专利名称：传输设备接收侧和发送侧的数据封装方法及同步数字系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及传输设备网元间通信数据的封装方法及同步数字系统。 背景纟支术传输设备中的ECC (Embebed Communication Channel,嵌入式控制通 道)通道用来传送网管信息和其他控制信息，这些信息在各个网元间传输 时一般采用的封装方法是控制信息通过TCP/IP(传输控制协议/网间协议) 进行传输，在网元侧软件通过PPP ( Point to Point Protocol,点对点协议) 包封装IP包进行链路层传输，最后插入到DCC (Data Communications Channel,数据传输通道)字节通过光纤在物理层传送到另外的网元。这种 实现方法的缺点是由于网元间通信数据的交换是基于路由信息的，而这种 封装会导致通信数据的路由转发全部由软件完成，导致软件的性能下降， 传输的可靠性降低。可见现有技术中存在一定的问题，需要进一步地改进。发明内容本发明提供了 一种传输设备接收侧和发送侧的数据封装方法及同步数 字系统，其能保证路由转发由硬件完成，降低CPU的负荷，提高了传输的 可靠性和软件的稳定性。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案本发明提供了 一种传输设备接收侧的通信数据封装方法，所述方法包括A、 识别接收的数据帧的协议域类型；B、 获取数据帧中的有效载荷；C、 在所述有效载荷的头部依次加入协议域类型标示、源介质访问控制 子层协议地址(源MAC地址，MAC即Media Access Control,介质访问控 制子层协议)、目的介质访问控制子层协议地址(目的MAC地址)；此处 提到的协议域类型标示包括IP协议域类型标示(即以太网协议数据帧的 协议类型标示Type-IP)，和非IP协议域类型标示，即PPP协议域类型标 示，也就是以太网协议数据帧的协议类型标示Type-PPP;D、 计算帧校验序列(即FCS, Frame Check Sequence)，并将计算获 得的帧校验序列添加到所述有效载荷的尾部，形成所述以太网标准的数据 帧。所述方法，其中，所述以太网标准的数据帧中还包括优先级标示。 所述方法，其中，所述以太网标准的数据帧中还包括局域网标示。 所述方法，其中，所述有效载荷包括IP协议域类型的IP数据包、或者非IP协议域类型的点对点协议数据包(PPP数据包)。本发明还提供了 一种传输设备发送側的通信数据封装方法，所述方法包括A、 识别接收的以太网标准数据帧的协议域类型；B、 剥除所述数据帧中的源介质访问控制子层协议地址、目的介质访问 控制子层协议地址、帧校验序列，获取有效载荷；C、 计算帧校验序列，并将计算获得的帧校验序列添加到所述有效载荷 的尾部，形成点对点协议(PPP协议)标准的数据帧。所述方法，其中，所述步骤B中还包括所述步骤B中还包括剥除 数据帧中优先级标示和局域网标示的步骤。所述方法，其中，所述有效载荷是IP协议域类型的IP数据包；并且，述有效载荷包括非IP协议域类型的点对点协议数 据包(PPP数据包)。基于上述方法，本发明还提供了一种同步数字系统，所述系统包括发 送端和接收端，所述发送端与接收端通过以太网连接，所述系统的接收端包括第一识别单元，用于识别接收到的数据帧的协议域类型；第一数据 帧剥离单元，用于根据所述第一单元的识别结果，获取数据帧中的有效载 荷；第一数据帧形成单元，用于在所述有效载荷的头部依次加入协议域类 型标示、源介质访问控制子层协议地址、目的介质访问控制子层协议地址； 以及第一帧校验序列计算单元，用于计算所述第一数据帧形成单元输出结 果的帧校验序列，并将此帧校验序列添加到所述有效载荷的尾部，形成以 太网标准的数据帧。所述同步数字系统，其中，所述系统的发送端包括第二识别单元， 用于识别接收的以太网标准数据帧的协议域类型；第二数据帧剥离单元， 用于剥除所述以太网标准数据帧中的源介质访问控制子层协议地址、目的 介质访问控制子层协议地址、帧校验序列，获取有效载荷，该有效载荷包 括IP协议域类型的IP数据包，或者非IP协议域类型的点对点协议数据 包(PPP数据包)；第二数据帧形成单元，用于在所述IP数据包的头部加 入IP协议域类型标示，并送入所述第二帧校验序列计算单元中；以及第二 帧校验序列计算单元，用于计算所述第二数据帧形成单元输出结果或者所 述点对点协议数据包(PPP数据包)的的帧校验序列，并将此帧校验序列 添加到所述有效载荷的尾部，形成点对点协议(PPP协议)标准的数据帧。从上述技术方案可知，本发明提供的设备网元间通信数据的封装方法， 通过在数据帧中封装MAC地址，并且使设备网元间通信数据在链路层交换 使用了以太网格式，确保了路由转发由硬件芯片完成，降低了CPU负荷， 提高了系统的可靠性和软件的性能；且可以广泛的应用于SDH( Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系)系统中。
图1是传输设备接收侧的网元间通信数据封装IP包的示意图； 图2是传输设备接收侧的网元间通信数据封装PPP包的示意图； 图3是传输设备发送侧的网元间通信数据封装IP包的示意图； 图4是传输设备发送侧的网元间通信数据封装PPP包的示意图； 图5是传输设备接收侧的网元间通信数据的封装处理流程图； 图6是传输设备发送侧的网元间通信数据的封装处理流程图； 图7是本发明的SDH ( Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系) 物理层的系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本发明的技术方案。如5所示，在传输设备的接收侧，将PPP协议帧封装成以太网协议帧， 其过程如下101、 处理流禾呈开始；102、 识别接收到的数据帧的协议域类型。本发明基于IP over PPP的传 输协议标准，所以在接收PPP帧时，判断协议域为IP协议域类型还是非协 议域IP类型；103、 如果协议域为IP协议域类型，则取出数据帧中的有效载荷，即 PPP协议帧中封装的IP数据包，并执行步骤105;104、 如果协议域是PPP协议域类型，即非IP协议域类型时，则取出 数据帧中的有效载荷，即PPP协议帧中封装的PPP数据包，其中包括非IP 协议域类型标示(即PPP协议域类型标示)和PPP净荷，并执行步骤105;105、 对所述有效载荷进行以太网标准封装，即如图1和图2所示，首 先，在所述有效载荷的头部依次加入协议域类型标示(Type)、源MAC地址、目的MAC地址，也可以添加入优先级标示(TPID )、局域网标示(VLAN ID);然后，重新计算帧校验序列(FCS)，并把帧校验序列(FCS)加入 到所述有效载荷的尾部，形成所述以太网标准的数据帧。 106、处理流程结束。如图l所示，其中短的是PPP协议帧，长的是以太网协议帧。在上述 步骤103中，如果接收到的数据帧协议域为IP类型(即标签Protocol=IP ), 则剥掉PPP数据包中的IP协议域标示(即2个字节的IP type)和帧校验序 列(即末尾2个字节的FCS),取出数据帧中X个字节的有效载荷，即PPP 协议帧PPP Payload (PPP有效载荷)位对应的IP数据包(IP packet)。那 么，在步骤105中，进行以太网标准封装时，可以将IP数据包(IPpacket) 封装在以太网协议帧的倒数第二位，即PPP Payload位处，然后在以太网协 议帧的第一至第五位，也就是IP数据包(IP packet)之前，封装6个字节 的源MAC地址、6个字节的目的MAC地址、2个字节的TPID、 2个字节 的VLANID、以及2个字节的IP协议域类型标示(Type=IP); 以太网标 准数据帧的倒数第一位封装重新计算的帧校验序列(即4个字节的FCS)。 其中，2个字节的TPID、 2个字节的VLANID不是必须的封装在以太网协 议帧中的。如图2所示，其中短的是PPP协议帧，长的是以太网协议帧。在上述 步骤104中，如果接收到的数据帧协议域是非IP类型(即标签Protocol!-IP ), 即PPP类型时，则剥掉帧校验序列(FCS)，取出数据帧中的有效载荷， 即PPP协议帧PPP Payload (PPP有效载荷)位和类型标示(Protocol)位所 对应的PPP数据包，该数据包应该包含点对点协议(PPP协议)域类型标 示(Protocol!=IP)。那么，在步骤105中，进行以太网标准封装时，可以 将PPP数据包(PPP packet)封装在以太网标准数据帧的倒数第二位，即 PPPPayload处，然后在以太网协议帧的第一至第五位，也就是PPP数据包 之前，依次封装6个字节的源MAC地址、6个字节的目的MAC地址、2个字节的TPID、 2个字节的VLAN ID、 2个字节的PPP协议域类型标示 (Type-PPP);以太网标准数据帧的倒数第一位封装重新计算的帧校验序 列(即4个字节的FCS)。其中，2个字节的TPID、 2个字节的VLANID 不是必须的封装在以太网协议帧中的。为了实现对上以太网标准数据帧的解封装，则本发明对应提供了在传 输设备的发送侧的数据封装方法，如图6所示，其包括如下步骤201、 处理流程开始；202、 识别接收的以太网标准数据帧的协议域类型，判断协议域是IP 类型还是PPP类型；203、 如果协议域为IP类型，则如图3所示，剥去MAC地址，VLAN ID和FCS等，只取出IP数据包，同时执行步骤205;这一步是图1的解封 装过程，此时PPPPayload位的有效载荷只包括IP数据包。204、 如果以太网协议域为PPP类型，则如图4所示，剥去MAC地址， VLANID和FCS等，只取出PPPPayload位的有效载荷，即PPP数据包， 同时执行步骤206;这一步是图2的解封装过程，此时PPPPayload位的有 效载荷应该即PPP数据包，其中包含PPP协议域类型标示(Protocol!=IP )。205、 将IP数据包装入PPP帧中，并在头部加上PPP协议域，使PPP 帧协议域为IP类型(即令Protocol=IP ),重新计算FCS并把FCS添加到 尾部进行封装；206、 将PPP数据包重新计算FCS,并把FCS添加到尾部进行封装；207、 处理流程结束。上述通信数据的封装和解封装可以应用于通信系统的SDH (Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系)物理层，由于SDH接口 中的设备网元间通信数据采用IP over PPP方式进行传输交换，而以太网二 三层交换需要基于以太网和VLAN进行交换，因此SDH接口接收側需要将 IP over PPP的帧解封装后重新封装为以太网帧，发送侧则恢复出来。基于这一原理，如图7所示，本发明还提供了一种同步数字系统，所述系统包 括发送端和接收端，该发送端与接收端通过以太网连接，其接收端包括 第一识别单元300，用于识别接收到的数据帧的协议域类型；第一数据帧剥 离单元301，用于根据所述第一单元300的识别结果，获取数据帧中的有效 载荷；第一数据帧形成单元302，用于在所述有效载荷的头部依次加入协议 域类型标示、源介质访问控制子层协议地址、目的介质访问控制子层协议 地址；以及第一帧校验序列计算单元303，用于计算所述第一数据帧形成单 元302输出结果的帧校验序列，并将此帧校验序列添加到所述有效载荷的 尾部，形成以太网标准的数据帧。而其发送端包括第二识别单元400，用 于识别接收的以太网标准数据帧的协议域类型；第二数据帧剥离单元401 ， 用于剥除所述以太网标准数据帧中的源介质访问控制子层协议地址、目的 介质访问控制子层协议地址、帧校验序列，获取有效载荷，该有效载荷包 括IP协议域类型的IP数据包，或者非IP协议域类型的PPP数据包；第 二数据帧形成单元402,用于在所述有效载荷中IP数据包的头部加入IP协 议域类型标示；以及第二帧校-验序列计算单元403，用于计算第二数据帧形 成单元402输出结果或者PPP数据包的的帧校验序列，并将此帧校验序列 添加到所述有效载荷的尾部，形成PPP协议标准的数据帧。此同步数字系 统按照上述封装方法，在接收侧把PPP数据包封装为以太网数据帧进行发 送，并且根据PPP数据包协议域的不同而采用不同的封装方法，如图1， 如果协议域为IP报文，则只把IP报文封装为以太网数据包，如图2,如果 协议域为PPP报文，则把PPP报文封装为以太网数据包；而在发送侧将接 收的以太网帧重新封装到PPP帧进行发送，根据以太网数据包协议域的不 同而采用不同的封装方法，如图3所示，如果协议域为IP报文，则只把IP 报文提取出来，并加上PPP协议字段进行发送，如图4所示，如果协议域 为PPP报文，则把PPP报文提取出来进行发送。综上所述，本发明能够适应系统运行过程中单板通信结构发生的变化，并保证系统设备板间通信的可靠性，同时使路由的转发由硬件完成，降低CPU的负荷，提高了传输的可靠性和软件的稳定性。上述各具体步骤的举例说明仅是本发明的优选实施方式，应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还 可以做出若干改进。
权利要求
1、一种传输设备接收侧的通信数据封装方法，其特征在于，所述方法包括A、识别接收的数据帧的协议域类型；B、获取数据帧中的有效载荷；C、在所述有效载荷的头部依次加入协议域类型标示、源介质访问控制子层协议地址、目的介质访问控制子层协议地址；D、计算帧校验序列，并将计算获得的帧校验序列添加到所述有效载荷的尾部，形成所述以太网标准的数据帧。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以太网标准的数据 帧中还包括优先级标示。
3、 根据权利要求l或2所述的方法，其特征在于，所述以太网标准的 数据帧中还包括局域网标示。
4、 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述有效载荷包括 IP协议域类型的IP数据包、或者非IP协议域类型的点对点协议数据包。
5、 一种传输设备发送側的通信数据封装方法，其特征在于，所述方法 包括A、 识别接收的以太网标准数据帧的协议域类型；B、 剥除所述数据帧中的源介质访问控制子层协议地址、目的介质访问 控制子层协议地址、帧校验序列，获取有效载荷；C、 计算帧校验序列，并将计算获得的帧校验序列添加到所述有效载荷 的尾部，形成点对点协议标准的数据帧。
6、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤B中还包括剥除数据帧中优先级标示和局域网标示的步骤。
7、 根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述有效载荷是 IP协议域类型的IP数据包；并且，所述步骤B还包括在所述有效载荷的头 部加入IP协议域类型标示的步骤。
8、 根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述有效载荷包括 非IP协议域类型的点对点协议数据包。
9、 一种同步数字系统，所述系统包括发送端和接收端，所述发送端与 接收端通过以太网连接，其特征在于，所述系统的接收端包括第一识别单元，用于识别接收到的数据帧的协议域类型； 第一数据帧剥离单元，用于根据所述第一单元的识别结果，获取数据 帧中的有效载荷；第一凄t据帧形成单元，用于在所述有效载荷的头部依次加入协议域类 型标示、源介质访问控制子层协议地址、目的介质访问控制子层协议地址； 以及第一帧;艮验序列计算单元，用于计算所述第一数据帧形成单元输出结 果的帧校验序列，并将此帧校验序列添加到所述有效载荷的尾部，形成以 太网标准的数据帧。
10、 根据权利要求9所述的同步数字系统，其特征在于，所述系统的 发送端包括第二识别单元，用于识别接收的以太网标准数据帧的协议域类型； 第二数据帧剥离单元，用于剥除所述以太网标准数据帧中的源介质访 问控制子层协议地址、目的介质访问控制子层协议地址、帧校验序列，获 取有效载荷，该有效载荷包括IP协议域类型的IP数据包，或者非IP协 议域类型的点对点协议数据包；第二数据帧形成单元，用于在所述IP数据包的头部加入IP协议域类型标示，并送入所达第二帧校验序列计算单元中；以及第二帧校验序列计算单元，用于计算所述第二数据帧形成单元输出结果或者所述点对点协议数据包的的帧校验序列，并将此帧校验序列添加到 所述有效载荷的尾部，形成点对点协议标准的数据帧。
全文摘要
本发明公开了一种传输设备接收侧和发送侧的数据封装方法及同步数字系统，其接收侧的封装方法是A.识别接收的数据帧的协议域类型；B.获取数据帧中的有效载荷；C.在所述有效载荷的头部依次加入协议域类型标示、源介质访问控制子层协议地址、目的介质访问控制子层协议地址；D.计算帧校验序列，并将计算获得的帧校验序列添加到所述有效载荷的尾部，形成所述以太网标准的数据帧。本发明提供的设备网元间通信数据的封装方法，通过在数据帧中封装MAC地址，并且使设备网元间通信数据在链路层交换使用了以太网格式，确保了路由转发由硬件芯片完成，降低了CPU负荷。
文档编号H04J3/00GK101325598SQ20081014263
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月22日 优先权日2008年7月22日
发明者邓华利 申请人:中兴通讯股份有限公司