[发明专利]一种以太网点到点可靠传输的方法

摘要

本发明属于对可靠性要求较高的以太网通信和总线传输领域，具体涉及一种以太网点到点可靠传输的方法，其在以太网帧的净荷中定义链接ID、类型、序号和头校验字段，扩展了以太网帧信息。链接ID用于区分端点内的不同链接。类型字段用于区分出信息帧和消息帧。序号和头校验字段，用于检测和报告该链接误码、丢帧、重复和乱序等故障。接收到信息帧，必须向对端返回消息帧，响应该信息帧接收的状态；接收到消息帧，无需进行响应。同一链接ID信息帧发送后，必须接收到对端返回的消息帧，才能发送下一个信息帧。不同链接ID的信息帧之间发送时无需等待返回消息帧，可以进行链接ID交错发送。本方法解决了以太网点到点传输可靠性的问题，简单高效。

主权项

1.一种以太网点到点可靠传输的方法，其特征在于，其采用以太网介质进行数据的可靠传输，直接用以太网帧承载上层数据，在以太网帧的净荷中定义了链接ID、类型、序号和头校验字段，扩展了以太网帧信息，其中，链接ID字段用于区分端点内的不同链接，类型字段用于区分信息帧和消息帧，序号字段是同一个链接ID的信息帧的序列编号，用于检测丢帧、重复、乱序链路故障，头校验字段用于上述字段的计算与校验；某一端点接收到信息帧，必须向对端返回消息帧，响应该信息帧接收的状态；接收到消息帧，无需进行响应；同一个链接ID信息帧发送后，必须接收到对端返回的消息帧，才能发送下一个信息帧；不同链接ID的信息帧之间发送时无需等待返回消息帧，可以进行链接ID交错发送；其中，所述以太网点到点可靠传输基于以太网点到点传输系统来实施，所述以太网点到点传输系统中每一端点设备均包括发送端和接收端，其中，发送端包括信息发送缓存模块、序号累加器、发送定时器、头校验计算器、信息发送控制器、消息发送控制器和以太网发送控制器；接收端包括信息接收缓存模块、分类器、消息接收控制器、序号检测器、头校测检测器和以太网接收控制器；具体而言，所述以太网点到点可靠传输的方法包括如下步骤：步骤S1：所述信息发送缓存模块对上层发送的数据按链接ID进行分块缓存处理；步骤S2：所述信息发送控制器按链接ID分别进行处理，一一检查各链接ID的发送状态，对应执行相应动作，包括：步骤S201：当某链接ID处于空闲状态时，如果该链接ID对应的发送缓存非空，跳转到发送状态，否则保持空闲状态；步骤S202：当某链接ID处于发送状态，则读取信息发送缓存，并加入链接ID字段、信息帧类型字段、序号字段、头校验字段，送到以太网发送控制器进行以太网成帧发送，然后跳转到等待状态；期间，通过信息发送控制器控制发送定时器按链接ID分别对信息帧发送进行定时，开启本地计时；其中，所述序号字段由序号累加器按链接ID对信息帧的发送序号进行计算生成，并由信息发送控制器控制累加；所述头校验字段由头校验计算器对链接ID字段、类型字段、序号字段进行校验计算生成；步骤S203：当某链接ID处于等待状态时，如果接收到对端返回的该链接ID对应的失败消息，跳转到发送状态，重新发送信息帧；如果等待对端返回消息超时，上报本地发送告警，跳转到发送状态，重新发送信息帧；如果收到对端返回的该链接ID对应的成功消息，信息发送控制器控制发送定时器清零，信息发送控制器控制序号累加器中所存储的该链接ID的发送序号加一，然后跳转到空闲状态；否则，保持等待状态；步骤S3：以太网接收控制器对接收到的以太网帧进行解帧处理，丢弃目的MAC非本机MAC的以太网帧，并上报本地接收告警—目的MAC校验失败；丢弃以太网FCS校验错误的以太网帧，并上报本地接收告警—FCS校验失败；丢弃超长和超短的以太网帧，并上报本地接收告警—超短帧/超长帧；步骤S4：头校验检测器对链接ID字段、类型字段、序号字段和头校验字段进行计算，如果计算结果不同，丢弃此帧，上报接收头校验告警；步骤S5：序号检测器按链接ID分别进行处理，包括：步骤S501：对于信息帧的接收，检测序号字段是否与序号检测器中存储的该链接ID的期望接收序号相同，如果不同，丢弃此帧，上报接收序号告警；如果相同，信息帧接收序号检测成功，该链接ID的期望接收序号加一，更新本地存储；步骤S502：对于消息帧的接收，检测序号字段是否与序号累加器中所存储的该链接ID的发送序号相同，如果不同，丢弃此帧，上报接收序号告警；如果相同，消息帧接收序号检测成功；其中，在初始阶段，针对某一链接ID，序号检测器中的期望接收序号与序号累加器中的发送序号相同；步骤S6：分类器将信息帧的有效数据写入信息接收缓存模块，将消息帧的有效数据写入消息接收控制器；步骤S7：消息接收控制器解析消息帧的内容，如果是远端接收失败消息，上报远端告警，并通知信息发送控制器；如果是远端接收成功消息，通知信息发送控制器；步骤S8：消息发送控制器在当接收到对端发送的信息帧时，需要向对端返回消息帧；当接收到对端发送的消息帧，无需向对端返回消息帧；在向对端返回消息帧时，交换原以太网帧的目的MAC和源MAC地址，重新计算以太网帧长度，其中链接ID字段不变，类型字段改为消息帧，序号字段不变，重新进行头校验计算，生成头校验字段；如果接收信息帧成功，则数据为接收信息帧成功的消息；如果接收信息帧失败，则数据为接收信息帧失败的消息；最后送入以太网发送控制器成帧发送。