CN111510516A - 一种测试机分布式系统网络框架及通信方法 - Google Patents

一种测试机分布式系统网络框架及通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种测试机分布式系统网络框架，所述系统网络框架配置框架IP地址和框架MAC地址；所述系统网络框架包括内部主板卡、N个内部资源板卡和协议端口，所述内部主板卡包括转发芯片，所述内部主板卡和N个内部资源板卡分别配置独立的内部IP地址和内部MAC地址；每个内部资源板卡映射至少一个协议端口；所述内部资源板卡和上位机进行通信时，所述转发芯片根据IP报文中通信协议端口识别目的MAC地址和发送MAC地址，并对其进行转换。本发明提供的一种测试机分布式系统网络框架及通信方法，整个系统网络框架对外显示框架IP地址和框架MAC地址，避免IP地址和MAC地址配置冲突，且不会影响系统网络框架内部的转发效率。

Description

一种测试机分布式系统网络框架及通信方法
技术领域
本发明涉及测试机网络框架领域，具体涉及一种测试机分布式系统网络框架及通信方法。
背景技术
半导体测试机包括若干个测试板卡，每一个测试板卡都是一个独立的系统，当前每一个独立的系统都需要分配一个IP(Internet Protocol)地址和MAC(Media AccessControl Address)地址，上位机需要管理所有测试板卡的IP地址。在这种测试机中，上位机维护测试机中所有测试板卡的IP地址相对麻烦；另外，多个测试机放在一个局域网中，必须配置不同的IP地址和MAC地址，否则会造成网络冲突。
现有技术中还可以使用NAT端口映射，使内网IP地址隐藏，采用NAT端口映射的方式需要采用NAT协议进行通信转发。NAT协议在转发实现上较为复杂，本系统实现NAT端口映射需要FPGA转发芯片识别IP端口号，修改IP地址等操作，同时需要修改IP字段中的校验码，导致转发效率减低，同时不利于在本系统中应用。
当前大型设备模型中，尤其ATE(Automatic Test Equipment)测试领域，使用分布式资源板卡居多。分布式板卡的优势在于测试通道的独立性。所有的管理板卡和资源板卡上面都是一个独立的嵌入式Linux系统。通常通过以太网进行连接，数据交互使用TCP/IP协议。同时管理板卡上独立的IP转发芯片实现上位机与各个资源板卡的交互。
通常情况下，我们在管理板卡与资源板卡上面配置一套各自独立的IP地址与MAC地址，若干个资源板卡上面的IP地址共同承接测试机上的所有服务。但是这里每一个资源板卡和管理板卡均配置独立的IP地址与MAC地址，如果上位机直接支持参与所有资源板卡的管理，整个管理过程就会很麻烦，并且内部私有的MAC地址需要开放给测试机台的整个局域网，同时不利于测试机台进行外部网络扩展。
发明内容
本发明的目的是提供一种测试机分布式系统网络框架及通信方法，整个系统网络框架对外显示框架IP地址和框架MAC地址，避免IP地址和MAC地址配置冲突，且不会影响系统网络框架内部的转发效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种测试机分布式系统网络框架，所述系统网络框架配置框架IP地址和框架MAC地址；所述系统网络框架包括内部主板卡、N个内部资源板卡和协议端口，所述内部主板卡包括转发芯片，所述内部主板卡和N个内部资源板卡分别配置独立的内部IP地址和内部MAC地址；每个内部资源板卡映射至少一个协议端口；M为大于0的整数；
所述内部资源板卡和上位机进行通信时，所述转发芯片根据IP报文中通信协议端口识别目的MAC地址和发送MAC地址，并对其进行转换，所述通信协议端口为待通信的内部资源板卡映射的协议端口。
进一步地，所述内部主板卡的内部MAC地址与系统网络框架的框架MAC地址相同。
进一步地，所述内部主板卡映射未被内部资源板卡映射的协议端口。
进一步地，所述系统网络框架连接上位机，所述上位机配置IP地址和MAC地址。
进一步地，所述IP报文包括IP请求报文和IP回应报文；所述IP报文包括发送MAC地址、目的MAC地址和通信协议端口。
进一步地，当上位机发送IP请求报文至所述系统网络框架时，所述转发芯片识别IP请求报文中通信协议端口，并将IP请求报文中目的MAC地址修改为对应内部资源板卡的内部MAC地址；
当内部资源板卡发送IP回应报文至所述上位机时，所述转发芯片将IP回应报文中内部MAC地址修改为框架MAC地址。
进一步地，所述转发芯片为FPGA芯片。
一种采用测试机分布式系统网络框架进行通信的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01：上位机发送IP请求报文至系统网络框架；
S02：转发芯片识别IP请求报文中通信协议端口，并将IP请求报文中目的MAC地址修改为对应内部资源板卡或者内部主板卡的内部MAC地址，使得所述内部资源板卡或者内部主板卡接收IP请求报文；
S03：所述内部资源板卡或者内部主板卡发送IP回应报文至所述上位机；
S04：所述转发芯片将IP回应报文中内部MAC地址修改为框架MAC地址，使得所述上位机接收IP回应报文。
进一步地，所述步骤S02中，当转发芯片识别IP请求报文中通信协议端口映射其中一个内部资源板卡时，将IP请求报文中目的MAC地址修改为该内部资源板卡的内部MAC地址。
进一步地，所述步骤S02中，当转发芯片识别IP请求报文中通信协议端口没有映射内部资源板卡时，将IP请求报文中目的MAC地址修改为该内部主板卡的内部MAC地址。
本发明具有如下有益效果：整个系统网络框架对外显示框架IP地址和框架MAC地址，避免IP地址和MAC地址配置冲突；本发明中上位机通过不同的协议端口连接不同的内部资源板卡，实现整个测试机的服务以及系统网络框架内部和外部的解耦；本发明中上位机和内部资源板卡通信时，转发芯片只需要修改目的MAC地址和发送MAC地址，转发效率基本不会受到影响；本发明中系统网络框架与外部网络隔绝，可更加有效进行安全管理和认证。
附图说明
附图1为实施例1中系统网络框架的结构示意图；
附图2为实施例1中内部资源板卡与上位机进行通信的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
本发明提供的一种测试机分布式系统网络框架，配置框架IP地址和框架MAC地址；系统网络框架包括内部主板卡、N个内部资源板卡和若干个协议端口，内部主板卡包括转发芯片，内部主板卡和N个内部资源板卡分别配置独立的内部IP地址和内部MAC地址；每个内部资源板卡映射至少一个协议端口；M为大于0的整数。优选的，内部主板卡的内部MAC地址与系统网络框架的框架MAC地址可以相同。
本发明中系统网络框架和上位机连接，上位机可以和系统网络框架中任一内部资源板卡和内部主板卡进行通信。其中，上位机配置独立的IP地址和MAC地址。上位机和系统网络框架进行通信时，上位机会发送IP请求报文至系统网络框架，系统网络框架再发送IP回应报文至上位机，完成整个通信过程。IP报文包括IP请求报文和IP回应报文；IP报文包括发送MAC地址、目的MAC地址和信协议端口，通信协议端口为待通信的内部资源板卡映射的通协议端口。
本发明中内部主板卡和每一个内部资源板卡均具有两个IP地址，一个是系统IP地址，另外一个是其对应的内部IP地址。并且当上位机和系统网络框架进行通信时，彼此之间只能识别出上位机的IP地址、MAC地址，以及系统网络框架的框架IP地址、框架MAC地址。转发芯片的作用就是在系统网络框架内部根据IP报文中通信协议端口识别目的MAC地址和发送MAC地址，并对其进行转换。
本发明中部分协议端口可以与内部资源板卡形成映射关系，没有与内部资源板卡形成映射关系的协议端口映射至内部主板卡。如此一来，IP报文中每一个固定的通信协议端口均可以映射至内部主板卡或者内部资源板卡上。当上位机发送IP请求报文至系统网络框架时，转发芯片识别IP请求报文中通信协议端口，并将IP请求报文中目的MAC地址修改为对应内部资源板卡的内部MAC地址；当内部资源板卡发送IP回应报文至上位机时，转发芯片识别出IP回应报文中未知的发送MAC地址，并将其修改为框架MAC地址。
本发明提供的一种采用测试机分布式系统网络框架进行通信的方法，包括如下步骤：
S01：上位机发送IP请求报文至系统网络框架；
S02：转发芯片识别IP请求报文中通信协议端口，并将IP请求报文中目的MAC地址修改为对应内部资源板卡或者内部主板卡的内部MAC地址，使得内部资源板卡或者内部主板卡接收IP请求报文；
当转发芯片识别IP请求报文中通信协议端口映射其中一个内部资源板卡时，将IP请求报文中目的MAC地址修改为该内部资源板卡的内部MAC地址。当转发芯片识别IP请求报文中通信协议端口没有映射内部资源板卡时，将IP请求报文中目的MAC地址修改为该内部主板卡的内部MAC地址。
S03：内部资源板卡或者内部主板卡发送IP回应报文至上位机；
S04：转发芯片识别IP回应报文中未知的发送MAC地址，并将其修改为框架MAC地址，使得上位机接收IP回应报文。
以下通过具体实施方式对本发明进行进一步解释说明：
实施例1
如附图1和表1所示，本实施例提供的一种测试机分布式系统网络框架，配置框架IP地址10.1.1.2和框架MAC地址00:0f:e2:01:14:00；系统网络框架包括内部主板卡、N个内部资源板卡和若干个协议端口，内部主板卡包括转发芯片，内部主板卡和N个内部资源板卡分别配置独立的内部IP地址和内部MAC地址，如表1所示；每个内部资源板卡映射至少一个协议端口；M为大于0的整数。本实施例中内部主板卡的内部MAC地址与系统网络框架的框架MAC地址相同，如表1所示。上位机配置IP地址10.1.1.1，配置MAC地址00:E0:4C:6E:3F:AB。
表1
Figure BDA0002461878490000051
如附图1和表1所示，协议端口50000映射内部资源板卡1，协议端口50100映射内部资源板卡2，协议端口53400映射内部资源板卡N，没有与内部资源板卡映射的协议端口映射内部主板卡，使内部主板卡能与上位机交互基础协议，如响应ARP(Address ResolutionProtocol)请求。
如附图2所示，本实施例提供的一种采用测试机分布式系统网络框架进行通信的方法，包括如下步骤：
S01：上位机PC发送IP请求报文至系统网络框架；IP报文包括发送MAC地址、目的MAC地址和信协议端口，通信协议端口为待通信的内部资源板卡映射的通协议端口。此时，IP发送报文中目的MAC地址为00:0f:e2:01:14:00，通信协议端口为50000；
S02：转发芯片识别IP请求报文中通信协议端口50000，通过表1可知该协议端口映射至内部资源板卡1。转发芯片将IP请求报文中目的MAC地址00:0f:e2:01:14:00修改为对应内部资源板卡1内部MAC地址00:0f:00:00:00:00，使得内部资源板卡1接收IP请求报文；
S03：内部资源板卡发送IP回应报文至上位机；此时，IP回应报文中发送MAC地址为00:0f:00:00:00:00；
S04：转发芯片识别IP回应报文中未知的发送MAC地址00:0f:00:00:00:00，并将其修改为框架MAC地址00:0f:e2:01:14:00，使得上位机接收IP回应报文。本步骤中由于上位机和系统网络框架整体进行通信，在通信过程中并不能识别内部MAC地址，需要经过转发芯片进行转换修改，才能确保通信过程顺利进行。
当上位机与系统网络框架中其他的内部资源板卡或者内部主板卡进行通信时，其采用的方法均与上述相同，在此不再一一详细介绍。
整个系统网络框架对外显示框架IP地址和框架MAC地址，避免IP地址和MAC地址配置冲突；本发明中上位机通过不同的协议端口连接不同的内部资源板卡，实现整个测试机的服务以及系统网络框架内部和外部的解耦；本发明中上位机和内部资源板卡通信时，转发芯片只需要修改目的MAC地址和发送MAC地址，转发效率基本不会受到影响；本发明中系统网络框架与外部网络隔绝，可更加有效进行安全管理和认证。
以上所述仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用于限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种测试机分布式系统网络框架，其特征在于，所述系统网络框架配置框架IP地址和框架MAC地址；所述系统网络框架包括内部主板卡、N个内部资源板卡和协议端口，所述内部主板卡包括转发芯片，所述内部主板卡和N个内部资源板卡分别配置独立的内部IP地址和内部MAC地址；每个内部资源板卡映射至少一个协议端口；M为大于0的整数；
所述内部资源板卡和上位机进行通信时，所述转发芯片根据IP报文中通信协议端口识别目的MAC地址和发送MAC地址，并对其进行转换，所述通信协议端口为待通信的内部资源板卡映射的协议端口。
2.根据权利要求1所述的一种测试机分布式系统网络框架，其特征在于，所述内部主板卡的内部MAC地址与系统网络框架的框架MAC地址相同。
3.根据权利要求1所述的一种测试机分布式系统网络框架，其特征在于，所述内部主板卡映射未被内部资源板卡映射的协议端口。
4.根据权利要求1所述的一种测试机分布式系统网络框架，其特征在于，所述系统网络框架连接上位机，所述上位机配置IP地址和MAC地址。
5.根据权利要求1所述的一种测试机分布式系统网络框架，其特征在于，所述IP报文包括IP请求报文和IP回应报文；所述IP报文包括发送MAC地址、目的MAC地址和通信协议端口。
6.根据权利要求5所述的一种测试机分布式系统网络框架，其特征在于，当上位机发送IP请求报文至所述系统网络框架时，所述转发芯片识别IP请求报文中通信协议端口，并将IP请求报文中目的MAC地址修改为对应内部资源板卡的内部MAC地址；
当内部资源板卡发送IP回应报文至所述上位机时，所述转发芯片将IP回应报文中内部MAC地址修改为框架MAC地址。
7.根据权利要求1所述的一种测试机分布式系统网络框架，其特征在于，所述转发芯片为FPGA芯片。
8.一种采用权利要求1所述的测试机分布式系统网络框架进行通信的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01：上位机发送IP请求报文至系统网络框架；
S02：转发芯片识别IP请求报文中通信协议端口，并将IP请求报文中目的MAC地址修改为对应内部资源板卡或者内部主板卡的内部MAC地址，使得所述内部资源板卡或者内部主板卡接收IP请求报文；
S03：所述内部资源板卡或者内部主板卡发送IP回应报文至所述上位机；
S04：所述转发芯片将IP回应报文中内部MAC地址修改为框架MAC地址，使得所述上位机接收IP回应报文。
9.根据权利要求8所述进行通信的方法，其特征在于，所述步骤S02中，当转发芯片识别IP请求报文中通信协议端口映射其中一个内部资源板卡时，将IP请求报文中目的MAC地址修改为该内部资源板卡的内部MAC地址。
10.根据权利要求8所述进行通信的方法，其特征在于，所述步骤S02中，当转发芯片识别IP请求报文中通信协议端口没有映射内部资源板卡时，将IP请求报文中目的MAC地址修改为该内部主板卡的内部MAC地址。
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