交换机管理控制方法、系统、计算机设备及数据处理终端

交换机管理控制方法、系统、计算机设备及数据处理终端
1.技术领域
2.本发明属于数据交换控制技术领域，尤其涉及一种交换机管理控制方法、系统、计算机设备及数据处理终端。
[0003]

背景技术：

[0004]
目前，为了对交换机进行配置，对于数据转发依据的转发表最简单的方式是使用为初始化文件加载进例化的软核内，存在的问题是一旦想修改转发的要求，要重新加载软核内的初始化文件，重新生成比特流，下载到开发板中。对于交换的工程，重新生成比特流这一步骤是很浪费时间和资源的，甚至要等待几个小时，这是一种非常不灵活的配置方式。其次，现阶段也存在交换机接收到控制帧以后与数据帧一起进入流分类与分组处理模块进行帧解析，再对控制帧内容进行处理，对于反馈帧也是要经过队列管理模块后给到对应的端口，这样做由于控制帧和数据帧的处理流程是一条通道，在对控制帧进行处理时，无法处理数据帧，同样，对数据帧进行处理时，无法对控制帧进行处理，这会影响到数据帧的正常转发，也会影响到控制帧处理和反馈的速率，也对交换内部各个模块的性能要求有所增加。
[0005]
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：不能在对交换机进行灵活管理控制的基础上，减少对资源的浪费，也会影响到交换内部处理数据帧的性能，增加了交换内部的处理负担。
[0006]
解决以上问题及缺陷的难度为：保证对交换机的灵活管理控制，控制帧应该减少对数据帧的正常处理的影响，尽量减少对交换机流分类分组处理以及队列管理的额外要求。
[0007]
解决以上问题及缺陷的意义为：可以根据实际情况，灵活配置交换机的转发表，实现数据的灵活转发。可实时查询交换机内部状态，且不会影响数据帧的正常转发，也不会增加对交换内部各个模块的要求。
[0008]


技术实现要素：

[0009]
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种交换机管理控制方法、系统、计算机设备及数据处理终端。
[0010]
本发明是这样实现的，一种交换机管理控制方法，所述交换机管理控制方法采用交换机的控制帧单独设置通道，将数据通道和控制通道分离，将控制帧发送和接收分离的方式对交换机管理控制；在通过控制通道的接口接收到控制帧以后，由接收对控制帧进行分析，在对控制帧帧头判断正确，得到控制帧所属类型后，将具体控制内容下发到所属类型控制帧进行数据处理，将处理后的对交换机进行配置的信息提供给交换机，交换机得到相
关配置后，向上位机发送反馈帧。
[0011]
进一步，所述交换机管理控制方法具体包括：第一步，采用数据通道和控制通道分离的方式，接收上位机发送的控制帧，发送给上位机反馈帧，保证对数据帧和控制帧的处理互不影响；第二步，控制通道接口接收到控制帧后，根据控制帧的类型字段进行判断属于哪种类型的帧，对于状态查询控制帧，直接发送请求信号；单播，寄存器，映射查询的控制帧向对应类型帧的处理发出请求，并去掉控制帧头部信息，将实际有效处理内容写入缓存。将接收和控制帧处理部分分割，可以提高处理速度，在对控制帧进行处理时，接收模块可以解析下一个控制帧。同时将各种类型控制帧处理模块独立，也是保证每一种类型控制帧的处理不会影响到其他类型控制帧的处理流程；第三步，接收到请求信号后，读取缓存，得到控制帧有效内容，去进行配表，读表或配置寄存器，读取寄存器或mac地址(媒体访问控制或者物理地址)查询的操作，再发出反馈帧请求信号。保证在每种控制帧处理结束后可以及时发出反馈帧；第四步，在收到反馈帧请求信号后，将对应此类型帧的反馈头部以及反馈的内容进行组帧输出给反馈帧发送通道，将控制帧处理模块和发送通道分开，也是保证在发送上一个控制帧的反馈帧时，不会影响到下一个控制帧的处理。
[0012]
进一步，所述控制通道接口接收到控制帧后进行的处理包括：步骤一，提取控制帧同步头，设备类型以及设备编号判断控制帧是否正确，若正确，跳转至步骤二；若错误，不再处理当前控制帧，准备接收下一个控制帧；步骤二，提取控制帧类型，序号关键字段；步骤三，根据不同的帧类型，判断要进行处理的内容是否正确；若正确，跳转至步骤四，若错误，不再处理当前控制帧，准备接收下一个控制帧，并给发送控制模块请求信号；步骤四，将控制帧有效内容写入对应类型帧的缓存，向对应的帧处理模块发送帧类型，序号关键字段；步骤五，当前控制帧接收控制结束，准备接收下一个控制帧。
[0013]
进一步，所述对应类型帧的处理包括，单播处理，寄存器处理，映射查询处理，去执行不同的控制帧处理过程。
[0014]
进一步，所述单播处理包括，步骤一，在收到接收控制请求后，寄存此控制帧类型，序号，读写起始地址，读写表项数目；若为单播写请求，则读取单播写缓存，若为单播读请求，则读取单播读缓存；步骤二，若为单播配表帧，将单播写缓存数据读出后将数据给到对应地址的单播表，若为单播读表帧，根据单播读缓存的地址数据，读取对应地址的单播表内容，并写入到发送的单播数据缓存；步骤三，若为单播配表帧，则在写入单播表完成后向发送控制发起请求信号，提供类型和序号，读写起始地址和读写表项数目；对于读操作，读取的所有地址相关内容都写到缓存后，向发送控制发起请求信号，提供类型和序号；步骤四，结束当前单播控制帧的处理，准备进行下一个单播控制帧的处理；所述寄存器处理的过程具体包括，步骤一， 在收到接收控制请求后，寄存此控制帧类型，序号，读或者写的寄存器数
目；若为寄存器写请求，则读取寄存器写缓存，若为寄存器读请求，则读取寄存器读缓存；步骤二，若为寄存器配置帧，将寄存器写缓存数据读出后，将数据给到对应地址的寄存器，若为寄存器读帧，根据寄存器读缓存的地址数据，读取对应地址的寄存器内容写入发送的寄存器数据缓存；步骤三，若为寄存器写帧，则在寄存器配置完成后向发送控制发起请求信号，提供类型和序号，写寄存器数目；对于寄存器读帧，读取的所有地址相关内容都写到缓存后，向发送控制发起请求信号，提供类型和序号，读寄存器数目；步骤四，结束当前寄存器控制帧的处理，准备进行下一个寄存器控制帧的处理；所述mac查询处理的具体处理过程为，步骤一，在收到接收控制请求后，寄存此查询帧的帧类型，序号；步骤二，遍历自学习的表项，将有效的表项内容都读出来写入到发送映射地址缓存；步骤三，读取的所有有效地址相关内容都写到缓存后，向发送控制发起请求信号，提供类型和序号；步骤四，结束当前mac查询帧的处理，准备进行下一个mac查询帧的处理。
[0015]
进一步，所述交换机管理控制方法在发送控制的处理包括，步骤一，根据请求反馈帧的信号，准备发送对应类型的反馈帧；步骤二，对于控制帧是写操作以及控制帧出错的反馈帧，只需要根据类型，序号这些字段生成帧头，加上固定的帧内容字段输出给反馈帧发送通道；步骤三，对于控制帧是读操作，首先根据帧类型，序号等关键字段生成帧头，读取处理模块的发送缓存，得到要反馈的具体数据内容，拼接成反馈帧输出给反馈帧发送通道；步骤四，结束此反馈帧的处理，准备下一个反馈帧的发送。
[0016]
本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述交换机管理控制方法的步骤。
[0017]
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述的交换机管理控制方法。
[0018]
本发明的另一目的在于提供一种实施所述交换机管理控制方法的交换机管理控制系统，所述交换机管理控制系统包括：接收控制模块，根据控制帧的类型字段进行判断属于哪种类型的帧，对于状态查询控制帧，接收控制模块直接给发送控制模块发送请求信号；处理模块，接收到请求信号后，读取缓存，得到控制帧有效内容，去进行配表，读表或配置寄存器，读取寄存器或mac地址查询的操作，再向发送控制模块发出反馈帧请求信号；发送控制模块，在收到反馈帧请求信号后，将对应此类型帧的反馈头部以及反馈的内容进行组帧输出给反馈帧发送通道。
[0019]
进一步，所述处理模块包括：单播处理模块，用于接收到请求信号后，读取缓存，得到控制帧有效内容，去进行配表，读表，再向发送控制模块发出反馈帧请求信号；
寄存器处理模块，用于接收到请求信号后，读取缓存，得到控制帧有效内容，去进行配置寄存器，读取寄存器的操作；mac查询处理模块，用于接收到请求信号后，读取缓存，得到控制帧有效内容，去进行mac地址查询的操作，再向发送控制模块发出反馈帧请求信号。
[0020]
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为： 本发明将数据通道和控制通道分离，保证对数据帧和控制帧的处理互不影响，可以同时提高数据和控制帧的处理速度，在要对交换机内部相关配置进行更改时，不会再影响数据帧的正常转发。
[0021]
本发明的管理控制模块的设计将控制帧的请求和响应通道分离，在进行一个控制帧接收处理时，可以同时进行另一个控制帧反馈帧的发送处理，提高了控制帧的处理速度，并且由发送和接收两个控制模块进行整体调度，便于管理和维护。
[0022]
本发明支持交换机转发表的灵活可配，可以随时修改表信息，将数据转发到任意设定的端口；一旦收到查询帧，可以及时上传交换机现有的状态，包括转发表内容，端口映射关系，各端口收发帧的数目，以及接收发送的数据速率。便于控制中心根据现有情况，及时做出调整。
[0023]
本发明扩展性比较强，管控架构比较稳定，每增加一个控制帧的功能，只需要在接收控制模块和发送控制模块分别增加对应的分支，并单独增加一个新的控制帧处理模块，便可以基于这个架构实现更多交换机相关的控制功能。
附图说明
[0024]
图1是本发明实施例提供的交换机管理控制方法流程图。
[0025]
图2是本发明实施例提供的交换机管理控制系统的结构示意图；图2中：1、接收控制模块；2、处理模块；2-1、单播处理模块；2-2、寄存器处理模块；2-3、mac查询处理模块；3、发送控制模块。
[0026]
图3是本发明实施提供的接受控制模块接收到单播写帧的仿真图。
[0027]
图4是本发明实施提供的接受控制模块接收到单播读帧的仿真图。
[0028]
图5是本发明实施提供的接受控制模块接收到寄存器写帧的仿真图。
[0029]
图6是本发明实施提供的接受控制模块接收到寄存器读帧的仿真图。
[0030]
图7是本发明实施提供的接受控制模块接收到映射地址查询帧的仿真图。
[0031]
图8是本发明实施提供的单播帧处理模块到单播写帧的仿真图。
[0032]
图9本发明实施提供的寄存器帧处理模块寄存器写帧的仿真图。
[0033]
图10发明实施提供的mac查询处理模块接收到查询帧的仿真图。
[0034]
图11是本发明实施提供的发送控制模块发送映射地址查询帧仿真图。
[0035]
图12是基于本发明对交换机进行单播配置后，交换机完成的数据转发图。
[0036]
具体实施方式
[0037]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0038]
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种交换机管理控制方法、系统、计算机设备及数据处理终端，下面结合附图对本发明作详细的描述。
[0039]
如图1所示，本发明提供的交换机管理控制方法包括以下步骤：s101：采用数据通道和控制通道分离的方式，接收上位机发送的控制帧，发送给上位机反馈帧；s102：控制通道接口接收到控制帧后，根据控制帧的类型字段进行判断属于哪种类型的帧，对于状态查询控制帧，直接发送请求信号；单播，寄存器，映射查询的控制帧向对应类型帧的处理模块发出请求，并去掉控制帧头部信息，将实际有效处理内容写入缓存；s103：接收到请求信号后，读取缓存 ，得到控制帧有效内容，去进行配表，读表或配置寄存器，读取寄存器或mac地址查询的操作，再发出反馈帧请求信号；s104：在收到反馈帧请求信号后，将对应此类型帧的反馈头部以及反馈的内容进行组帧输出给反馈帧发送通道。
[0040]
本发明提供的交换机管理控制方法业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施，图1的本发明提供的交换机管理控制方法仅仅是一个具体实施例而已。
[0041]
如图2所示，本发明提供的交换机管理控制系统包括：接收控制模块1，根据控制帧的类型字段进行判断属于哪种类型的帧，对于状态查询控制帧，接收控制模块1直接给发送控制模块3发送请求信号；处理模块2，接收到请求信号后，读取缓存，得到控制帧有效内容，去进行配表，读表或配置寄存器，读取寄存器或mac地址查询的操作，再向发送控制模块3发出反馈帧请求信号；发送控制模块3，在收到反馈帧请求信号后，将对应此类型帧的反馈头部以及反馈的内容进行组帧输出给反馈帧发送通道。
[0042]
处理模块2包括：单播处理模块2-1，用于接收到请求信号后，读取缓存，得到控制帧有效内容，去进行配表，读表，再向发送控制模块3发出反馈帧请求信号。
[0043]
寄存器处理模块2-2，用于接收到请求信号后，读取缓存，得到控制帧有效内容，去进行配置寄存器，读取寄存器的操作。
[0044]
mac查询处理模块2-3，用于接收到请求信号后，读取缓存，得到控制帧有效内容，去进行mac地址查询的操作，再向发送控制模块3发出反馈帧请求信号。
[0045]
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。
[0046]
实施例1：本发明提供的交换机管理控制方法具体包括以下步骤：（1）采用数据通道和控制通道分离的方式，接收上位机发来的控制帧，发送给上位机反馈帧；（2）控制通道接口接收到控制帧后，由接收控制模块1根据控制帧的类型字段进行判断属于哪种类型的帧，对于状态查询控制帧，接收控制模块1直接给发送控制模块3发送请求信号；单播，寄存器，映射查询的控制帧向对应类型帧的处理模块2发出请求，并去掉控制帧头部信息，将实际有效处理内容写入缓存；处理模块1接收到请求信号后，读取缓存，得到控制帧有效内容，去进行配表，读表
或配置寄存器，读取寄存器或mac地址查询的操作，再向发送控制模块3发出反馈帧请求信号；发送控制模块3在收到反馈帧请求信号后，将对应此类型帧的反馈头部以及反馈的内容进行组帧输出给反馈帧发送通道。
[0047]
实施例2：本发明的管理控制方法在接收控制模块2收到控制帧进行的处理包括：步骤一，提取控制帧同步头，设备类型以及设备编号判断控制帧是否正确，若正确，跳转至步骤二；若错误，不再处理当前控制帧，准备接收下一个控制帧；步骤二，提取控制帧类型，序号等关键字段；步骤三，根据不同的帧类型，判断要进行处理的内容是否正确；若正确，跳转至步骤四，若错误，不再处理当前控制帧，准备接收下一个控制帧，并给发送控制模块请求信号；步骤四，将控制帧有效内容写入对应类型帧的缓存，向对应的帧处理模块发送帧类型，序号等关键字段；步骤五，当前控制帧接收控制结束，准备接收下一个控制帧。
[0048]
实施例3：本发明的交换机管理控制方法在帧处理中，有三个并行的子处理模块：单播处理，寄存器处理，映射查询处理，去执行不同的控制帧处理过程。对于单播处理模块：步骤一：在收到接收控制模块2请求后，寄存此控制帧类型，序号，读写起始地址，读写表项数目；若为单播写请求，则读取单播写缓存，若为单播读请求，则读取单播读缓存；步骤二：若为单播配表帧，将单播写缓存数据读出后将数据给到对应地址的单播表，若为单播读表帧，根据单播读缓存的地址数据，读取对应地址的单播表内容，并写入到发送的单播数据缓存；步骤三：若为单播配表帧，则在写入单播表完成后向发送控制模块2发起请求信号，提供类型和序号，读写起始地址和读写表项数目；对于读操作，读取的所有地址相关内容都写到缓存后，向发送控制模块2发起请求信号，提供类型和序号；步骤四：结束当前单播控制帧的处理，准备进行下一个单播控制帧的处理。
[0049]
实施例4：本发明的寄存器处理模块的处理过程具体包括：步骤一： 在收到接收控制模块2请求后，寄存此控制帧类型，序号，读或者写的寄存器数目；若为寄存器写请求，则读取寄存器写缓存，若为寄存器读请求，则读取寄存器读缓存;步骤二：若为寄存器配置帧，将寄存器写缓存数据读出后，将数据给到对应地址的寄存器，若为寄存器读帧，根据寄存器读缓存的地址数据，读取对应地址的寄存器内容写入发送的寄存器数据缓存；步骤三：若为寄存器写帧，则在寄存器配置完成后向发送控制模块2发起请求信号，提供类型和序号，写寄存器数目；对于寄存器读帧，读取的所有地址相关内容都写到缓存后，向发送控制模块2发起请求信号，提供类型和序号，读寄存器数目；步骤四：结束当前寄存器控制帧的处理，准备进行下一个寄存器控制帧的处理。
[0050]
实施例5：
本发明提供的mac查询处理模块的具体处理过程为：步骤一：在收到接收控制模块2请求后，寄存此查询帧的帧类型，序号；步骤二：遍历自学习的表项，将有效的表项内容都读出来写入到发送映射地址缓存；步骤三：读取的所有有效地址相关内容都写到缓存后，向发送控制模块2发起请求信号，提供类型和序号；步骤四：结束当前mac查询帧的处理，准备进行下一个mac查询帧的处理。
[0051]
实施例6：本发明的交换机管理控制方法在发送控制模块处理包括：步骤一：根据请求反馈帧的信号，准备发送对应类型的反馈帧；步骤二：对于控制帧是写操作以及控制帧出错的反馈帧，只需要根据类型，序号这些字段生成帧头，加上固定的帧内容字段输出给反馈帧发送通道；步骤三：对于控制帧是读操作，首先根据帧类型，序号等关键字段生成帧头，读取处理模块的发送缓存，得到要反馈的具体数据内容，拼接成反馈帧输出给反馈帧发送通道；步骤四：结束此反馈帧的处理，准备下一个反馈帧的发送。
[0052]
应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、cd或dvd-rom的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
[0053]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。