专利名称：一种以太网接口扩展方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种方法及装置，尤其涉及一种以太网接口扩展方法及装置，属于通 讯领域。
背景技术：
传统的计算机网络接口有限，扩展起来有两种方法第一种是在计算机的总线上 扩展以太网接口；第二种是通过交换机的端口镜像功能扩展。但这两种方法都有局限。第 一种方法能够扩展的以太网接口数目受计算机的体积和成本限制，不能扩展太多，第二方 法虽能随意扩展以太网接口，但是对于以太网数据无法区分具体从哪个以太网接口而来， 也无法确定发送数据的以太网接口。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种能够扩展以太网接口数目，并解决了以太 网接口定向以及传输接收时间标签问题的以太网接口扩展方法，本发明定义了一种简单， 高速，可靠的双向通讯协议。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下
一种以太网接口扩展方法，一个以上的网络设备通过网口与扩展装置相应的下行网口 相连接，所述扩展装置用于扩展以太网接口并使传输的数据带有时标，所述扩展装置与下 一级网络设备相连的以太网接口称为下行网口，所述扩展装置通过上行网口与计算机相连 接，该方法包括以下步骤
每个网络设备向计算机发送数据，数据通过下行网口进入扩展装置； 扩展装置的下行网口接收到数据，在数据尾部附加时间标签，并将报文组成PDATA格 式，进一步，在PDATA添加数据长度信息、以太网接口编号信息和保留域信息组成包数据 块。扩展装置将从一个以上的下行网口接收到的一个以上的包数据块相互衔接，并添 加一个头部构成以太网帧的载荷区，所述头部包括确认数据类型的数据类型模块和每发送 成功一帧相应增加一个数字的序列号。采用上述进一步方案的有益效果是，包含序列号，使计算机可以清楚的识别数据 的顺序和是否接收数据。在扩展装置内，在所述载荷区前部添加一个用于指示帧的开始并便于网络中的所 有接收器能与到达帧同步的前导码和起始码，在后部添加校验码构成以太网帧。扩展装置通过上行网口将所述以太网帧发送到计算机，计算机接收到所述以太网 帧，发送一个只含头部信息的确认帧。本发明的有益效果是一种以太网接口扩展方法可随意扩展以太网接口数目并在 数据中添加时间标签，并可有效区分以太网数据来自哪个以太网接口和确定由哪个以太网 接口发送数据。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。进一步，所述的一种以太网接口扩展方法，还包括以下步骤
当计算机发送的确认帧中序列号与前一次接收到的序列号相同，丢弃当前数据。进一步，所述的一种以太网接口扩展方法，还包括以下步骤
当网络设备发送数据20US后，没有收到确认帧，网络设备重新发送相同数据。采用上述进一步方案的有益效果是，采用确认帧的方式，不会因为网络的传输问 题丢失数据包。进一步，所述的一种以太网接口扩展方法，还包括以下步骤
计算机发送的确认帧中序列号与前一次接收到的序列号不同，装置将确认帧的序列号 与发送报文的序列号比较，序列号相等，报文发送成功，计算机保存数据。采用上述进一步方案的有益效果是，采用对比序列号的方式，有效防止了丢失数 据包和重复保存数据包的现象发生。进一步，一种以太网接口扩展装置，包括依次连接的上行网口、装载包数据模块、 装载载荷区模块、装载帧模块和下行网口，所述装载包数据模块用于在数据尾部附加时间 标签，并将报文组成PDATA格式，在PDATA添加数据长度信息、以太网接口编号信息和保留 域信息并组成包数据块；所述装载载荷区模块用于将从一个以上的下行网口接收到的一个 以上的包数据块相互衔接，并添加一个头部构成以太网帧的载荷区，所述头部包括确认数 据类型的数据类型模块和每发送成功一帧相应增加一个数字的序列号；所述装载帧模块用 于在所述载荷区前部添加一个用于指示帧的开始并便于网络中的所有接收器能与到达帧 同步的前导码和起始码，在后部添加校验码构成以太网帧。一种以太网接口扩展方法，报文帧格式中包括7字节的前导码(PREAMBLE)、1字节 的起始码(SFD)、可变长度的载荷区(PAYL0AD)和4字节的校验码，其特征在于，所述载荷区 (PAYL0AD)包括一个2字节的头部(HEADER)和一个以上包数据块(Packet Data Block，简 称 PDB)。所述头部(HEADER)中包含了 1字节的数据类型(TYPE)和1字节的序列号 (Sequencs Identify,简称 SID)。所述数据类型(TYPE)为报文类型，目前定义4个值0x80(配置)，0x81(配置ACK) 0x40 (数据)，0x41 (数据ACK)，所述序列号(SID)为当前帧的序列号，取值范围0 255，每 发送成功一个帧，则该序列号加1。所述包数据块(PDB)包括LEN、PID、RES和PDATAjy^S LEN为后续数据的长度，所 述PID为以太网接口编号，所述RES为保留域，所述PDATA为包数据内容，所述LEN为PID、 RES和PDATA总共占用的字节数，所述PID取值范围0 255并且其中编号255为广播端口 号，所述PID用以标记每个包的来源或目的地，所述RES目前定义为0。当PDATA从网络设备传输到计算机时，所述PDATA包括6字节的目标MAC地址 (DSTMAC)、6字节的源MAC地址(SRCMAC)、可变长度的数据(DATA)、4字节的校验码(FCS )和 8字节的时间标签(TIMESTAMP )。 当PDATA从计算机传输到网络设备时，所述PDATA从网络设备传输到计算机，所述 PDATA包括6字节的目标MAC地址(DSTMAC)、6字节的源MAC地址(SRCMAC)和可变长度的 数据(DATA)。
图1为本发明所述的实施例1的原理框图； 图2为本发明所述的步骤流程图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。如图1所示的本发明实施例1，计算机需要和N个网络设备进行网络通信，需要单 独的控制发向每个网络设备的数据，需要获知每个网络设备发送数据的时间，传统方法增 加计算机网卡的做法无法满足网络设备过多的局面，使用交换机则无法获得每个网络设备 发送数据的时间。采用本发明中的协议做出一个扩展装置即可满足要求。下面详细介绍实 施细节。网络设备N连接到扩展装置的下行网口，网络设备N向计算机发送数据时，该装置 将先收到数据，并在数据尾部加上时间标签。扩展装置在定时查询发现下行网口 N收到了数据，将该数据组包成PDB放入信息 帧中。扩展装置在此轮查询结束时，如果信息帧中有PDB包，则由上行网口发送这个信 息帧，如果没有PDB，则重新进行查询。扩展装置发送信息帧后，则停止查询，并且等待计算机返回SID匹配的确认帧。如 果在规定的时间内计算机返回了相应的确认帧，则发送装置重新开始查询；如果在规定的 时间内计算机没有返回相应的确认帧，则发送装置重发信息帧。计算机收到了信息帧后，立即返回确认帧。如果信息帧的SID与上一次收到的信 息帧的SID相等，则丢弃当前信息帧，否则将当前信息帧提交给上层程序处理。计算机向网络设备发送数据时，采用同样的数据规范，但是PID的意义由源网络 设备号转变为目标网络设备号。扩展装置的上行端口收到信息帧后，如果当前信息帧的SID与上一次收到的SID 相同，则丢弃该信息帧并返回确认帧；如果当前信息帧的SID与上一次收到的SID不同， 则解析该信息帧，并判断相应的下行网口是否有足够的缓冲区来保存信息帧中要发送的数 据；如果有足够的缓冲区，则返回确认帧并将数据派送到相应的下行网口的缓冲区中；如 果没有足够的缓冲区，则丢弃该信息帧而且不返回确认帧。计算机在规定的时间内没有收到确认帧，可以认为数据传输出错或者扩展装置没 有足够的缓冲区，等待一段时间之后重发该信息帧。如图2所示本发明所述方法的步骤流程图，每个网络设备1向计算机发送数据，数 据通过下行网口 21进入扩展装置2 ；
扩展装置2的装载包数据模块22通过下行网口接收到数据，在数据尾部附加时间标 签，并将报文组成PDATA格式，进一步，在PDATA添加数据长度信息、以太网接口编号信息和 保留域信息组成包数据块。扩展装置2的装载载荷区模块23将从一个以上的下行网口接收到的一个以上的包数据块相互衔接，并添加一个头部构成以太网帧的载荷区，所述头部包括确认数据类型 的数据类型模块和每发送成功一帧相应增加一个数字的序列号。扩展装置2的所述装载帧模块24在所述载荷区前部添加一个用于指示帧的开始 并便于网络中的所有接收器能与到达帧同步的前导码和起始码，在后部添加校验码构成以 太网帧。扩展装置2通过上行网口 25将所述以太网帧发送到计算机3，计算机接收到所述 以太网帧，发送一个只含头部信息的确认帧。当计算机3发送的确认帧中序列号与前一次接收到的序列号相同，丢弃当前数 据；当网络设备1发送数据20us后，没有收到确认帧，网络设备1重新发送相同数据；计算 机3发送的确认帧中序列号与前一次接收到的序列号不同，扩展装置2将确认帧的序列号 与发送报文的序列号比较，序列号相等，报文发送成功，计算机保存数据。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种计算机以太网接口的扩展方法，其特征在于，一个以上的网络设备通过网口与 扩展装置的下行网口相连接，所述扩展装置通过上行网口与计算机相连接，该方法包括以 下步骤每个网络设备向计算机发送数据，数据通过下行网口进入扩展装置；扩展装置的下行网口接收到数据，在数据尾部附加时间标签，并将报文组成PDATA格 式，在PDATA添加数据长度信息、以太网接口编号信息和保留域信息并组成包数据块。扩展装置将从一个以上的下行网口接收到的一个以上的包数据块相互衔接，并添加一 个头部构成以太网帧的载荷区，所述头部包括确认数据类型的数据类型模块和每发送成功 一帧相应增加一个数字的序列号。在扩展装置内，在所述载荷区前部添加一个用于指示帧的开始并便于网络中的所有接 收器能与到达帧同步的前导码和起始码，在后部添加校验码构成以太网帧。扩展装置通过上行网口将所述以太网帧发送到计算机，计算机接收到所述以太网帧， 发送一个只含头部信息的确认帧。
2.如权利要求1所述的一种方法，其特征在于，还包括以下步骤计算机发送的确认帧中序列号与前一次接收到的序列号相同，丢弃当前数据。
3.如权利要求1任一项所述的一种方法，其特征在于，还包括以下步骤网络设备发送数据20us后，没有收到确认帧，网络设备重新发送相同数据。
4.如权利要求1所述的一种方法，其特征在于，还包括以下步骤计算机发送的确认帧中序列号与前一次接收到的序列号不同，装置将确认帧的序列号 与发送报文的序列号比较，序列号相等，报文发送成功，计算机保存数据。
5. 一种以太网接口扩展装置，包括上行网口和下行网口，其特征在于，还包括依次连接 的装载包数据模块、装载载荷区模块和装载帧模块。所述装载包数据模块用于在数据尾部附加时间标签，并将报文组成PDATA格式，在 PDATA添加数据长度信息、以太网接口编号信息和保留域信息并组成包数据块，所述装载载 荷区模块用于将从一个以上的下行网口接收到的一个以上的包数据块相互衔接，并添加一 个头部构成以太网帧的载荷区，所述头部包括确认数据类型的数据类型模块和每发送成功 一帧相应增加一个数字的序列号，所述装载帧模块用于在所述载荷区前部添加一个用于指 示帧的开始并便于网络中的所有接收器能与到达帧同步的前导码和起始码，在后部添加校 验码构成以太网帧。
全文摘要
本发明涉及一种以太网接口扩展方法，一个以上的网络设备通过网口与扩展装置相应的下行网口相连接，所述扩展装置用于扩展以太网接口并使传输的数据带有时标，所述扩展装置与下一级网络设备相连的以太网接口称为下行网口，所述扩展装置通过上行网口与计算机相连接，其有益效果在于本发明所述方法可随意扩展以太网接口数目并在数据中添加时间标签，并可有效区分以太网数据来自哪个以太网接口和确定由哪个以太网接口发送数据。
文档编号H04L12/28GK102006173SQ20101052325
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者卢放, 李锋, 杨军, 王正齐, 谢俊, 陈学道, 陈祥文 申请人:华中电网有限公司, 武汉中元华电科技股份有限公司