一种用于交换机数据帧切分与重组装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种交换机数据帧切分与重组的方法，其中，包括：数据帧切分与数据帧重组；数据帧切分包括：步骤1：提取数据帧头部信息；步骤2：将数据帧依次存入数据缓存中，生成数据帧的长度信息，并且与步骤1中提取的信息合并后存入信息缓存中；步骤3：若信息缓存不为空，则取出第一个数据帧信息；步骤4：从数据缓存中提取数据，按照目的地址与优先级存入虚拟输出队列中，将数据帧长度累加至每个虚拟输出队列对应的长度统计中；步骤5：分情况给出当前要发送帧长，并组成内部帧帧头；步骤6：判断需要发送哪个虚拟输出队列中的数据，将内部帧帧头与数据拼接为内部帧，将内部帧发送；步骤7：当发送完一个内部帧时，将长度统计的统计总长度减掉发送的内部帧长度。

Method for switching data frame segmentation and recombination device

The invention discloses a method, a switch data frame segmentation and reorganization, including: data frame segmentation and reorganization of data frames; data frame segmentation includes: Step 1: extract data frame header information; step 2: the data frames are sequentially stored in the data cache, data frame length information generation, and step 1 the information extracted after the merger into the information in the cache; step 3: if the cache is not empty, then remove the first data frame information; step 4: to extract data from the data in the cache according to the destination address and priority in the virtual output queue, the length of statistical data frame length sum to each corresponding virtual output queue in case; step 5: given the current frame to be transmitted, and the composition of the internal frame header; step 6: determine which need to send virtual output queue data, internal frame The frame header is merged with the data as an internal frame, and the internal frame is transmitted. Step 7: when an internal frame is sent, the total length of the length statistics is lost to the length of the transmitted internal frame.

【技术实现步骤摘要】
一种用于交换机数据帧切分与重组装置的方法
本专利技术属于网络通信的数据处理领域，更具体的说，本专利技术涉及用于交换机数据帧传输中，对数据帧进行切分与重组装置的方法。
技术介绍
随着互联网迅速发展，网络规模不断扩大，网络应用的各种技术也应运而生，从而对带宽、服务质量等要求不断提升，而交换机是现代大型网络的基础，因此对交换机技术要求越来越高。在目前的交换机设计中，为了提高交换系统的性能，对数据帧的处理广泛采用切分后再交换的技术。切分重组的交换技术，要求将数据帧在交换机输入端切分成较短的内部交换专用的数据帧(下文简称为内部帧)，再通过交换结构进行交换，最后在输出端将内部帧重组为原始数据帧再进行转发。切分后的内部帧帧长度较小，这样可以保证交换过程中较短的数据帧不被长的数据帧阻塞，使得交换单元的控制更加灵活，达到更小的延时与更高的效率。现行的交换机一般包括交换模块和对应于每个端口的切分模块、重组模块和网络接口模块。网络接口模块，根据协议完成物理介质中的物理信号和并行传输的数据帧之间的相互转换，并维护链路。网络接口模块收到物理介质传来的数据后得到有效的数据帧，发给切分模块。切分模块根据数据帧头部中的信息生成内部帧帧头，将目的地址对应为目的端口号，并将数据帧切分较短的内部帧，发给交换模块。交换模块根据信元头部中的目的端口号，将信元转发给目的端口的重组模块。重组模块将交换模块发送来的内部帧重组为原始数据帧，并发送到网络接口模块。网络接口模块根据协议将数据帧发送出去。现有的切分技术大都是定长切分技术。这种方法存在以下问题：1.采用定长切分技术会导致切分后的有多余填充单元，在传输过程中这些填充单元并不是有效数据且传输过程需要浪费更多的时间，从而使整体效率变低，延时也会随之增加。2.在数据帧切分后，需要针对切分后的帧头添加关原始数据帧的帧结束的信息，增加了帧头的复杂度，同时在切分重组时需要进行更多的判断。3.现有的切分技术主要针对一个数据帧进行切分，这种方式在多个较短的数据帧相邻时会减少传输效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种交换机数据帧切分与重组的方法，用于解决上述现有技术的问题。本专利技术一种交换机数据帧切分与重组的方法，其中，包括：数据帧切分与数据帧重组；数据帧切分包括：步骤1：接收到数据帧后，提取数据帧头部中的源地址信息、目的地址信息以及优先级信息；步骤2：将数据帧依次存入数据缓存中，生成数据帧的长度信息，并且与步骤1中提取的源地址信息、目的地址信息以及优先级信息合并后存入信息缓存中；步骤3：若信息缓存不为空，则取出第一个数据帧信息；步骤4：根据取出第一个数据帧信息，从数据缓存中提取数据，按照目的地址与优先级存入虚拟输出队列中，将数据帧长度累加至每个虚拟输出队列对应的长度统计中；步骤5：根据长度统计统计的总长度，分情况给出当前要发送帧长，并组成内部帧帧头；步骤6：根据交换机内部的调度算法判断需要发送哪个虚拟输出队列中的数据，将内部帧帧头与数据拼接为内部帧，将内部帧发送；步骤7：当发送完一个内部帧时，将长度统计的统计总长度减掉发送的内部帧长度；数据帧重组包括：步骤8：接收发送的内部帧，提取内部帧帧头中的源地址以及数据长度；步骤9：按照数据长度以及源地址，将去掉帧头的内部帧存入虚拟输入队列中；步骤10：每次向虚拟输入队列中存入一个内部帧时，判断虚拟输入队列中数据是否包括完整的数据帧，若有数据帧完结，则将数据源地址以及数据帧的长度存入信息缓存中；步骤11：若信息缓存不为空，则从信息缓存中取出首个数据帧信息；步骤12：按照信息缓存中的源地址以及数据长度将数据从入虚拟输入队列取出完整的数据帧，进行数据帧的发送。根据本专利技术的交换机数据帧切分与重组的方法的一实施例，其中，生成数据帧的长度信息是以字节为单位。根据本专利技术的交换机数据帧切分与重组的方法的一实施例，其中，步骤1进一步包括：(1)接收数据帧的过程中,若数据帧未结束且长度满足一个内部帧的最大长度时，将最大长度、源地址以及目的地址信息放入信息缓存中；(2)若数据帧结束，则将数据帧当前的长度、源地址以及目的地址信息存入信息缓存中；(3)接收数据帧的过程中，将数据帧位宽从32位拓展为33位，第33位用于标记数据帧结束的信息，若当前数据帧结束，则将33位为1,否则为0。根据本专利技术的交换机数据帧切分与重组的方法的一实施例，其中，步骤5进一步包括：(1)若长度统计记录的总长度大于内部帧最大长度时，则下一个内部帧的长度为内部帧的最大长度；(2)若长度统计记录的总长的小于内部帧最大长度时，给出下个发送的内部帧长度为当前统计单元的记录的总长度；(3)若当前数据未发送，而长度统计中记录的总长度发生变化，则依据前面两条对下一个内部帧长度进行修正。根据本专利技术的交换机数据帧切分与重组的方法的一实施例，其中，上文所述切片流程步骤6的具体方法为：(1)依据调度算法判断那个虚拟输出队列中的数据帧优先进入交换模块；(2)确定好传输数据的虚拟输出队列中后，依据步骤5中的信息组成内部帧的帧头；(3)依据步骤5中的长度信息，取相应长度的数据信息，与帧头部分组成内部帧。根据本专利技术的交换机数据帧切分与重组的方法的一实施例，其中，重组流程步骤10的具体方法为：(1)当数据存入虚拟输入队列时，针对存入的数据个数进行计数；(2)判断数据帧的第33位，若为1，则将此时帧的源地址以及计数模块的数据长度存入信息缓存中，同时清零计数模块；若为0，则继续计数。本专利技术用于交换机数据帧切分与重组装置的方法，可是使交换机载数据交换过程中达到高效率，低延时，数据管理简单的目的。该设计能广泛适用于交换机中，采用变长的切分方式，将同类型的数据帧在切分进行整合，在切分数据帧时不会产生多余的填充单元，同时采用扩展有效数据宽度的方式来判断数据帧结束的标志，减少了帧头的复杂度，使数据帧结束位判断更加简洁有效，提高交换效率，减少交换机的延时。附图说明图1为一种应用本专利技术交换机的整体框图；图2为切分模块内部框图；图3为图2中信息缓存单元中存储的信息格式示意图；图4为切分后的内部帧的帧头格式示意图；图5为图2中预处理单元的工作流程图；图6为图2中数据帧转存单元的工作流程图；图7为图2中内部帧生成与发送单元的工作流程图；图8为重组模块内部框图；图9为图8中信息缓存单元中存储的信息格式示意图；图10为图8中内部帧接收单元工作流程图；图11为图8中内部帧生成与发送单元工作流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。图1为一种应用本专利技术交换机的整体框图，如图1所示，交换机包括：交换模块2、网络接口接收模块11、切分模块12、重组模块13、网络接口发送模块14。网络接口接收模块11、切分模块12、重组模块13、网络接口发送模块14对应于每个端口。切分模块12用于接收网络接口模块发来的数据帧并缓存，按照目的地址以及优先级转存入VOQ，并将其切分为若干个信元，发送给交换模块2；重组模块13用于接收交换模块2发来的内部帧并缓存，将这些内部帧的有数据重组为原始的数据帧，并发送到网络接口发送模块14。网络接口接收模块11以及网络接口发送模块14，实现协议交互，接收端接收来自物理介质上的信号，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交换机数据帧切分与重组的方法，其特征在于，包括：数据帧切分与数据帧重组；数据帧切分包括：步骤1：接收到数据帧后，提取数据帧头部中的源地址信息、目的地址信息以及优先级信息；步骤2：将数据帧依次存入数据缓存中，生成数据帧的长度信息，并且与步骤1中提取的源地址信息、目的地址信息以及优先级信息合并后存入信息缓存中；步骤3：若信息缓存不为空，则取出第一个数据帧信息；步骤4：根据取出第一个数据帧信息，从数据缓存中提取数据，按照目的地址与优先级存入虚拟输出队列中，将数据帧长度累加至每个虚拟输出队列对应的长度统计中；步骤5：根据长度统计统计的总长度，分情况给出当前要发送帧长，并组成内部帧帧头；步骤6：根据交换机内部的调度算法判断需要发送哪个虚拟输出队列中的数据，将内部帧帧头与数据拼接为内部帧，将内部帧发送；步骤7：当发送完一个内部帧时，将长度统计的统计总长度减掉发送的内部帧长度；数据帧重组包括：步骤8：接收发送的内部帧，提取内部帧帧头中的源地址以及数据长度；步骤9：按照数据长度以及源地址，将去掉帧头的内部帧存入虚拟输入队列中；步骤10：每次向虚拟输入队列中存入一个内部帧时，判断虚拟输入队列中数据是否包括完整的数据帧，若有数据帧完结，则将数据源地址以及数据帧的长度存入信息缓存中；步骤11：若信息缓存不为空，则从信息缓存中取出首个数据帧信息；步骤12：按照信息缓存中的源地址以及数据长度将数据从入虚拟输入队列取出完整的数据帧，进行数据帧的发送。...

【技术特征摘要】
1.一种交换机数据帧切分与重组的方法，其特征在于，包括：数据帧切分与数据帧重组；数据帧切分包括：步骤1：接收到数据帧后，提取数据帧头部中的源地址信息、目的地址信息以及优先级信息；步骤2：将数据帧依次存入数据缓存中，生成数据帧的长度信息，并且与步骤1中提取的源地址信息、目的地址信息以及优先级信息合并后存入信息缓存中；步骤3：若信息缓存不为空，则取出第一个数据帧信息；步骤4：根据取出第一个数据帧信息，从数据缓存中提取数据，按照目的地址与优先级存入虚拟输出队列中，将数据帧长度累加至每个虚拟输出队列对应的长度统计中；步骤5：根据长度统计统计的总长度，分情况给出当前要发送帧长，并组成内部帧帧头；步骤6：根据交换机内部的调度算法判断需要发送哪个虚拟输出队列中的数据，将内部帧帧头与数据拼接为内部帧，将内部帧发送；步骤7：当发送完一个内部帧时，将长度统计的统计总长度减掉发送的内部帧长度；数据帧重组包括：步骤8：接收发送的内部帧，提取内部帧帧头中的源地址以及数据长度；步骤9：按照数据长度以及源地址，将去掉帧头的内部帧存入虚拟输入队列中；步骤10：每次向虚拟输入队列中存入一个内部帧时，判断虚拟输入队列中数据是否包括完整的数据帧，若有数据帧完结，则将数据源地址以及数据帧的长度存入信息缓存中；步骤11：若信息缓存不为空，则从信息缓存中取出首个数据帧信息；步骤12：按照信息缓存中的源地址以及数据长度将数据从入虚拟输入队列取出完整的数据帧，进行数据帧的发送。2.如权利要求1所述的交换机数据帧切分与重组的方法，其特征在于，生成数据帧的长度信息是以字节为单位。3.如权利要求1所述的交...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐川，张曾洋，赵暾，王欣伟，刘炯，
申请(专利权)人：北京计算机技术及应用研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11