CN111131018A - 一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法及电子设备，基于RapidIO交换网络的多播路由方法包括配置至少一组多播，以生成配置文件，利用核心节点对所述配置文件进行解析，以得到源节点所在的交换节点即为源交换节点，以及目的节点所在的交换节点即为目的交换节点，计算所述源交换节点到所述目的交换节点之间的最短路径，选择出唯一的最短路径，对所述唯一的最短路径中的所有交换节点的信息进行记录，最后当全部路径记录结束后对交换机进行多播路由配置。本发明提高了系统的数据处理效率和RapidIO交换网络数据传输的灵活性、通用性。

Description

一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法及电子设备

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法及电子设备。

背景技术

RapidIO技术是一种高性能低引脚数基于包交换的交叉开关互连技术，是一个专门针对嵌入式系统高速互连的国际标准。RapidIO采用了互连交换的方式进行数据传输，打破了以往单一的点对点传输方式，提高了系统的灵活性。在基于RapidIO交换机互连的系统，特别是嵌入式实时系统中，经常需要多播数据和消息。为了支持多播的应用需求RapidIO互连规范中专门定义了“多播扩展规范”(MulticastExtensionsSpecification)。在RapidIO互连系统中，多播复制消息的能力取决于系统中交换机的数量，因此RapidIO的多播传输机制主要由交换机实现，端节点只需做最小限度的配置支持。

在一些应用领域中，随着精度和算法复杂度的不断提升，数据量不断增加，对数据传输的要求也在不断提高。随着网络的不断发展，在系统内部的处理资源数量已经达到十几个甚至数十个，RapidIO的网络越来越复杂多样，由于网络拓扑结构复杂、数据量大且算法复杂，现有技术中对RapidIO网络的动态可配置多播路由方法出现了以下几个问题：

点对点的传输会限制系统的计算效率；

仅仅一个设备节点发送，无法满足要求；

无法实现多播的动态配置，会限制系统的通用化应用范围。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法及电子设备，用于解决现有技术中的点对点的传输会限制系统的计算效率，仅仅一个设备节点发送，无法满足要求无法实现多播的动态配置，会限制系统的通用化应用范围的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法，所述基于RapidIO交换网络的多播路由方法包括：

S1、配置至少一组多播，以生成配置文件；

S2、利用核心节点对所述配置文件进行解析，针对一组多播，得到源节点所在的交换节点即为源交换节点，以及目的节点所在的交换节点即为目的交换节点；

S3、计算所述源交换节点到一目的交换节点之间的最短路径；

S4、判断所述最短路径是否唯一，以选择出唯一的最短路径；

S5、对所述唯一的最短路径中的所有交换节点的信息进行记录；

S6、判断当前所处理的一组多播中的目的交换节点是否全部记录结束，若是，则完成当前组多播的配置内容获取，执行步骤S7操作，若否，则继续执行步骤S3对另一目的交换节点进行操作；

S7、判断所述配置文件中的每一组多播是否全部记录结束，若是，则执行步骤S8操作，若否，则继续执行步骤S2对另一组多播进行操作；

S8、将所述每一组多播的配置内容配置到中间交换节点中的寄存器内，以实现多播通信。

进一步的，所述步骤S1中配置至少一组多播的步骤包括：

S11、通过所述核心节点探测交换网络中的硬件系统的所有交换节点，以获取探网结果；

S12、将所述探网结果上传至上位机；

S12、根据所述探网结果配置至少一组多播。

进一步的，所述探网结果包括所有交换节点的芯片信息以及交换节点之间的连接关系。

进一步的，所述配置内容包括多播ID、源节点ID和所有的目的节点ID；通过迪杰斯特算法计算所述源交换节点到所述目的交换节点之间的最短路径。

进一步的，所述基于RapidIO交换网络的多播路由方法还包括：增加多播组，当硬件或软件更新后，继续执行步骤S1操作，以实现RapidIO交换网络的多播动态配置。

进一步的，所述判断所述最短路径是否唯一，以选择出唯一的最短路径的步骤包括：

S41、判断所述最短路径是否唯一，若是，则继续执行步骤S5对所述唯一的最短路径中的所有交换节点的信息进行记录；若否，则在所有的最短路径中，从所述源交换节点开始到所述目的交换节点结束，选择端口号最小的路径；

S42、所述端口号最小的路径为唯一的最短路径。

进一步的，所述所有交换节点的信息包括所有交换节点的多播ID、上行端口以及下行端口。

进一步的，采用SRIO维护包方式将所述每一组多播的配置内容配置到中间交换节点中的寄存器内。

进一步的，所述对所述唯一的最短路径中的所有交换节点的信息进行记录的步骤包括：

S61、获取已记录的交换节点的信息；

S62、逐一判断并比较所述唯一的最短路径中的所有交换节点中是否有已记录的交换节点，若是，则不记录此交换节点的信息；若否，则记录此交换节点的信息；

S63、直至所述唯一的最短路径中的所有交换节点均比较完毕。

本发明还包括一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有程序指令，所述处理器运行程序指令实现上述的基于RapidIO交换网络的多播路由方法。

有益效果：

(1)、本发明的基于RapidIO交换网络的多播路由方法能够根据探网结果和具体的应用需求配置至少一组的多播，可以对复杂的RapidIO网络进行动态的多播的配置，实现RapidIO网络的动态多播通信，提高了系统的数据处理效率和RapidIO交换网络数据传输的灵活性、通用性。

(2)、本发明采用迪杰斯特算法和端口号约束选择出多播的唯一路径并快速配置多播路由，同时还可以动态的添加多播组，本发明实现了多播的动态可配置。

(3)、当硬件或软件更新后，可以对探网结束后的RapidIO网络进行动态的配置，动态添加了多播组，使系统具有更好的通用性。

(4)、本发明的基于RapidIO交换网络的多播路由方法利用迪杰斯特算法和端口号大小约束可以选出唯一的一条多播路径，保证了多播配置的高效和准确。

(5)、本发明的基于RapidIO交换网络的多播路由方法采用了对多播路径先记录后配置的方式来配置多播组，对每个节点的多播路由进行记录，在记录每条多播路由时先与之前的记录进行比较，保证了多播记录没有重复，大大的提高了配置的效率。

(6)、本发明的基于RapidIO交换网络的多播路由方法最大化地利用每个交换节点的多播数据交换能力，提高整个系统的传输水平。

附图说明

图1为本发明的一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法的工作流程图。

图2为本发明的图1中一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法的步骤S0的工作流程图。

图3为本发明的图1中一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法的步骤S4的工作流程图。

图4为本发明的图1中一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法的步骤S6的工作流程图。

图5为本发明的一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法的RapidIO交换网络多播路径选择流程示意图。

图6为本发明的一种电子设备的结构框图。

图7为本发明的RapidIO交换网络的拓扑结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

请参阅图1、图2，图1为本发明的一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法的工作流程图。图2为本发明的图1中一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法的步骤S0的工作流程图。本发明提供一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法，包括：

在进行步骤S1之前进行步骤S0操作，所述步骤S0操作即为由核心节点对整个交换网络进行探网，所述探网指的是由核心节点探测整个交换网络的硬件系统中的所有节点，具体的，步骤S0操作包括：

S01、通过所述核心节点探测交换网络中的硬件系统的所有交换节点，以获取探网结果。

S02、将所述探网结果上传至上位机。

S03、根据所述探网结果配置至少一组多播。具体的，所述整个交换网络的硬件系统包括但不限于CPU、交换机以及其他设备节点，例如：FPGA芯片、DSP芯片等。在进行步骤S0操作之前，对整个交换网络的硬件系统上电，并且对所有节点进行初始化。具体的，所述探网结果包括但不限于所有交换节点的芯片信息以及交换节点之间的连接关系。并根据探网结果进行多播配置，多播路由的配置及实现过程如下：

S1、配置至少一组多播，以生成配置文件。

具体的，所述探网结果上报后，用户可以在所述上位机中查看到所有交换节点的信息以及交换节点之间的连接关系，可以根据实际需求配置单组或多组多播，每组多播配置内容包括但不限于：多播编号(多播ID)、源节点编号(源节点ID)以及所有的目的节点编号。

S2、利用核心节点对所述配置文件进行解析，针对一组多播，得到源节点所在的交换节点即为源交换节点，以及目的节点所在的交换节点即为目的交换节点。

具体的，所述核心节点根据解析得到的配置文件中的多播信息，以得到源节点所在的交换节点即为源交换节点，以及目的节点所在的交换节点即为目的交换节点。

S3、可以但不限于通过迪杰斯特算法计算所述源交换节点到一目的交换节点之间的最短路径。

S4、判断所述最短路径是否唯一，以选择出唯一的最短路径。具体的，从所述源交换节点到所述目的交换节点所有的最短路径中，从所述源交换节点开始，选择端口号小的路径，直到所述目的交换节点，以此选择出唯一的一条最短路径。

S5、对所述唯一的最短路径中的所有交换节点的信息进行记录。具体的，从所述源交换节点开始，对选中的最短路径所经过的所有交换节点的信息包括但不限于所有交换节点的多播ID(多播ID)、上行端口以及下行端口。

S6、判断当前所处理的一组多播中的目的交换节点是否全部记录结束，若所述每一组多播中的目的交换节点全部记录结束，则执行步骤S7操作，若所述每一组多播中的目的交换节点未全部记录结束，则继续执行步骤S3操作。

S7、判断所述配置文件中的每一组多播是否全部记录结束，若所述配置文件中的每一组多播全部记录结束，则执行步骤S8操作，若所述配置文件中的每一组多播未全部记录结束，则继续执行步骤S2操作。

S8、将所述每一组多播的配置内容配置到中间交换节点中的寄存器内，以实现多播通信。

在本步骤S8中，可以但不限于采用SRIO维护包方式将所述每一组多播的配置内容配置到中间交换节点中的寄存器内。完成路由的配置，实现RapidIO网络的多播通信。

如果需要增加多播组，继续执行步骤S1操作，以实现RapidIO交换网络的多播动态配置。因此，所述基于RapidIO交换网络的多播路由方法当硬件或软件更新后，可以对探网结束后的RapidIO网络进行动态的配置，可以动态添加多播组，使系统具有更好的通用性。

请参阅图3、图6，图3为本发明的图1中一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法的步骤S4的工作流程图。图6为本发明的一种电子设备的结构框图。具体的，步骤S4中的判断所述最短路径是否唯一，以选择出唯一的最短路径的步骤具体包括：所述判断所述最短路径是否唯一，以选择出唯一的最短路径的步骤包括：

S41、判断所述最短路径是否唯一，若是，则继续执行步骤S5对所述唯一的最短路径中的所有交换节点的信息进行记录；若否，则在所有的最短路径中，从所述源交换节点开始到所述目的交换节点结束，选择端口号最小的路径。

S42、所述端口号最小的路径为唯一的最短路径。

请参阅图4，图4为本发明的图1中一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法的步骤S6的工作流程图。具体的，步骤S6中的所述对所述唯一的最短路径中的所有交换节点的信息进行记录的步骤具体包括：

S61、获取已记录的交换节点的信息。

S62、逐一判断并比较所述唯一的最短路径中的所有交换节点中是否有已记录的交换节点，若是，则不记录此交换节点的信息；若否，则记录此交换节点的信息。

S63、直至所述唯一的最短路径中的所有交换节点均比较完毕。

本发明还提供一种电子设备，包括处理器1和存储器2，所述存储器2存储有程序指令，所述处理器1运行程序指令实现上述的基于RapidIO交换网络的多播路由方法。

请参阅图5、图7，图5为本发明的一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法的RapidIO交换网络多播路径选择流程示意图。图7为本申请实施例提供的RapidIO交换网络的拓扑结构示意图。先给出本实施例中的一些说明。DEV：非交换设备的器件节点，包括DSP、FPGA等。SWITCH：路由交换节点。维护包：是RapidIO协议规定的专用事物类型，能够实时访问系统中的任意节点的寄存器，能对交换节点进行路由配置。在硬件系统上电后，核心节点DEV0发起探网并将探网的结果上报，多播的配置过程如下：

S1、探网结果上报后，用户可以看到所有节点的信息及互连关系，可以自由配置单组或多组多播，配置完成后，生成配置文件下发到核心节点DEV0处，配置文件选择的格式可以但不限于为xml格式。

S2、核心节点DEV0解析配置文件，按照解析所得的配置文件中的多播信息，解析出多播ID，找到源节点所在的交换节点即为源交换节点DEV1，和所有的目的节点所在的交换节点即为目的交换节点DEV2、DEV3。

S3、利用迪杰斯特算法算出所述源交换节点DEV1到所述目的交换节点DEV2、DEV3的最短路径，如果最短路径不唯一，则执行步骤S4，否则执行步骤S5。

S4、从所述源交换节点DEV1到所述目的交换节点DEV2、DEV3所有的最短路径中，从源交换节点DEV1开始，选择端口号小的路径，直到目的交换节点DEV2、DEV3，以此选择出唯一的一条最短路径，执行S5。在RapidIO交换网络中，由于交换机的连接关系复杂，两个交换节点的最短路径往往不唯一，在多播中若路径选择错乱会使得多播的效率降低，甚至会导致多播出错，因此需要制定规则使路径的选择唯一。在本实施例中，以端口号为约束条件，选择端口号小的路径，多播组的源交换节点为DEV1，目的交换节点为DEV2、DEV3，则选择的路径为SWITCH1(端口1)→SWITCH4(端口3)→SWITCH3(端口4)→SWITCH5。

S5、从所述源交换节点DEV1开始，对选中的最短路径所经过的所有交换节点的多播ID、上行端口和下行端口进行记录，若存在相同的记录则无需重复记录，直到所述目标交换节点。

S6、若多播组的所述目的交换节点DEV2、DEV3全部记录结束则执行步骤S7，否则返回步骤S3。

S7、若配置文件中的所有多播组全部记录结束则执行步骤S8，否则返回步骤S2。

S8、采用SRIO维护包的方式将多播的信息配置到交换节点中的寄存器中，完成路由的配置，实现RapidIO网络的多播通信。用户若需要增加多播组，返回步骤S1，实现RapidIO网络的多播动态配置。

在本发明的基于RapidIO交换网络的多播路由方法中，对多播的配置采用先记录后写入的配置方式，具体操作细节有以下三点：在同一组多播中，源交换节点到不同的目的交换节点可能会经过相同的交换节点，每次都对交换节点进行寄存器写入的话，会出现重复的操作，严重降低效率，因此在本发明中在存储空间内对每个SWICTH分别进行记录，在进行记录之前需对记录进行比较操作，保证多播记录没有重复。多播的配置涉及到SWICTH的多播掩码的配置，不同的多播组所涉及到的交换节点不相同，因此每个交换节点的多播掩码需要独立计算，这样可以最大化地利用每个交换节点的多播数据交换能力，提高整个系统的传输水平。路由的配置采用维护包的方式来配置，同一个交换节点使用少的维护包来进行路由配置可以提高系统的效率，更加便捷。

综上所述，本发明的基于RapidIO交换网络的多播路由方法能够根据探网结果和具体的应用需求配置至少一组的多播，采用迪杰斯特算法和端口号约束选择出多播的唯一路径并快速配置多播路由，同时还可以动态的添加多播组，本发明实现了多播的动态可配置，可以对复杂的RapidIO网络进行动态的多播的配置，实现RapidIO网络的动态多播通信，提高了系统的数据处理效率和RapidIO交换网络数据传输的灵活性、通用性。而且当硬件或软件更新后，可以对探网结束后的RapidIO网络进行动态的配置，动态添加了多播组，使系统具有更好的通用性。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法，其特征在于，所述基于RapidIO交换网络的多播路由方法包括：

S1、配置至少一组多播，以生成配置文件；

S2、利用核心节点对所述配置文件进行解析，针对一组多播，得到源节点所在的交换节点即为源交换节点，以及目的节点所在的交换节点即为目的交换节点；

S3、计算所述源交换节点到一目的交换节点之间的最短路径；

S4、判断所述最短路径是否唯一，以选择出唯一的最短路径；

S5、对所述唯一的最短路径中的所有交换节点的信息进行记录；

S6、判断当前所处理的一组多播中的目的交换节点是否全部记录结束，若是，则完成当前组多播的配置内容获取，执行步骤S7操作，若否，则继续执行步骤S3对另一目的交换节点进行操作；

S7、判断所述配置文件中的每一组多播是否全部记录结束，若是，则执行步骤S8操作，若否，则继续执行步骤S2对另一组多播进行操作；

S8、将所述每一组多播的配置内容配置到中间交换节点中的寄存器内，以实现多播通信。

2.如权利要求1所述的一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法，其特征在于，所述步骤S1中配置至少一组多播的步骤包括：

S11、通过所述核心节点探测交换网络中的硬件系统的所有交换节点，以获取探网结果；

S12、将所述探网结果上传至上位机；

S12、根据所述探网结果配置至少一组多播。

3.如权利要求2所述的一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法，其特征在于，所述探网结果包括所有交换节点的芯片信息以及交换节点之间的连接关系。

4.如权利要求1所述的一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法，其特征在于，所述配置内容包括多播ID、源节点ID和所有的目的节点ID；通过迪杰斯特算法计算所述源交换节点到所述目的交换节点之间的最短路径。

5.如权利要求1所述的一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法，其特征在于，所述基于RapidIO交换网络的多播路由方法还包括：增加多播组，当硬件或软件更新后，继续执行步骤S1操作，以实现RapidIO交换网络的多播动态配置。

6.如权利要求1所述的一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法，其特征在于，所述判断所述最短路径是否唯一，以选择出唯一的最短路径的步骤包括：

S41、判断所述最短路径是否唯一，若是，则继续执行步骤S5对所述唯一的最短路径中的所有交换节点的信息进行记录；若否，则在所有的最短路径中，从所述源交换节点开始到所述目的交换节点结束，选择端口号最小的路径；

S42、所述端口号最小的路径为唯一的最短路径。

7.如权利要求1所述的一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法，其特征在于，所述所有交换节点的信息包括所有交换节点的多播ID、上行端口以及下行端口。

8.如权利要求1所述的一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法，其特征在于，采用SRIO维护包方式将所述每一组多播的配置内容配置到中间交换节点中的寄存器内。

9.如权利要求1所述的一种基于RapidIO交换网络的多播路由方法，其特征在于，所述对所述唯一的最短路径中的所有交换节点的信息进行记录的步骤包括：

S61、获取已记录的交换节点的信息；

S62、逐一判断并比较所述唯一的最短路径中的所有交换节点中是否有已记录的交换节点，若是，则不记录此交换节点的信息；若否，则记录此交换节点的信息；

S63、直至所述唯一的最短路径中的所有交换节点均比较完毕。

10.一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有程序指令，其特征在于，所述处理器运行程序指令实现如权利要求1至权利要求9任一项所述的基于RapidIO交换网络的多播路由方法。

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