一种基于以太网的网络设备子系统间的通讯方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于以太网的网络设备子系统间的通讯方法，包括定义用于通讯的数据帧；主控子系统与协作子系统建立通讯连接，具体包括：主控子系统主动发起与协作子系统建立通讯连接，以及协作子系统主动发起与主控子系统建立通讯连接；对主控子系统与协作子系统建立的通讯连接进行链路保活；主控子系统或者协作子系统按照定义的数据帧的格式封装数据并发送；主控子系统或者协作子系统接收封装的数据，并对封装的数据进行解码和解压获得原始数据。本发明专利技术优点：不仅可极大的简化对各个子系统的网络设置，且可以确保各个子系统间的通讯不受外部IP配置影响，并杜绝了网络设备的子系统被外部攻击的可能，从而提高了安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于以太网的网络设备子系统间的通讯方法
本专利技术涉及通讯领域，特别涉及一种基于以太网的网络设备子系统间的通讯方法。
技术介绍
以太网(Ethernet)是现有局域网采用的最为通用的一种通信协议标准，它规定了包括物理层的连线、电信号以及介质访问层协议的内容。以太网帧是数据链路层的封装，网络层的数据包被加上帧头和帧尾就成为可以被数据链路层识别的数据帧。广播是指在网络传输中向所有连通的节点发送消息。广播域是指网络中能够接收任何一设备发出的广播帧的所有设备的集合。广播主要是由广播帧构成的数据流量，这些广播帧以广播地址(广播地址的每一位都为“1”)为目的地址，告之网络中所有的计算机接收此广播帧并进行处理，其中，目的MAC地址为FF:FF:FF:FF:FF:FF:FF:FF的以太网帧称为广播帧。广播方式会产生大量流量，导致带宽利用率降低，进而影响整个网络的性能。在具体使用时，当需要网络中的所有主机都能接收相同信息并进行处理的情况下，通常会使用广播方式；但是，广播方式会产生大量的流量，这导致带宽利用率降低，进而影响整个网络的性能。单播是指在网络传输中，一个的发送者和一个的接受者之间通过网络进行的通信，即从单一的源端发送到单一的目的端。单播帧也称“点对点”通信，在这种情况下，帧的接收和传递只在两个节点之间进行，帧的目的MAC地址就是对方的MAC地址。经使用后可发现，现有网络设备的子系统间的通讯存在有如下缺陷：1、现有网络设备的子系统的通讯协议通常都是基于IP的，这导致对网络设备的各个子系统都需要配置IP；2、由于网络设备的特殊性，通常情况下网络设备的子系统的IP对用户是不可见的，属于内部的配置，用户只能配置网络设备对外的IP，这导致可能出现内部IP和对外IP地址冲突的情况，而重新配置IP地址，又会导致子系统间的通讯交互中断；3、网络设备往往处于公共的网络环境，内部的子系统配置了IP，外部的网络攻击很可能通过对外的IP攻击到内部的子系统，这导致子系统被攻击的概率大大增加。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种基于以太网的网络设备子系统间的通讯方法，通过该通讯方法不仅可极大的简化对各个子系统的网络设置，且可以确保各个子系统间的通讯不受外部IP配置影响，并杜绝了网络设备的子系统被外部攻击的可能，从而提高了安全性。本专利技术是这样实现的：一种基于以太网的网络设备子系统间的通讯方法，所述方法需提供一主控子系统、一以太网总线以及复数个协作子系统，所述主控子系统以及各所述协作子系统均与所述以太网总线连接；所述方法包括如下步骤：步骤S1、定义用于通讯的数据帧；步骤S2、所述主控子系统与所述协作子系统建立通讯连接，具体包括：所述主控子系统主动发起与所述协作子系统建立通讯连接，以及所述协作子系统主动发起与所述主控子系统建立通讯连接；步骤S3、所述对主控子系统与所述协作子系统建立的通讯连接进行链路保活；步骤S4、所述主控子系统或者所述协作子系统按照定义的数据帧的格式封装数据并发送；步骤S5、所述主控子系统或者所述协作子系统接收封装的数据，并对封装的数据进行解码和解压获得原始数据。进一步地，所述数据帧由目的MAC地址、源MAC地址、数据以及帧校验序列FCS组成；所述数据包括包序号、包类型、加密压缩项、数据长度、分片总数、分片编号以及数据内容。更进一步地，所述包类型包括主控端激活通知、协作端注册请求、协作端注册应答、注册列表通知、协作端激活通知、协作端注册许可、心跳请求、心跳应答、协作端重新激活通知、通用数据包或者通用数据确认包。更进一步地，所述加密压缩项中，加密方式包括不加密、AES、DES、3DES或者取反加密，压缩方式包括不压缩、霍夫曼树、LZW或者LZ77。进一步地，在所述步骤S2中，所述主控子系统主动发起与所述协作子系统建立通讯连接具体为：所述主控子系统在启动完成后，每隔一个设定时间就发送一个主控端激活通知的广播报文；各所述协作子系统在接收到主控端激活通知的广播报文后，获取所述主控子系统的MAC地址，并发送单播的协作端注册请求给所述主控子系统；所述主控子系统在接收到各所述协作子系统发送的协作端注册请求后，先确认注册信息，然后分别给各所述协作子系统回复协作端注册应答的单播报文；同时，如果所述协作子系统注册成功，所述主控子系统将在系统内发送注册列表通知给各注册成功的所述协作子系统；如果所述协作子系统注册失败，则通过所述协作子系统主动发起与所述主控子系统建立通讯连接。更进一步地，在所述步骤S2中，所述协作子系统主动发起与所述主控子系统建立通讯连接具体为：各所述协作子系统广播发送协作端重新激活通知；所述主控子系统在接收到协作端重新激活通知后，获取各所述协作子系统的MAC地址，并发送单播的协作端注册许可给各所述协作子系统；各所述协作子系统获取所述主控子系统的MAC地址，并发送单播的协作端注册请求给所述主控子系统；所述主控子系统在接收到各所述协作子系统发送的协作端注册请求后，先确认注册信息，然后分别给各所述协作子系统回复协作端注册应答的单播报文；同时，如果所述协作子系统注册成功，所述主控子系统将在系统内发送注册列表通知给各注册成功的所述协作子系统；如果所述协作子系统注册失败，则通过所述协作子系统再次主动发起与所述主控子系统建立通讯连接。进一步地，所述步骤S3具体为：在所述主控子系统与注册的各所述协作子系统建立通讯连接后，所述主控子系统定时广播发送心跳包给各所述协作子系统；各所述协作子系统在接收到心跳包后回复单播的心跳应答给所述主控子系统，且如果所述协作子系统在设定的超时时间内有回复心跳应答给所述主控子系统，则判定该协作子系统的心跳回复正常；如果所述协作子系统在设定的超时时间内没有回复心跳应答给所述主控子系统，则判定该协作子系统的心跳回复超时；在所述主控子系统中设置允许连续超时次数，所述主控子系统统计各所述协作子系统对心跳包的回复情况，且如果统计到某一协作子系统连续出现心跳回复超时的次数达到设置的允许连续超时次数，则广播发送协作端重新激活通知，且在所述协作端重新激活通知中包含有回复超时的协作子系统的信息；回复超时的所述协作子系统在接收到协作端重新激活通知后，主动发起与所述主控子系统建立通讯连接。进一步地，所述步骤S4具体为：所述主控子系统或者所述协作子系统在发送数据之前，先将获取到的原始数据进行先压缩后加密处理；然后，统计数据大小，并根据数据大小对数据进行分片处理；接着，按照定义的数据帧格式将数据封装成以太网帧，并将封装的所有以太网帧均放入到数据发送队列中；最后，将数据发送队列中的以太网帧逐一发送，直到全部发送完毕才停止。进一步地，所述步骤S5具体为：所述主控子系统在接收数据时，对每所述协作子系统的每种包类型均建立一接收队列，并根据不同协作子系统的不同包类型将接收的数据放入到对应的接收队列中；且在接收到完整的数据包后，就停止接收，并从接收队列中获取完整的数据包；同时，对获取的数据包先进行解密操作，再进行解压操作，以获得原始数据；所述协作子系统在接收数据时，对每种包类型均建立一接收队列，并根据不同的包类型将接收的数据放入到对应的接收队列中；且在接收到完整的数据包后，就停止接收，并从接收队列中获取完整的数据包；同时，对获取的数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于以太网的网络设备子系统间的通讯方法，其特征在于：所述方法需提供一主控子系统、一以太网总线以及复数个协作子系统，所述主控子系统以及各所述协作子系统均与所述以太网总线连接；所述方法包括如下步骤：步骤S1、定义用于通讯的数据帧；步骤S2、所述主控子系统与所述协作子系统建立通讯连接，具体包括：所述主控子系统主动发起与所述协作子系统建立通讯连接，以及所述协作子系统主动发起与所述主控子系统建立通讯连接；步骤S3、所述对主控子系统与所述协作子系统建立的通讯连接进行链路保活；步骤S4、所述主控子系统或者所述协作子系统按照定义的数据帧的格式封装数据并发送；步骤S5、所述主控子系统或者所述协作子系统接收封装的数据，并对封装的数据进行解码和解压获得原始数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于以太网的网络设备子系统间的通讯方法，其特征在于：所述方法需提供一主控子系统、一以太网总线以及复数个协作子系统，所述主控子系统以及各所述协作子系统均与所述以太网总线连接；所述方法包括如下步骤：步骤S1、定义用于通讯的数据帧；步骤S2、所述主控子系统与所述协作子系统建立通讯连接，具体包括：所述主控子系统主动发起与所述协作子系统建立通讯连接，以及所述协作子系统主动发起与所述主控子系统建立通讯连接；步骤S3、所述对主控子系统与所述协作子系统建立的通讯连接进行链路保活；步骤S4、所述主控子系统或者所述协作子系统按照定义的数据帧的格式封装数据并发送；步骤S5、所述主控子系统或者所述协作子系统接收封装的数据，并对封装的数据进行解码和解压获得原始数据。2.根据权利要求1所述的一种基于以太网的网络设备子系统间的通讯方法，其特征在于：所述数据帧由目的MAC地址、源MAC地址、数据以及帧校验序列FCS组成；所述数据包括包序号、包类型、加密压缩项、数据长度、分片总数、分片编号以及数据内容。3.根据权利要求2所述的一种基于以太网的网络设备子系统间的通讯方法，其特征在于：所述包类型包括主控端激活通知、协作端注册请求、协作端注册应答、注册列表通知、协作端激活通知、协作端注册许可、心跳请求、心跳应答、协作端重新激活通知、通用数据包或者通用数据确认包。4.根据权利要求2所述的一种基于以太网的网络设备子系统间的通讯方法，其特征在于：所述加密压缩项中，加密方式包括不加密、AES、DES、3DES或者取反加密，压缩方式包括不压缩、霍夫曼树、LZW或者LZ77。5.根据权利要求1所述的一种基于以太网的网络设备子系统间的通讯方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所述主控子系统主动发起与所述协作子系统建立通讯连接具体为：所述主控子系统在启动完成后，每隔一个设定时间就发送一个主控端激活通知的广播报文；各所述协作子系统在接收到主控端激活通知的广播报文后，获取所述主控子系统的MAC地址，并发送单播的协作端注册请求给所述主控子系统；所述主控子系统在接收到各所述协作子系统发送的协作端注册请求后，先确认注册信息，然后分别给各所述协作子系统回复协作端注册应答的单播报文；同时，如果所述协作子系统注册成功，所述主控子系统将在系统内发送注册列表通知给各注册成功的所述协作子系统；如果所述协作子系统注册失败，则通过所述协作子系统主动发起与所述主控子系统建立通讯连接。6.根据权利要求5所述的一种基于以太网的网络设备子系统间的通讯方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所述协作子系统主动发起与所述主控子系统建立通讯连接具体为：各所述协作子系统广播发送协作端重新激活通知；所述主控子系统在接收到协作端重新激活通知后，获取各所述协作子系统的MAC地址，并发送单播的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永，许少滨，罗海斌，
申请(专利权)人：福建星网智慧软件有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35