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一种网络管理方法、装置、设备及存储介质与流程

2021-11-25 01:02:00 来源:中国专利 TAG:
1.本技术涉及智能汽车的通信领域,特别涉及一种网络管理方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
::2.汽车的智能化、网联化发展,需要高性能的运算能力,灵活的软件功能,快速的网络通信能力,这催生了基于车载以太网的具有高速通信能力的新一代电子电气架构,如图1所示的网络拓扑图,该架构以中央计算单元为中心,通过以太网连接多个区域计算单元,各区域计算单元之间通过中央计算单元进行数据包转发而实现通信,各区域计算单元统一通过中央计算单元与外部网络进行通信。3.adaptiveautosar(ap)作为支撑新一代电子电气架构的高性能ecu的标准化中间件,是依据面向服务的架构设计(soa)理念原则进行设计开发的。如图1所示,搭载了ap系统的中央计算单元和区域计算单元之间基于someip或dds进行面向服务的通信,若一个区域计算单元向另一个区域计算单元发送someip数据包或socket数据包,当数据包到达中央计算单元后,其并不知道数据包要转发到哪个区域计算单元,同理,若区域计算单元要发送数据到外部网络时,中央计算单元并不知道数据包要转发到哪个网络。4.现有2种针对上述问题的改善方案:5.1.通过在中央计算单元添加一个交换机,实现区域计算单元之间通信数据包的目标转发;但是,添加交换机会导致成本的增加,同时区域计算单元要通过中央计算单元与外部网络通信时,交换机仍然无法转发数据包到目标网络的问题。6.2.将中央计算单元升级为带网关功能,以解决区域计算单元通过中央计算单元与外网通信问题;但是,会大幅度增加整车成本,同时因网络功能需求多样,不同车厂需求不同,网关就需要定制,这进一步提高了成本。7.此外,ap系统有网络管理(nm)模块,但是nm模块主要是协调底层网络模式的切换,实现通信总线规律的休眠与唤醒,以节省电能,并对外提供请求控制和查询网络状态的接口;搭载了ap系统的各区域计算单元并不能为节点提供网络数据包路由策略或机制,也不会对各区域计算单元节点进行网络配置管理。8.因此,亟需解决的是,如何在不提高成本的前提下,为上述新一代电子电气架构下的各计算单元在搭载了ap系统后,各区域计算单元通过中央计算单元进行网络数据包通信时,中央计算单元并不知道如何转发通信数据包到目标端,特别是中央计算单元在与外部网络通信时,并不知道如何将数据包转发到对应的网络通道等问题提供一种解决方案。技术实现要素:9.本技术实施例提供了一种网络管理方法、装置、设备及存储介质,在不提高成本的前提下,可以弥补现有adaptiveautosarnm模块功能的不足,通过增加网络配置管理和策略路由生成功能,可以解决各计算单元之间的网络数据包路由问题,可以使中央计算单元能够转发数据包到达指定网络。10.一方面,本技术实施例提供了一种网络管理方法,包括:11.当中央计算单元的网络管理模块处于网络模式时,为多个网络接口中的每个网络接口配置对应的通信地址网段和静态路由表;多个网络接口用于连接外部网络与内部各区域计算单元;12.创建路由规则;路由规则包括各通信地址网段与静态路由表的映射关系;13.当通过任一网络接口接收到数据时,根据数据携带的通信地址信息从映射关系中确定出对应的目标静态路由表;目标静态路由表用于实现数据的传输;通信地址信息是指通信地址网段下各子网的地址信息。14.可选的,创建路由规则,包括:15.基于发送数据的网络接口的通信地址网段,建立源通信地址网段与静态路由表的映射关系。16.可选的,创建路由规则,包括:17.基于接收数据的网络接口的通信地址网段,建立目标通信地址网段与静态路由表的映射关系。18.可选的,创建路由规则,还包括:19.对各网络接口对应的通信地址网段配置路由优先级。20.可选的,通信地址信息为数据携带的目标子网的地址信息;21.根据数据携带的通信地址信息从映射关系中确定出对应的目标静态路由表,包括:22.根据数据携带的目标子网的地址信息确定目标通信地址网段;23.根据目标通信地址网段,从映射关系中确定出对应的目标静态路由表。24.可选的,通信地址信息为数据携带的源子网的地址信息;25.根据数据携带的通信地址信息从映射关系中确定出对应的目标静态路由表,包括:26.根据数据携带的源子网的地址信息确定源通信地址网段;27.根据源通信地址网段,从映射关系中确定出对应的目标静态路由表。28.可选的,方法还包括:29.通过sysctl指令、修改内核参数的映射文件、修改配置文件中的任一种方式配置内核参数,以开启路由功能。30.另一方面,本技术实施例提供了一种网络管理装置,包括:31.配置模块,用于当中央计算单元的网络管理模块处于网络模式时,为多个网络接口中的每个网络接口配置对应的通信地址网段和静态路由表;多个网络接口用于连接外部网络与内部各区域计算单元;32.创建模块,用于创建路由规则;路由规则包括各通信地址网段与静态路由表的映射关系;33.确定模块,用于当通过任一网络接口接收到数据时,根据数据携带的通信地址信息从映射关系中确定出对应的目标静态路由表;目标静态路由表用于实现数据的传输。34.另一方面,本技术实施例提供了一种设备,设备包括处理器和存储器,存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序,至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行上述的网络管理方法。35.另一方面,本技术实施例提供了一种计算机存储介质,存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序,至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现上述的网络管理方法。36.本技术实施例提供的一种网络管理方法、装置、设备及存储介质具有如下有益效果:37.当中央计算单元的网络管理模块处于网络模式时,为多个网络接口中的每个网络接口配置对应的通信地址网段和静态路由表;多个网络接口用于连接外部网络与内部各区域计算单元;创建路由规则;路由规则包括各通信地址网段与静态路由表的映射关系;当通过任一网络接口接收到数据时,根据数据携带的通信地址信息从映射关系中确定出对应的目标静态路由表;目标静态路由表用于实现数据的传输;通信地址信息是指通信地址网段下各子网的地址信息。如此,在不提高成本的前提下,可以弥补现有adaptiveautosarnm模块功能的不足,通过增加网络配置管理和策略路由生成功能,可以解决各计算单元之间的网络数据包路由问题,可以使中央计算单元能够转发数据包到达指定网络。附图说明38.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。39.图1是本技术实施例提供的一种新一代汽车电子电气网络拓扑示意图;40.图2是本技术实施例提供的一种网络管理方法的流程示意图;41.图3是本技术实施例提供的一种新一代汽车电子电气网络拓扑及网络管理示意图;42.图4是本技术实施例提供的一种网络管理装置的结构示意图;43.图5是本技术实施例提供的一种网络管理方法的服务器的硬件结构框图。具体实施方式44.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。45.需要说明的是,本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。46.如图1所示,本技术主要应用于汽车整车以太网架构下运行了以linux为内核(内核版本不低于2.1)的高端mcu上。在基于以太网的新型汽车电子电气架构下,中央计算单元和各种区域计算单元之间均通过以太网连接,搭载了ap系统的高性能中央计算单元与各区域计算单元之间通过以太网连接,负责将所有经过中央计算单元的网络数据包转发到目标网络或目标网口,这就需要为数据包进行策略路由规划,以实现数据包分流。47.本技术实施例提供的一种网络管理方法,在不提高成本的前提下,可以弥补adaptiveautosarnm模块功能的不足,通过增加网络配置管理和策略路由生成功能,可以解决各计算单元之间的网络数据包路由问题,可以使中央计算单元能够转发数据包到达指定网络(公网或私网)。48.以下介绍本技术一种网络管理方法的具体实施例,图2是本技术实施例提供的一种网络管理方法的流程示意图,本说明书提供了如实施例或流程图的方法操作步骤,但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式,不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或服务器产品执行时,可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体的如图2所示,该方法可以包括:49.s201:当中央计算单元的网络管理模块处于网络模式时,为多个网络接口中的每个网络接口配置对应的通信地址网段和静态路由表;多个网络接口用于连接外部网络与内部各区域计算单元。50.本技术实施例中,搭载ap系统的中央计算单元的网络管理模块nm负责ap系统平台的网络管理,其工作模式有如下三种:51.bus‑sleepmode休眠模式,低功耗模式,该模式下不发送网络管理报文也不收发应用报文;52.preparebus‑sleepmode预休眠模式,表示进入休眠模式的前一准备状态,该模式下一般不发送网络管理报文帧,也不发送应用报文,所有节点在进入bus‑sleepmode之前,清空发送缓存;53.networkmode网络模式,该模式下,允许车辆中各ecu进行正常通信,即可以收发网络管理报文帧也可以收发应用报文;54.从上面nm模块的工作模式可以看出,不同模式下的数据传输状态,只有在有数据传输时,即网络模式下,需要对数据进行路由规划,添加对应的路由策略,其它模式时,也可以根据需要对网卡进行配置管理。55.基于此,本技术实施例中,当中央计算单元的网络管理模块处于网络模式时,为多个网络接口中的每个网络接口配置对应的通信地址网段和静态路由表;多个网络接口用于连接外部网络与内部各区域计算单元。56.请参阅图3,图3是本技术实施例提供的一种新一代汽车电子电气网络拓扑示意图,图3中的中央计算单元包括eth0、eth1、eth2、eth34个网络接口,4个网络接口分别用于连接一个区域计算单元;需要说明的是,图2中网络接口及区域计算单元的数量仅为示意,实际架构中的区域计算单元的数量可以根据实际需求进行增加,区域计算单元可以在汽车的物理空间上按片划分;除了区域计算单元与中央计算单元之间通信外,4个区域计算单元之间通信需要由中央计算单元进行转发。中央计算单元负责各区控制器的任务调度,区域控制单元的高算力任务由中央计算单元负责完成。每个区域计算单元可以互为对方的备份,备份数据需按要求传递到对方,区域计算单元下接各种ecu控制单元,不同区域计算单元接收的数据可以是外灯、雨刮、锁、钥匙、车窗、电动尾门等信息数据,也可以是能耗管理、挡位切换、诊断信息、各种传感器数据等信息数据。此外,中央计算单元还包括网络接口apn1、apn2,分别用于与外部公网、私网连接,使得外部网络的网络数据到达车内。57.具体的,当中央计算单元的nm模块处于网络模式时,为各网络接口(eth0、eth1、eth2、eth3、apn1、apn2)配置通信地址网段,例如,接口eth0对应的通信地址网段为192.168.1.0/24,接口eth1对应的通信地址网段为192.168.2.0/24,接口eth2对应的通信地址网段为192.168.3.0/24,接口eth3对应的通信地址网段为192.168.4.0/24,接口apn1对应的通信地址网段为103.49.10.0/24,接口apn2对应的通信地址网段为103.49.11.0/24,并创建各网络接口对应的静态路由表;以接口eth0的静态路由表为例,其包括如下信息:58.192.168.1.0/24deveth0…src192.168.1.159.defaultvia192.168.1.1deveth060.其中,字段src是告诉内核当使用该区域计算单元往外路由数据时,选择的源地址是192.168.1.1;default是默认路由,如果找不到目标主机的ip,就通过eth0口发送到192.168.1.1地址。61.s203:创建路由规则;路由规则包括各通信地址网段与静态路由表的映射关系。62.本技术实施例中,ap基于linux内核,采用linux的iproute/rule命令分别构建各网络接口的静态路由表以及创建路由规则。对中央计算单元而言,路由规则在内核空间是全局性的。63.一种可选的创建路由规则的实施方式中,包括:64.基于发送数据的网络接口的通信地址网段,建立源通信地址网段与静态路由表的映射关系。65.另一种可选的创建路由规则的实施方式中,包括:66.基于接收数据的网络接口的通信地址网段,建立目标通信地址网段与静态路由表的映射关系。67.进一步地,在创建路由规则的过程中,还可以包括:对各网络接口对应的通信地址网段配置路由优先级。如此,对于实时性要求较高的数据,优先对其进行路由转发。68.s205:当通过任一网络接口接收到数据时,根据数据携带的通信地址信息从映射关系中确定出对应的目标静态路由表;目标静态路由表用于实现数据的传输;通信地址信息是指通信地址网段下各子网的地址信息。69.本技术实施例中,中央计算单元通过任一网络接口接收到数据时,根据数据携带的通信地址信息从映射关系中确定出对应的目标静态路由表;数据携带的通信地址信息可以是目标子网的地址信息,也可以是源子网的地址信息。70.一种可选的实施方式中,当通信地址信息为数据携带的目标子网的地址信息时,上述根据数据携带的通信地址信息从映射关系中确定出对应的目标静态路由表时,可以包括:71.根据数据携带的目标子网的地址信息确定目标通信地址网段;72.根据目标通信地址网段,从映射关系中确定出对应的目标静态路由表。73.另一种可选的实施方式中,当通信地址信息为数据携带的源子网的地址信息时,上述根据数据携带的通信地址信息从映射关系中确定出对应的目标静态路由表时,可以包括:74.根据数据携带的源子网的地址信息确定源通信地址网段;75.根据源通信地址网段,从映射关系中确定出对应的目标静态路由表。76.具体的,基于图3所示的架构,可以创建如下的路由规则:77.100:to192.168.1.0/24tableeth078.101:to192.168.2.0/24tableeth179.102:to192.168.3.0/24tableeth280.103:to192.168.4.0/24tableeth381.104:to103.49.10.0/24tableapn182.105:to103.49.11.0/24tableapn283.上述冒号左边的数字代表优先级,该路由规则解读为:84.去往192.168.1.0网段所在区域计算单元的数据包走eth0路由表路由;85.去往192.168.2.0网段所在区域计算单元的数据包走eth1路由表路由;86.去往192.168.3.0网段所在区域计算单元的数据包走eth2路由表路由;87.去往192.168.4.0网段所在区域计算单元的数据包走eth3路由表路由;88.去往103.49.10.0网段(公网)数据包是去往外网,走apn1路由表路由;89.去往103.49.11.0网段(私网)的数据包也是去外网,走apn2路由表路由。90.需要说明的是,实际应用中,路由规则使用灵活,可以以目的通信地址信息或源通信地址信息等为判断条件,根据实际需要灵活创建规则条件。91.一种可选的实施方式中,由于ap系统是基于linux系统内核,linux系统内核默认是禁止数据包转发的,因此,该方法还可以包括:92.通过sysctl指令、修改内核参数的映射文件、修改配置文件中的任一种方式配置内核参数,以开启路由功能。93.具体的,sysctl命令的‑w参数可以实时修改linux的内核参数,使用如下命令:sysctl‑wnet.ipv4.ip_forward=1,即可开启路由转发。94.综上,本技术实施例提供的一种网络管理方法,在不提高成本的前提下,可以弥补现有adaptiveautosarnm模块功能的不足,通过增加网络配置管理和策略路由生成功能,可以解决各计算单元之间的网络数据包路由问题,可以使中央计算单元能够转发数据包到达指定网络。95.本技术实施例还提供了一种网络管理装置,图4是本技术实施例提供的一种网络管理装置的结构示意图,如图4所示,该装置包括:96.配置模块401,用于当中央计算单元的网络管理模块处于网络模式时,为多个网络接口中的每个网络接口配置对应的通信地址网段和静态路由表;多个网络接口用于连接外部网络与内部各区域计算单元;97.创建模块402,用于创建路由规则;路由规则包括各通信地址网段与静态路由表的映射关系;98.确定模块403,用于当通过任一网络接口接收到数据时,根据数据携带的通信地址信息从映射关系中确定出对应的目标静态路由表;目标静态路由表用于实现数据的传输。99.一种可选的实施方式中,创建模块402,具体用于基于发送数据的网络接口的通信地址网段,建立源通信地址网段与静态路由表的映射关系。100.另一种可选的实施方式中,创建模块402,具体用于基于接收数据的网络接口的通信地址网段,建立目标通信地址网段与静态路由表的映射关系。101.一种可选的实施方式中,创建模块402,还用于对各网络接口对应的通信地址网段配置路由优先级。102.一种可选的实施方式中,通信地址信息为数据携带的目标子网的地址信息;确定模块403,具体用于根据数据携带的目标子网的地址信息确定目标通信地址网段;根据目标通信地址网段,从映射关系中确定出对应的目标静态路由表。103.另一种可选的实施方式中,通信地址信息为数据携带的源子网的地址信息;确定模块403,具体用于根据数据携带的源子网的地址信息确定源通信地址网段;根据源通信地址网段,从映射关系中确定出对应的目标静态路由表。104.一种可选的实施方式中,装置还包括:105.路由开启模块,用于通过sysctl指令、修改内核参数的映射文件、修改配置文件中的任一种方式配置内核参数,以开启路由功能。106.本技术实施例中的装置与方法实施例基于同样地申请构思。107.本技术实施例所提供的方法实施例可以在计算机终端、服务器或者类似的运算装置中执行。以运行在服务器上为例,图5是本技术实施例提供的一种网络管理方法的服务器的硬件结构框图。如图5所示,该服务器500可因配置或性能不同而产生比较大的差异,可以包括一个或一个以上中央处理器(centralprocessingunits,cpu)510(处理器510可以包括但不限于微处理器ncu或可编程逻辑器件fpga等的处理装置)、用于存储数据的存储器530,一个或一个以上存储应用程序523或数据522的存储介质520(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中,存储器530和存储介质520可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质520的程序可以包括一个或一个以上模块,每个模块可以包括对服务器中的一系列指令操作。更进一步地,中央处理器510可以设置为与存储介质520通信,在服务器500上执行存储介质520中的一系列指令操作。服务器500还可以包括一个或一个以上电源560,一个或一个以上有线或无线网络接口550,一个或一个以上输入输出接口540,和/或,一个或一个以上操作系统521,例如windows,macos,unix,linux,freebsd等等。108.输入输出接口540可以用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括服务器500的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中,输入输出接口540包括一个网络适配器(networkinterfacecontroller,nic),其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中,输入输出接口540可以为射频(radiofrequency,rf)模块,其用于通过无线方式与互联网进行通讯。109.本领域普通技术人员可以理解,图5所示的结构仅为示意,其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如,服务器500还可包括比图5中所示更多或者更少的组件,或者具有与图5所示不同的配置。110.本技术的实施例还提供了一种存储介质,所述存储介质可设置于服务器之中以保存用于实现方法实施例中一种网络管理方法相关的至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,该至少一条指令、该至少一段程序、该代码集或指令集由该处理器加载并执行以实现上述网络管理方法。111.可选地,在本实施例中,上述存储介质可以位于计算机网络的多个网络服务器中的至少一个网络服务器。可选地,在本实施例中,上述存储介质可以包括但不限于:u盘、只读存储器(rom,read‑onlymemory)、随机存取存储器(ram,randomaccessmemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。112.由上述本技术提供的一种网络管理方法、装置、设备及存储介质的实施例可见,本技术中当中央计算单元的网络管理模块处于网络模式时,为多个网络接口中的每个网络接口配置对应的通信地址网段和静态路由表;多个网络接口用于连接外部网络与内部各区域计算单元;创建路由规则;路由规则包括各通信地址网段与静态路由表的映射关系;当通过任一网络接口接收到数据时,根据数据携带的通信地址信息从映射关系中确定出对应的目标静态路由表;目标静态路由表用于实现数据的传输;通信地址信息是指通信地址网段下各子网的地址信息。如此,在不提高成本的前提下,可以弥补现有adaptiveautosarnm模块功能的不足,通过增加网络配置管理和策略路由生成功能,可以解决各计算单元之间的网络数据包路由问题,可以使中央计算单元能够转发数据包到达指定网络。113.需要说明的是:上述本技术实施例先后顺序仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。114.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于设备实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。115.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。116.以上所述仅为本技术的较佳实施例,并不用以限制本技术,凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。当前第1页12当前第1页12
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