CN1307823C - 设备内部通信单元网络地址自动配置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通信领域中的设备内部通信单元网络地址配置方法。该方法在每一系统中选择一个通信单元为中央控制单元，负责本系统中的所有其他通信单元的网络地址分配；每一网络地址的格式中均包含本系统的系统编号，通过对系统数据的配置采用不同的系统编号，来区分不同系统的通信单元之间的网络地址；中央控制单元主动向尚未接入网络的其他通信单元发送地址消息，所述通信单元接收到所述地址消息后按要求设置自己的网络地址。本发明非常便于媒体接入控制层地址生成算法的管理和软件升级，能够更有效地利用地址空间。而且整个操作过程不会因为产生广播消息导致增加网络流量开销，特别适用于通信设备等对于可靠性要求很高的应用。
Description
技术领域
本发明涉及数据通信领域，尤其涉及计算机或者通信设备内部通信单元的以太网网络地址配置方法。
背景技术
目前，在计算机或者通信设备(以下统称通信设备)中，设备内部的多个通信单元之间大多采用以太网交换方式进行通信，采用专用的以太网交换芯片。一般情况下，采用以太网交换方式的以太网网络设备通信单元通过专用的接入控制处理芯片接入到网络中，每一个通信单元必须对应一套唯一的媒体接入控制层(Media Access Control，以下简称MAC地址)地址和因特网协议(Internet Protocol，以下简称IP)地址(以下统称网络地址)。MAC地址一般采用对接入控制处理芯片进行配置的方法实现，配置的方法主要包括通过接入控制处理芯片本身固定配置，或者利用人工配制该通信单元的软件配置数据进行配置；IP地址也可以利用人工配制该通信单元的软件配置数据进行配置。但是，在一套通信设备中，通常包含很多的内部通信单元，采用硬件固定或者人工配置数据的方法非常麻烦，需要对每一个通信单元进行单独配置，由于数量众多，很容易出错。在通信设备内部设置各通信单元的网络地址经常使用的方法还有通过在设备的机架上设置能够区分每一个通信单元位置的机架位置信息，例如能够区分单板所在槽位的槽位号等，所有通信单元在系统启动过程中读取该机架位置信息信息，并采用统一算法自动生成各自的MAC地址和IP地址的办法。但是采用这种方法的前提是必须在通信设备的设计过程中提供读取机架位置信息的方法，大大增加了通信设备的复杂性，而且由于通常机架位置信息设计位数有限，导致连接到同一个网络上的通信单元数量受到限制。中国专利00125629.7“网路设备地址自动配置的方法”(公开号：CN 1287316A)中，提供了一种根据以太网交换芯片端口号进行地址自动配置方法，该方法周期性扫描以太网交换芯片端口是否有终端接入。所谓“扫描”一般指定期查询以太网交换芯片的寄存器，确认以太网交换芯片端口对应的寄存器状态是否发生了改变。该方法对于多级网络采用了分散控制，每一级网络设置一个管理单元的方法，支持的网络级数受到网络地址位数的限制，而且由于管理单元比较多，不便于进行算法统一升级。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的设备复杂、网络设备数量限制较大、不便于算法升级的缺点，提出一种不限制网络设备数量，方便软件升级的以太网地址分配方法。
为实现上述目的，本发明提出了一种设备内部通信单元网络地址配置方法，其特征在于：
在每一系统中选择一个通信单元为中央控制单元，负责本系统中的所有其他通信单元的网络地址分配；每一网络地址的格式中均包含本系统的系统编号，通过对系统数据的配置采用不同的系统编号，来区分不同系统的通信单元之间的网络地址；
中央控制单元主动向尚未接入网络的其他通信单元发送地址消息，所述地址消息内容中包含该通信单元媒体接入控制层地址和因特网协议地址，所述通信单元接收到所述地址消息后按要求设置自己的网络地址。
在上述设备内部通信单元网络地址配置方法中，进一步包括以下步骤：
第一步：在系统安装过程中，配置通信系统的系统编号和地址分配算法；中央控制单元利用这些信息生成其他各通信单元的媒体接入控制层地址；系统编号的取值范围根据实际系统将要安装的套数和系统内部通信单元的数量进行合理设置；
第二步：中央控制单元根据系统设置的系统编号和地址分配算法，生成媒体接入控制层地址和通信单元连接在以太网交换芯片端口号的映射表，同时将该映射表转换为以太网交换芯片能够识别的静态路由表，配置给以太网交换芯片；
第三步：中央控制单元定期向尚未接入通信系统的通信单元发送配置网络地址的数据包，数据包中包含该通信单元应该设置的网络地址；
第四步：新启动的通信单元将自己的接入控制处理芯片设置为“杂合”模式，以接收到配置网络地址的数据包；
第五步：新启动的通信单元在接收到配置网络地址的数据包之后，将自己的接入控制处理芯片设置为正常工作模式，设置自己的网络地址为配置网络地址的数据包中指定的地址，完成启动过程。
本发明通过采用由中央控制单元主动周期性向应该接入网络但尚未接入网络的通信单元发送配置数据包的方法，采用一个中央控制单元根据系统设定的算法计算出通信系统中除中央控制单元外的所有其他通信单元的媒体接入控制层地址，非常便于媒体接入控制层地址生成算法的管理和软件升级，能够更有效地利用地址空间。而且本方法在整个操作过程不会因为产生广播消息导致增加网络流量开销，特别适用于通信设备等对于可靠性要求很高的应用。
附图说明
图1是本发明所述设备内部通信单元网络地址配置方法的流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步描述。
图1描述了本发明所述的设备内部通信单元网络地址配置方法。在图1中，每一个新建通信系统人工指定一个唯一的系统编号和一个地址分配算法并配置给中央控制单元。地址分配算法的作用是根据每一个通信单元连接在以太网交换芯片端口号分配媒体接入控制层地址，具体映射关系可以根据系统规模灵活设定。将该系统编号通过数据配置的方式配置给由中央控制单元，中央控制单元根据该系统编号按照预先设定的地址分配算法分配一组唯一的媒体接入控制层地址和以太网交换芯片端口号的映射表。
中央控制单元将该组媒体接入控制层地址和通信单元连接在以太网交换芯片端口号的映射表转换为以太网交换芯片的静态路由表，写入到以太网交换芯片中，保证今后发给某个通信单元的媒体接入控制层地址的地址配置数据包不会泄露到其他通信单元。
中央控制单元根据媒体接入控制层地址和通信单元连接在以太网交换芯片端口号的映射表定期向应该接入通信系统但尚未接入通信系统的设备发送一个专门用于配置新设备地址的网络地址的数据包。为了与正常的数据包相区别，可以采用一些特定的格式和校验位。
新接入的通信单元在启动过程中，先设置自己的专用接入控制处理芯片为“杂合”模式，以接收到配置网络地址的数据包。在该模式下通信单元能够接收到出现在所连接的专用接入控制处理芯片的所有消息，不管该消息的目的地址是否与专用接入控制处理芯片的媒体接入控制层地址匹配。由于通信单元在启动过程中并不知道自己因该设置的网络地址，如果设置为正常的工作模式，将无法接受到属于他的配置数据包，但设置为“杂合”模式，则可以接收到任意出现在接入控制处理芯片上的数据包，因此保证了能够接收到属于它的配置数据包。
新接入的通信单元在收到包含本通信单元媒体接入控制层地址的配置命令时，重新设置专用接入控制处理芯片为正常的工作模式，并将该专用接入控制处理芯片的媒体接入控制层地址设置为要求的地址，该设备启动成功并进入正常的工作状态。
假定一个系统包含了200个通信单元，通过以太网交换芯片连接在一起。如果该系统的使用数量为一万套，则可以设定系统编号长度为16位。可以按如下表的格式设定各通信单元的网络地址(16进制)：
| 以太网交换芯片端口号 | IP地址 | MAC地址 |
| 1 | 10.0.1.1 | 20-00-00-00-01-01 |
| 2 | 10.0.1.2 | 20-00-00-00-01-02 |
| … | … | … |
其中前面MAC地址的24位和IP地址的前8位固定设置为这一类系统的特殊代码，针对不同种类系统可以随意设定。16位的系统编号可以区分65536套系统，8位网络单元编号可以区分256个设备内部通信单元。例如，编号为1的设备，连接到以太网交换芯片的第一个端口，则MAC地址为：20-00-00-00-01-01，IP地址为10.0.1.1。
中央控制单元将上述映射关系表转换为以太网交换芯片的静态路由表并配置到相应以太网交换芯片中，然后中央控制单元定期检查表中存在但还没有接入系统的设备，并按照表中的MAC地址定期发送地址配置信息。由于以太网交换芯片固定配置了静态路由表，其地址配置信息将正确抵达期望的通信单元。通信单元通过设置“杂合”模式能够正确接收到该数据包，并根据配置信息中的内容正确地设置自己的MAC地址并转移到正常运行模式启动。
本发明中，通过将MAC地址和以太网交换芯片端口映射表写入到以太网交换芯片中，保证了中央控制单元发出的地址配置信息能够到达期望的通信单元，并防止以太网交换芯片内部产生广播消息而降低以太网交换芯片性能，也可以防止潜在的地址冲突，通过在中央控制单元发出的地址配置数据包中携带IP地址信息，可以直接实现对IP地址的集中配置，配置流程非常简单，具有很高的可靠性。特别适用于对可靠性要求极高的通信设备和计算机服务器等设备。
Claims (2)
1、一种设备内部通信单元网络地址配置方法，其特征在于：
在每一系统中选择一个通信单元为中央控制单元，负责本系统中的所有其他通信单元的网络地址分配；每一网络地址的格式中均包含本系统的系统编号，通过对系统数据的配置采用不同的系统编号，来区分不同系统的通信单元之间的网络地址；
中央控制单元主动向尚未接入网络的其他通信单元发送地址消息，所述地址消息内容中包含该通信单元媒体接入控制层地址和因特网协议地址，所述通信单元接收到所述地址消息后按要求设置自己的网络地址；
所述方法进一步包括以下步骤：
第一步：在系统安装过程中，配置通信系统的系统编号和地址分配算法；中央控制单元利用这些信息生成其他各通信单元的媒体接入控制层地址；
第二步：中央控制单元根据系统设置的系统编号和地址分配算法，生成媒体接入控制层地址和通信单元连接在以太网交换芯片端口号的映射表，同时将该映射表转换为以太网交换芯片能够识别的静态路由表，配置给以太网交换芯片；
第三步：中央控制单元定期向尚未接入通信系统的通信单元发送配置网络地址的数据包，数据包中包含该通信单元应该设置的网络地址；
第四步：新启动的通信单元将自己的接入控制处理芯片设置为“杂合”模式，以接收到配置网络地址的数据包；
第五步：新启动的通信单元在接收到配置网络地址的数据包之后，将自己的接入控制处理芯片设置为正常工作模式，设置自己的网络地址为配置网络地址的数据包中指定的地址，完成启动过程。
2、根据权利要求1所述的设备内部通信单元网络地址配置方法，其特征在于，所述第一步中，系统编号的取值范围根据实际系统将要安装的套数和系统内部通信单元的数量进行合理设置。
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