一种数据快速转发方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据通信领域，特别是涉及一种基于PON网络家庭网关单元的数据快速转发方法和系统。
【背景技术】
[0002]随着通信技术的发展，网络业务越来越多样性，对网络带宽的需求也越来越大。光纤接入技术因其具有高带宽、传输距离远、抗干扰能力强等优点成为了未来接入网技术的发展方向。
[0003]无源光纤网络PON(Passive Optical Network)技术是一种点到多点的光纤接入技术。整个PON网络主要由局端的光线路终端0LT(0ptical Line Terminal)、用户侧的光网络单元 ONU (Optical Network Unit)和光分配网络 ODN(Optical Distribut1n Network)构成。其中，ODN部分完全由无源光分路器(Passive Optical Splitter，简称P0S)和光纤等无源器件构成。
[0004]PON网络以其容易维护、高带宽、扩展性强、综合建网成本低等优点成为了光纤到户(Fiber To The Home，简称 FTTH)、光纤到大楼(Fiber To The Building，简称 FTTB)等光纤接入场合目前所采用的一种最佳的系统架构。
[0005]目前，家庭网关单元HGU(Home Gateway Unit) 一般是通过CPU实现数据从局域网LAN (Local Area Network)到广域网 WAN(Wide Area Network)的转发，例如，DSL (DigitalSubscriber Line，数字用户线路)或者普通路由器，由于对带宽要求比较低，一般几十兆，所以数据在从物理网卡收到以后，会通过网络处理模块将数据发送到CPU，由CPU对数据进行处理，根据需求处理过后再发送到目的网卡，从而实现数据从LAN到WAN的转发。
[0006]现有技术中，HGU的数据转发要一直经过CPU，从而一直消耗CPU，从而影响其他事件的操作。并且，由于目前小型嵌入式CPU的处理数据能力并不强大，对数据的处理有限，几十兆的情况下，CPU的占用率就很高，严重影响了 HGU数据转发的速度，也无法满足PON网络的要求。
【发明内容】
[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种数据快速转发方法和系统，用于解决现有技术中PON网络中，HGU数据从LAN到WAN的转发速度慢，CPU占用率高的问题。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种数据快速转发方法，应用于PON网络的HGU，所述数据快速转发方法包括:步骤S10，将接收的数据缓存到DMA接收队列；其中接收的数据括源地址信息；步骤S20，按照所述DMA接收队列，依据转发匹配表匹配所述DMA接收队列内的数据，获取目的地址信息；并重新封装数据，转发至DMA发送队列；步骤S30，按照所述DMA发送队列，将重新封装的数据依据其目的地址信息转发至目的网口。
[0009]可选地，所述转发匹配表包括源地址信息、目的地址信息及其匹配关系。
[0010]可选地，源地址信息包括源MAC地址、源IP地址、源端口和以太网协议号；目的地址信息包括目的MAC地址、目的IP地址和目的端口。
[0011]可选地，所述步骤S20中重新封装数据括将数据中的源MAC地址、源IP地址、源端口修改为目的MAC地址、目的IP地址和目的端口。
[0012]可选地，所述步骤S20中，按照所述DMA接收队列，依据转发匹配表匹配所述DMA接收队列内的数据，获取目的地址信息包括:判断数据依据所述转发匹配表是否能够进行匹配:如果能够匹配，则直接通过将源地址信息修改为对应的目的地址信息；如果无法匹配，则将该数据发送至CPU，由CPU进行处理，从而获取该数据的目的地址信息；并且，CPU将该数据的源地址信息、目的地址信息及其匹配关系添加至所述转发匹配表中。
[0013]本发明还公开了一种数据快速转发系统，应用于PON网络的HGU，所述数据快速转发系统包括:DMA接收模块、匹配模块和DMA发送模块；所述DMA接收模块用于缓存接收的数据至DMA接收队列，并按照所述DMA接收队列，将数据添加至所述匹配模块；其中，接收的数据括源地址信息；所述匹配模块用于依据转发匹配表，对数据进行匹配处理，获取目的地址信息；将数据重新封装并发送至所述DMA发送模块的DMA发送队列中；所述DMA发送模块按照所述DMA发送队列将重新封装的数据发送至对应的目的网口。
[0014]可选地，所述转发匹配表包括源地址信息、目的地址信息及其匹配关系。
[0015]可选地，所述数据快速转发系统还包括CPU处理模块，所述CPU处理模块用于在通过所述匹配模块无法获取数据的目的地址信息时，对该数据进行处理，从而获取该数据的目的地址信息，并将目的地址信息返回给所述匹配模块；将该数据的源地址信息、目的地址信息及其匹配关系添加至所述转发匹配表。
[0016]可选地，源地址信息包括源MAC地址、源IP地址、源端口和以太网协议号；目的地址信息包括目的MAC地址、目的IP地址和目的端口。
[0017]可选地，所述匹配模块对数据的重新封装包括将数据中的源MAC地址、源IP地址、源端口修改为目的MAC地址、目的IP地址和目的端口。
[0018]如上所述，本发明的一种数据快速转发方法和系统，应用于PON网口的HGU单元，将源地址信息、目的地址信息及其匹配关系保存在转发匹配表中，如此，在LAN 口接收到的数据缓存至DMA接收队列，并将数据传送至匹配模块，通过转发匹配表就可快速匹配获取目的地址信息，并对数据重新封装后发送至DMA发送队列，最后由DMA发送模块将重新封装后的数据发送至相应的目的WAN 口。整个转发过程，并不需要经过CPU对数据进行处理。并且，本发明的转发匹配表内的信息还可以由CPU进行更新，如果数据在转发匹配表中无法快速匹配获取目的地址信息，则该数据会被送至CPU，有CPU按照规则对其进行处理，从而获取目的地址信息，并将该源地址信息、目的地址信息及其匹配关系更新至转发匹配表中，以备下次具有相同的源MAC地址、源IP地址、源端口和以太网协议号的数据可以直接通过转发匹配表进行快速匹配，而不再需要CPU进行处理。由此不难看出，本发明的数据快速转发方法和系统，大大减少了数据转发时的CPU占用率，提高了数据转发速度。
【附图说明】
[0019]图1显示为本发明实施例公开的一种数据快速转发方法的流程示意图。
[0020]图2显示为本发明实施例公开的一种数据快速转发系统的结构示意图。
[0021]元件标号说明
[0022]SlO ?S30 步骤
[0023]200数据快速转发系统
[0024]210DMA接收模块
[0025]220匹配模块
[0026]230DMA发送模块
[0027]240CPU处理模块
【具体实施方式】
[0028]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0029]请参阅附图。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0030]本发明的应用于PON网络的HGU单元的数据快速转发方法和系统，用于解决较大带宽的情况下，进行数据转发对CPU的占用率较大。其采用DMA (Direct Memory Access，存储器直接访问)技术，允许在外部设备和存储器之间直接读写数据，既不通过CPU，也不需要CPU干预。整个数据转发操作在DMA接收模块和DMA发送模块的控制下进行。CPU除了在同一类数据(具有相同的源地址信息)的第一次转发时做一点处理外，在传输过程中(PU可以进行其他的工作。这样，在大部分时间里，CPU和输入输出都处于并行操作。因此，使整个系统的效率大大提高。
[0031]实施例1
[0032]如图1所示，本实施例公开了一种应用于PON网络的HGU单元的数据快速转发方法，具体包括:
[0033]步骤S10，将接收的数据缓存至DMA接收队列；其中接收的数据包括源地址信息:
[0034]HGU从LAN 口接收到数据后，将数据缓存至DMA接收队列中，与此同时，触发硬件中断，并告知匹配模块。数据是按照先后顺序缓存至DMA接收队列的。
[0035]并且，接收到的数据内的源地址信息包括源MAC地址、源IP地址、源端口和以太网协议号。
[0036]步骤S20，按照DMA接收队列，依据转发匹配表匹配所述DMA接收队列内的数据，获取目的地址信息；并重新封装数据，转发至DMA发送队列:
[0037]其中，转发匹配表包括源地址信息、目的地址信息及其匹配关系。数据依据其源地址信息，通过转发匹配表可以匹配获取对应的目的地址信息。并且，目的地址信息包括:目的MAC地址、目的IP地址和目的端口。
[0038]首先，在数据缓存至DMA接收队列后，按照DMA接收队列的顺序，将数据依据转发匹配表进行匹配，并判断是否匹配:
[0039]如果能够匹配