[发明专利]以太总线交换机、以太总线系统以及数据通讯方法

说明书

本公开涉及一种以太总线交换机。其包括交换逻辑组件以及传输逻辑组件，传输逻辑组件的数据重组单元将来自设备端口的数据帧复制一份以便路由决策单元将该数据帧路由到所述一对网络链接端口方向。传输逻辑组件的数据重组单元将来自所述一对网络链接端口之一的具有总线属性并且目的地MAC地址为本地设备端口上的总线设备的MAC地址的数据帧复制一份，以便路由决策单元将该数据帧路由到设备端口方向和所述一对网络链接端口的另一个端口方向，从而以单播方式实现点对多点的通讯。本公开还涉及由多个以太总线交换机构成的以太总线系统。

技术领域

本公开涉及一种以太总线交换机、包含以太总线交换机的以太总线系统以及利用其的数据通讯方法，尤其是能够实现交叉通讯和无损监听数据通讯方法。

背景技术

传统总线物理上采用向下对设备广播，向上分时的方式实现了半双工的通讯。传统总线通讯模式的特点是：数据时延、抖动小，点对多点的半双工通讯模式。但是传统总线通讯模式几乎无数据冗余保护机制，并且线缆数量多，布线复杂，容错率低，成本高，带宽小，只有9600～12Mbps，速率较低。而且，传统总线的系统通信模式不能实现全双工通信，因此效率比较低。

随着以太网技术的发展，传统以太网交换系统可采用点对点的单播通信和点对多点广播/组播单向通信，并可以实现全双工通信。以太网设备成本、线缆成本低、速度快(100M、1000M、万兆)，并采用全双工通信机制，具有共享、开放、统一化程度高、互联性好。但是由于以太网的传输特性，导致网络的确定性、实时性、稳定性不如总线通信。

因此，如果能将传统总线的优势结合以太技术，其能够既使得数据传输过程中具有传统总线进行数据通讯时的点对多点的确定性、实时性以及稳定性的优点又能够获得传统以太网的高速、全双工通信的优点的通讯。

发明内容

为了消除现有传统总线以及以太网中存在上述问题，根据本公开的一个方面，提出了一种以太总线交换机，包括：一个或多个设备端口；一对网络链接端口；交换逻辑组件，发送或接收数据帧，并基于源MAC地址学习机制学习所接收到的数据帧的源设备MAC地址并存储在MAC地址表中；以及传输逻辑组件，包括路由决策单元和数据重组单元，所述数据重组单元将来自设备端口的数据帧复制一份以便路由决策单元将该数据帧路由到所述一对网络链接端口方向，以及数据重组单元将来自所述一对网络链接端口之一的具有总线属性并且目的地MAC地址为本地设备端口上的总线设备的MAC地址的数据帧复制一份，以便路由决策单元将该数据帧路由到设备端口方向和所述一对网络链接端口的另一个端口方向，从而以单播方式实现点对多点的通讯。

根据本公开的以太总线交换机，其中所述数据重组单元为从设备端口经由交换逻辑组件发送的数据帧添加数据帧ID以及为从路由决策单元接收的数据帧剥离数据帧ID。

根据本公开的以太总线交换机，其中所述数据帧ID包含有基于源交换机ID生成的数据帧序列号。

根据本公开的以太总线交换机，其中所述数据帧ID包含有源交换机ID、目的地交换机ID以及基于源交换机ID生成的数据帧序列号。

根据本公开的以太总线交换机，其中所述数据重组单元在来自所述一对网络链接端口之一的数据帧中的源MAC地址与本地总线设备的MAC地址相同时，将该数据帧中的路由协议字段中的源信息和目的地信息进行交换以便实现重组。

根据本公开的以太总线交换机，其中所述路由决策单元对来自所述一对网络链接端口之一的目的地MAC地址不是本地设备端口上的设备的MAC地址的数据帧只路由到所述一对网络链接端口的另一个端口方向。

根据本公开的以太总线交换机，其中所述路由决策单元对来自所述一对网络链接端口之一的不具有总线属性并且目的地MAC地址为本地设备端口上的非总线设备的MAC地址的数据帧仅路由到设备端口方向。