CN111083072A - 交换机报文传输装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种交换机报文装置及方法，其中，所述装置包括：报文传输模块，所述报文传输模块包括至少第一共享物理内存空间和第二共享物理内存空间，所述第一共享物理内存空间用于被驱动报文接收模块、协议栈报文接收模块同时访问，在协议报文上送的时候将协议报文从驱动报文接收模块传输到协议栈报文接收模块；第二共享物理内存空间用于被协议栈报文发送模块、驱动报文发送模块同时访问，用于在协议报文下送的时候将协议报文从协议栈报文发送模块传输到驱动报文发送模块。避免出现报文传输不稳定的情况，能够增强支持以太网、RapidIO和FC三种通信协议的交换网络的可靠性和稳定性。报文上送传输与报文下发传输独立进行，互不影响，具有双工特点。

Description

交换机报文传输装置及方法

技术领域

本发明涉及网络传输技术领域，尤其涉及一种交换机报文传输装置及方法。

背景技术

交换机为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路的专用网络设备。最为广泛使用的为以太网交换机。但其支持的协议有限，不能满足日益变换的发展要求。

目前，同时支持以太网、RapidIO和FC三种通信协议的交换机应用越来越广泛。这种多通信协议交换机主要包括处理机模块和交换芯片模块，处理机模块作为整个交换网络的核心，起到配置与管理整个网络的作用。处理机的主要功能之一是多种协议报文的处理。

协议栈是计算机网络协议套件的一个具体的软件实现。其是实现多种协议报文处理的关键因素。因为每个协议模块通常都要和上下两个其他协议模块通信，协议栈可以被认为是协议栈中的层。最低级的协议总是描述与硬件的物理交互。

现有技术中，协议栈通常需要根据需要建立与驱动层分别建立上送和下送两种通信通道，用于传输各种协议报文。但通信通道的建立需要依托于硬件配置，通过芯片进行全双工，半双工，全双工/半双工报文传输。但该种传输方式在支持以太网、RapidIO和FC三种通信协议的交换机使用时，由于各种协议交织，且在进行大量报文传输时会出现传输不稳定的情况，会影响整个处理机模块的功能实现，进而影响整个交换网络的可靠性和稳定性。

发明内容

本发明实施例提供了一种交换机报文装置，以解决现有技术支持多种网络通信协议的交换机报文传输不稳定的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种交换机报文装置，包括：

报文传输模块，所述报文传输模块包括至少第一共享物理内存空间和第二共享物理内存空间，所述第一共享物理内存空间用于被驱动报文接收模块、协议栈报文接收模块同时访问，在协议报文上送的时候将协议报文从驱动报文接收模块传输到协议栈报文接收模块；第二共享物理内存空间用于被协议栈报文发送模块、驱动报文发送模块同时访问，用于在协议报文下送的时候将协议报文从协议栈报文发送模块传输到驱动报文发送模块；

驱动报文接收模块，所述驱动报文接收模块用于从外部交换芯片获取需要上送协议栈的协议报文，并将协议报文传输到第一共享物理内存空间；

协议栈报文接收模块，所述协议栈报文接收模块用于从第一共享物理内存空间获取需要上送协议栈的协议报文，并将协议报文传输到协议栈；

协议报文发送模块，所述协议报文发送模块用于从协议栈获取需要下送到外部交换芯片的协议报文，并将协议报文传输到第二共享物理内存空间；

驱动报文发送模块，所述驱动报文发送模块用于从第二共享物理内存空间获取需要下送到外部交换芯片的协议报文，并将协议报文发送到外部交换芯片。

进一步的，所述报文传输模块通过初始化实现建立第一共享物理内存空间和第二共享物理内存空间。

进一步的，所述报文传输模块在初始化时具备O_RDWR状态标志。

进一步的，在初始化时，所述第一共享物理内存空间和第二共享物理内存空间对应的物理内存具备空闲且连续的特征。

第二方面，本发明实施例还提供了一种交换机报文传输方法，包括：

协议栈报文发送模块等待发送报文；

判断是否有报文需要下送到外部交换芯片，在需要下送时，协议栈报文发送模块将需要下送的报文存入第二共享物理内存；

驱动报文发送模块从第二共享物理内存中取出需要发送的报文，并将报文下送到外部交换芯片；

驱动报文接收模块等待接收报文；

判断是否有报文需要接收并上送到协议栈，在需要接收时，驱动报文接收模块将需要上送的报文存放入第一共享物理内存空间；

协议栈报文接收模块从第一共享物理内存空间中取出需要上送协议栈的报文，并将报文上送到协议栈。

进一步的，在所述协议栈报文发送模块等待发送报文之前，还包括：

对驱动报文接收模块、报文传输模块、协议栈报文接收模块、协议栈报文发送模块和驱动报文发送模块进行初始化。

进一步的，所述对报文传输模块进行初始化，包括：

在内存空间申请至少两块共享物理内存，作为第一共享物理内存空间和第二共享物理内存空间，分别用于报文上送协议栈和下送外部交换芯片，所述至少两块共享物理内存至少具备空闲且连续的特征，并且至少具备O_RDWR状态标志；

为驱动报文接收模块、协议栈报文接收模块、协议栈报文发送模块、驱动报文发送模块提供独立的访问接口。

进一步的，所述对驱动报文接收模块、议栈报文接收模块、协议栈报文发送模块和驱动报文发送模块进行初始化，包括：

所述驱动报文接收模块初始化中断机制和与外部交换芯片的访问通道，并做好接收协议报文的准备；

所述协议栈报文接收模块初始化协议报文接收工作，做好接收协议报文的准备；

所述协议栈报文发送模块初始化协议报文发送的工作，做好发送协议报文的准备；

所述驱动报文发送模块初始化协议报文发送的工作，做好发送协议报文的准备。

本发明实施例提供的交换机报文传输装置及方法，通过设置报文传输模块，并将所述报文传输模块配置为：包括至少第一共享物理内存空间和第二共享物理内存空间，并可分别被驱动报文接收模块、协议栈报文接收模块同时访问，以及被协议栈报文发送模块、驱动报文发送模块同时访问。实现在上送和下送两种传输模式下，无需建立额外的通信通道进行传输。特别是在多种网络协议交织的报文情况下，由于减少了通信通道的建立、维护过程，并且在传输过程中无需通过校验位和应答保证传输报文的完整性和接收确认。避免出现报文传输不稳定的情况，能够增强支持以太网、RapidIO和FC三种通信协议的交换网络的可靠性和稳定性。协议栈向驱动下发报文和驱动向协议栈上送报文分别使用独立的共享物理内存，使报文上送传输与报文下发传输独立进行，互不影响，具有双工特点。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明实施例一提供的交换机报文传输装置的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的交换机报文传输方法的流程示意图；

图3是本发明实施例二提供的交换机报文传输方法中传输机制的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部装置。

实施例一

图1是本发明实施例一提供交换机报文传输装置的结构示意图，参见图1，所述交换机报文传输装置，包括：

报文传输模块，所述报文传输模块包括至少第一共享物理内存空间和第二共享物理内存空间，所述第一共享物理内存空间用于被驱动报文接收模块、协议栈报文接收模块同时访问，在协议报文上送协议栈的时候将协议报文从驱动报文接收模块传输到协议栈报文接收模块；第二共享物理内存空间用于被协议栈报文发送模块、驱动报文发送模块同时访问，用于在协议报文下送的时候将协议报文从协议栈报文发送模块传输到驱动报文发送模块；

驱动报文接收模块，所述驱动报文接收模块用于从外部交换芯片获取需要上送协议栈的协议报文，并将协议报文传输到第一共享物理内存空间；

协议栈报文接收模块，所述协议栈报文接收模块用于从第一共享物理内存空间获取需要上送协议栈的协议报文，并将协议报文传输到协议栈；

协议栈报文发送模块，所述协议栈报文发送模块用于从协议栈获取需要下送到外部交换芯片的协议报文，并将协议报文传输到第二共享物理内存空间；

驱动报文发送模块，所述驱动报文发送模块用于从第二共享物理内存空间获取需要下送到外部交换芯片的协议报文，并将协议报文发送到外部交换芯片。

现有技术中，交换网络中的部分协议报文需要上送到运行在处理机上的协议栈进行解析、处理，还有部分协议报文需要由运行在处理机上的协议栈下送到交换芯片。这部分协议报文直接参与整个交换网络的链路侦测、配置管理、事故报警、故障恢复等功能，是交换机实现各种网络信息中转传输必备的。

上送协议栈时，协议报文先由外部交换芯片模块到达驱动层，然后由驱动层传输到协议栈；

协议栈下送时，协议报文先到达协议栈，然后经过驱动层传输到外部交换芯片模块。

在支持以太网、RapidIO和FC三种通信协议的交换机中，协议报文由于涉及多种协议。协议栈通过与外部交换芯片配合，将其对应协议的报文进行下送或者上送。由于协议栈是对于不同层进行通信。因此，其需要和各种模块进行相应的通信。各层之间需要利用各种传统物理介质建立相应的通信信道。不仅需要消耗系统资源，同时也受限于传统网络介质传输不稳定特性的限制，不能实现报文准确、实时、快速的传输。

在本实施例中，利用设定的报文传输模块，实现协议栈和外部交换芯片之间的报文传输，能够有效克服现有技术中提及的上述缺点。

具体的，报文传输模块，所述报文传输模块包括至少第一共享物理内存空间和第二共享物理内存空间，所述第一共享物理内存空间用于被驱动报文接收模块、协议栈报文接收模块同时访问，在协议报文上送的时候将协议报文从驱动报文接收模块传输到协议栈报文接收模块，实现报文上送协议栈对协议进行解析处理；第二共享物理内存空间用于被协议栈报文发送模块、驱动报文发送模块同时访问，用于在协议报文下送时，将协议报文从协议栈报文发送模块传输到驱动报文发送模块，进而实现将报文下送到外部交换芯片。

所述报文传输模块可以利用现有交换机中的物理内存实现，具体的，可以选取具备空闲且连续的区域通过初始化方式实现建立至少包括第一共享物理内存空间和第二共享物理内存空间。

第一共享物理内存空间用于被驱动报文接收模块、协议栈报文接收模块同时访问，在协议报文上送的时候将协议报文从驱动报文接收模块传输到协议栈报文接收模块；第二共享物理内存空间用于被协议栈报文发送模块、驱动报文发送模块同时访问，用于在协议报文下送的时候将协议报文从协议栈报文发送模块传输到驱动报文发送模块。

通过驱动报文接收模块从外部交换芯片获取需要上送协议栈的协议报文，并将其存入到第一共享物理内存空间。由于第一共享物理内存空间可以同时被驱动报文接收模块和协议栈报文接收模块同时访问，因此，协议栈报文接收模块可以通过读取第一共享物理内存空间的方式获取相应的报文。可选的，驱动报文接收模块和协议栈报文接收模块可以分别存储相应的指针，以明确可写入第一共享物理内存空间的地址，以及当前可读取的第一共享物理内存空间的地址。避免出现覆盖或者重新读取的错误。

相应的，所述交换机报文传输装置还可包括：协议报文发送模块，所述协议报文发送模块用于从协议栈获取需要下送到外部交换芯片的协议报文，并将协议报文传输到第二共享物理内存空间；

驱动报文发送模块，所述驱动报文发送模块用于从第二共享物理内存空间获取需要下送到外部交换芯片的协议报文，并将协议报文下送到外部交换芯片。用于实现报文从协议栈到外部交换芯片的传输。实现报文的下送。

示例性的，所述协议报文发送模块用于从协议栈获取需要下送到外部交换芯片的协议报文，并将协议报文传输到第二共享物理内存空间。所述驱动报文发送模块用于从第二共享物理内存空间获取需要下送到外部交换芯片的协议报文，并将协议报文发送到外部交换芯片。

通过协议报文发送模块从协议栈获取需要下送外部交换芯片的协议报文，并将其存入到第二共享物理内存空间。由于第二共享物理内存空间可以同时被驱动报文发送模块和协议栈报文发送模块同时访问，因此，驱动报文发送收模块可以通过读取第二共享物理内存空间的方式获取相应的报文。同样的，驱动报文发送模块和协议栈发送接收模块可以分别存储相应的指针，以明确可写入第二共享物理内存空间的地址，以及当前可读取的第二共享物理内存空间的地址。避免出现覆盖或者重新读取的错误。

本实施例提供的用交换机报文传输装置及方法，通过设置报文传输模块，并将所述报文传输模块配置为：包括至少第一共享物理内存空间和第二共享物理内存空间，并可分别被驱动报文接收模块、协议栈报文接收模块同时访问，以及被协议栈报文发送模块、驱动报文发送模块同时访问。实现在上送和下送两种传输模式下，无需建立额外的通信通道进行传输。特别是在多种网络协议交织的报文情况下，由于减少了通信通道的建立、维护过程，并且在传输过程中无需通过校验位和应答保证传输报文的完整性和接收确认。避免出现报文传输不稳定的情况，能够增强支持以太网、RapidIO和FC三种通信协议的交换网络的可靠性和稳定性。协议栈向驱动下发报文和驱动向协议栈上送报文分别使用独立的共享物理内存，使报文上送传输与报文下送传输独立进行，互不影响，具有双工特点

实施例二

图2是本发明实施例二提供的交换机报文传输方法的流程示意图，图3为本发明实施例二提供的交换机报文传输方法中传输机制的示意图。本实施例提供的交换机报文传输方法可以通过软件和/或硬件，并依托于上述实施例提供的交换机报文传输装置实现，适用于支持多种网络协议的交换机内部报文传输的情况。参考图2和图3，所述交换机报文传输方法，包括：

S210,协议栈报文发送模块等待发送报文。

S220,判断是否有报文需要下送到外部交换芯片，在需要下送时，协议栈报文发送模块将需要下送的报文存入第二共享物理内存。

通过报文中的相关内容，例如相应的标识位，判断是否存在下送到外部交换芯片的报文，在需要下送至外部交换芯片时，将所述报文存入第二共享物理内存。

S230,驱动报文发送模块从第二共享物理内存中取出需要发送的报文，并将报文下送到外部交换芯片。

驱动报文发送模块可以接受协议栈报文发送模块发出的报文发送指令，并在接受指令时，从所述第二共享物理内存中读取出相应的报文，并下送到外部交换芯片。

S240,驱动报文接收模块等待接收报文。

S250,判断是否有报文需要接收并上送到协议栈，在需要接收时，驱动报文接收模块将需要上送的报文存入第一共享物理内存空间。

通过是否接收到芯片的中断通知信息判断是否存在需要上送到协议栈的报文，并在需要上送至协议栈时，将所述报文存入第一共享物理内存。

S260,协议栈报文接收模块从第一共享物理内存空间中取出需要上送协议栈的报文，并将报文上送到协议栈，以使得协议栈可以对上送的报文进行解析处理，特别是针对多种不同通信协议，均可在协议栈中进行解析处理。

协议栈报文接收模块可以通过轮询方式确定驱动报文接收模块的状态，通过返回信息确定是否有需要上传协议栈的报文。例如通过报文接收标志位进行判断，如果判断存在需要上传协议栈的报文，则从所述第一共享物理内存中读取出相应的报文，并将读取到的报文上送到协议栈。

本实施例提供的交换机报文传输方法，通过设置报文传输模块，并将所述报文传输模块配置为：包括至少第一共享物理内存空间和第二共享物理内存空间，所述第一共享物理内存空间可以被协议栈报文接收模块、驱动报文接收模块同时访问，所述第二共享物理内存空间可以被协议栈报文发送模块、驱动报文发送模块同时访问。实现在上送和下送两种传输模式下，无需建立额外的通信通道进行传输。特别是在多种网络协议交织的报文情况下，由于减少了通信通道的建立、维护过程，并且在传输过程中无需通过校验位和应答保证传输报文的完整性和接收确认。避免出现报文传输不稳定的情况，能够增强支持以太网、RapidIO和FC三种通信协议的交换网络的可靠性和稳定性。协议栈向驱动下发报文和驱动向协议栈上送报文分别使用独立的共享物理内存，使报文上送传输与报文下发传输独立进行，互不影响，具有双工特点。

在本实施例的一个优选实施方式中，在所述协议栈报文发送模块等待发送报文之前，还可增加如下步骤：对驱动报文接收模块、报文传输模块、协议栈报文接收模块、协议栈报文发送模块和驱动报文发送模块进行初始化。

示例性的，所述对报文传输模块进行初始化，包括：

在内存空间申请至少两块共享物理内存，作为第一共享物理内存空间和第二共享物理内存空间，分别用于报文上送协议栈和报文下送外部交换芯片，所述至少两块共享物理内存至少具备空闲且连续的特征，并且至少具备O_RDWR状态标志；

为驱动报文接收模块、协议栈报文接收模块、协议栈报文发送模块、驱动报文发送模块提供独立的访问接口。所述驱动报文接收模块初始化中断机制和与外部交换芯片的访问通道，并做好接收协议报文的准备；所述协议栈报文接收模块初始化协议报文接收工作，做好向协议栈上送协议报文的准备；所述协议栈报文发送模块初始化协议报文发送的工作，做好下送协议报文的准备；所述驱动报文发送模块初始化协议报文发送的工作，做好向外部交换芯片下送协议报文的准备。通过上述初始化步骤，可以通过现有交换机的硬件，通过配置的方式，为实现交换机报文传输方法提供相应的硬件条件。实现交换机报文的准确、实时、快速的传输。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种交换机报文装置，其特征在于，包括：

报文传输模块，所述报文传输模块包括至少第一共享物理内存空间和第二共享物理内存空间，所述第一共享物理内存空间用于被驱动报文接收模块、协议栈报文接收模块同时访问，在协议报文上送的时候将协议报文从驱动报文接收模块传输到协议栈报文接收模块；第二共享物理内存空间用于被协议栈报文发送模块、驱动报文发送模块同时访问，用于在协议报文下送的时候将协议报文从协议栈报文发送模块传输到驱动报文发送模块；

驱动报文接收模块，所述驱动报文接收模块用于从外部交换芯片获取需要上送协议栈的协议报文，并将协议报文传输到第一共享物理内存空间；

协议栈报文接收模块，所述协议栈报文接收模块用于从第一共享物理内存空间获取需要上送协议栈的协议报文，并将协议报文传输到协议栈；

协议报文发送模块，所述协议报文发送模块用于从协议栈获取需要下送到外部交换芯片的协议报文，并将协议报文传输到第二共享物理内存空间；

驱动报文发送模块，所述驱动报文发送模块用于从第二共享物理内存空间获取需要下送到外部交换芯片的协议报文，并将协议报文发送到外部交换芯片。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述报文传输模块通过初始化实现建立第一共享物理内存空间和第二共享物理内存空间。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述报文传输模块在初始化时具备O_RDWR状态标志。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在初始化时，所述第一共享物理内存空间和第二共享物理内存空间对应的物理内存具备空闲且连续的特征。

5.一种交换机报文传输方法，其特征在于，包括:

协议栈报文发送模块等待发送报文；

判断是否有报文需要下送到外部交换芯片，在需要下送时，协议栈报文发送模块将需要下送的报文存入第二共享物理内存；

驱动报文发送模块从第二共享物理内存中取出需要发送的报文，并将报文下送到外部交换芯片；

驱动报文接收模块等待接收报文；

判断是否有报文需要接收并上送到协议栈，在需要接收时，驱动报文接收模块将需要上送的报文存放入第一共享物理内存空间；

协议栈报文接收模块从第一共享物理内存空间中取出需要上送协议栈的报文，并将报文上送到协议栈。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述协议栈报文发送模块等待发送报文之前，还包括：

对驱动报文接收模块、报文传输模块、协议栈报文接收模块、协议栈报文发送模块和驱动报文发送模块进行初始化。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对报文传输模块进行初始化，包括：

在内存空间申请至少两块共享物理内存，作为第一共享物理内存空间和第二共享物理内存空间，分别用于报文上送协议栈和下送外部交换芯片，所述至少两块共享物理内存至少具备空闲且连续的特征，并且至少具备O_RDWR状态标志；

为驱动报文接收模块、协议栈报文接收模块、协议栈报文发送模块、驱动报文发送模块提供独立的访问接口。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对驱动报文接收模块、协议栈报文接收模块、协议栈报文发送模块和驱动报文发送模块进行初始化，包括：

所述驱动报文接收模块初始化中断机制和与外部交换芯片的访问通道，并做好接收协议报文的准备；

所述协议栈报文接收模块初始化协议报文接收工作，做好接收协议报文的准备；

所述协议栈报文发送模块初始化协议报文发送的工作，做好发送协议报文的准备；

所述驱动报文发送模块初始化协议报文发送的工作，做好发送协议报文的准备。

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