專利名稱：Ip網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對外輸出fe和ge接口自適應(yīng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對外輸出FE和GE接口自適應(yīng)方法。
背景技術(shù)：
IP(互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的對外接口有多種，通常根據(jù)流量的大小，可以分為FE(10M/100M以太網(wǎng)接口)和GE(1000M以太網(wǎng)接口)接口。為了組網(wǎng)的靈活性，很多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的對外接口支持FE和GE自適應(yīng)的方式。如果所連的設(shè)備只有FE接口，或者在需要對外流量較小的情況下，選擇對外出FE接口；如果所連的設(shè)備只有GE接口，或者在需要對外流量較大的情況下，則選擇對外出GE接口。甚至在有些情況下，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的對外接口需要既有FE接口又有GE接口，或者若干個FE和GE接口的組合。
實(shí)現(xiàn)FE和GE接口的自適應(yīng)，方法有很多種。很多具有二層或三層的交換器件，其本身既出FE接口，又出GE接口，這樣，引出一個或若干個FE和GE接口到設(shè)備的外部。由于交換器件固有的功能和特性，其可對數(shù)據(jù)包進(jìn)行相應(yīng)處理，即可自動實(shí)現(xiàn)上述的FE和GE接口的自適應(yīng)功能，如圖1所示，各內(nèi)部模塊與SWITCH(交換機(jī))連接后，SWITCH可直接對外出FE或GE接口，接口數(shù)量由SWITCH本身的設(shè)計(jì)決定。
對于大多數(shù)外接外部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，為了防止外部非法數(shù)據(jù)的攻擊，都會對數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、限流等處理；另外，在類似圖1的組網(wǎng)方式中，為了減少對外的IP地址占用數(shù)量，還需要對數(shù)據(jù)包的相關(guān)字段(比如IP地址等)進(jìn)行切換。為能完成上述功能，還需在SWITCH外加設(shè)網(wǎng)絡(luò)處理器，但其成本非常高，針對復(fù)雜操作的需求才會用到，而對于相對較小的非專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，從節(jié)省成本的角度考慮，通常采用大規(guī)模的FPGA(大型可編程門陣列)，其不僅可以滿足成本和速度上的要求，更能滿足網(wǎng)絡(luò)日益增多的功能、業(yè)務(wù)的擴(kuò)展等需求，因此應(yīng)用較廣。
為了使FPGA在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)過濾、限流及數(shù)據(jù)包相關(guān)字段的切換，只能將FPGA放在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的外部接口處，如圖2、3所示，將FPGA直接與SWITCH連接，并對外出單一接口，圖2中FPGA對外出FE，圖3中FPGA對外出GE接口，但這兩種連接方式比較單一，無法自實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)。
如圖4所示，雖然FPGA對外出的接口既有FE接口又有GE接口，但其使用了兩個FPGA，分別處理FE和GE接口上的數(shù)據(jù)，如果需要對外出很多FE和GE接口時，該連接方式成本比較高；如圖5所示，F(xiàn)PGA對外接口既有FE接口又有GE接口，F(xiàn)PGA對內(nèi)接口有一個FE接口或一個GE接口，F(xiàn)PGA內(nèi)部需要根據(jù)對外連接的網(wǎng)口進(jìn)行適應(yīng)，但為保證FPGA在對外、對內(nèi)接口不一致時的正常處理，F(xiàn)PGA內(nèi)部需要增加接口轉(zhuǎn)換模塊(其中需要對數(shù)據(jù)包進(jìn)行緩沖存儲)，這將會花費(fèi)相當(dāng)?shù)倪壿嬞Y源；并且，在需要對外出很多FE和GE接口時，仍然得像圖4的組網(wǎng)方式那樣，從SWITCH引出多個FPGA，或者，如圖5的組網(wǎng)方式那樣，在同一片較大規(guī)模的FPGA中實(shí)現(xiàn)多個FE和GE接口，但FPGA占用的資源就會成倍增加，從而導(dǎo)致成本增加。并且，圖2、3、4、5中的四種組網(wǎng)方式中，F(xiàn)PGA邏輯直接與外部相連，實(shí)現(xiàn)10M/100M、半雙工和全雙工自適應(yīng)的FE接口也是相當(dāng)麻煩的一個問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對外輸出接口的方法所存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種可任意組合設(shè)置FE和GE接口并且造價較低的IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對外輸出FE和GE接口自適應(yīng)方法。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對外輸出FE和GE接口自適應(yīng)方法，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括有交換機(jī)、FPGA和內(nèi)部模塊，所述交換機(jī)具有基于端口的VLAN處理能力，所述內(nèi)部模塊與所述交換機(jī)連接，所述交換機(jī)與所述FPGA連接，所述FPGA引出對外出至少兩接口，其中一接口接所述交換機(jī)，并通過與該接口對接的所述交換機(jī)上的接口引出對外接口，所述FPGA與所述交換機(jī)連接的接口及對外接口屬同一類接口，所述方法包括以下步驟設(shè)置交換機(jī)的VLAN(虛擬局域網(wǎng))處理模塊，將通過所述交換機(jī)引出的對外接口設(shè)置到同一VLAN里，將其余與所述交換機(jī)連接的接口設(shè)置在另一VLAN里；設(shè)置FPGA，使其根據(jù)數(shù)據(jù)包輸出的對象選擇不同的接口。
進(jìn)一步地，所述通過交換機(jī)對外引出的接口為若干FE或GE，或?yàn)槿舾蒄E及GE的混合。
進(jìn)一步地，所述FPGA與所述交換機(jī)連接的接口及對外接口為GE接口。
進(jìn)一步地，所述FPGA與所述交換機(jī)連接的接口及對外接口為FE接口。
進(jìn)一步地，所述交換機(jī)為二層或三層交換機(jī)。
本發(fā)明通過一個FPGA與交換機(jī)連接，并將FPGA的一個對外接口與交換機(jī)連接，并通過該接口引出若干FE或GE，或?yàn)槿舾蒄E及GE的混合，也即是說，可根據(jù)需要引出FE或GE接口的個數(shù)，然后設(shè)置交換機(jī)，將這些與交換機(jī)連接的對外FE或GE接口設(shè)置在同一VLAN里，將其余對內(nèi)的接口設(shè)置在另一VLAN里，也即將與交換機(jī)連接的除對外接口的其他接口設(shè)置在另一VLAN里，并設(shè)置好FPGA，使其具有接口選擇功能，這樣，在對外輸出數(shù)據(jù)時，由于VLAN的限制，數(shù)據(jù)只能通過FPGA對內(nèi)的接口，即與交換機(jī)內(nèi)接的接口進(jìn)入，不能從交換機(jī)對外出的接口直接流出，F(xiàn)PGA選擇需要發(fā)送的接口發(fā)送數(shù)據(jù)即可。
本發(fā)明大大簡化了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口電路及對FPGA的設(shè)計(jì)，使得對外、對內(nèi)接口更加靈活，以較低的成本實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、靈活和高效的接口特性。該方法雖然增加了軟件對交換機(jī)的配置，但是系統(tǒng)開銷增加很小，并且對系統(tǒng)內(nèi)部、外部沒有任何影響。另外，因?yàn)楸景l(fā)明的實(shí)施方法中的大部分對外接口都是直接連接在交換機(jī)上，使得系統(tǒng)很容易實(shí)現(xiàn)FE和GE的接口標(biāo)準(zhǔn)，以及可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在出FE時的10M/100M以及全雙工和半雙工的自適應(yīng)。本發(fā)明可應(yīng)用于對外、對內(nèi)出多個GE和FE接口的設(shè)備中，可以有效降低硬件電路和FPGA程序的設(shè)計(jì)復(fù)雜度，降低生產(chǎn)成本，提高轉(zhuǎn)發(fā)效率。本發(fā)明還可應(yīng)用于IPV4網(wǎng)絡(luò)和IPV6網(wǎng)絡(luò)，可應(yīng)用的產(chǎn)品形態(tài)包括IP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各種設(shè)備的接口模塊，如VoIP產(chǎn)品，接入網(wǎng)關(guān)、中繼網(wǎng)關(guān)、寬帶接入設(shè)備等。


下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作出詳細(xì)描述。
圖1為一般組網(wǎng)方式結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有的僅有FE接口的組網(wǎng)方式結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為現(xiàn)有的僅有GE接口的組網(wǎng)方式結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為現(xiàn)有的同時具有FE、GE接口的組網(wǎng)方式結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為現(xiàn)有的同時具有FE、GE接口的組網(wǎng)方式結(jié)構(gòu)的另一示意圖；圖6為本發(fā)明FPGA僅有GE接口模式組網(wǎng)方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6的數(shù)據(jù)流向示意圖；圖8為圖6的數(shù)據(jù)另一流向示意圖；圖9為本發(fā)明FPGA僅有FE接口模式組網(wǎng)方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括有交換機(jī)、FPGA和內(nèi)部模塊，其中，交換機(jī)具有基于端口的VLAN處理能力，內(nèi)部模塊與交換機(jī)連接，交換機(jī)與FPGA連接，F(xiàn)PGA引出對外出至少兩接口，其中一接口接交換機(jī)，并通過與該接口對接的交換機(jī)上的接口引出對外接口，F(xiàn)PGA與交換機(jī)連接的接口及所有的對外接口屬同一類接口，本發(fā)明包括以下步驟設(shè)置交換機(jī)的VLAN(虛擬局域網(wǎng))處理模塊，將從通過交換機(jī)引出的對外接口設(shè)置到同一VLAN里，將其余與交換機(jī)連接的接口設(shè)置在另一VLAN里；設(shè)置FPGA，使其根據(jù)數(shù)據(jù)包輸出的對象選擇不同的接口。
如圖6所示，各內(nèi)部模塊1-N通過GE或FE接口與SWITCH連接，這里，SWITCH具有基于端口的VLAN處理能力；并且，F(xiàn)PGA的對內(nèi)對外接口均為GE接口，其對外接口為兩個；SWITCH通過GE接口即GE2接口與FPGA連接，F(xiàn)PGA出兩對外接口，即GE1、GE3接口，其中，GE3接口與SWITCH另一接口連接并出對外FE接口，當(dāng)然，如果SWITCH上還有其他空置接口，可任意作對外接口使用；設(shè)置SWITCH的VLAN處理模塊，將GE3及從SWITCH上對外出的所有接口設(shè)置在同一個VLAN里，將其余的接口即GE2接口及各內(nèi)部模塊與SWITCH連接的接口設(shè)置在另一個VLAN里；同時設(shè)置FPGA，使其可作出對GE1、GE3接口的選擇。
當(dāng)選擇GE1接口時，如圖7所示，外部數(shù)據(jù)包經(jīng)GE1接口進(jìn)入FPGA，并通過GE2接口及SWITCH送到內(nèi)部模塊內(nèi)；對外輸出數(shù)據(jù)時，由于VLAN的作用，數(shù)據(jù)不會通過SWITCH上對外出的接口直接發(fā)送數(shù)據(jù)，而是通過GE2接口到FPGA中，F(xiàn)PGA選擇GE1接口，將數(shù)據(jù)輸出。圖中加粗的線即表示數(shù)據(jù)流路徑。并且，當(dāng)設(shè)備需要對僅外出一個GE接口時，在FPGA中，將對外的接口選擇為GE1，在交換機(jī)中無須再設(shè)置VLAN，即可以實(shí)現(xiàn)，這種使用方法與圖3中結(jié)構(gòu)一樣。
當(dāng)選擇GE3接口時，如圖8所示，數(shù)據(jù)包由外部經(jīng)FE接口進(jìn)入時，由于VLAN的限制只能進(jìn)入GE3接口，到達(dá)FPGA，進(jìn)行過濾、限流及相關(guān)數(shù)據(jù)字段的切換，然后從GE2接口進(jìn)入對內(nèi)的VLAN中，到達(dá)內(nèi)部模塊；相反地，內(nèi)部模塊中需要到達(dá)設(shè)備外部的數(shù)據(jù)包，到達(dá)交換機(jī)后，因?yàn)閂LAN的作用，只能到達(dá)GE2接口，進(jìn)入FPGA，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，由GE3接口因?yàn)閂LAN的限制，經(jīng)由對外的FE接口發(fā)到設(shè)備外部。
這里，F(xiàn)PGA的對外接口還可多于兩個；SWITCH是二層或三層交換機(jī)。
如圖9所示，F(xiàn)PGA的所有接口還可均為FE接口，各內(nèi)部模塊1-N通過GE或FE接口與SWITCH連接，這里，SWITCH具有基于端口的VLAN處理能力；并且，F(xiàn)PGA的對內(nèi)對外接口均為FE接口，其對外接口為兩個；SWITCH通過FE接口即FE2接口與FPGA連接，F(xiàn)PGA出兩對外接口，即FE1、FE3接口，其中，F(xiàn)E3接口與SWITCH另一接口連接并出對外GE接口，當(dāng)然，如果SWITCH上還有其他空置接口，可任意作對外接口使用；設(shè)置SWITCH的VLAN處理模塊，將FE3及從SWITCH上對外出的所有接口設(shè)置在同一個VLAN里，將其余的接口即FE2接口及各內(nèi)部模塊與SWITCH連接的接口設(shè)置在另一個VLAN里；同時設(shè)置FPGA，使其可作出對FE1、FE3接口的選擇。其數(shù)據(jù)流的流向與前述方式相同。
同樣地，F(xiàn)PGA的對外接口還可多于兩個；SWITCH是二層或三層交換機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對外輸出FE和GE接口自適應(yīng)方法，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括有交換機(jī)、FPGA和內(nèi)部模塊，所述交換機(jī)具有基于端口的VLAN處理能力，所述內(nèi)部模塊與所述交換機(jī)連接，所述交換機(jī)與所述FPGA連接，所述FPGA引出對外出至少兩接口，其中一接口接所述交換機(jī)，并通過與該接口對接的所述交換機(jī)上的接口引出對外接口，所述FPGA與所述交換機(jī)連接的接口及對外接口屬同一類接口，所述方法包括以下步驟設(shè)置交換機(jī)的VLAN處理模塊，將通過所述交換機(jī)引出的對外接口設(shè)置到同一VLAN里，將其余與所述交換機(jī)連接的接口設(shè)置在另一VLAN里；設(shè)置FPGA，使其根據(jù)數(shù)據(jù)包輸出的對象選擇不同的接口。
2.如權(quán)利要求1所述的IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對外輸出FE和GE接口自適應(yīng)方法，其特征在于，所述通過交換機(jī)對外引出的接口為若干FE或GE，或?yàn)槿舾蒄E及GE的混合。
3.如權(quán)利要求1所述的IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對外輸出FE和GE接口自適應(yīng)方法，其特征在于，所述FPGA與所述交換機(jī)連接的接口及兩對外接口為GE接口。
4.如權(quán)利要求1所述的IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對外輸出FE和GE接口自適應(yīng)方法，其特征在于，所述FPGA與所述交換機(jī)連接的接口及兩對外接口為FE接口。
5.如權(quán)利要求1所述的IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對外輸出FE和GE接口自適應(yīng)方法，其特征在于，所述交換機(jī)為二層或三層交換機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對外輸出FE和GE接口自適應(yīng)方法，交換機(jī)具有基于端口的VLAN處理能力，內(nèi)部模塊與交換機(jī)連接，交換機(jī)與FPGA連接，F(xiàn)PGA引出對外出至少兩接口，其中一接口接交換機(jī)，并通過與該接口對接的交換機(jī)上的接口引出對外接口，F(xiàn)PGA與交換機(jī)連接的接口及對外接口屬同一類接口，設(shè)置交換機(jī)的VLAN處理模塊，將通過交換機(jī)引出的對外接口設(shè)置到同一VLAN，將其余與交換機(jī)連接的接口設(shè)置在另一VLAN；設(shè)置FPGA，使其根據(jù)數(shù)據(jù)包輸出的對象選擇不同的接口。本發(fā)明以低成本實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、靈活和高效的接口特性；并可實(shí)現(xiàn)在出FE時的10M/100M以及全雙工和半雙工的自適應(yīng)。
文檔編號H04L12/56GK1540949SQ20031010178
公開日2004年10月27日 申請日期2003年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月28日
發(fā)明者周恩松 申請人:港灣網(wǎng)絡(luò)有限公司