CN1859251A

CN1859251A - 一种实现通信单元互连的方法

Info

Publication number: CN1859251A
Application number: CN 200610003039
Authority: CN
Inventors: 杨高峰; 王志强; 陈�光
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2026-01-26
Also published as: CN100366018C

Abstract

本发明提供一种实现通信单元互连的方法，其关键在于通信单元利用第一套媒体接入控制层(MAC)地址和因特网协议(IP)地址通过网线与控制单元进行交互，获得用于通信的第二套MAC地址和IP地址。首先，通信单元根据自身硬件信息获得第一套MAC地址和IP地址，再利用获得的第一套MAC地址和IP地址与事先设置有MAC地址和IP地址的控制单元进行交互，通过网线从控制单元获得基本信息和地址信息；再根据基本信息重新启动，根据地址信息获得用于通信的第二套MAC地址和IP地址，实现通信单元的互连。应用本发明方案，通信可以通过网线进行快速加载应用程序和数据，从而快速地完成通信单元的互连，并且通信单元主动发起获得网络地址的过程，可以大大减少控制单元的负荷。

Description

一种实现通信单元互连的方法

技术领域

本发明涉及数据通信领域技术，特别是涉及一种实现通信单元互连的方法。

背景技术

网络系统一般由多套网络设备互连而成，每一套网络设备都是能够提供特定服务与功能的电信级设备集集合。一般情况下，一套网络设备由大型软件与硬件组成，硬件由大量的计算机、单板、电缆、光纤、网线、机框、机架、路由器、电源、风扇等设备组成，一套网络设备也可以看成是一个系统。其中，有通信功能的计算机和单板等设备通常被称为通信单元。

为了能够实现多套网络设备之间、以及每一套网络设备内部各通信单元之间的通信，就需要对通信单元进行互连。一般来说，通信单元之间实现互连有两个必备的条件：其一是每一个通信单元都对应一套唯一的媒体接入控制(MAC，Media Access Control)层地址和因特网协议(IP，Internet Protocol)地址；其二是每一个通信单元都需要加载维护自身正常运行和保证通信功能正常的基本应用程序和基本数据，然后运行该基本应用程序，运行基本应用程序的过程又称为启动过程。当然，不同的通信单元可能有不同的功能，其基本应用程序和基本数据的内容也可能不同。

对于实现通信单元互连的第一个必备条件，一般需要对通信单元配置MAC地址和IP地址。目前，通信单元MAC地址的配置方法一般包括固定配置、人工配置和自动配置三种方式，而通信单元IP地址的配置一般包括人工配置和自动配置。其中，MAC地址的固定配置方式是指网络设备生产过程中就对通信单元的MAC地址进行了配置，其缺点是用户无法对其进行更改，使用不灵活。MAC地址和IP地址的人工配置方式是指用户根据需要对网络设备内的所有通信单元进行人工分配MAC地址和IP地址。由于一套网络设备中的通信单元的数量很大，人工配置的过程不但繁琐，而且容易出错。MAC地址和IP地址的自动配置方法是指网络设备在入网时将自动生成通信单元的MAC地址和IP地址。自动配置方式可以根据用户需求灵活配置，而且大大节约人工，不易出错，将会得到越来越广泛地应用。

对于实现通信单元互连的第二个必备条件，一般是通过串口线或电缆等将物理连接将基本应用程序和基本数据加载给通信单元。

在现有技术中，当采用自动配置通信单元的MAC地址和IP地址时，实现通信单元互连的方法是：先指定一个通信单元作为控制单元，并将配置MAC地址和IP地址的算法存储在控制单元中，负责分配其他通信单元的MAC地址和IP地址。当某个通信单元要接入到通信系统中时，该通信单元先通过串口线或电缆等加载自身的基本应用程序和基本数据，然后进行通信单元的启动过程，并启动接收由控制单元发送给自身数据包的功能；而控制单元则定时、主动地向未接入系统的通信单元所对应的端口发送携带有MAC地址和IP地址的数据包，或者定时扫描端口，当确定有新接入的通信单元后才向该通信单元发送携带有MAC地址和IP地址的数据包；要接入通信系统的通信单元接收到数据包以后，按照数据包中的信息完成自身MAC地址和IP地址配置工作。其中，控制单元可以是负责配置所有通信单元网络地址的中央控制单元，也可以是只给自身下层通信单元配置网络地址的上层控制单元。

现有技术的缺点是：(1)由于通信单元在配置之前自身还没有MAC地址和IP地址，只能通过串口线或电缆等来进行加载自身的基本应用程序和基本数据，而串口线或电缆等传输速度十分缓慢，导致实现通信单元的互连过程也十分缓慢。(2)控制单元需要定时向所有还未接入系统的通信单元发送携带有MAC地址和IP地址的数据包，或者需要定时扫描与还未接入系统的通信单元相连的端口，当查询到有新的通信单元接入时再向该新接入的通信单元发送MAC地址和IP地址的数据包。而在实际工作中，系统中需要多少个通信单元是根据具体情况决定的，当不需要增加新的通信单元时，控制单元仍然需要执行发送数据包或扫描的工作，增加了控制单元的工作负荷，而且浪费了网络资源。(3)通信单元确定自身MAC地址和IP地址以后，一般很难再修改，而在实际应用中，有时需要灵活修改通信单元的MAC地址和IP地址，现有技术还无法满足这种实际要求。

由此可见，在现有技术中，还没有一种可以由通信单元主动获得、并且可以灵活修改自身网络地址的快速的互连方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现通信单元互连的方法，可以由通信单元主动获得、可以灵活修改自身网络地址，并且可以实现通信单元快速地进行互连。为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种实现通信单元互连的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a、通信单元根据自身硬件信息获得用于加载的第一套媒体接入控制层MAC地址和因特网协议IP地址；

b、通信单元利用所获得的第一套MAC地址和IP地址，通过网线从控制单元加载基本信息和地址信息，并根据基本信息重新启动，根据地址信息获得用于通信的第二套MAC地址和IP地址，实现通信单元的互连。

较佳地，步骤b所述通信单元通过网线从控制单元加载基本信息和地址信息的方法为：

通信单元通过网线向控制单元发送加载请求消息，控制单元通过网线将携带有基本信息和地址信息的加载响应消息返回给通信单元，通信单元将基本信息和地址信息加载给自身。

较佳地，步骤b所述的基本信息为通信单元的基本应用程序和基本数据；

步骤b所述的地址信息为通信地址计算程序和地址计算相关数据。

步骤b所述的地址信息为由控制单元事先确定的通信单元的第二套MAC地址和IP地址。

较佳地，所述控制单元事先确定的通信单元的第二套MAC地址和IP地址的确定方法为：

控制单元根据通信地址计算程序和地址计算相关数据确定所述通信单元的第二套MAC地址和IP地址。

较佳地，步骤a所述通信单元根据自身硬件信息获得第一套MAC地址和IP地址的方法为：

a1、通信单元上电后读取自身硬件信息；

a2、通信单元将自身硬件信息作为计算参数，并根据计算参数和事先保存的加载地址计算程序获得第一套MAC地址和IP地址。

较佳地，所述的硬件信息为设备号、机框号和槽位号。

较佳地，步骤x1所述的读取自身设备号、机框号和槽位号的方法为：

通信单元读取可以标识自身设备号、机框号和槽位号的拨码开关信息；或者，

通信单元读取标识自身设备号、机框号的拨码开关信息，并通过读取槽位号的功能来读取自身的槽位号。

较佳地，当通信单元要修改地址时，所述步骤b之后进一步包括：

重新设置通信单元的硬件信息，通信单元根据自身重新修改的硬件信息获得用于加载的第一套媒体接入控制层MAC地址和因特网协议IP地址；通信单元利用第一套MAC地址和IP地址，通过网线从控制单元加载基本信息和地址信息，并根据基本信息进行重新启动，根据地址信息获得用于通信的第二套MAC地址和IP地址，实现通信单元的互连。

综上所述，本发明提出的一种实现通信单元互连的方法具有以下优点：

(1)由于通信单元在上电之后就可以根据自身的硬件信息自动产生第一套MAC地址和IP地址，而且通信单元与控制单元之间用网线进行连接，所以在生成第一套MAC地址和IP地址之后，就可以利用TCP/IP协议快速地进行加载，从而可以加快通信单元实现互连的速度。

(2)通信单元利用拨码开关来标识自身硬件信息，可以灵活放置或改变通信单元的位置，而不受实际物理空间的限制，即无需始终将通信单元固定在某个机框的某个槽位上。当通信单元改变自身物理位置时，只需要修改播码开关就可以重新获得标识自身的新的硬件信息，从而获得新的MAC地址和IP地址。

(3)由于通信单元是主动向控制单元发送加载请求消息，然后才进行地址配置工作，无需控制单元定时向通信单元发送数据包，或定时扫描端口，可以减少控制单元的工作负荷，节约网络资源。

附图说明

图1是实现本发明方案的流程图；

图2是应用本发明方案的实施例流程图。

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，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

本发明的基本思想是：通信单元根据自身硬件信息获得用于加载的第一套媒体接入控制层(MAC)地址和因特网协议(IP)地址；再利用TCP/IP协议的传输方式，通过网线从控制单元获取基本信息和地址信息，然后根据基本信息进行启动过程，根据地址信息获得用于通信的第二套MAC地址和IP地址，完成通信单元的互连。

图1是实现本发明方案的流程图。如图1所示，本发明实现通信单元配置网络地址的方法包括以下步骤：

步骤101：通信单元根据自身硬件信息获得第一套MAC地址和IP地址；

这里，第一套MAC地址和IP地址就是通信单元的网络地址，是用于加载基本信息和地址信息的。

步骤102：通信单元利用所获得的第一套MAC地址和IP地址，通过网线从控制单元获得基本信息和地址信息；

这里，基本信息包括基本应用程序和基本数据，而地址信息可以是包括通信地址计算程序和地址计算相关数据的信息，也可以是已经计算出来的通信单元的用于通信的网络地址信息。其中，基本应用程序和基本数据是为了维护通信单元正常运行和正常通信的必须的程序和数据。

步骤103：通信单元根据获得的基本信息重新启动；

步骤104：通信单元根据地址信息获得用于通信的第二套MAC地址和IP地址。

本发明中，为了区分加载和通信这两个过程，需要给通信单元分配两套网络地址：第一套网络地址用于加载，而第二套网络地址才真正用于通信。当获得第一套网络地址之后，就可以通过网线快速进行加载，并获得第二套网络地址；之后，通信单元舍弃第一套网络地址，直接用第二套网络地址进行通信。其中，第一套网络地址与第二套网络地址之间不冲突，所有用于加载的通信单元的第一套网络地址内相互不冲突，所有用于通信的通信单元的第二套网络地址内相互不冲突。

本发明中，通信单元获取自身硬件信息的方法有两种：一种是读取事先设置的拨码开关的方式，另外一种是数据配置的方式。其中，读取事先设置的拨码开关的方式为：将拨码开关设置到预先规定的位置上，每一个拨码开关的“开”可以代表“1”，“关”可以代表“0”，若干个拨码开关就可以标识通信单元自身的设备号、机框号和槽位号等硬件信息；通信单元直接读取与拨码开关相连的信号线上的信息，就可以获得自身的硬件信息。数据配置方式为：系统先将通信单元的硬件信息以某种文件的方式存储在控制单元内，然后通过串口线或电缆等传输给通信单元，通信单元再从该文件中获得自身的硬件信息。

在本发明中，每一个通信单元都存储有加载地址计算程序，当通信单元上电后，就可以根据自身的硬件信息和加载地址计算程序获得第一套MAC地址和IP地址。

图2是应用本发明方案的实施例流程图。在本实施例中，有8套需要互连的设备，每套设备中有100个通信单元，每一个通信单元有24个拨码开关，其中8个拨码开关标识通信单元自身的所属的设备号，8个拨码开关标识通信单元自身所属的机框号，另外8个拨码开关标识通信单元自身所属的槽位号。本实施例中，所有的通信单元都直接通过网线与控制单元相连，每套设备之间也用网线进行连接。

如图2所示，本实施例实现通信单元配置网络地址的方法的步骤为：

步骤201：通信单元读取自身的设备号、机框号和槽位号。

本实施例中，通信单元可以通过读取拨码开关来获得自身设备号、机框号和槽位号。而在实际应用中，通信单元还可以通过读取拨码开关来获得自身设备号、机框号，通过通信单元本身具备的读取槽位号的功能来获得自身槽位号。

本实施例中，可以规定拨码开关的第1位至第8位为通信单元的槽位号，第9位至第16位为通信单元的机框号，第17位至24位为通信单元的设备号。而在实际应用中，通信单元拨码开关的数量可以根据用户需求来设置，其数量的多少由互连的设备数和设备内的通信单元数来确定。另外，拨码开关中分别用多少来标识设备号、机框号和槽位号也可以用户根据实际情况自行确定。

在实际应用中，通信单元还可以通过数据配置的方式来获得通信单元自身硬件信息，即将通信单元的硬件信息用文件的形式存储下来，如：文本文件，通信单元再读取该文件获得自身的硬件信息。

步骤202：通信单元将自身的设备号、机框号和槽位号作为计算参数，并根据该计算参数和事先存储的加载地址计算程序获得第一套MAC地址和IP地址。

在本实施例中，加载地址计算程序可以将通信单元的MAC地址设置为：0x00-0xe0-0xfc-设备号-机框号-槽位号，将通信单元的IP地址设置为：172.设备号.机框号.槽位号。在实际应用中，加载地址计算程序还可以采用其它方法来生成MAC地址和IP地址，只要通信单元的地址不冲突即可。

步骤203：通信单元利用自身第一套MAC地址和IP地址通过网线与事先已经设置了MAC地址和IP地址的控制单元建立连接。

在本实施例中，控制单元已经事先分配了用于通信的MAC地址和IP地址，并且每一个通信单元中也已经保存有控制单元的MAC地址和IP地址。当通信单元也获得了自身的MAC地址和IP地址，一般需要先与控制建立连接，即：SOCKET连接，才能利用TCP/IP协议通过网线进行通信。

步骤204：通信单元通过网线向控制单元发送TCP/IP协议的加载请求消息。

本实施例中，由于通信单元与控制单元是用网线进行连接的，而且都具有MAC地址和IP地址，所以，通信单元和控制单元之间的交互应当满足TCP/IP协议的要求。

步骤205：控制单元将携带有基本应用程序、基本数据、通信地址计算程序和地址计算相关数据的TCP/IP协议的加载响应消息通过网线返回给通信单元。

本实施例中，控制单元不但将通信单元必须的基本应用程序和基本数据通过网线传输给通信单元，而且将通信地址计算程序和地址计算相关数据也传输给了通信单元。此后，通信单元就可以利用通信地址计算程序和地址计算相关数据在本地计算用于通信的第二套MAC地址和IP地址。

在实际应用中，控制单元还可以在接收到某通信单元发送的加载请求消息以后，直接在本地计算该通信单元的第二套MAC地址和IP地址，然后将计算出来的第二套MAC地址和IP地址携带于加载响应消息发送给通信单元。

步骤206：通信单元根据通信地址计算程序和地址计算相关数据获得第二套MAC地址和IP地址。

本实施例中，通信地址计算程序可以将通信单元的第二套MAC地址设置为：0x00-0xe0-0xfc-00-设备号-模块号，通信单元的第二套IP地址可以设置为：172.设备号.200.模块号。地址计算相关数据就是模块号与通信单元硬件信息之间的对应关系，该对应关系可以由用户根据实际请求自行设定。例如：当通信单元的机框号为1、槽位号为1时，可以规定其对应的模块号为32。另外，通信地址计算程序也可以由用户根据实际情况自行定义，只要所有的通信单元的地址不冲突即可。

步骤207：通信单元利用自身第二套MAC地址和IP地址与控制单元建立连接。

当通信单元再次与控制单元建立连接之后，就可以与已经接入系统中的其它通信单元或控制单元按照TCP/IP协议进行通信，即实现了通信单元之间的互连。

在实际应用中，当确定通信单元的用于通信的MAC地址和IP地址之后，还可以根据需要对其进行修改，修改方法为：重新设置通信单元硬件信息，之后的步骤与本发明所提出的方法一致，此处不再赘述。值得注意的是：重新设置通信单元的硬件信息不应该与其它通信单元冲突。

应用本发明方案，每一套设备中的通信单元都可以在上电时自动生成一套MAC地址和IP地址，利用该地址，各套设备中的通信单元就可以直接利用网线并按照TCP/IP协议发送消息进行加载，然后生成用于通信的第二套MAC地址和IP地址。

另外，由于设备号也是作为通信单元的硬件信息，可以用拨码开关或数据配置方式将不同的设备中的通信单元用设备号进行区分，因此可以区分不同设备中的通信单元的网络地址，实现多套设备利用网线进行通信。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种实现通信单元互连的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b所述通信单元通过网线从控制单元加载基本信息和地址信息的方法为：

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤b所述的基本信息为通信单元的基本应用程序和基本数据；

4、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤b所述的基本信息为通信单元的基本应用程序和基本数据；

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制单元事先确定的通信单元的第二套MAC地址和IP地址的确定方法为：

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a所述通信单元根据自身硬件信息获得第一套MAC地址和IP地址的方法为：

a1、通信单元上电后读取自身硬件信息；

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的硬件信息为设备号、机框号和槽位号。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤x1所述的读取自身设备号、机框号和槽位号的方法为：

9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当通信单元要修改地址时，所述步骤b之后进一步包括：

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的硬件信息为设备号、机框号和槽位号。