專利名稱：一種以太網(wǎng)堆疊系統(tǒng)中管理報文的方法及交換機裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種以太網(wǎng)堆疊系統(tǒng)中管理報文的方 法及交換機裝置。
背景技術(shù)：
以太網(wǎng)堆疊是目前常用的 一 種擴展端口的方法，堆疊技術(shù)最大的優(yōu)點是提 供了簡化的本地管理，即將一組交換機設(shè)備作為一個對象來管理。堆疊系統(tǒng)通 常由一個主設(shè)備和多個從設(shè)備構(gòu)成，每個設(shè)備包括管理單元和交換單元，主設(shè) 備和從設(shè)備之間通過相對高速的端口連接，其中主設(shè)備承擔(dān)整個系統(tǒng)的管理及 協(xié)議的運行。
堆疊系統(tǒng)的組網(wǎng)拓樸結(jié)構(gòu)最常見的為鏈型和環(huán)型，環(huán)型拓樸可以轉(zhuǎn)化為鏈
式拓樸。以鏈型的堆疊系統(tǒng)為例，如圖1所示第一交換機A為主設(shè)備，第二 交換機B和第三交換機C為從設(shè)備，第一交換機A包括第一管理單元CPUA和第 一交換單元SWITCHA,第二交換機B包括第二管理單元CPUB和第二交換單元 SWITCHB,第三交換機C包括第三管理單元CPUC和第三交換單元SWITCHC,與設(shè)
備連接的端口包括第一端口 Pl、第二端口P2........第一百四十四端口 P144。
在整個堆疊系統(tǒng)中，主設(shè)備管理的報文包括以下兩類 一類為主設(shè)備與從設(shè)備 之間發(fā)送的報文，報文格式為CPU TO CPU,如圖1中虛線所示，這種報文要 跨越不同的主機進行轉(zhuǎn)發(fā)；另一類為僅在本主設(shè)備內(nèi)發(fā)送的發(fā)文，報文格式為 FROM CPU TAG,如圖1中點劃線所示。
當(dāng)堆疊系統(tǒng)開啟某種協(xié)i義功能，如STP (Spanning Tree Protocol)協(xié)議 時，由于第一交換機A為主設(shè)備，第一管理單元CPUA就要向所有連接的端口 發(fā)送管理報文。第一管理單元CPUA發(fā)往第一端口 PI的報文只須運用FROM CPU TAG報文格式在本地設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)即可。第一管理單元CPUA發(fā)往第四十九端
口 P49的報文則須經(jīng)過以下兩個步驟來完成首先第一管理單元CPUA運用CPU TO CPU TAG報文格式將報文通過第一交換機A和第二交換接B之間的管理通 道，中繼到第二交換機B的第二管理單元CPUB,然后由第二管理單元CPUB 運用FROM CPU TAG報文格式將報文轉(zhuǎn)發(fā)到第四十九端口 P49。
報文格式均包含以下報文信息設(shè)備號devid,局域網(wǎng)網(wǎng)號vlanid，端口號 portid，報文的屬性tag。第一管理單元CPUA運用FROM CPU TAG報文格式發(fā) 往本地的主設(shè)備端口的報文，通常需要攜帶以下四種報文信息主設(shè)備號local devid、本地的端口號local portid、局域網(wǎng)網(wǎng)號vlanid、凈艮文的屬性tag, FROM CPU TAG報文格式如圖2所示。第一管理單元CPUA發(fā)往遠端的從設(shè)備端口的報文， 運用CPU TO CPU報文格式，需要攜帶以下四種報文信息從設(shè)備號remote devid、遠端的端口號remote portid、局域網(wǎng)網(wǎng)號vlanid、才艮文的屬性tag, CPU TO CPU TAG l艮文^f各式在目前的大部分堆疊系統(tǒng)中通常如圖3所示。
采用上述格式封裝報文，如果發(fā)往遠端的從設(shè)備的端口數(shù)目比較少，其性 能的劣勢表現(xiàn)的還不是很明顯，但是假定一 臺從設(shè)備中的端口數(shù)目較多且都需 要接收相同的報文，比如從設(shè)備中的端口數(shù)為N，主設(shè)備的管理單元就需要發(fā) 送N個報文，同時管理通道也要將所述報文轉(zhuǎn)發(fā)N次，這將給主設(shè)備的管理單 元帶來巨大的負擔(dān)，系統(tǒng)開銷比較大，降低了協(xié)議的收斂和計算速度，同時也 嚴重影響了該管理通道的吞吐量，容易引起管理通道的擁塞，降低了該通道的 可靠性和性能，對帶寬也是一種巨大的浪費。
中國專利申請CN200710187279.9公開了 一種交換才幾堆疊系統(tǒng)中報文處理的 方法，首先在接到輸入報文時，將報文按照發(fā)送和接收設(shè)備的不同分為三類 第 一類為堆疊系統(tǒng)成員設(shè)備之間交互的報文，第二類為堆疊系統(tǒng)成員設(shè)備與堆 疊系統(tǒng)之外的外接設(shè)備交互的報文，第三類為堆疊系統(tǒng)之外的外界設(shè)備之間交 互的報文，并且為三類報文設(shè)置優(yōu)先級。然后進行報文輸出時，按照報文優(yōu)先 級從高到低的順序輸出報文。這項專利申請使得堆疊系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)擁塞時也能正 常工作。但是并沒有從根本上解決主設(shè)備向端口發(fā)送大量相同報文時，容易引 起的管理通道擁塞的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是，提供一種以太網(wǎng)堆疊系統(tǒng)中管理報文的方法及 交換機裝置，在主設(shè)備向大量端口發(fā)送相同內(nèi)容的報文時，減少了主設(shè)備和從 設(shè)備之間信息傳輸?shù)拇螖?shù)和信息量，提高了帶寬利用率和網(wǎng)絡(luò)的可靠性，從而 提高硬件性能。
本發(fā)明釆用的技術(shù)方案是，所述以太網(wǎng)堆疊系統(tǒng)中管理報文的方法，包括
如下步驟
步驟一、根據(jù)報文中的目的設(shè)備號和端口號，分別統(tǒng)計出發(fā)往各個目的設(shè) 備的端口數(shù)；
步驟二、判斷報文發(fā)往的目的設(shè)備是主設(shè)備還是從設(shè)備，根據(jù)目的設(shè)備的 不同將報文信息填充到報文格式中，當(dāng)主設(shè)備向同 一從設(shè)備且同 一局域網(wǎng)網(wǎng)號 的多個端口發(fā)送報文時，采用壓縮部分報文信息的方式填充報文格式，封裝報
文；
步驟三、啟動發(fā)送報文；
步驟四、目的設(shè)備接收報文并轉(zhuǎn)發(fā)到端口 。
本發(fā)明還提供一種交換機裝置，該裝置包括
輸入單元，用于根據(jù)報文中的目的設(shè)備號和端口號，分別統(tǒng)計出發(fā)往各個 目的設(shè)備的端口數(shù)；
判斷單元，用于判斷報文發(fā)往的目的設(shè)備是主設(shè)備還是從設(shè)備，根據(jù)目的 設(shè)備的不同將報文信息填充到報文格式中，當(dāng)主設(shè)備向同 一從設(shè)備且同 一局域 網(wǎng)網(wǎng)號的多個端口發(fā)送報文時，采用壓縮部分報文信息的方式填充報文格式， 封裝報文；
啟動單元，用于啟動發(fā)送報文；
接收單元，用于接收報文并轉(zhuǎn)發(fā)到端口 。
采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點
本發(fā)明所述以太網(wǎng)堆疊系統(tǒng)中管理報文的方法，在充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)硬 件資源的條件下，根據(jù)實際的業(yè)務(wù)需要，針對報文發(fā)送的目的設(shè)備號、目的端口號和局域網(wǎng)網(wǎng)號，動態(tài)的選4奪FROM CPU TAG或CPU TO CPU TAG報文才各式， 并且當(dāng)主設(shè)備向同 一從設(shè)備且同 一局域網(wǎng)網(wǎng)號的多個端口發(fā)送報文時，通過采 用釆用壓縮部分報文信息的方式填充報文格式來發(fā)送報文，在主設(shè)備向大量端 口發(fā)送大量相同報文時，極大的減少了主設(shè)備和從設(shè)備間信息傳輸?shù)拇螖?shù)和信 息量，提高了帶寬利用率和網(wǎng)絡(luò)的可靠性，從而提高硬件性能。


圖1為堆疊系統(tǒng)中管理報文在主從設(shè)備間轉(zhuǎn)發(fā)的流向圖2為FROM CPU TAG寺艮文格式；
圖3為現(xiàn)有的CPU TO CPU TAG報文格式；
圖4為本發(fā)明當(dāng)主設(shè)備向同一從設(shè)備且同一局域網(wǎng)網(wǎng)號的多個端口發(fā)送報 文時采用的CPU TO CPU TAG才艮文才各式；
圖5為本發(fā)明所述管理報文的方法流程圖； 圖6為目的設(shè)備對報文的判斷解析流程圖。
具體實施例方式
合附圖及實施例，對本發(fā)明提出的所述以太網(wǎng)堆疊系統(tǒng)中管理報文的方法，詳 纟田i兌明汷口后。
本發(fā)明所述管理報文的方法流程如圖5所示。
步驟501，根據(jù)發(fā)送報文的目的設(shè)備號devid，對于發(fā)送的報文，構(gòu)建二元 組〈目的設(shè)備號devid，端口號portid〉，根據(jù)目的設(shè)備號devid分別統(tǒng)計出 屬于同一設(shè)備的第一端口數(shù)，并用變量msdevid記錄主機設(shè)備號；
步驟502，提取二元組中的目的設(shè)備號devid，并與主機設(shè)備號msdevid進 行比較；
步驟503,如果目的設(shè)備號devid與主機設(shè)備號msdevid相同，則獲取發(fā)往
目的設(shè)備的第一端口數(shù)，在所述二元組的基礎(chǔ)上，構(gòu)建三元組〈局域網(wǎng)網(wǎng)號
vlanid,端口號portid，才艮文屬性tag>;
步驟504，從該三元組中提取含有的局域網(wǎng)網(wǎng)號、端口號、報文tag屬性三 項報文信息填充FROM CPU TAG報文格式；
步驟505，啟動發(fā)送報文到主機設(shè)備的端口 ；
步驟506，如果目的設(shè)備號devid與主機設(shè)備號msdevid不同，則在所述二 元組的基礎(chǔ)上，構(gòu)建第一四元組〈目的設(shè)備號devid，端口號portid，局域網(wǎng) 網(wǎng)號vlanid， l艮文屬性tag〉；
步驟507,在第一四元組的基礎(chǔ)上，基于報文發(fā)往的局域網(wǎng)網(wǎng)號vlanid和 目的設(shè)備號分別統(tǒng)計出發(fā)往同 一局域網(wǎng)且同 一設(shè)備的第二端口數(shù)，記為變量n 0 、 nl、 ......、 ni......;
步驟508,判斷第二端口數(shù)ni是否小于等于1;
步驟509，如果第二端口數(shù)ni大于1，則在所述二元組的基礎(chǔ)上，重新構(gòu) 建第二四元組〈目的設(shè)備號devid，端口號位圖portmap，局域網(wǎng)網(wǎng)號vlanid, 才艮文屬性位圖tagmap〉，如圖4所示；
步驟510,從第二四元組中提取目的設(shè)備號devid,端口號位圖port腿p, 局域網(wǎng)網(wǎng)號vlanid，報文屬性位圖tagmap填充CPU TO CPU TAG報文格式，并 在才艮文中增加一個堆疊系統(tǒng)約定標識mapf lag;
步驟511，如果第二端口數(shù)ni等于1，則從第一四元組中提取目的設(shè)備號 devid,端口號portid，局域網(wǎng)網(wǎng)號vlanid，才艮文屬性tag填充CPU TO CPU TAG 報文格式；
步驟512，主設(shè)備啟動發(fā)送報文到從設(shè)備；
步驟513，從設(shè)備的管理單元收到報文后，根據(jù)約定標識mapflag對報文進 行判斷，如果收到的報文格式不是采用壓縮部分報文信息方式填充的，用FROM CPU TAG報文格式把報文轉(zhuǎn)發(fā)到該從設(shè)備的端口 ；如果收到的報文格式是采用壓 縮部分報文信息方式填充的，那么從設(shè)備在收到此報文格式之后，需要先解壓
縮，得到實際需要發(fā)送報文的端口，將端口號portid、局域網(wǎng)網(wǎng)號vlanid、報 文屬性tag填充FROM CPU TAG報文格式并發(fā)送到該/人設(shè)備的端口 。
下面以主設(shè)備向堆疊系統(tǒng)中同一局域網(wǎng)且同一從設(shè)備上的8個端口發(fā)送相 同內(nèi)容的報文為例，說明位圖在本發(fā)明中的使用過程，同時比較了現(xiàn)有技術(shù)與
本發(fā)明的差別。8個端口分別為第四十九端口 P49、第五十端口 P50........第
五十六端口 P56,主設(shè)備向這8個端口發(fā)送的8個報文的目的設(shè)備號devid=2, 局域網(wǎng)網(wǎng)號vlanid=l，凈艮文屬性tag如下
P49...........> tag = 1
P50-----------〉 tag = 0
P51-----------> tag = 0
P52.........--> tag = 1
P53...........〉 tag = 1
P54-----------> tag = o
P55------……> tag= 1
P56——......> tag = 1
若采用現(xiàn)有4支術(shù)發(fā)送8個才艮文，創(chuàng)建八個四元組〈remote devid, remote portid， vlanid， tag flag〉填充CPU TO CPU TAG報文格式如下:
發(fā)往P49 l艮文的四元組
發(fā)往P50纟艮文的四元組
發(fā)往P51才艮文的四元組
發(fā)往P52纟艮文的四元組
發(fā)往P53纟艮文的四元組
發(fā)往P54纟艮文的四元組
發(fā)往P55纟艮文的四元組
發(fā)往P56凈艮文的四元組
主設(shè)備向8個端口轉(zhuǎn)發(fā)報文時需要發(fā)送8個報文，同時管理通道也要將所 述報文轉(zhuǎn)發(fā)8次，這將給主設(shè)備的管理單元帶來巨大的負擔(dān)，系統(tǒng)開銷比較大。
若采用本發(fā)明位圖壓縮的方式，構(gòu)建端口號位圖portmap和報文屬性位圖 tagmap,則主設(shè)備管理通道只需要發(fā)送一次^^艮文，具體過程如下
首先，把需要接收報文的端口對應(yīng)的二進制位置為l,不需要接收報文的端 口對應(yīng)的二進制位置為0，根據(jù)端口號從大到小順序排列的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六 進制數(shù)，即得到portmap的數(shù)值，由于此處連續(xù)端口號的8個端口均需要接收 報文，因此其對應(yīng)的二進制位均置為1，那么portmap = 0XFF。同理，往同一 局域網(wǎng)所包含的端口發(fā)送TAG報文時，則把報文屬性tag對應(yīng)的二進制位置為 l,否則置為0，根據(jù)端口號從大到小順序排列的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)，即 得到tagmap的數(shù)值，tagmap = 0XD9;
然后，用四元組〈目的i更備號devid,端口號^立圖portmap，局域網(wǎng)網(wǎng)號vlanid, 報文屬性位圖tagmap〉填充CPU TO CPU TAG報文格式并發(fā)送到目的從設(shè)備，該 四元組的數(shù)值為〈2， OXFF, 1， 0XD9〉;
當(dāng)目的從設(shè)備收到報文后，需要判斷報文中攜帶的是端口號portid還是端 口號位圖portmap，來實現(xiàn)報文的進一步本地分發(fā)，為此在報文內(nèi)容中增加一個 堆疊系統(tǒng)約定標識mapflag，如可用兩個字節(jié)表示mapf lag-0X55AA ,目的設(shè)備 判斷解析的流程如圖6所示，從設(shè)備在報文內(nèi)容中查找到約定標識mapflag的 數(shù)值之后，對其進行判斷，若約定標識mapflag^X55AA，則說明報文承載的是 端口號位圖portmap，隨后采用算術(shù)移位操作解析出端口號，將局域網(wǎng)網(wǎng)號 vlanid、端口號portid、報文屬性tag填充到FROM CPU TAG報文格式，分別發(fā) 送到所述目的設(shè)備的端口；若約定標識mapflag不等于0X55AA，則說明報文承 載的是端口 portid，將局i或網(wǎng)網(wǎng)號vlanid、端口號portid、才艮文屬性tag填充 到FROM CPU TAG報文格式，發(fā)送到所述目的設(shè)備的端口 。
本發(fā)明的第二實施例， 一種交換機裝置，該裝置包括
輸入單元，用于根據(jù)報文中的目的設(shè)備號和端口號，分別統(tǒng)計出發(fā)往各個 目的i殳備的端口凄t;
判斷單元，用于判斷報文發(fā)往的目的設(shè)備是主設(shè)備還是從設(shè)備，根據(jù)目的 設(shè)備的不同將報文信息填充到報文格式中，當(dāng)主設(shè)備向同 一從設(shè)備且同 一局域 網(wǎng)網(wǎng)號的多個端口發(fā)送報文時，采用壓縮部分報文信息的方式填充報文格式，
封裝報文；
啟動單元，用于啟動發(fā)送報文。 接收單元，用于接收報文并轉(zhuǎn)發(fā)到端口 。
通過具體實施方式
的說明，當(dāng)可對本發(fā)明為達成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手 段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖示僅是提供參考與說明之用， 并非用來對本發(fā)明加以限制。
權(quán)利要求
1、一種以太網(wǎng)堆疊系統(tǒng)中管理報文的方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一、根據(jù)報文中的目的設(shè)備號和端口號，分別統(tǒng)計出發(fā)往各個目的設(shè)備的第一端口數(shù)；步驟二、判斷報文發(fā)往的目的設(shè)備是主設(shè)備還是從設(shè)備，根據(jù)目的設(shè)備的不同將報文信息填充到報文格式中，當(dāng)主設(shè)備向同一從設(shè)備且同一局域網(wǎng)網(wǎng)號的多個端口發(fā)送報文時，采用壓縮部分報文信息的方法填充報文格式，封裝報文；步驟三、啟動發(fā)送報文；步驟四、目的設(shè)備接收報文并轉(zhuǎn)發(fā)到端口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述管理報文的方法，其特征在于步驟一中統(tǒng)計發(fā)往各 個設(shè)備的端口數(shù)的過程如下a. 對每個發(fā)送的報文，構(gòu)建含有目的設(shè)備號、端口號的二元組；b. 根據(jù)目的設(shè)備號分別統(tǒng)計出發(fā)往各個目的設(shè)備的第 一端口數(shù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述管理報文的方法，其特征在于步驟二具體包括 如下處理過程將目的設(shè)備號與主設(shè)備號進行比較，判斷出報文發(fā)往的目的設(shè)備是主設(shè)備 還是從設(shè)備，如果是主設(shè)備，獲取發(fā)往目的設(shè)備的第一端口數(shù)，在所述二元組 基礎(chǔ)上構(gòu)建含有局域網(wǎng)網(wǎng)號、端口號、報屬性的三元組，從該三元組中提取局 域網(wǎng)網(wǎng)號、端口號、報文屬性填充到FROM CPU TAG報文格式中，封裝報文；如果是從設(shè)備，在所述二元組基礎(chǔ)上構(gòu)建含有目的設(shè)備號、局域網(wǎng)網(wǎng)號、 端口號、報文屬性的第一四元組，根據(jù)目的設(shè)備號和局域網(wǎng)網(wǎng)號統(tǒng)計出發(fā)往同 一局域網(wǎng)網(wǎng)號且同 一從設(shè)備的第二端口數(shù)，填充CPU TO CPU TAG報文格式， 封裝報文。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述管理報文的方法，其特征在于填充CPU TO CPU TAG 報文格式的方式如下如果第二端口數(shù)目等于l，從第一四元組中提取目的設(shè)備號、局域網(wǎng)網(wǎng)號、 端口號、報文屬性填充CPUTOCPUTAG報文格式；如果第二端口數(shù)目大于l,在所述二元組基礎(chǔ)上構(gòu)建含有目的設(shè)備號、局域 網(wǎng)網(wǎng)號、端口號位圖、報文屬性位圖的第二四元組，從第二四元組中提取含有 目的設(shè)備號、局域網(wǎng)網(wǎng)號、端口號位圖、報文屬性位圖填充CPUTOCPUTAG 報文格式，并在報文中增加一個堆疊系統(tǒng)約定標識。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述管理報文的方法，其特征在于步驟四中目的設(shè)備收 到報文并轉(zhuǎn)發(fā)到端口的過程如下目的設(shè)備在報文內(nèi)容中查找到約定標識的數(shù)值之后，對其進行判斷，若與 約定標識的數(shù)值相同，則說明報文承載的是端口號位圖，隨后采用算術(shù)移位操 作解析出端口號，將局域網(wǎng)網(wǎng)號、端口號、報文屬性填充到FROM CPU TAG報 文格式，分別發(fā)送到所述目的設(shè)備的端口；若與約定標識的數(shù)值不同，則說明 報文承載的是端口，將局域網(wǎng)網(wǎng)號、端口號、報文屬性填充到FROM CPU TAG 報文格式，發(fā)送到所述目的設(shè)備的端口 。
6、 一種交換機裝置，其特征在于，該裝置包括輸入單元，用于根據(jù)報文中的目的設(shè)備號和端口號，分別統(tǒng)計出發(fā)往各個 目的設(shè)備的端口數(shù)；設(shè)備的不同將報文信息填充到報文格式中，當(dāng)主設(shè)備向同一從設(shè)備且同一局域 網(wǎng)網(wǎng)號的多個端口發(fā)送報文時，采用壓縮部分報文信息的方法填充報文格式， 封裝報文；啟動單元，用于啟動發(fā)送報文；接收單元，用于接收報文并轉(zhuǎn)發(fā)到端口 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以太網(wǎng)堆疊系統(tǒng)中管理報文的方法，包括如下步驟步驟一、根據(jù)報文中的目的設(shè)備號和端口號，分別統(tǒng)計出發(fā)往各個目的設(shè)備的端口數(shù)；步驟二、判斷報文發(fā)往的目的設(shè)備是主設(shè)備還是從設(shè)備，根據(jù)目的設(shè)備的不同將報文信息填充到報文格式中，當(dāng)主設(shè)備向同一從設(shè)備且同一局域網(wǎng)網(wǎng)號的多個端口發(fā)送報文時，采用壓縮部分報文信息的方式填充報文格式，封裝報文；步驟三、啟動發(fā)送報文；步驟四、目的設(shè)備接收報文并轉(zhuǎn)發(fā)到端口。采用本發(fā)明所述管理報文的方法和裝置，在主設(shè)備發(fā)送大量相同內(nèi)容的報文時，減少了主設(shè)備和從設(shè)備之間信息傳輸?shù)拇螖?shù)和信息量，提高了帶寬利用率和網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
文檔編號H04L12/56GK101355501SQ20081014654
公開日2009年1月28日 申請日期2008年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月2日
發(fā)明者周建國, 溟 許, 顥 趙 申請人:中興通訊股份有限公司