FC-EG网关、光纤通道和以太网之间的通信转换方法技术

本发明专利技术涉及一种FC‑EG网关、以及光纤通道和以太网之间的通信转换方法。所述FC‑EG网关包括：以太网通用接口模块、FC通用接口模块和协议转换模块。其中，以太网通用接口模块，用于以太网帧头的封装与解析，实现物理层与数据链路层的转换；FC通用接口模块，用于进行光电、电光转换，8B/10B编码、解码，以及通用帧头的封装与解析；协议转换模块，用于进行IPFC序列和IP报文之间的转换。本发明专利技术还公开了利用上述FC‑EG网关的进行光纤通道和以太网之间通信转换方法。通过FC‑EG网关的设计实现了基于以太网与光纤通道的异构网络IP融合通信，使得普通以太网中的IP报文可以通过FC‑EG网关接入FC网络。

【技术实现步骤摘要】
FC-EG网关、光纤通道和以太网之间的通信转换方法
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种FC-EG网关、以及光纤通道和以太网之间的通信转换方法。
技术介绍
光纤通道技术凭借高带宽、低延迟、高可靠的特点，在国内外航空航天领域的应用越来越广泛。目前，FC-AE发布了FC-AE-1553、FC-AE-ASM、FC-AE-RDMA等5种面向航空电子的协议标准，FC-AE-1553与FC-AE-ASM协议已在国内外有大量应用。由于空间信息网络是以空间平台(卫星、飞艇、航空器等)为载体，是实现实时获取、传输和处理的空间信息的网络系统。由于FC(FiberChannel，光纤通道)以高速、高可靠、支持实时确定性传输行为，可以构建确定性网络，因此适用于航空航天指令控制、数据管理、载荷设备数据传输等。空间平台内部一般采用高可靠、强实时的FC网络进行内部关键任务控制与数据通信，而非采用普通以太网。然而，IP通信技术由于路由的灵活性，在跨系统、跨平台，甚至是星间采用的越来越多。另外，空间平台内部非关键的数据通信有的也采用普通以太网。目前，还没有针对光纤通道与以太网接口的IP网络融合通信的方法。因此有必要提出一种FC网络与IP网络之间的IP通信转换技术，即异构网络的融合技术，能够将星载平台内部FC网络通过IP网络进行星间互联，将IP报文高效的承载在光纤通道上，并且实现IP报文在以太网接口与FC通道上的无缝穿越，为用户提供多样化的网络服务。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种FC-EG网关、光纤通道到以太网的通信转换方法和以太网到光纤通道的通信转换方法，用以解决现有技术中没有针对光纤通道与以太网接口的IP网络融合通信方法的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：提供了一种FC-EG网关，包括：以太网通用接口模块、FC通用接口模块和协议转换模块。其中，以太网通用接口模块，连接到以太网，用于以太网帧头的封装与解析，实现物理层与数据链路层的转换；FC通用接口模块，连接到FC网络，用于进行光电、电光转换，8B/10B编码、解码，以及通用帧头的封装与解析；协议转换模块，连接在以太网通用接口模块和FC通用接口模块之间，用于进行IPFC序列和IP报文之间的转换。所述协议转换模块进一步包括IP分段与重组子模块和IPFC封装与解析子模块。IP分段与重组子模块，连接在以太网通用接口模块和IPFC封装与解析子模块之间，用于将从以太网通用接口模块传输过来的以太网帧重组成1个IP报文，以及将从IPFC封装与解析子模块传输过来的1个IPFC序列分段；IPFC封装与解析子模块，连接在IP分段与重组子模块与FC通用接口模块之间，用于将从IP分段与重组子模块收到的IP报文打上适合FC传输的网络帧头与链路控制帧头，并发送给FC通用接口模块，以及解析从FC通用接口模块发送过来的IPFC序列，把IPFC序列的网络帧头与链路控制帧头解掉，并发送给IP分段与重组子模块。优选的，FC-EG网关中静态或动态加载FC端口地址与IP地址的映射表；通过调用映射表，根据目的IP地址查询目的FC端口地址，并打包到FC通用帧头中。优选的，FC-EG网关还包括以太网侧的FIFO数据缓存器和FC侧的FIFO数据缓存器，分别用于缓存以太网帧和IPFC序列；以太网侧的FIFO数据缓存器连接在以太网通用接口模块和协议转换模块中间；FC侧的FIFO数据缓存器连接在FC通用接口模块和协议转换模块中间。优选的，所述以太网侧的FIFO数据缓存器和FC侧的FIFO数据缓存器的最大缓存帧数不小于8。本专利技术还提供了一种利用上述FC-EG网关进行光纤通道到以太网的通信转换方法，具体包括步骤：步骤S1.FC-EG网关上电并复位；步骤S2.FC-EG网关的FC通用接口模块从FC网络接收FC协议帧，在FC-2层解析并去掉FC-2帧头，再将收到的一个或多个FC帧重组成1个IPFC序列，并传送到协议转换模块；步骤S3.协议转换模块解析并去掉IPFC序列的网络帧头与链路控制帧头，恢复成一个信息单元，再根据信息单元的长度以及以太网链路最大传输单元的大小，进行IP序列的分段，并发送到以太网通用接口模块；步骤S4.以太网通用接口模块将经过IP序列分段后的多个IP段打包以太网帧头，然后发送到以太网。优选的，FC-EG网关进行并行处理：FC协议帧经过FC通用接口模块的处理后，发送到FC侧的FIFO数据缓存器缓存；协议转换模块从FC侧的FIFO数据缓存器读取FC协议帧后进行处理，协议转换模块中的处理采用流水操作，只要协议转换模块处理完成一FC协议帧的操作后，即发送至以太网侧的FIFO数据缓存器等待发送，而协议转换模块则读取下一帧进行处理。本专利技术还提供了一种利用上述FC-EG网关进行以太网到光纤通道的通信转换方法，具体包括步骤：步骤S1.FC-EG网关上电并复位；步骤S2.以太网通用接口模块从以太网接收以太网帧，解析并去掉MAC帧头，并发送到协议转换模块；步骤S3.协议转换模块将收到的一个或多个以太网帧重组成1个IP报文，然后映射成一个信息单元，进行IPFC封装，打上FC网络帧头与链路控制帧头，进一步映射成一个IP序列，并发送到FC通用接口模块；步骤S4.FC通用接口模块将上述IP序列进行FC通用帧头打包，并发送到光纤通道上。优选的，FC-EG网关包括缓存处理：从以太网接收的以太网帧经过以太网通用接口模块的处理后，通过以太网侧的FIFO数据缓存器缓存，协议转换模块从以太网侧的FIFO数据缓存器读取一以太网帧进行处理，协议转换模块中的处理采用流水操作，只要协议转换模块处理完成该以太网帧的操作后，即发送至FC侧的FIFO数据缓存器等待发送，而协议转换模块则读取下一帧进行处理。本专利技术有益效果如下：本方案设计了FC-EG网关，实现了基于以太网与光纤通道的异构网络IP融合通信，使得普通以太网中的IP报文可以通过FC-EG接入FC网络，通过IPFC帧与FC网络节点进行通信，或穿越FC网络与另一端以太网节点进行IP通信。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为FC-EG网关的示意图；图2为光纤通道(FC)到以太网(Eth)的通信转换方法的流程图；图3为以太网(Eth)到光纤通道(FC)的通信转换方法的流程图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。本专利技术的一个具体实施例，公开了一种用于空间信息网络的FC-EG网关(FiberChannelandEthernetGateway,光纤通道与以太网网关)，如图1。所述FC-EG网关可以基于FPGA实现，但本专利技术保护的范围并不限于FPGA的实现，基于其他硬件能实现本专利技术功能的FC-EG网关也在本专利技术的保护范围内。所述空间信息网络包括空间平台内的FC(光纤通道)网络、空间平台内的以太网、以及空间平台间的基于CCSDS(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FC‑EG网关，其特征在于，包括：以太网通用接口模块、FC通用接口模块和协议转换模块；以太网通用接口模块，连接到以太网，用于以太网帧头的封装与解析，实现物理层与数据链路层的转换；FC通用接口模块，连接到FC网络，用于进行光电、电光转换，8B/10B编码、解码，以及通用帧头的封装与解析；协议转换模块，连接在以太网通用接口模块和FC通用接口模块之间，用于进行IPFC序列和IP报文之间的转换。

【技术特征摘要】
1.一种FC-EG网关，其特征在于，包括：以太网通用接口模块、FC通用接口模块和协议转换模块；以太网通用接口模块，连接到以太网，用于以太网帧头的封装与解析，实现物理层与数据链路层的转换；FC通用接口模块，连接到FC网络，用于进行光电、电光转换，8B/10B编码、解码，以及通用帧头的封装与解析；协议转换模块，连接在以太网通用接口模块和FC通用接口模块之间，用于进行IPFC序列和IP报文之间的转换。2.根据权利要求1所述的FC-EG网关，其特征在于，所述协议转换模块包括IP分段与重组子模块和IPFC封装与解析子模块；IP分段与重组子模块，连接在以太网通用接口模块和IPFC封装与解析子模块之间，用于将从以太网通用接口模块传输过来的以太网帧重组成1个IP报文，以及将从IPFC封装与解析子模块传输过来的1个IPFC序列分段；IPFC封装与解析子模块，连接在IP分段与重组子模块与FC通用接口模块之间，用于将从IP分段与重组子模块收到的IP报文打上适合FC传输的网络帧头与链路控制帧头，并发送给FC通用接口模块，以及解析从FC通用接口模块发送过来的IPFC序列，把IPFC序列的网络帧头与链路控制帧头解掉，并发送给IP分段与重组子模块。3.根据权利要求1所述的FC-EG网关，其特征在于，所述FC-EG网关中静态或动态加载FC端口地址与IP地址的映射表；通过调用映射表，根据目的IP地址查询目的FC端口地址，并打包到FC通用帧头中。4.根据权利要求1所述的FC-EG网关，其特征在于，所述FC-EG网关还包括以太网侧的FIFO数据缓存器和FC侧的FIFO数据缓存器，分别用于缓存以太网帧和IPFC序列；以太网侧的FIFO数据缓存器连接在以太网通用接口模块和协议转换模块中间；FC侧的FIFO数据缓存器连接在FC通用接口模块和协议转换模块中间。5.根据权利要求4所述的FC-EG网关，其特征在于，所述以太网侧的FIFO数据缓存器和FC侧的FIFO数据缓存器的最大缓存帧数不小于8。6.一种利用权利要求1～5之一所述的FC-EG网关进行光纤通道到以太网的通信转换方法，其特征在于，包括步骤：步骤S1.FC-EG...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹素芝，乔旷怡，何建华，展月英，畅响，
申请(专利权)人：中国科学院空间应用工程与技术中心，
类型：发明
国别省市：北京,11