一种用于高铁毫米波通信系统的网络IP分流方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于高铁毫米波通信系统的网络IP分流方法，通过以太网PCS/PMA、以太网MAC将IP数据从光纤中接收下来，并通过AI‑STREAM在线输出IP数据报文；然后将接收数据报文经过广播模块分别广播到管理路由和业务路由；管理路由将接收到的IP数据报文进行丢弃或发送给管理数据处理模块；业务路由将接收到的IP数据报文进行丢弃或发送给业务数据处理模块。本发明专利技术引起的网络延迟低、高可靠，本发明专利技术通过广播模块将管理和业务区分为2条路径处理，避免了某一路径异常造成不必要的网络拥塞。本发明专利技术不仅可以避免两种业务意外拥塞造成的网络传输中断问题，也高效的完成网络IP包的递送，未引入多余的延迟。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高铁毫米波通信系统的网络IP分流方法
本专利技术属于通信领域，具体涉及一种用于高铁毫米波通信系统的网络IP分流方法。
技术介绍
当今，处理器已经迈入多核时代，在多核架构下，往往以多线程部署在多个核心的方式实现并行处理，那么就需要通过分流的方式将数据包发送至不同线程，以使多个核心实现并行处理。高铁列车上部署有毫米波收发装置（车载移动终端），通过部署于铁路沿线的基站连接核心网，核心网需要为车载移动终端提供IP服务和管理部署于铁路沿线的基站，即基站内部有两路IP数据流。如何高效、可靠的区分这两路数据流，对毫米波基站的性能将产生很大影响。现有技术中通常要对两路IP业务进行区分，最好的解决办法就是使用路由设备或交换设备。该方案存在以下缺点：1)引入额外设备，对整机功耗、成本有较大影响。2)路由设备或交换设备，需要额外提供IP/MAC地址等的管理措施，增加研发和维护成本。3)路由器或交换设备一般只保证延迟小于1ms，可能引入额外网络延迟。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于高铁毫米波通信系统的网络IP分流方法，可以高效、可靠的区分两路数据流。本专利技术引起的网络延迟低、高可靠，本专利技术通过广播模块将管理和业务区分为2条路径处理，避免了某一路径异常造成不必要的网络拥塞。本专利技术不仅可以避免两种业务意外拥塞造成的网络传输中断问题，也高效的完成网络IP包的递送，未引入多余的延迟。本专利技术主要通过以下技术方案实现：一种用于高铁毫米波通信系统的网络IP分流方法，通过以太网PCS/PMA、以太网MAC将IP数据从光纤中接收下来，并通过AI-STREAM在线输出IP数据报文；然后将接收数据报文经过广播模块分别广播到管理路由和业务路由；管理路由将接收到的IP数据报文进行丢弃或发送给管理数据处理模块；业务路由将接收到的IP数据报文进行丢弃或发送给业务数据处理模块。为了更好的实现本专利技术，进一步的，通过FIFO缓存接收到的IP头部10字节，此时数据不能被管理数据处理模块和业务数据处理模块读取；所述管理路由分析第一IP头部的协议号，若第一IP头部的协议号为4，则满足IP-IP协议的IP报文，则管理路由将该IP数据报文丢弃，否则发送给管理数据处理模块进行处理；所述业务路由分析第一IP头部的协议号，若第一IP头部的协议号为4，则满足IP-IP协议的IP报文，则管理路由将该IP数据报文发送给业务数据处理模块进行处理，否则将该IP数据报文丢弃。为了更好的实现本专利技术，进一步的，所述管理路由和业务路由延迟下降20ns。为了更好的实现本专利技术，进一步的，所述广播模块的FIFO的选择方法为：管理路由和业务路由处理完一个IP数据报文需要一个时钟CLK恢复默认状态，以满足以太网帧规定的时间；所述广播模块的FIFO对数据进行缓冲，且广播模块的FIFO深度D1大于8字节。为了更好的实现本专利技术，进一步的，所述广播模块的FIFO深度D2=max（Tm/CLK+1，Tw/CLK+1），且广播模块的FIFO的最终深度D=max（D1，D2）；其中Tm为管理业务异常恢复需要的时间，Tw为业务异常恢复需要的时间。本专利技术提出了一种可靠、高效的毫米波基站管理与业务IP报文分流处理方法。利用该方法，不仅可以避免两种业务意外拥塞造成的网络传输中断问题，也高效的完成网络IP包的递送，未引入多余的延迟。本专利技术主要包括以下步骤：其中RouteM即管理路由，RouteW为业务路由。（1）通过以太网PCS/PMA和以太网MAC将IP数据从光纤中接收下来，并通过AI-STREAM在线输出IP数据报文。（2）将（1）中的数据经过广播模块，将接收到的数据报文广播到RouteM和RouteW模块。（3）RouteM/RouteW根据接收到的IP报文选择数据报文的数据流向：丢弃或进入管理模块、丢弃或进入业务模块。RouteM/RouteW需要正确区分IP数据报文为业务数据或管理数据。传统实现方法使用IP五元组进行IP路由，但是该方法存在以下缺点：1)需要根据IP地址查找IP五元组，期间IP数据只能进行缓存，引入延迟较大；2)设计复杂，需要消耗较多的逻辑资源。在毫米波基站中传输的管理业务为普通IP包，主要为核心网对基站的一些管控数据、状态信息传输等；业务数据根据移动IP的设计规则，为IP-IP结构。因此，我们可以利用这个区别，设计一套IP路由规则。具体实现方式如下：a.通过FIFO缓存接收到的IP头部10字节，此时数据不能被管理数据处理/业务数据处理模块读取；b.对与RouteM，分析第一个IP头部的协议号，如果为4，则认为是满足IP-IP协议的IP报文，应该丢弃，否则通过管理数据处理模块处理；对与RouteW，分析第一个IP头部的协议号，如果为4，则认为是满足IP-IP协议的IP报文，通过业务数据处理模块处理，否则应该丢弃。通过IP协议号的路由方式，将路由延迟下降到约20ns，远优于传统路由的小于1ms指标。正常工作时，如果管理或业务出现异常，将会造成业务或管理通道堵塞，从而影响所有网络数据的正常传输。因此我们设计广播模块，将数据流通过广播的方式，通过2个路径进行处理，保证了管理和业务数据的独立性。在广播时，如果下级模块的ready信号未准备好，此时广播可能造成某个路径数据丢失或错乱。本专利技术中在广播模块设计时，巧妙的利用FIFO和与门规避该问题，如图所示。广播模块FIFO的选择应该遵循如下规则：（1）RouteM/RouteW处理完一个IP报文需要1个时钟CLK恢复默认状态（满足以太网帧规定的时间），此时FIFO应该能对数据进行缓存。故FIFO深度D1应该大于8字节。（2）假设管理业务异常恢复需要时间Tm，业务异常恢复需要时间Tw。FIFO深度为D2=max(Tm/CLK+1，Tw/CLK+1)。FIFO最终深度D=max(D1,D2)。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术引起的网络延迟低、高可靠，本专利技术通过广播模块将管理和业务区分为2条路径处理，避免了某一路径异常造成不必要的网络拥塞。本专利技术不仅可以避免两种业务意外拥塞造成的网络传输中断问题，也高效的完成网络IP包的递送，未引入多余的延迟。（2）所述管理路由分析第一IP头部的协议号，若第一IP头部的协议号为4，则满足IP-IP协议的IP报文，则管理路由将该IP数据报文丢弃，否则发送给管理数据处理模块进行处理；所述业务路由分析第一IP头部的协议号，若第一IP头部的协议号为4，则满足IP-IP协议的IP报文，则管理路由将该IP数据报文发送给业务数据处理模块进行处理，否则将该IP数据报文丢弃。本专利技术的路由延迟下降到约20ns，远优于传统路由的小于1ms指标，具有较好的实用性。（3）所述广播模块的FIFO的选择方法为：管理路由和业务路由处理完一个IP数据报文需要一个时钟CLK恢复默认状态，以满足以太网帧规定的时间；所述广播模块的FIFO对数据进行缓冲，且广播模块的FIFO深度D1大于8字节。本专利技术通过广播模块将数据流通过广播的方式，并通过2个路径进行处理，保证了管理和业务数据的独立性，不会造成业务或管理通道堵塞，有效包装了网络数据的正常传输。（4）所述广播模块的FIFO深度D2=max（Tm/CLK+1，Tw/CLK+1），且广播模块的FIFO的最终深本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高铁毫米波通信系统的网络IP分流方法，其特征在于，通过以太网PCS/PMA、以太网MAC将IP数据从光纤中接收下来，并通过AI‑STREAM在线输出IP数据报文；然后将接收数据报文经过广播模块分别广播到管理路由和业务路由；管理路由将接收到的IP数据报文进行丢弃或发送给管理数据处理模块；业务路由将接收到的IP数据报文进行丢弃或发送给业务数据处理模块。

【技术特征摘要】
1.一种用于高铁毫米波通信系统的网络IP分流方法，其特征在于，通过以太网PCS/PMA、以太网MAC将IP数据从光纤中接收下来，并通过AI-STREAM在线输出IP数据报文；然后将接收数据报文经过广播模块分别广播到管理路由和业务路由；管理路由将接收到的IP数据报文进行丢弃或发送给管理数据处理模块；业务路由将接收到的IP数据报文进行丢弃或发送给业务数据处理模块。2.根据权利要求1所述的一种用于高铁毫米波通信系统的网络IP分流方法，其特征在于，通过FIFO缓存接收到的IP头部10字节，此时数据不能被管理数据处理模块和业务数据处理模块读取；所述管理路由分析第一IP头部的协议号，若第一IP头部的协议号为4，则满足IP-IP协议的IP报文，则管理路由将该IP数据报文丢弃，否则发送给管理数据处理模块进行处理；所述业务路由分析第一IP头部的协议号，若第一IP头部的协议号为4，则满足IP-IP协议的...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚有华，罗志刚，贾凌，
申请(专利权)人：成都吉纬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51