CN118041718A - 一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法、系统及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车载以太网技术领域，提供一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法、系统及存储介质，在网络框架布局时将网络设计为树形，其中逐级分支只有树顶对外交互，多个具有switch功能的器件连接时，将这些器件的树顶网络端口连接到一个管理器中，将网络做成放射状，仅存在一个顶端，树顶端之间的数据交互必须通过此顶端进行传输，这些支系网络不能互相连接，避免了环路的可能；周期性的使用静态ARP和静态ARL监测每个端口的link和SQI状态，并实时监测各个端口的数据流量，从而有效避免芯片内部处理的缓存空间被撑爆导致数据传输异常，进而保证端口不会被大数据撑爆，保证车载以太网网络的正常通讯。

Description

一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及车载以太网技术领域，尤其涉及一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法、系统及存储介质。
背景技术
以太环网(俗称环网)是由一组IEEE 802.1兼容的以太网节点组成的环形拓扑，每个节点通过基于802.3媒体访问控制(MAC)的环端口与其他两个节点相连，而以太网MAC可以由其他服务层技术承载(如SDHVC、MPLS的以太网伪线等)，所有节点间能够直接或者间接通信。
在复杂的车载以太网网络中，可能存在数据量过大或者是设计太复杂导致通讯异常的情况，例如网络中将1000M数据加载到100M时可能由于100Mswitch芯片内部处理的缓存空间被撑爆导致数据传输异常，网络中意外出现环路，耗尽交换资源，网络风暴导致整个网络瘫痪，或者环路产生MAC地址飘移，造成网络中断。
因此规划和使用以太网是需要非常谨慎的，需要添加一些防护措施。
发明内容
本发明提供一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法、系统及存储介质，解决了现有的车载以太环网网络在面对数据量过大时无法进行有效的处理，使得数据传输异常造成网络环路的技术问题。
为解决以上技术问题，本发明提供一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法，包括步骤：
创建由主switch管理的树形网络，对所述主switch的端口属性进行配置，并相应的对每一树形网络进行配置；
驱动所述树形网络的本地switch周期性执行端口监测，并将监测数据实时反馈至所述主switch并执行异常处理。
在进一步的实施方案中，所述创建由主switch管理的树形网络，对所述主switch的端口属性进行配置包括步骤：
建立一个由主switch管理的树形网络，此树形网络包括与所述主switch通信连接的10M树形网络、100M树形网络、1000M树形网络；
将所述主switch的三个端口属性分别设置为10M主模式、100M主模式、1000M主模式，并分别与10M树形网络、100M树形网络、1000M树形网络连接。
在进一步的实施方案中，所述对每一树形网络进行配置包括步骤：
A1、对每一树形网络的端口属性进行配置，并关闭自适应功能；
A2、给每一树形网络对应的本地switch分配MAC和IP地址；
A3、根据报文类型配置对应的VLAN；
A4、将每一树形网络的主从节点和速率设置为固定值。
在进一步的实施方案中，所述对每一树形网络的端口属性进行配置具体为：
将所述10M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为10M从；
将所述100M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为100M从；
将所述1000M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为1000M从。
在进一步的实施方案中，所述驱动所述树形网络的本地switch周期性执行端口监测，并将监测数据实时反馈至所述主switch并执行异常处理包括：
驱动所有所述树形网络的本地switch执行周期性的监测，使用静态ARP和静态ARL监测每个端口的link和SQI状态，当监测到存在异常时则上报至所述主switch。
在进一步的实施方案中，所述驱动所述树形网络的本地switch周期性执行端口监测，并将监测数据实时反馈至所述主switch并执行异常处理包括：
驱动所有所述树形网络的本地switch执行实时监测，通过端口QCI检测对各个端口进行数据流量监测，分别检测10M、100M、100M的网络端口，当监测到速率超过设定值则生成诊断信息上报至所述主switch，并将多余数据丢弃。
本发明提供一种具备防阻塞功能的车机网络通信系统，应用于实现上述一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法，包括主switch及与其连接的10M树形网络、100M树形网络、1000M树形网络；所述主switch的三个端口属性分别设置为10M主模式、100M主模式、1000M主模式，并分别与10M树形网络、100M树形网络、1000M树形网络连接。
在进一步的实施方案中，所述10M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为10M从模式；
所述100M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为100M从模式；
所述1000M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为1000M从模式。
本车机网络通信系统采用各个模块实现通信方法中的各个步骤，为通信方法提供硬件基础，便于方法实施。
本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序用于被上述的一种具备防阻塞功能的车机网络通信系统加载，以实现上述的一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法。其中，存储介质可以是磁碟、光盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)或者随机存取器(Random Access Memory，RAM)等。
本发明在网络框架布局时将网络设计为树形，其中逐级分支只有树顶对外交互，多个具有switch功能的器件连接时，将这些器件的树顶网络端口连接到一个管理器中，将网络做成放射状，仅存在一个顶端，树顶端之间的数据交互必须通过此顶端进行传输，这些支系网络不能互相连接，避免了环路的可能；周期性的使用静态ARP和静态ARL监测每个端口的link和SQI状态，并实时监测各个端口的数据流量，从而有效避免芯片内部处理的缓存空间被撑爆导致数据传输异常，进而保证端口不会被大数据撑爆，保证车载以太网网络的正常通讯。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法的工作流程图；
图2是本发明实施例提供的主switch管理的树形网络的网络结构图。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。
实施例1
本发明实施例提供的一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法，如图1、图2所示，在本实施例中，包括步骤：
创建由主switch(交换机)管理的树形网络，对所述主switch的端口属性进行配置，并相应的对每一树形网络进行配置；
在本实施例中，所述创建由主switch管理的树形网络，对所述主switch的端口属性进行配置包括步骤：
S1、建立一个由主switch管理的树形网络，此树形网络包括与所述主switch通信连接的10M树形网络、100M树形网络、1000M树形网络；
S2、将所述主switch的三个端口属性分别设置为10M主模式、100M主模式、1000M主模式，并分别与10M树形网络、100M树形网络、1000M树形网络连接。
在本实施例中，S3、所述对每一树形网络进行配置，包括步骤A1～A4：
A1、对每一树形网络的端口属性进行配置，并关闭自适应功能；
在本实施例中，所述对每一树形网络的端口属性进行配置具体为：
将所述10M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为10M从；
将所述100M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为100M从；
将所述1000M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为1000M从。
A2、给每一树形网络对应的本地switch分配MAC和IP地址；
例如：
10M树形网络(10M器件)设置为CA:CA:CA:23:03:01，172.16.0.01，
100M树形网络(10M器件)设置为CA:CA:CA:23:03:02，172.16.0.02，
1000M树形网络(10M器件)设置为CA:CA:CA:23:03:03，172.16.0.03。
A3、根据报文类型配置对应的VLAN；
例如，升级网络通讯为VLAN6，诊断网络为VLAN11，其余网络使用VLAN13。
通过将报文类型进行区分，在对应报文里面添加对应的VID(虚拟LAN标识)，当需要获取报文的设备就可以根据这个VID去过滤想要的报文，例如报文属性是VLAN6的报文协定是专门用来做升级用的，那么设备收到带有VLAN6的报文他就会主动识别为是否需要升级。
A4、将每一树形网络的主从节点和速率设置为固定值。
驱动所述树形网络的本地switch周期性执行端口监测，并将监测数据实时反馈至所述主switch并执行异常处理，包括：
S4、驱动所有所述树形网络的本地switch执行周期性的监测，使用静态ARP(地址解析协议)和静态ARL(资产侦查灯塔)监测每个端口的link和SQI状态，当监测到存在异常时则上报至所述主switch。
S5、驱动所有所述树形网络的本地switch执行实时监测，通过端口QCI检测对各个端口进行数据流量监测，分别检测10M、100M、100M的网络端口，当监测到速率超过设定值则生成诊断信息上报至所述主switch，并将多余数据丢弃。
本发明实施例在网络框架布局时将网络设计为树形，其中逐级分支只有树顶对外交互，多个具有switch功能的器件连接时，将这些器件的树顶网络端口连接到一个管理器中，将网络做成放射状，仅存在一个顶端，树顶端之间的数据交互必须通过此顶端进行传输，这些支系网络不能互相连接，避免了环路的可能；周期性的使用静态ARP和静态ARL监测每个端口的link和SQI状态，并实时监测各个端口的数据流量，从而有效避免芯片内部处理的缓存空间被撑爆导致数据传输异常，进而保证端口不会被大数据撑爆，保证车载以太网网络的正常通讯。
实施例2
本发明实施例提供一种具备防阻塞功能的车机网络通信系统，应用于实现上述实施例1中的一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法，参见图2，包括主switch及与其连接的10M树形网络、100M树形网络、1000M树形网络；所述主switch的三个端口属性分别设置为10M主模式、100M主模式、1000M主模式，并分别与10M树形网络、100M树形网络、1000M树形网络连接。
在本实施例中，所述10M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为10M从模式；
所述100M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为100M从模式；
所述1000M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为1000M从模式。
本车机网络通信系统采用各个模块实现通信方法中的各个步骤，为通信方法提供硬件基础，便于方法实施。
实施例3
本发明实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序用于被上述实施例2的一种具备防阻塞功能的车机网络通信系统加载，以实现上述实施例1的一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法。其中，存储介质可以是磁碟、光盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)或者随机存取器(Random Access Memory，RAM)等。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法，其特征在于，包括步骤：
创建由主switch管理的树形网络，对所述主switch的端口属性进行配置，并相应的对每一树形网络进行配置；
驱动所述树形网络的本地switch周期性执行端口监测，并将监测数据实时反馈至所述主switch并执行异常处理。
2.如权利要求1所述的一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法，其特征在于，所述创建由主switch管理的树形网络，对所述主switch的端口属性进行配置包括步骤：
建立一个由主switch管理的树形网络，此树形网络包括与所述主switch通信连接的10M树形网络、100M树形网络、1000M树形网络；
将所述主switch的三个端口属性分别设置为10M主模式、100M主模式、1000M主模式，并分别与10M树形网络、100M树形网络、1000M树形网络连接。
3.如权利要求2所述的一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法，其特征在于，所述对每一树形网络进行配置包括步骤：
A1、对每一树形网络的端口属性进行配置，并关闭自适应功能；
A2、给每一树形网络对应的本地switch分配MAC和IP地址；
A3、根据报文类型配置对应的VLAN；
A4、将每一树形网络的主从节点和速率设置为固定值。
4.如权利要求3所述的一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法，其特征在于，所述对每一树形网络的端口属性进行配置具体为：
将所述10M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为10M从模式；
将所述100M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为100M从模式；
将所述1000M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为1000M从模式。
5.如权利要求4所述的一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法，其特征在于，所述驱动所述树形网络的本地switch周期性执行端口监测，并将监测数据实时反馈至所述主switch并执行异常处理包括：
驱动所有所述树形网络的本地switch执行周期性的监测，使用静态ARP和静态ARL监测每个端口的link和SQI状态，当监测到存在异常时则上报至所述主switch。
6.如权利要求5所述的一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法，其特征在于，所述驱动所述树形网络的本地switch周期性执行端口监测，并将监测数据实时反馈至所述主switch并执行异常处理包括：
驱动所有所述树形网络的本地switch执行实时监测，通过端口QCI检测对各个端口进行数据流量监测，分别检测10M、100M、100M的网络端口，当监测到速率超过设定值则生成诊断信息上报至所述主switch，并将多余数据丢弃。
7.一种具备防阻塞功能的车机网络通信系统，应用于实现如权利要求1～6中任一项权利要求所述一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法，其特征在于：包括主switch及与其连接的10M树形网络、100M树形网络、1000M树形网络；所述主switch的三个端口属性分别设置为10M主模式、100M主模式、1000M主模式，并分别与10M树形网络、100M树形网络、1000M树形网络连接。
8.如权利要求7所述的一种具备防阻塞功能的车机网络通信系统，其特征在于：所述10M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为10M从模式；
所述100M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为100M从模式；
所述1000M树形网络中本地switch与所述主switch连接的端口属性设置为1000M从模式。
9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序用于被权利要求7-8任意一项权利要求所述的一种具备防阻塞功能的车机网络通信系统加载，以实现权利要求1-6中任一项所述的一种具备防阻塞功能的车机网络通信方法。
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