一种以太网点到点可靠传输的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于以太网通信和总线传输领域，具体涉及一种以太网点到点可靠传输的方法，其应用于对可靠性要求较高的以太网点到点通信网络。
【背景技术】
[0002]在网络通信和总线传输等应用中，经常需要实现点到点传输，一般采用TCP和UDP协议。由于UDP不提供可靠性，对于要求可靠性的应用采用TCP。但TCP和UDP都是建立在物理层、链路层和网络层之上的传输层协议。一般采用TCP/IP协议栈支撑软件实现。硬件实现TCP/IP协议难度大设计复杂。也可以采用HDLC和PPP等点到点链路传输。但是，对于采用以太网介质实现点到点可靠性传输缺少简单、高效的方法。
【发明内容】
[0003](一 )要解决的技术问题
[0004]本发明要解决的技术问题是:如何提供一种以太网点到点可靠传输的方法。
[0005]( 二)技术方案
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种以太网点到点可靠传输的方法，其采用以太网介质进行数据的可靠传输，直接用以太网帧承载上层数据，在以太网帧的净荷中定义了链接ID、类型、序号和头校验字段，扩展了以太网帧信息，其中，链接ID字段用于区分端点内的不同链接，类型字段用于区分信息帧和消息帧，序号字段是同一个链接ID的信息帧的序列编号，用于检测丢帧、重复、乱序链路故障，头校验字段用于上述字段的计算与校验；，某一端点接收到信息帧，必须向对端返回消息帧，响应该信息帧接收的状态；接收到消息帧，无需进行响应；同一个链接ID信息帧发送后，必须接收到对端返回的消息帧，才能发送下一个信息帧；不同链接ID的信息帧之间发送时无需等待返回消息帧，可以进行链接ID交错发送；
[0007]其中，所述以太网点到点可靠传输基于以太网点到点传输系统来实施，所述以太网点到点传输系统中每一端点设备均包括发送端和接收端，其中，发送端包括信息发送缓存模块、序号累加器、发送定时器、头校验计算器、信息发送控制器、消息发送控制器和以太网发送控制器；接收端包括信息接收缓存模块、分类器、消息接收控制器、序号检测器、头校测检测器和以太网接收控制器；
[0008]具体而言，所述以太网点到点可靠传输的方法包括如下步骤:
[0009]步骤S1:所述信息发送缓存模块对上层发送的数据按链接ID进行分块缓存处理；
[0010]步骤S2:所述信息发送控制器按链接ID分别进行处理，一一检查各链接ID的发送状态，对应执行相应动作，包括:
[0011]步骤S201:当某链接ID处于空闲状态时，如果该链接ID对应的发送缓存非空，跳转到发送状态，否则保持空闲状态；
[0012]步骤S202:当某链接ID处于发送状态，则读取信息发送缓存，并加入链接ID字段、信息帧类型字段、序号字段、头校验字段，送到以太网发送控制器进行以太网成帧发送，然后跳转到等待状态；期间，通过信息发送控制器控制发送定时器按链接ID分别对信息帧发送进行定时，开启本地计时；其中，所述序号字段由序列累加器按链接ID对信息帧的发送序号进行计算生成，并由信息发送控制器控制累加；所述头校验字段由头校验计算器对链接ID字段、类型字段、序号字段进行校验计算生成；
[0013]步骤S203:当某链接ID处于等待状态时，如果接收到对端返回的该链接ID对应的失败消息，跳转到发送状态，重新发送信息帧；如果等待对端返回消息超时，上报本地发送告警，跳转到发送状态，重新发送信息帧；如果收到对端返回的该链接ID对应的成功消息，信息发送控制器控制发送定时器清零，信息发送控制器控制序号累加器中所存储的该链接ID的发送序号加一，然后跳转到空闲状态；否则，保持等待状态；
[0014]步骤S3:以太网接收控制器对接收到的以太网帧进行解帧处理，丢弃目的MAC非本机MAC的以太网帧，并上报本地接收告警一目的MAC校验失败；丢弃以太网FCS校验错误的以太网帧，并上报本地接收告警一FCS校验失败；丢弃超长和超短的以太网帧，并上报本地接收告警一超短帧/超长帧；
[0015]步骤S4:头校验检测器对链接ID字段、类型字段、序号字段和头校验字段进行计算，如果计算结果不同，丢弃此帧，上报接收头校验告警；
[0016]步骤S5:序列检测器按链接ID分别进行处理，包括:
[0017]步骤S501:对于信息帧的接收，检测序号字段是否与序号检测器中存储的该链接ID的期望接收序号相同，如果不同，丢弃此帧，上报接收序号告警；如果相同，信息帧接收序号检测成功，该链接ID的期望接收序号加一，更新本地存储；
[0018]步骤S502:对于消息帧的接收，检测序号字段是否与序号累加器中所存储的该链接ID的发送序号相同，如果不同，丢弃此帧，上报接收序号告警；如果相同，消息帧接收序号检测成功；其中，在初始阶段，针对某一链接ID，序列检测器中的期望接收序号与序号累加器中的发送序号相同；
[0019]步骤S6:分类器将信息帧的有效数据写入信息接收缓存模块，将消息帧的有效数据写入消息接收控制器；
[0020]步骤S7:消息接收控制器解析消息帧的内容，如果是远端接收失败消息，上报远端告警，并通知信息发送控制器；如果是远端接收成功消息，通知信息发送控制器；
[0021]步骤S8:消息发送控制器在当接收到对端发送的信息帧时，需要向对端返回消息帧；当接收到对端发送的消息帧，无需向对端返回消息帧；在向对端返回消息帧时，交换原以太网帧的目的MAC和源MAC地址，重新计算以太网帧长度，其中链接ID字段不变，类型字段改为消息帧，序号字段不变，重新进行头校验计算，生成头校验字段；如果接收信息帧成功，则数据为接收信息帧成功的消息；如果接收信息帧失败，则数据为接收信息帧失败的消息；最后送入以太网发送控制器成帧发送。
[0022]其中，所述以太网发送控制器对消息发送控制器和信息发送控制器输出的数据，进行以太网成帧处理，在以太网介质上进行传输。
[0023](三)有益效果
[0024]与现有技术相比较，本发明技术方案无需采用TCP/IP协议，直接用二层以太网进行承载，实现了点到点的可靠传输，无需操作系统协议栈支持，且硬件实现简单。
【附图说明】
[0025]图1为本发明实施例中实现以太网点到点可靠传输的功能框图。
[0026]图2为本发明实施例中实现以太网点到点可靠传输的帧结构图。
[0027]图3为本发明实施例中实现以太网点到点可靠传输的信息发送状态跳转图。
[0028]图4为本发明实施例中实现以太网点到点可靠传输的接收流程图。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0030]为解决现有技术的问题，本发明提供的以太网点到点可靠传输的方