[發明專利]以太總線交換機、以太總線系統以及數據通訊方法

有效

• 申請號: 201710357929.3
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107241249B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 閆曉峰
• 申請（專利權）人: 閆曉峰
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L29/06
• 代理公司: 北京金訊知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11554
• 代理人: 黃劍飛

本公開涉及一種以太總線交換機。其包括交換邏輯組件以及傳輸邏輯組件，傳輸邏輯組件的數據重組單元將來自設備端口的數據幀復制一份以便路由決策單元將該數據幀路由到所述一對網絡鏈接端口方向。傳輸邏輯組件的數據重組單元將來自所述一對網絡鏈接端口之一的具有總線屬性并且目的地MAC地址為本地設備端口上的總線設備的MAC地址的數據幀復制一份，以便路由決策單元將該數據幀路由到設備端口方向和所述一對網絡鏈接端口的另一個端口方向，從而以單播方式實現點對多點的通訊。本公開還涉及由多個以太總線交換機構成的以太總線系統。

技術領域

本公開涉及一種以太總線交換機、包含以太總線交換機的以太總線系統以及利用其的數據通訊方法，尤其是能夠實現交叉通訊和無損監聽數據通訊方法。

背景技術

傳統總線物理上采用向下對設備廣播，向上分時的方式實現了半雙工的通訊。傳統總線通訊模式的特點是：數據時延、抖動小，點對多點的半雙工通訊模式。但是傳統總線通訊模式幾乎無數據冗余保護機制，并且線纜數量多，布線復雜，容錯率低，成本高，帶寬小，只有9600～12Mbps，速率較低。而且，傳統總線的系統通信模式不能實現全雙工通信，因此效率比較低。

隨著以太網技術的發展，傳統以太網交換系統可采用點對點的單播通信和點對多點廣播/組播單向通信，并可以實現全雙工通信。以太網設備成本、線纜成本低、速度快(100M、1000M、萬兆)，并采用全雙工通信機制，具有共享、開放、統一化程度高、互聯性好。但是由于以太網的傳輸特性，導致網絡的確定性、實時性、穩定性不如總線通信。

因此，如果能將傳統總線的優勢結合以太技術，其能夠既使得數據傳輸過程中具有傳統總線進行數據通訊時的點對多點的確定性、實時性以及穩定性的優點又能夠獲得傳統以太網的高速、全雙工通信的優點的通訊。

發明內容

為了消除現有傳統總線以及以太網中存在上述問題，根據本公開的一個方面，提出了一種以太總線交換機，包括：一個或多個設備端口；一對網絡鏈接端口；交換邏輯組件，發送或接收數據幀，并基于源MAC地址學習機制學習所接收到的數據幀的源設備MAC地址并存儲在MAC地址表中；以及傳輸邏輯組件，包括路由決策單元和數據重組單元，所述數據重組單元將來自設備端口的數據幀復制一份以便路由決策單元將該數據幀路由到所述一對網絡鏈接端口方向，以及數據重組單元將來自所述一對網絡鏈接端口之一的具有總線屬性并且目的地MAC地址為本地設備端口上的總線設備的MAC地址的數據幀復制一份，以便路由決策單元將該數據幀路由到設備端口方向和所述一對網絡鏈接端口的另一個端口方向，從而以單播方式實現點對多點的通訊。

根據本公開的以太總線交換機，其中所述數據重組單元為從設備端口經由交換邏輯組件發送的數據幀添加數據幀ID以及為從路由決策單元接收的數據幀剝離數據幀ID。

根據本公開的以太總線交換機，其中所述數據幀ID包含有基于源交換機ID生成的數據幀序列號。

根據本公開的以太總線交換機，其中所述數據幀ID包含有源交換機ID、目的地交換機ID以及基于源交換機ID生成的數據幀序列號。

根據本公開的以太總線交換機，其中所述數據重組單元在來自所述一對網絡鏈接端口之一的數據幀中的源MAC地址與本地總線設備的MAC地址相同時，將該數據幀中的路由協議字段中的源信息和目的地信息進行交換以便實現重組。

根據本公開的以太總線交換機，其中所述路由決策單元對來自所述一對網絡鏈接端口之一的目的地MAC地址不是本地設備端口上的設備的MAC地址的數據幀只路由到所述一對網絡鏈接端口的另一個端口方向。

根據本公開的以太總線交換機，其中所述路由決策單元對來自所述一對網絡鏈接端口之一的不具有總線屬性并且目的地MAC地址為本地設備端口上的非總線設備的MAC地址的數據幀僅路由到設備端口方向。