块4倍数量的空闲块。

在一个可选的实现中，所述在对齐块后插入至少一个管理块包括：按照IEEE802.3或OIF定义的对齐块编码规则和插入规则在对齐块后插入至少一个管理块；所述至少一个管理块紧跟所述对齐块插入；所述物理编码子层属于IEEE802.3定义的标准以太网或光互联网论坛OIF定义的灵活以太网。

在一个可选的实现中，当以太网端口为10GE/25GE/40GE/50GE/100GE时，所述至少一个管理块为66比特块；或者，当以太网端口为200GE/400GE时，所述至少一个管理块为257比特块。

本发明提出的上述以太网通道管理方法，在以太网传输管理控制报文时将管理通道带宽通过插入管理块的方式扩展，并在接收管理控制报文后，通过删除管理块的方式恢复，实现了在不占用客户业务报文带宽、不影响其传输的前提下，以太网物理编码子层内部管理控制报文的传输，进而实现以太网的通道管理，灵活地扩展了管理通道带宽。

第二方面，提供了一种以太网通信设备。该通信设备包括：

物理编码子层PCS处理单元，用于在按照PCS对应的协议进行处理时，在对齐块后插入至少一个管理块；所述至少一个管理块用于承载管理控制报文。

在一个可选的实现中，物理编码子层PCS处理单元还用于：获取管理控制报文；将所述管理控制报文按照所述至少一个管理块进行分片，并通过所述至少一个管理块进行承载。

在一个可选的实现中，物理编码子层PCS处理单元还用于：将所述管理控制报文按照所述至少一个管理块进行分片；将所述管理控制报文按照分片的先后顺序插入所述至少一个管理块。

在一个可选的实现中，物理编码子层PCS处理单元还用于：接收对端发送的PCS的数据单元，所述数据单元包括至少一个管理块，所述至少一个管理块位于对齐块后；提取所述至少一个管理块中的管理数据，对所述管理数据解扰码并组装后得到的管理控制报文发送至应用层。

在一个可选的实现中，物理编码子层PCS处理单元还用于：删除所述数据单元中的所述至少一个管理块，将删除后的数据单元发送至上层处理单元。

在一个可选的实现中，物理编码子层PCS处理单元还用于：在对齐块后插入至少一个66比特的管理块，删除与所述至少一个管理块数量相等的空闲块；或者，在对齐块后插入至少一个257比特的管理块，删除与所述至少一个管理块4倍数量的空闲块。

在一个可选的实现中，物理编码子层PCS处理单元还用于：按照IEEE802.3或OIF定义的对齐块编码规则和插入规则在对齐块后插入至少一个管理块；所述至少一个管理块紧跟所述对齐块插入；所述物理编码子层属于IEEE802.3定义的标准以太网或光互联网论坛OIF定义的灵活以太网。

在一个可选的实现中，当以太网端口为10GE/25GE/40GE/50GE/100GE时，所述至少一个管理块为66比特块；或者，当以太网端口为200GE/400GE时，所述至少一个管理块为257比特块。

第三方面，本公开提供了一种以太网通信设备。该电子设备包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器执行所述机器可执行指令以前述第一方面所述的方法。

第四方面，本公开提供了一种机器可读存储介质。所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现前述第一方面所述的方法。

通过本发明实施例，提供了一种以太网通道管理方法及装置，在不影响客户报文传输的情况下实现管理控制报文的传输，能够灵活地扩展以太网管理通道带宽，解决了管理通道带宽不足的问题。

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以太网通道管理方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种66比特管理块结构图；

图3为本发明实施例提供的一种257比特管理块结构图；

图4为本发明实施例提供的一种以太网通道管理发送方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种以太网通道管理接收方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的一种以太网通道管理方法发送端的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的一种以太网通道管理方法接收端的流程示意图；

图8为本发明实施例提供的一种以太网通信设备；

图9为本发明实施例提供的一种以太网通道管理装置；

图10为本发明实施例提供的一种以太网通信设备结构示意图。

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。

IEEE802.3定义的10GE/25GE/40GE/50GE/100GE/200GE/400GE等一系列的以太网接口可以承载各种数据报文，包括客户业务报文和各种交换机、路由器、传输设备、网管、控制器等通信设施以及它们之间的通信和管理控制报文等。由于管理控制报文和客户业务报文会同时占用一个普通以太网接口的带宽，导致能够承载客户业务的带宽就会相应地减少，并且管理控制报文和客户业务报文之间无法实现硬隔离，相互之间需要通过软隔离以避免相互之间的带宽抢占。

光互联网论坛OIF标准组织对100GE/200GE/400GE等以太网端口进行了扩展，可以使用开销帧中定义的“垫层到垫层”(“Shim to shim”)的管理通道来承载管理控制报文，虽然可以实现管理控制报文和客户业务报文之间的硬隔离，但其开销帧中专门用于管理通道的只有7和8共2个66B块，只有约1.222Mbps的带宽。但在一个50GE/100GE/200GE/400GE等灵活以太网端口互连组成的网络中，用来承载管理控制报文的带宽会远超1.222Mbps。

为了满足实际的组网和应用需求，本发明实施例提供了一种以太网通道管理方法，可适用于IEEE802.3定义的标准以太网和/或OIF定义的灵活以太网。

图1为本发明实施例提供的所示的一种以太网通道管理方法流程示意图。如图1所示，该方法包括：

S110，在按照物理编码子层PCS对应的协议进行处理时，在对齐块后插入至少一个管理块；所述至少一个管理块用于承载管理控制报文。

对于上述步骤S110：在IEEE802.3定义的标准以太网物理编码子层协议栈的上层功能接收66比特块或257比特块，按照IEEE802.3定义的对齐块编码规则和插入规则插入对齐块；

当以太网端口为10GE/25GE/40GE/50GE/100GE时，插入66比特编码块作为对齐块，在每次插入对齐块后，紧接着在对齐块后插入至少一个专门用于管理通道开销的66比特块，插入的66比特管理块结构如图2所示；

当以太网端口为200GE/400GE时，插入257比特编码块作为对齐块，在每次插入对齐块后，紧接着在对齐块后插入至少一个专门用于管理通道开销的257比特块，插入的257比特管理块结构如图3所示。

在一些实施例中，如图4所示，还包括：

S221，获取管理控制报文；

S222，将管理控制报文按照至少一个管理块进行分片，并通过至少一个管理块进行承载。

作为一个示例，上述步骤S222具体可以通过下述步骤实现：

将所述管理控制报文按照所述至少一个管理块进行分片；

将所述管理控制报文按照分片的先后顺序插入所述至少一个管理块。

在一些实施例中，如图5所示，还包括：

S331，接收对端发送的PCS数据单元。该数据单元包括至少一个管理块，该至少一个管理块位于对齐块后；

S332，提取至少一个管理块中的管理数据，将对管理数据解扰码并组装后得到的管理控制报文发送至应用层。

作为一个示例，在步骤S332之后还包括：

删除所述数据单元中的所述至少一个管理块，将删除后的数据单元发送至上层处理单元。

在一些实施例中，上述S110具体可以通过多种方式实现：在一个示例中，在对齐块后插入至少一个66比特的管理块，删除与至少一个管理块数量相等的空闲块。在另一个示例中，在对齐块后插入至少一个257比特的管理块，删除与至少一个管理块4倍数量的空闲块。作为另一个示例，按照IEEE802.3或OIF定义的对齐块编码规则和插入规则在对齐块后插入至少一个管理块；其中，该至少一个管理块紧跟对齐块插入；该物理编码子层属于IEEE802.3定义的标准以太网或OIF定义的灵活以太网。

在一些实施例中，如图6所示，当应用层有管理控制报文需要发送时，以太网通道管理方法在发送端执行以下步骤：

首先，插入对齐块和管理块S1001：在IEEE802.3定义的标准以太网物理编码子层协议栈的上层功能接收66比特块或257比特块，按照IEEE802.3定义的对齐块编码规则和插入规则插入对齐块。

将管理控制报文发送给物理编码子层发送端，对齐块和管理块接收管理控制报文S1002；

物理编码子层将管理控制报文分片S1003，按照66比特块的方式对管理控制报文分片；

将分片后的管理控制报文插入管理块S1004，按照分片的先后顺序放置到新插入的专门用于管理通道开销的66比特或257比特的管理块中；

对插入管理块的管理控制报文进行扰码S1005处理；

将扰码后的对齐块和管理块发送至PMA或FECS1006，完成发送端发送任务。

在图7所示的具体实施例中，当应用层有管理控制报文需要接收时，以太网通道管理方法在接收端执行以下步骤：

物理编码子层接收端接收扰码后的对齐块和管理块S2001，对齐块和至少一个管理块由物理媒介适配层PMA或前向纠错子层FEC发送；

物理编码子层接收端按照IEEE802.3定义的对齐块编码规则找到对齐块和其后面的至少一个用于管理通道开销的66比特或257比特的管理块，并提取管理块S2002；

将提取出来的管理块进行解扰码S2003处理；

并组装管理控制报文S2004；

将管理控制报文发送给应用层S2005；

最后删除对齐块和管理块S2006，承载在66比特管理块和/或者257比特管理块中的管理控制报文被提取出来之后，物理编码子层接收端按照IEEE802.3定义的对齐块删除规则删除对齐块，同时删除紧跟着被删除对齐块之后的已经处理过的66比特管理块和/或257比特管理块，并保持原来的数据块和控制块传送顺序不变。

在上述以太网通道管理发送和接收管理控制报文的方法中，当插入一个或者多个专门用于管理通道开销的66比特或者257比特管理块，相应地就要删除相等数量由IEEE802.3标准定义的空闲块IDLE块。其中插入一个66比特管理块就要相应地删除一个IDLE块，插入一个257比特管理块就要相应地删除四个IDLE块，删除IDLE块的操作方式和机制与IEEE802.3和OIF标准定义的完全相同。

由于管理通道带宽是由插入的用于管理通道开销的66比特块或者257比特块的多少决定的，插入的管理块越多，承载管理控制报文的带宽越大，因此在一些实施例中，可以根据实际组网需求灵活地设置管理通道带宽，即根据实际组网需要，插入一个或者多个管理块来承载管理控制报文。

例如，对于10GE/25GE/40GE/50GE/100GE的以太网接口，当插入管理块的数量为16个66比特块时，承载管理控制报文的带宽可以达到接近千分之一的接口带宽，大约10～100Mbps的带宽；对于200GE接口，当插入管理块的数量为25个257比特块时，承载管理控制报文的带宽可以达到接近万分之五的接口带宽，大约100Mbps的带宽；对于400GE接口，当插入管理块的数量为40个257比特块时，承载管理控制报文的带宽可以达到接近万分之三的接口带宽，大约100Mbps的带宽。对于以上各种以太网接口，可以随着将来市场对承载管理控制报文的带宽需求的扩大而相应地增加插入管理块的数量来实现，扩展性非常好。

本实施例提供的上述以太网通道管理方法，在以太网传输管理控制报文时将管理通道带宽通过插入管理块的方式扩展，并在接收管理控制报文后，通过删除管理块的方式恢复，实现了在不占用客户业务报文带宽、不影响其传输的前提下，以太网物理编码子层内部管理控制报文的传输，进而实现以太网的通道管理，灵活地扩展了管理通道带宽。

对于上述以太网通道管理方法，本发明实施例还提供了一种图8所示的以太网通信设备501。该通信设备包括：

物理编码子层PCS处理单元502，用于在按照PCS对应的协议进行处理时，在对齐块后插入至少一个管理块；所述至少一个管理块用于承载管理控制报文。

作为一个示例，本发明实施例还提供了一种以太网通道管理装置，该装置应用于以太网物理编码子层PCS处理单元502，其结构如图9所示，具体包括以下模块：

插入模块611，用于在物理编码子层发送端内部插入对齐块，以及在所述对齐块后插入至少一个管理块；

接收模块612，用于所述物理编码子层接收管理控制报文，以及从物理媒介适配层或前向纠错子接收所述对齐块和所述至少一个管理块；

分片模块613，用于将所述管理控制报文进行分片；

发送模块614，用于将所述至少一个管理块及所述对齐块发送至物理媒介适配层或前向纠错子层，以及将所述管理控制报文发送给应用层；

提取模块615，用于将所述管理控制报文从所述至少一个管理块中提取出来；

组装模块616，用于组装所述管理控制报文；

删除模块617，用于删除所述对齐块和所述至少一个管理块。

本实施例提供的上述以太网通信设备，包括物理编码子层PCS处理单元，实现了第一方面所述的以太网通道管理方法，在以太网物理编码子层内部管理控制报文的传输，进而实现以太网的通道管理，灵活地扩展了管理通道带宽。

图10为本公开实施方式提供的一种以太网通信设备的结构示意图，该以太网通信设备包括：处理器800、存储器801、总线802和通信接口803，所述处理器800、通信接口803和存储器801通过总线802连接；处理器800用于执行存储器801中存储的可执行模块，例如，以太网通道管理方法实施例对应的计算机程序。

其中，对于图10中的存储器可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器用于存储程序，所述处理器在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本申请任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。

处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本公开实施方式还提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现本公开实施例提供的上述SDN控制器配置恢复方法。

在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施方式的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种以太网通道管理方法，其特征在于，包括：

在按照物理编码子层PCS对应的协议进行处理时，在对齐块后插入至少一个管理块；所述至少一个管理块，用于承载管理控制报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

获取管理控制报文；

将所述管理控制报文按照所述至少一个管理块进行分片，并通过所述至少一个管理块进行承载。

3.根据权利要求2所述的以太网通道管理方法，其特征在于，所述将所述管理控制报文按照所述至少一个管理块进行分片，并通过所述至少一个管理块进行承载包括：

将所述管理控制报文按照所述至少一个管理块进行分片；

将所述管理控制报文按照分片的先后顺序插入所述至少一个管理块。

4.根据权利要求1所述的以太网通道管理方法，其特征在于，还包括：

接收对端发送的PCS的数据单元，所述数据单元包括至少一个管理块，所述至少一个管理块位于对齐块后；

提取所述至少一个管理块中的管理数据，将对所述管理数据解扰码并组装后得到的管理控制报文发送至应用层。

5.根据权利要求4所述的以太网通道管理方法，其特征在于，还包括：

删除所述数据单元中的所述至少一个管理块，将删除后的数据单元发送至上层处理单元。

6.根据权利要求1所述的以太网通道管理方法，其特征在于，所述在对齐块后插入至少一个管理块，包括：

在对齐块后插入至少一个66比特的管理块，删除与所述至少一个管理块数量相等的空闲块；或者，

在对齐块后插入至少一个257比特的管理块，删除与所述至少一个管理块4倍数量的空闲块。

7.根据权利要求1所述的以太网通道管理方法，其特征在于，所述在对齐块后插入至少一个管理块，包括：

按照IEEE802.3或OIF定义的对齐块编码规则和插入规则在对齐块后插入至少一个管理块；所述至少一个管理块紧跟所述对齐块插入；所述物理编码子层属于IEEE802.3定义的标准以太网或光互联网论坛OIF定义的灵活以太网。

8.根据权利要求1所述的以太网通道管理方法，其特征在于，当以太网端口为10GE/25GE/40GE/50GE/100GE时，所述至少一个管理块为66比特块；或者，

当以太网端口为200GE/400GE时，所述至少一个管理块为257比特块。

9.一种以太网通信设备，其特征在于，包括：

物理编码子层PCS处理单元，用于在按照PCS对应的协议进行处理时，在对齐块后插入至少一个管理块；所述至少一个管理块用于承载管理控制报文。

10.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现权利要求1-8任一项所述的方法。