基于以太网的多通道交换机、通道仲裁方法和通讯方法技术

本公开涉及一种基于以太网的多通道交换机，包括：一个或多个用户设备接入端口；至少一对网络链接端口；以及通道仲裁组件，基于从用户设备接入端口所接收数据帧的源设备MAC地址和目的地设备MAC地址的通道级别中较高的通道级别确定所接收数据帧所要占据的通道级别；以及路由决策组件，基于通道仲裁组件所确定的所接收的数据帧的通道级别为该所接收数据帧分配对应级别的传输通道。

Multi channel switch, channel arbitration method and communication method based on Ethernet

The invention relates to a multi channel switch based on Ethernet, including one or more of a user equipment access port; at least one of the network link port and channel arbitration; component, higher data frames received from the user equipment access port source equipment MAC address and MAC address of the destination device channel level in a channel level determine the received data frame to occupy the channel level based on the routing decision; and components of the received data frame to determine the channel component channel based on the level of arbitration for the received data frame allocation level corresponding transmission channel.

【技术实现步骤摘要】
基于以太网的多通道交换机、通道仲裁方法和通讯方法
本公开涉及一种交换机，尤其是涉及一种基于以太网的多通道交换机以及其上的通道仲裁方法和数据通讯方法。
技术介绍
工作于OSI网络的数据链路层的常见以太网交换机是一种基于MAC(MediaAccessControl，介质访问控制)地址识别、完成以太网数据帧转发的网络设备。传统的以太网交换机通常是对入站的数据帧进行排队按序转发到下一个交换机或目的地设备。然而，在当前的工业现场控制网络中，有多种数据同时在其中被传输，例如视频数据、音频数据、控制数据等等。然而，各种网络往往对不同的数据的实时性具有不同的要求。例如工业网络往往对工业控制数据的实时性有较高的要求而对有些普通数据的数据实时性要求不高，例如对视频、通话等数据的实时性要求并不高。这样，一方面这些实时性要求不高的视频或通话数据往往占用大量的带宽，这会挤占高实时性数据所需的带宽，降低实时性数据单位时间内所能传输的流量，降低了高实时性数据的传输速度，导致传输延时。另一方面，即使在实时性要求高的工业控制数据由于被赋予高优先级的情况下，由于通道内存在大量普通数据正被传输的情况下，这种工业控制数据也本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于以太网的多通道交换机，包括：一个或多个用户设备接入端口；至少一对网络链路端口；以及通道仲裁组件，基于来自本地接入端口的用户设备的数据帧或经由网络链路端口传输来的数据帧所包含的源设备通道级别和目的地设备的通道级别中较高的通道级别确定所述数据帧所要占据的通道级别，并将所述数据帧排列在对应级别的通道的数据队列中；以及路由决策组件，按照从高到低的通道级别顺序获取数据队列中的数据帧，并基于所述数据帧的路由信息判断每个级别通道中的数据帧的归属，并基于所述数据帧的归属和所属通道级别确定所述数据帧路由方向。

【技术特征摘要】
1.一种基于以太网的多通道交换机，包括：一个或多个用户设备接入端口；至少一对网络链路端口；以及通道仲裁组件，基于来自本地接入端口的用户设备的数据帧或经由网络链路端口传输来的数据帧所包含的源设备通道级别和目的地设备的通道级别中较高的通道级别确定所述数据帧所要占据的通道级别，并将所述数据帧排列在对应级别的通道的数据队列中；以及路由决策组件，按照从高到低的通道级别顺序获取数据队列中的数据帧，并基于所述数据帧的路由信息判断每个级别通道中的数据帧的归属，并基于所述数据帧的归属和所属通道级别确定所述数据帧路由方向。2.根据权利要求1所述的基于以太网的多通道交换机，其中所述通道仲裁组件直接将广播数据帧和针对该广播数据帧的回应数据帧的通道级别确定为最低级别通道。3.根据权利要求1所述的基于以太网的多通道交换机，其中所述通道仲裁组件直接将广播数据帧、针对该广播数据帧的回应数据帧以及随后的确认数据帧的通道级别确定为最低级别通道。4.根据权利要求1所述的基于以太网的多通道交换机，其中所述路由决策组件对于来自本地接入端口的用户设备的数据帧，判断其归属为网络链路端口，并由此进行双向路由到所述一对网络链路端口。5.根据权利要求1所述的基于以太网的多通道交换机，其中所述路由决策组件对于经由所述至少一对网络链路端口之一传输来的广播数据帧，判断其归属为设备端口和所述至少一对网络链路端口的另一个网络链路端口。6.根据权利要求1所述的基于以太网的多通道交换机，其中所述路由决策组件对于经由所述至少一对网络链路端口之一传输来的数据帧，基于路由信息所包含的目的地地址是否为本地接入端口的用户设备，判断其归属为设备端口或所述至少一对网络链路端口的另一个网络链路端口。7.根据权利要求6所述的基于以太网的多通道交换机，其中所述路由决策组件对于经由所述至少一对网络链路端口之一传输来的数据帧，在基于路由信息所包含的数据序列号判断其已经所述至少一对网络链路端口的另一个端口接收过的情况下，确定丢弃该重复数据帧。8.根据权利要求6所述的基于以太网的多通道交换机，其中所述路由决策组件对于经由所述至少一对网络链路端口之一传输来的数据帧，在基于路由信息所包含的数据序列号判断其已经被本地设备接收过的情况下，确定丢弃该重复数据帧。9.根据权利要求1所述的基于以太网的多通道交换机，其还包括接收/发送决策组件，其优先确定通道级别高的数据帧的发送，并在发送完当前最高通道级别的数据帧后，发送下一通道级别的数据帧。10.根据权利要求9所述的基于以太网的多通道交换机，其中所述接收/发送决策组件在高通道级别的数据帧经由路由决策组件到来时，批准高通道级别的数据帧的发送申请并中断正被传输的低通道级别的数据帧，并对被中断的数据帧的未被发送的数据部分按照其原有的包头数据进行打包，并将重新打包的数据帧排列在待发送的其所属通道级别的数据队列的第一位。11.根据权利要求10所述的基于以太网的多通道交换机，其中所述接收/发送决策组件在确定经过通道仲裁组件所接收的同一通道级别的两个或多个连续数据帧为有效的中断数据帧时，将所述两个或多个有效的中断数据帧重组为一个数据帧并将重组的数据帧排列在即将进入路由决策组件的其所属通道级别的数据队列的末尾。12.根据权利要求1所述的基于以太网的多通道交换机，其还包括数据合法验证组件，其进行协议校验和CRC校验，以便判断所接收到数据帧是否合法。13.根据权利要求1所述的基于以太网的多通道交换机，其中所述至少一对网络链路端口为两对网络链路端口，其中一对网络链路端口被分配给最高级通道而另一对网络链路端口被分配给其余级别通道。14.根据权利要求1所述的基于以太网的多通道交换机，其中所述至少一对网络链路端口为两对网络链路端口，其中一对网络链路端口被分配给第一到第二级的高级通道而另一对网络链路端口被分配给其余低级别通道。15.一种以太网交换机中进行数据通道仲裁方法，包括：接收到达以太网交换机的设备端口或网络链路端口的数据帧；解析所接收的数据帧所包含的源设备和目的地设备MAC地址以及所属通道级别；以及基于所接收的数据帧所包含的源设备和目的地设备所属通道级别中较高的通道级别确定所述数据帧所要占据的通道级别，并将所述数据帧排列在对应级别...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫晓峰，
申请(专利权)人：闫晓峰，
类型：发明
国别省市：美国,US