一種以太網(wǎng)點到點可靠傳輸?shù)姆椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于以太網(wǎng)通信和總線傳輸領(lǐng)域，具體涉及一種以太網(wǎng)點到點可靠傳輸?shù)姆椒?，其?yīng)用于對可靠性要求較高的以太網(wǎng)點到點通信網(wǎng)絡(luò)。
【背景技術(shù)】
[0002]在網(wǎng)絡(luò)通信和總線傳輸?shù)葢?yīng)用中，經(jīng)常需要實現(xiàn)點到點傳輸，一般采用TCP和UDP協(xié)議。由于UDP不提供可靠性，對于要求可靠性的應(yīng)用采用TCP。但TCP和UDP都是建立在物理層、鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層之上的傳輸層協(xié)議。一般采用TCP/IP協(xié)議棧支撐軟件實現(xiàn)。硬件實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議難度大設(shè)計復(fù)雜。也可以采用HDLC和PPP等點到點鏈路傳輸。但是，對于采用以太網(wǎng)介質(zhì)實現(xiàn)點到點可靠性傳輸缺少簡單、高效的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003](一 )要解決的技術(shù)問題
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:如何提供一種以太網(wǎng)點到點可靠傳輸?shù)姆椒ā?br>[0005]( 二)技術(shù)方案
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種以太網(wǎng)點到點可靠傳輸?shù)姆椒ǎ洳捎靡蕴W(wǎng)介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)的可靠傳輸，直接用以太網(wǎng)幀承載上層數(shù)據(jù)，在以太網(wǎng)幀的凈荷中定義了鏈接ID、類型、序號和頭校驗字段，擴展了以太網(wǎng)幀信息，其中，鏈接ID字段用于區(qū)分端點內(nèi)的不同鏈接，類型字段用于區(qū)分信息幀和消息幀，序號字段是同一個鏈接ID的信息幀的序列編號，用于檢測丟幀、重復(fù)、亂序鏈路故障，頭校驗字段用于上述字段的計算與校驗；，某一端點接收到信息幀，必須向?qū)Χ朔祷叵?，響?yīng)該信息幀接收的狀態(tài)；接收到消息幀，無需進(jìn)行響應(yīng)；同一個鏈接ID信息幀發(fā)送后，必須接收到對端返回的消息幀，才能發(fā)送下一個信息幀；不同鏈接ID的信息幀之間發(fā)送時無需等待返回消息幀，可以進(jìn)行鏈接ID交錯發(fā)送；
[0007]其中，所述以太網(wǎng)點到點可靠傳輸基于以太網(wǎng)點到點傳輸系統(tǒng)來實施，所述以太網(wǎng)點到點傳輸系統(tǒng)中每一端點設(shè)備均包括發(fā)送端和接收端，其中，發(fā)送端包括信息發(fā)送緩存模塊、序號累加器、發(fā)送定時器、頭校驗計算器、信息發(fā)送控制器、消息發(fā)送控制器和以太網(wǎng)發(fā)送控制器；接收端包括信息接收緩存模塊、分類器、消息接收控制器、序號檢測器、頭校測檢測器和以太網(wǎng)接收控制器；
[0008]具體而言，所述以太網(wǎng)點到點可靠傳輸?shù)姆椒òㄈ缦虏襟E:
[0009]步驟S1:所述信息發(fā)送緩存模塊對上層發(fā)送的數(shù)據(jù)按鏈接ID進(jìn)行分塊緩存處理；
[0010]步驟S2:所述信息發(fā)送控制器按鏈接ID分別進(jìn)行處理，一一檢查各鏈接ID的發(fā)送狀態(tài)，對應(yīng)執(zhí)行相應(yīng)動作，包括:
[0011]步驟S201:當(dāng)某鏈接ID處于空閑狀態(tài)時，如果該鏈接ID對應(yīng)的發(fā)送緩存非空，跳轉(zhuǎn)到發(fā)送狀態(tài)，否則保持空閑狀態(tài)；
[0012]步驟S202:當(dāng)某鏈接ID處于發(fā)送狀態(tài)，則讀取信息發(fā)送緩存，并加入鏈接ID字段、信息幀類型字段、序號字段、頭校驗字段，送到以太網(wǎng)發(fā)送控制器進(jìn)行以太網(wǎng)成幀發(fā)送，然后跳轉(zhuǎn)到等待狀態(tài)；期間，通過信息發(fā)送控制器控制發(fā)送定時器按鏈接ID分別對信息幀發(fā)送進(jìn)行定時，開啟本地計時；其中，所述序號字段由序列累加器按鏈接ID對信息幀的發(fā)送序號進(jìn)行計算生成，并由信息發(fā)送控制器控制累加；所述頭校驗字段由頭校驗計算器對鏈接ID字段、類型字段、序號字段進(jìn)行校驗計算生成；
[0013]步驟S203:當(dāng)某鏈接ID處于等待狀態(tài)時，如果接收到對端返回的該鏈接ID對應(yīng)的失敗消息，跳轉(zhuǎn)到發(fā)送狀態(tài)，重新發(fā)送信息幀；如果等待對端返回消息超時，上報本地發(fā)送告警，跳轉(zhuǎn)到發(fā)送狀態(tài)，重新發(fā)送信息幀；如果收到對端返回的該鏈接ID對應(yīng)的成功消息，信息發(fā)送控制器控制發(fā)送定時器清零，信息發(fā)送控制器控制序號累加器中所存儲的該鏈接ID的發(fā)送序號加一，然后跳轉(zhuǎn)到空閑狀態(tài)；否則，保持等待狀態(tài)；
[0014]步驟S3:以太網(wǎng)接收控制器對接收到的以太網(wǎng)幀進(jìn)行解幀處理，丟棄目的MAC非本機MAC的以太網(wǎng)幀，并上報本地接收告警一目的MAC校驗失??；丟棄以太網(wǎng)FCS校驗錯誤的以太網(wǎng)幀，并上報本地接收告警一FCS校驗失敗；丟棄超長和超短的以太網(wǎng)幀，并上報本地接收告警一超短幀/超長幀；
[0015]步驟S4:頭校驗檢測器對鏈接ID字段、類型字段、序號字段和頭校驗字段進(jìn)行計算，如果計算結(jié)果不同，丟棄此幀，上報接收頭校驗告警；
[0016]步驟S5:序列檢測器按鏈接ID分別進(jìn)行處理，包括:
[0017]步驟S501:對于信息幀的接收，檢測序號字段是否與序號檢測器中存儲的該鏈接ID的期望接收序號相同，如果不同，丟棄此幀，上報接收序號告警；如果相同，信息幀接收序號檢測成功，該鏈接ID的期望接收序號加一，更新本地存儲；
[0018]步驟S502:對于消息幀的接收，檢測序號字段是否與序號累加器中所存儲的該鏈接ID的發(fā)送序號相同，如果不同，丟棄此幀，上報接收序號告警；如果相同，消息幀接收序號檢測成功；其中，在初始階段，針對某一鏈接ID，序列檢測器中的期望接收序號與序號累加器中的發(fā)送序號相同；
[0019]步驟S6:分類器將信息幀的有效數(shù)據(jù)寫入信息接收緩存模塊，將消息幀的有效數(shù)據(jù)寫入消息接收控制器；
[0020]步驟S7:消息接收控制器解析消息幀的內(nèi)容，如果是遠(yuǎn)端接收失敗消息，上報遠(yuǎn)端告警，并通知信息發(fā)送控制器；如果是遠(yuǎn)端接收成功消息，通知信息發(fā)送控制器；
[0021]步驟S8:消息發(fā)送控制器在當(dāng)接收到對端發(fā)送的信息幀時，需要向?qū)Χ朔祷叵?；?dāng)接收到對端發(fā)送的消息幀，無需向?qū)Χ朔祷叵?；在向?qū)Χ朔祷叵瑫r，交換原以太網(wǎng)幀的目的MAC和源MAC地址，重新計算以太網(wǎng)幀長度，其中鏈接ID字段不變，類型字段改為消息幀，序號字段不變，重新進(jìn)行頭校驗計算，生成頭校驗字段；如果接收信息幀成功，則數(shù)據(jù)為接收信息幀成功的消息；如果接收信息幀失敗，則數(shù)據(jù)為接收信息幀失敗的消息；最后送入以太網(wǎng)發(fā)送控制器成幀發(fā)送。
[0022]其中，所述以太網(wǎng)發(fā)送控制器對消息發(fā)送控制器和信息發(fā)送控制器輸出的數(shù)據(jù)，進(jìn)行以太網(wǎng)成幀處理，在以太網(wǎng)介質(zhì)上進(jìn)行傳輸。
[0023](三)有益效果
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明技術(shù)方案無需采用TCP/IP協(xié)議，直接用二層以太網(wǎng)進(jìn)行承載，實現(xiàn)了點到點的可靠傳輸，無需操作系統(tǒng)協(xié)議棧支持，且硬件實現(xiàn)簡單。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實施例中實現(xiàn)以太網(wǎng)點到點可靠傳輸?shù)墓δ芸驁D。
[0026]圖2為本發(fā)明實施例中實現(xiàn)以太網(wǎng)點到點可靠傳輸?shù)膸Y(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖3為本發(fā)明實施例中實現(xiàn)以太網(wǎng)點到點可靠傳輸?shù)男畔l(fā)送狀態(tài)跳轉(zhuǎn)圖。
[0028]圖4為本發(fā)明實施例中實現(xiàn)以太網(wǎng)點到點可靠傳輸?shù)慕邮樟鞒虉D。
【具體實施方式】
[0029]為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0030]為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供的以太網(wǎng)點到點可靠傳輸?shù)姆?