CN116366542A - 数据传输方法和相关设备 - Google Patents

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CN116366542A CN202111620823.0A CN202111620823A CN116366542A CN 116366542 A CN116366542 A CN 116366542A CN 202111620823 A CN202111620823 A CN 202111620823A CN 116366542 A CN116366542 A CN 116366542A
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施恩泽
许凯
张国鹏
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Abstract

本发明提供一种数据传输方法和相关设备，该方法包括：从数据入口获取待传输的目标数据，并获取所述目标数据对应的目的MAC地址以及源MAC地址；确定所述目的MAC地址对应的数据出口；在所述MAC层中MAC转发表中存储有所述源MAC地址以及所述目的MAC地址时，基于所述MAC层将所述目标数据传输至所述数据出口，以通过所述数据出口将所述目标数据传输至所述目的MAC地址对应的设备。本发明中，直接通过装置中的MAC层将目标数据转发至数据出口，目标数据无需经过IP层以及内核路由表，减少了数据的传输路径，数据传输占用的系统资源较少，保证了装置的通信时延以及响应速度。

Description

数据传输方法和相关设备
技术领域
本发明涉及数据传输技术领域，尤其涉及一种数据传输方法和相关设备。
背景技术
5G时代，网络通信的性能是上网客户关注的重点。数据业务是网络通信的重点，而数据业务的本质就是TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/因特网互联协议)网络数据包转发、处理的协议体系。
现有网络数据传输依赖内核原生机制，也即设备在传输数据时，数据需要经过数据入口、MAC(Media Access Control，媒体介入控制层)层、IP(Internet Protocol，网际互连协议)层、内核路由表、MAC层、IP层才可到达数据出口，进而通过数据出口传输至其他设备。
可见，数据传输的路径较长，导致数据传输占用设备的系统资源较多，造成通信时延大、响应速度慢。
发明内容
本发明提供一种数据传输方法和相关设备，用以解决数据传输造成设备的通信时延大、响应速度慢的问题。
一方面，本发明提供一种数据传输方法，应用于数据传输装置，所述数据传输装置包括媒体介入控制MAC层，所述数据传输方法包括：
从数据入口获取待传输的目标数据，并获取所述目标数据对应的目的MAC地址以及源MAC地址；
确定所述目的MAC地址对应的数据出口；
在所述MAC层中MAC转发表中存储有所述源MAC地址以及所述目的MAC地址时，基于所述MAC层将所述目标数据传输至所述数据出口，以通过所述数据出口将所述目标数据传输至所述目的MAC地址对应的设备。
在一实施例中，所述在所述MAC层中MAC转发表中存储有所述源MAC地址以及所述目的MAC地址时，基于所述MAC层将所述目标数据传输至所述数据出口的步骤包括：
在所述MAC层中MAC转发表中存储有所述源MAC地址以及所述目的MAC地址时，确定所述MAC转发表是否存储有所述源MAC地址与所述目的MAC地址的数据转发关系；
在所述MAC转发表存储有所述源MAC地址与所述目的MAC地址的数据转发关系时，基于所述MAC层将所述目标数据传输至所述数据出口。
在一实施例中，所述确定所述MAC转发表是否存储有所述源MAC地址与所述目的MAC地址的数据转发关系的步骤之后，还包括：
在所述MAC转发表未存储有所述源MAC地址与所述目的MAC地址的数据转发关系时，将所述目标数据依次传输至所述MAC层、IP层以及内核路由表；
将所述目标数据从所述内核路由表依次传输至所述IP层、所述MAC层以及所述数据出口；
在所述MAC转发表中建立所述源MAC地址与所述目的MAC地址的数据转发关系。
在一实施例中，所述获取所述目标数据对应的源MAC地址的步骤之后，还包括：
在所述MAC转发表中未存储有所述源MAC地址和/或所述MAC层中MAC转发表中未存储有所述目的MAC地址时，将所述目标数据依次传输至所述MAC层、IP层以及内核路由表；
将所述目标数据从所述内核路由表依次传输至所述IP层、所述MAC层以及所述数据出口；
在所述MAC转发表存储所述源MAC地址与所述目的MAC地址。
在一实施例中，所述获取所述目标数据对应的目的MAC地址以及源MAC地址的步骤包括：
获取所述目标数据携带的报文；
从所述报文中获取所述目标数据对应的目的MAC地址以及源MAC地址。
另一方面，本发明还提供一种数据传输装置，包括：
获取模块，用于从数据入口获取待传输的目标数据，并获取所述目标数据对应的目的MAC地址以及源MAC地址；
确定模块，用于确定所述目的MAC地址对应的数据出口；
传输模块，用于在所述MAC层中MAC转发表中存储有所述源MAC地址以及所述目的MAC地址时，基于所述MAC层将所述目标数据传输至所述数据出口，以通过所述数据出口将所述目标数据传输至所述目的MAC地址对应的设备。
另一方面，本发明还提供一种数据传输设备，包括：MAC层、存储器以及处理器；
所述MAC层用于将数据传输至所述数据传输设备的数据出口；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述处理器执行如权利要求1至5任一项所述的数据传输方法。
在一实施例中，所述数据传输设备为终端设备的通信模组、应用芯片或者上位机。
另一方面，本发明还提供一种数据传输设备，包括：MAC层、存储器以及处理器；
所述MAC层用于将数据传输至所述数据传输设备的数据出口；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述处理器执行如上所述的数据传输方法。
另一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如上所述的数据传输方法。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的数据传输方法。
本发明提供的数据传输方法和相关设备，获取待传输的目标数据，且获取目标数据对应的目的MAC地址以及源MAC地址，确定目的MAC地址对应的数据出口，在MAC层中MAC转发表中存储有源MAC地址以及目的MAC地址时，基于MAC层将目标数据传输至数据出口，以通过数据出口将目标数据传输至目的MAC地址对应的设备。本发明中，直接通过装置中的MAC层将目标数据转发至数据出口，目标数据无需经过IP层以及内核路由表，减少了数据的传输路径，数据传输占用的系统资源较少，保证了装置的通信时延以及响应速度。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1为本发明实现数据传输方法的系统构架图；
图2为本发明数据传输方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明数据传输方法第二实施例中步骤S30的细化流程示意图；
图4为本发明数据传输方法第三实施例的程示意图；
图5为本发明日志分析装置的模块示意图；
图6为本发明日志分析设备的硬件结构示意图。
通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本发明提供一种数据传输方法，可以通过图1所示的系统构架图实现。如图1所示，应用芯片通过USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口、PCIE(peripheralcomponent interconnect express，高速串行计算机扩展总线标准)接口或者以太网连接通信模组。应用芯片以及通信模组共同构成一个CPE设备(Customer Premise Equipment，客户前置设备)。CPE设备可通过WIFI(Wi-Fi，行动热点)或者以太网连接联网设备，也即CPE设备可为手机、电视、电脑等联网设备提供上网能力。通信模组协议栈的数据通过MAC转发表直接到达通信模组的USB网卡(也可以采用PCIE或以太网连接，此处以USB为例)，通过USB口将数据从通信模组侧转发至应用芯片，应用芯片直接利用MAC转发表将来自USB的数据报文转发至WIFI，也即数据从应用芯片的USB网卡传输至MAC层，MAC层的MAC转发表将数据传输至WIFI网卡，WIFI网卡再将数据传输至WIFI的联网设备。数据无需经过应用芯片的应用层即可直接传输至WIFI网络，实现了性能的优化。
在通信模组和应用芯片上的MAC层设置MAC转发表进行数据的直接转发，缩短了2次数据进入内核处理(内核位于应用层)的时间，优化了应用芯片及通信模组的CPU占用率，提高了网络通信及其他业务的性能，并缩短了端到端数据业务的时延。
上位机可与通信模组对接构成终端设备，上位机以及通信模组的MAC层也可设置MAC转发表直接进行数据的转发。可以理解的是，通过MAC层的MAC转发表直接转发数据的数据传输设备可以是终端设备中的上位机、通信模组或者应用芯片。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。
参照图2，图2为本发明数据传输方法的第一实施例，数据传输方法包括以下步骤：
步骤S10，从数据入口获取待传输的目标数据，并获取目标数据对应的目的MAC地址以及源MAC地址。
在本实施中，执行主体是数据传输装置，为了便于描述，以下采用装置指代数据传输装置。装置是终端设备的上位机、通信模组或者应用芯片。装置设有数据入口，装置与其他设备的连接方式不同，则数据入口不同类型相同。例如，装置与其他设备的连接方式是USB连接，则数据入口是USB网卡。装置设有多个数据出口，数据出口例如WIFI网卡、以太网网卡。
在检测到数据入口输入数据时，装置即可从数据入口获取待传输的目标数据，目标数据即为从数据入口输入的数据。装置会获取目标数据对应的目的MAC地址以及源MAC地址。源MAC地址是将目标数据传输至数据入口的设备的MAC地址。目的MAC地址是目标数据传输的目的设备的MAC地址。
步骤S20，确定目的MAC地址对应的数据出口。
装置中存储有多个数据出口，每个数据出口对应一个设备。装置根据目的MAC地址即可确定目标数据转发的设备，该设备在装置上所对应的数据出口即为目的MAC地址对应的数据出口。
步骤S30，在MAC层中MAC转发表中存储有源MAC地址以及目的MAC地址时，基于MAC层将目标数据传输至数据出口，以通过数据出口将目标数据传输至目的MAC地址对应的设备。
装置中设有MAC层，且MAC层中设置有MAC转发表。MAC转发表中设置有转发策略。若是目标数据的源MAC地址以及目的MAC地址需要符合转发策略，MAC层可以直接将目标数据传输至数据漱口。在本实施例中，转发策略可是目标数据目的MAC地址以及源MAC地址存储在MAC转发表，MAC转发表存储目的MAC地址以及源MAC地址，即可确定之前已有数据从源MAC地址的设备传输至目的MAC地址对应的设备，也即目标数据的直接转发不存在风险。对此，在MAC层中MAC转发表中存储有源MAC地址以及目的MAC地址时，基于MAC层将目标数据传输至数据出口，以通过数据出口将目标数据传输至目的MAC地址对应的设备。
在本实施例提供的技术方案中，获取待传输的目标数据，且获取目标数据对应的目的MAC地址以及源MAC地址，确定目的MAC地址对应的数据出口，在MAC层中MAC转发表中存储有源MAC地址以及目的MAC地址时，基于MAC层将目标数据传输至数据出口，以通过数据出口将目标数据传输至目的MAC地址对应的设备。本发明中，直接通过装置中的MAC层将目标数据转发至数据出口，目标数据无需经过IP层以及内核路由表，减少了数据的传输路径，数据传输占用的系统资源较少，保证了装置的通信时延以及响应速度。
参照图3，图3为本发明数据传输方法第二实施例，基于第一实施例，步骤S30包括：
步骤S31，在MAC层中MAC转发表中存储有源MAC地址以及目的MAC地址时，确定MAC转发表是否存储有源MAC地址与目的MAC地址的数据转发关系。
在本实施例中，数据传输的对应的一个源MAC地址以及目的MAC地址，也即源MAC地址匹配一个目的MAC地址。而在MAC转发表中存储有目标数据的源MAC地址以及目的MAC地址时，MAC转发表存储的源MAC地址以及目的MAC地址并不是匹配关系，因而目标数据的传输路径是新的传输路径，可能存在风险。
故而，在本实施例中，MAC转发表的转发策略是存储目标数据的源MAC地址以及目的MAC地址、MAC转发表记录源MAC地址与目的MAC地址的数据转发关系。
对此，装置在确定MAC层转发表中存储有源MAC地址以及目的MAC地址，还需要确定MAC转发表是否存储有源MAC地址与目的MAC地址的数据转发关系。
步骤S32，在MAC转发表存储有源MAC地址与目的MAC地址的数据转发关系时，基于MAC层将目标数据传输至数据出口。
装置在确定MAC转发表存储有源MAC地址与目的MAC地址的数据转发关系时，即可确定目标数据的快速转发并无风险(无风险可以指的是数据能够从源MAC地址对应的设备安全传输至目的MAC地址对应的设备)。装置通过MAC层将目标数据快速传输至数据出口。
在MAC转发表未存储有源MAC地址以及目的MAC地址的数据转发关系时，装置需要学习目标数据从源MAC地址传输至目的MAC地址的转发关系。此时，装置将目标数据依次传输至MAC层、IP层以及内核路由表，目标数据再从内核路由表传输至IP层、MAC层以及数据出口，且需要在MAC转发表中建立源MAC地址与目的MAC地址的数据转发关系，以便于符合该数据转发关系的数据通过MAC层直接转发。
在本实施例提供的技术方案中，在MAC转发表中存储有源MAC地址以及目的MAC地址时，确定MAC转发表是否存储有源MAC地址与目的MAC地址的数据转发关系，在MAC转发表存储有源MAC地址与目的MAC地址的数据转发关系时，基于MAC层将目标数据传输至数据出口，从而保证装置能够将目标数据进行快速安全的转发。
参照图4，图4为本发明数据传输方法第三实施例，基于第一实施例，步骤S20之后，还包括：
步骤S40，在MAC转发表中未存储有源MAC地址和/或MAC层中MAC转发表中未存储有目的MAC地址时，将目标数据依次传输至MAC层、IP层以及内核路由表。
步骤S50，将目标数据从内核路由表依次传输至IP层、MAC层以及数据出口。
步骤S60，在MAC转发表存储源MAC地址与目的MAC地址。
在本实施例中，装置在确定在MAC转发表中未存储有源MAC地址和/或MAC层中MAC转发表中未存储有目的MAC地址时，装置需要确定目标数据从源MAC地址传输至目的MAC地址的转发关系。此时，装置将目标数据依次传输至MAC层、IP层以及内核路由表，目标数据再从内核路由表传输至IP层、MAC层以及数据出口，且需要在MAC转发表中存储源MAC地址以及目的MAC地址，以便于携带该源MAC地址以及目的MAC地址的数据能够通过MAC层直接转发。
在本实施例提供的技术方案中，在MAC转发表中未存储有源MAC地址或者未存储目的MAC地址时，将目标数据依次传输至MAC层、IP层以及内核路由表，将目标数据从内核路由表依次传输至IP层、MAC层以及数据出口，再在MAC转发表存储源MAC地址与目的MAC地址，以便于携带该源MAC地址以及目的MAC地址的数据能够通过MAC层直接转发。
在一实施例中，目标数据携带有报文，报文中设置目标数据的源MAC地址以及目的MAC地址。装置在获取到目标数据后，获取目标数据携带的报文，再从报文中准确的获取到目标数据对应的目的MAC地址以及源MAC地址。
本发明还提供一种数据传输装置，参照图5，数据传输装置500包括：
获取模块510，用于从数据入口获取待传输的目标数据，并获取目标数据对应的目的MAC地址以及源MAC地址；
确定模块520，用于确定目的MAC地址对应的数据出口；
传输模块530，用于在MAC层中MAC转发表中存储有源MAC地址以及目的MAC地址时，基于MAC层将目标数据传输至数据出口，以通过数据出口将目标数据传输至目的MAC地址对应的设备。
在一实施例中，数据传输装置500包括：
确定模块520，用于在MAC层中MAC转发表中存储有源MAC地址以及目的MAC地址时，确定MAC转发表是否存储有源MAC地址与目的MAC地址的数据转发关系；
传输模块530，用于在MAC转发表存储有源MAC地址与目的MAC地址的数据转发关系时，基于MAC层将目标数据传输至数据出口。
在一实施例中，数据传输装置500包括：
传输模块530，用于在MAC转发表未存储有源MAC地址与目的MAC地址的数据转发关系时，将目标数据依次传输至MAC层、IP层以及内核路由表；
传输模块530，用于将目标数据从内核路由表依次传输至IP层、MAC层以及数据出口；
建立模块，用于在MAC转发表中建立源MAC地址与目的MAC地址的数据转发关系。
在一实施例中，数据传输装置500包括：
传输模块530，用于在MAC转发表中未存储有源MAC地址和/或MAC层中MAC转发表中未存储有目的MAC地址时，将目标数据依次传输至MAC层、IP层以及内核路由表；
传输模块530，用于将目标数据从内核路由表依次传输至IP层、MAC层以及数据出口；
存储模块，用于在MAC转发表存储源MAC地址与目的MAC地址。
在一实施例中，数据传输装置500包括：
获取模块510，用于获取目标数据携带的报文；
获取模块510，用于从报文中获取目标数据对应的目的MAC地址以及源MAC地址。
图6是根据一示例性实施例示出的一种数据传输设备的硬件结构图。
数据传输设备600可以包括：处理器601，例如CPU，存储器602以及收发器603。本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构并不构成对数据传输设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。存储器602可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
处理器601可以调用存储器602内存储的计算机程序，以完成上述的数据传输方法的全部或部分步骤。
收发器603用于接收外部设备发送的信息以及向外部设备发送信息。
一种非临时性计算机可读存储介质，当该存储介质中的指令由数据传输设备的处理器执行时，使得数据传输设备能够执行上述数据传输方法。
一种计算机程序产品，包括计算机程序，当该计算机程序由数据传输设备的处理器执行时，使得数据传输设备能够执行上述数据传输方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本发明旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种数据传输方法，其特征在于，应用于数据传输装置，所述数据传输装置包括媒体介入控制MAC层，所述数据传输方法包括：
从数据入口获取待传输的目标数据，并获取所述目标数据对应的目的MAC地址以及源MAC地址；
确定所述目的MAC地址对应的数据出口；
在所述MAC层中MAC转发表中存储有所述源MAC地址以及所述目的MAC地址时，基于所述MAC层将所述目标数据传输至所述数据出口，以通过所述数据出口将所述目标数据传输至所述目的MAC地址对应的设备。
2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述在所述MAC层中MAC转发表中存储有所述源MAC地址以及所述目的MAC地址时，基于所述MAC层将所述目标数据传输至所述数据出口的步骤包括：
在所述MAC层中MAC转发表中存储有所述源MAC地址以及所述目的MAC地址时，确定所述MAC转发表是否存储有所述源MAC地址与所述目的MAC地址的数据转发关系；
在所述MAC转发表存储有所述源MAC地址与所述目的MAC地址的数据转发关系时，基于所述MAC层将所述目标数据传输至所述数据出口。
3.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，所述确定所述MAC转发表是否存储有所述源MAC地址与所述目的MAC地址的数据转发关系的步骤之后，还包括：
在所述MAC转发表未存储有所述源MAC地址与所述目的MAC地址的数据转发关系时，将所述目标数据依次传输至所述MAC层、IP层以及内核路由表；
将所述目标数据从所述内核路由表依次传输至所述IP层、所述MAC层以及所述数据出口；
在所述MAC转发表中建立所述源MAC地址与所述目的MAC地址的数据转发关系。
4.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述获取所述目标数据对应的源MAC地址的步骤之后，还包括：
在所述MAC转发表中未存储有所述源MAC地址和/或所述MAC层中MAC转发表中未存储有所述目的MAC地址时，将所述目标数据依次传输至所述MAC层、IP层以及内核路由表；
将所述目标数据从所述内核路由表依次传输至所述IP层、所述MAC层以及所述数据出口；
在所述MAC转发表存储所述源MAC地址与所述目的MAC地址。
5.根据权利要求1-4任一项所述的数据传输方法，其特征在于，其特征在于，所述获取所述目标数据对应的目的MAC地址以及源MAC地址的步骤包括：
获取所述目标数据携带的报文；
从所述报文中获取所述目标数据对应的目的MAC地址以及源MAC地址。
6.一种数据传输装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于从数据入口获取待传输的目标数据，并获取所述目标数据对应的目的MAC地址以及源MAC地址；
确定模块，用于确定所述目的MAC地址对应的数据出口；
传输模块，用于在所述MAC层中MAC转发表中存储有所述源MAC地址以及所述目的MAC地址时，基于所述MAC层将所述目标数据传输至所述数据出口，以通过所述数据出口将所述目标数据传输至所述目的MAC地址对应的设备。
7.一种数据传输设备，其特征在于，包括：MAC层、存储器以及处理器；
所述MAC层用于将数据传输至所述数据传输设备的数据出口；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述处理器执行如权利要求1至5任一项所述的数据传输方法。
8.根据权利要求7所述的数据传输设备，其特征在于，所述数据传输设备为终端设备的通信模组、应用芯片或者上位机。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至5任一项所述的数据传输方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至5任一项所述的数据传输方法。
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