CN112511542A - 在设备内部实现多ip地址网络隔离的系统及应用方法 - Google Patents

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梁晖
张阳
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Abstract

本发明公开了一种在设备内部实现多IP地址网络隔离的系统及应用方法，包括：CPU模块，其上设置有第一MII接口；FPGA，其通过AD总线、第一MII接口与CPU模块通信连接；其中，所述FPGA通过其上的第二MII接口、第三MII接口，分别与不同IP地址、不同网段的业务口、网管口连接；所述FPGA与业务口、网管口之间分别设置有第一PHY芯片、第二PHY芯片。本发明提供一种在设备内部实现多IP地址网络隔离的系统及应用方法，通过CPU和FPGA的综合利用，配合第一PHY芯片、第二PHY芯片提供2个以太网接口分别用于与业务口、网管口进行分通道式通信，实现了业务和网管通信的网络隔离，在设备内部实现多个以太网接口的独立使用。

Description

在设备内部实现多IP地址网络隔离的系统及应用方法
技术领域
本发明涉及一种网络隔离方法。更具体地说，本发明涉及一种设备内部CPU的MII口配置有多个IP地址后，IP地址的网络隔离系统策略及应用方法方法。
背景技术
在某些特定的网络环境之下，需要设备拥有多个以太网接口，但现有技术中这种具有多个网络接口进行网络隔离的情况，通常是用于不同设备上，故而通过不同设备之间的业务与网管可以相互独立，互不影响，但这一情况如果用在同一设备上时，即在同一CPU下时，多个网络接口所具有的优异性就不能得到体现了，即在同一CPU下，其业务和网管不能进行隔离式传送，在接入网络后，CPU会因无法数据无法隔离的原因遭受网络风暴，使得设备运行的稳定性差。故而导致同一设备存在多个以太网接口时，因无法实现网络隔离和数据分发，故多个以太网接口在同一设备上的独立使用无法实现，而。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种在设备内部实现多IP地址网络隔离的系统，包括：
CPU模块，其上设置有第一MII接口；
FPGA，其通过AD总线、第一MII接口与CPU模块通信连接；
其中，所述FPGA通过其上的第二MII接口、第三MII接口，分别与不同IP地址、不同网段的业务口、网管口连接；
所述FPGA与业务口、网管口之间分别设置有第一PHY芯片、第二PHY芯片。
一种应用在同一CPU下实现多IP地址网络隔离系统的方法，包括：
对CPU的第一MII接口进行配置；
FPGA根据配置信息对从第一MII接口接收到的第一以太网数据进行判断，并基于判断结果确定将数据发送至以太口和/或网管口；
FPGA根据配置信息对从第二MII接口和第三MII接口接收到的第二以太网数据进行判断，并基于判断结果确定是否将第二以太网数据发送至第一MII接口。
优选的是，所述第一MII接口配置包括：
在第一MII接口上分别绑定与业务口相配合的第一IP，以及与网管口相配合的第二IP，其中，第一IP与第二IP被配置为分属不同网段；
在第一MII接口绑定与第一IP相配合的第一MAC地址；
CPU通过AD总线在FPGA的指定寄存器内写入与第二IP相配合的第二MAC地址。
优选的是，所述FPGA在接收到第一以太网数据数据时，判断其源IP是否为第一IP，若是则只向第二MII接口进行数据转发；
否则判断其源IP是否为第二IP，若是则只向第三MII接口进行数据转发；
否则将第一以太网数据分别向第二MII接口、第三MII接口进行数据转发。
优选的是，所述FPGA从第二MII接口接收到对应的第二以太网数据时，对目的IP网段是否属于网段1进行判断，若是则向第一MII接口进行数据转发，否则不向第一MII接口转发。
优选的是，所述FPGA从第三MII接口接收到对应的第二以太网数据时，对目的IP网段是否属于网段2进行判断，若是则向第一MII接口进行数据转发，否则不向第一MII接口转发。
优选的是，当FPGA从第二MII接口、第三MII接口收到的第二以太网数据为ARP，均向第一MII接口转发。
本发明至少包括以下有益效果：其一，本发明的系统通过CPU和FPGA的综合利用，配合第一PHY芯片、第二PHY芯片提供2个以太网接口，分别用于与业务口、网管口进行分通道式通信，实现了业务和网管通信的网络隔离，在设备内部实现多个以太网接口的独立使用。
其二、本发明系统的应用方法，通过CPU上第一接口配置，配合FPGA的数据转发，实现了内部设备的网络隔离与数据转发，其相对于现有技术而言，在设备内部具有多个网络接口具有以下优点：
1、设备可以配置单独的管理接口，用户对设备进行管理时，可以避免IP地址冲突，不影响业务使用；
2、设备可以配置单独的业务接口，接入网络时方便布局布线，可以使用FPGA软件对业务接口进行限流，避免CPU遭受网络风暴，增强设备稳定性；
3、设备内部实现对以太网数据的分发，增强设备网络独立性。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的在设备内部实现多IP地址网络隔离的系统的典型应用场景示意图；
图2为本发明的另一个实施例中设备内部接口配置示意图；
图3为本发明Web网管正常使用的连接情况示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
图1-2示出了根据本发明的一种在设备内部实现多IP地址网络隔离的系统的实现形式，其中包括：
CPU模块1，其上设置有第一MII接口2；
FPGA 3，其通过AD总线、第一MII接口与CPU模块通信连接；
其中，所述FPGA通过其上的第二MII接口4、第三MII接口5，分别与不同IP地址、不同网段的业务口6、网管口7连接；
所述FPGA与业务口、网管口之间分别设置有第一PHY芯片8、第二PHY芯片9。在这种方案中话音网关设备提供两个以太网接口，分别对应业务以太网口、网管以太网口。两个以太网接口的IP地址可任意设置。对外采用2片PHY芯片分别提供2个以太网接口，以满足使用需要，故本发明的系统可针对特殊的使用需求，将网管以太网数据和业务以太网数据进行分发，实现本地网络上对设备进行管理，业务网络支持跨网段通信。
一种应用在同一CPU下实现多IP地址网络隔离系统的方法，根据使用要求，2个以太网接口分别用作管理以太网接口和业务以太网接口，且2个IP地址处于不同的网段中。
设备提供的2个以太网接口IP地址可任意设置，分别对应CPU业务IP地址、网管IP地址。CPU通过业务以太网接口的数据的MAC地址使用CPU本身的MAC地址，通过网管以太网接口的数据的MAC地址需要FPGA根据配置对MAC地址进行替换。避免不同IP地址的MAC地址冲突。
设备对外呈现两个IP地址IP_1、IP_2。
IP_1：业务IP地址，属于网段1，如192.168.1.20；
IP_2：网管IP地址，属于网段2，如192.168.2.20；
CPU的MII接口配置：
CPU的MII接口绑定2个IP地址，分别是IP_1、IP_2，绑定一个MAC地址MAC_1；CPU软件通过AD总线写FPGA指定寄存器，告诉FPGA业务IP地址IP_1、业务MAC地址MAC_1、网管IP地址IP_2、网管MAC地址MAC_2，具体配置见下图2。
FPGA根据配置信息需要对从MII_1收到的数据进行以下处理：
当FPGA收到MII_1的以太网数据时，若源IP为IP_1时，只往MII_2转发；
当FPGA收到MII_1的以太网数据时，若源IP为IP_2时，FPGA对数据的IP地址和MAC地址进行替换，只往MII_3转发；
当FPGA收到MII_1的以太网数据时，除条件1～2之外的情况，往MII_2、MII_3、转发；
FPGA根据配置信息需要对从MII_2和MII_3收到的数据进行以下处理：
当FPGA收到MII_2的以太网数据时，若目的IP属于网段2，不往MII_1；
当FPGA收到MII_2的以太网数据时，若目的IP属于网段1，往MII_1转发；
当FPGA收到MII_2、MII_3的以太网数据时，若为ARP，往MII_1转发；
当FPGA收到MII_3的以太网数据时，若目的IP属于网段2，往MII_1转发；
当FPGA收到MII_3的以太网数据时，若目的IP不属于网段2，不往MII_1转发。
通过上述处理后，CPU与业务以太网接口通信的以太网数据均使用IP_1，MAC_1，走MII_2口传输；CPU与管理以太网接口通信的以太网数据均使用IP_2，MAC_2，走MII_3口传输，实现了在同一CPU下的业务数据和管理数据的网络隔离和数据分发。
具体实施例：
以话音网关的典型使用为例，WEB网管的正常使用连接情况可如图3所示，当话音网关的两个以太网接口均接入交换机时，网管计算机配置IP_3，则计算机可以通过访问IP_2_1和IP_2_2对话音网关进行管理。话音网关1、话音网关2和IPPBX之间可以通过交换机互联。
以上方案只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种在设备内部实现多IP地址网络隔离的系统，其特征在于，包括：
CPU模块，其上设置有第一MII接口；
FPGA，其通过AD总线、第一MII接口与CPU模块通信连接；
其中，所述FPGA通过其上的第二MII接口、第三MII接口，分别与不同IP地址、不同网段的业务口、网管口连接；
所述FPGA与业务口、网管口之间分别设置有第一PHY芯片、第二PHY芯片。
2.一种应用如权利要求1所述在同一CPU下实现多IP地址网络隔离系统的方法，其特征在于，包括：
对CPU的第一MII接口进行配置；
FPGA根据配置信息对从第一MII接口接收到的第一以太网数据进行判断，并基于判断结果确定将数据发送至以太口和/或网管口；
FPGA根据配置信息对从第二MII接口和第三MII接口接收到的第二以太网数据进行判断，并基于判断结果确定是否将第二以太网数据发送至第一MII接口。
3.如权利要求2所述应用在同一CPU下实现多IP地址网络隔离系统的方法，其特征在于，所述第一MII接口配置包括：
在第一MII接口上分别绑定与业务口相配合的第一IP，以及与网管口相配合的第二IP，其中，第一IP与第二IP被配置为分属不同网段；
在第一MII接口绑定与第一IP相配合的第一MAC地址；
CPU通过AD总线在FPGA的指定寄存器内写入与第二IP相配合的第二MAC地址。
4.如权利要求2所述应用在同一CPU下实现多IP地址网络隔离系统的方法，其特征在于，所述FPGA在接收到第一以太网数据数据时，判断其源IP是否为第一IP，若是则只向第二MII接口进行数据转发；
否则判断其源IP是否为第二IP，若是则只向第三MII接口进行数据转发；
否则将第一以太网数据分别向第二MII接口、第三MII接口进行数据转发。
5.如权利要求2所述应用在同一CPU下实现多IP地址网络隔离系统的方法，其特征在于，所述FPGA从第二MII接口接收到对应的第二以太网数据时，对目的IP网段是否属于网段1进行判断，若是则向第一MII接口进行数据转发，否则不向第一MII接口转发。
6.如权利要求5所述在设备内部实现多IP地址网络隔离的系统，其特征在于，所述FPGA从第三MII接口接收到对应的第二以太网数据时，对目的IP网段是否属于网段2进行判断，若是则向第一MII接口进行数据转发，否则不向第一MII接口转发。
7.如权利要求6所述应用在同一CPU下实现多IP地址网络隔离系统的方法，其特征在于，当FPGA从第二MII接口、第三MII接口收到的第二以太网数据为ARP，均向第一MII接口转发。
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