[发明专利]一种用于交换机数据帧切分与重组装置的方法

说明书

技术领域

本发明属于网络通信的数据处理领域，更具体的说，本发明涉及用于交换机数据帧传输中，对数据帧进行切分与重组装置的方法。

背景技术

随着互联网迅速发展，网络规模不断扩大，网络应用的各种技术也应运而生，从而对带宽、服务质量等要求不断提升，而交换机是现代大型网络的基础，因此对交换机技术要求越来越高。在目前的交换机设计中，为了提高交换系统的性能，对数据帧的处理广泛采用切分后再交换的技术。切分重组的交换技术，要求将数据帧在交换机输入端切分成较短的内部交换专用的数据帧(下文简称为内部帧)，再通过交换结构进行交换，最后在输出端将内部帧重组为原始数据帧再进行转发。切分后的内部帧帧长度较小，这样可以保证交换过程中较短的数据帧不被长的数据帧阻塞，使得交换单元的控制更加灵活，达到更小的延时与更高的效率。

现行的交换机一般包括交换模块和对应于每个端口的切分模块、重组模块和网络接口模块。网络接口模块，根据协议完成物理介质中的物理信号和并行传输的数据帧之间的相互转换，并维护链路。网络接口模块收到物理介质传来的数据后得到有效的数据帧，发给切分模块。切分模块根据数据帧头部中的信息生成内部帧帧头，将目的地址对应为目的端口号，并将数据帧切分较短的内部帧，发给交换模块。交换模块根据信元头部中的目的端口号，将信元转发给目的端口的重组模块。重组模块将交换模块发送来的内部帧重组为原始数据帧，并发送到网络接口模块。网络接口模块根据协议将数据帧发送出去。

现有的切分技术大都是定长切分技术。这种方法存在以下问题：

1.采用定长切分技术会导致切分后的有多余填充单元，在传输过程中这些填充单元并不是有效数据且传输过程需要浪费更多的时间，从而使整体效率变低，延时也会随之增加。

2.在数据帧切分后，需要针对切分后的帧头添加关原始数据帧的帧结束的信息，增加了帧头的复杂度，同时在切分重组时需要进行更多的判断。

3.现有的切分技术主要针对一个数据帧进行切分，这种方式在多个较短的数据帧相邻时会减少传输效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交换机数据帧切分与重组的方法，用于解决上述现有技术的问题。

本发明一种交换机数据帧切分与重组的方法，其中，包括：数据帧切分与数据帧重组；数据帧切分包括：步骤1：接收到数据帧后，提取数据帧头部中的源地址信息、目的地址信息以及优先级信息；步骤2：将数据帧依次存入数据缓存中，生成数据帧的长度信息，并且与步骤1中提取的源地址信息、目的地址信息以及优先级信息合并后存入信息缓存中；步骤3：若信息缓存不为空，则取出第一个数据帧信息；步骤4：根据取出第一个数据帧信息，从数据缓存中提取数据，按照目的地址与优先级存入虚拟输出队列中，将数据帧长度累加至每个虚拟输出队列对应的长度统计中；步骤5：根据长度统计统计的总长度，分情况给出当前要发送帧长，并组成内部帧帧头；步骤6：根据交换机内部的调度算法判断需要发送哪个虚拟输出队列中的数据，将内部帧帧头与数据拼接为内部帧，将内部帧发送；步骤7：当发送完一个内部帧时，将长度统计的统计总长度减掉发送的内部帧长度；数据帧重组包括：步骤8：接收发送的内部帧，提取内部帧帧头中的源地址以及数据长度；步骤9：按照数据长度以及源地址，将去掉帧头的内部帧存入虚拟输入队列中；步骤10：每次向虚拟输入队列中存入一个内部帧时，判断虚拟输入队列中数据是否包括完整的数据帧，若有数据帧完结，则将数据源地址以及数据帧的长度存入信息缓存中；步骤11：若信息缓存不为空，则从信息缓存中取出首个数据帧信息；步骤12：按照信息缓存中的源地址以及数据长度将数据从入虚拟输入队列取出完整的数据帧，进行数据帧的发送。

根据本发明的交换机数据帧切分与重组的方法的一实施例，其中，生成数据帧的长度信息是以字节为单位。

根据本发明的交换机数据帧切分与重组的方法的一实施例，其中，步骤1进一步包括：(1)接收数据帧的过程中,若数据帧未结束且长度满足一个内部帧的最大长度时，将最大长度、源地址以及目的地址信息放入信息缓存中；(2)若数据帧结束，则将数据帧当前的长度、源地址以及目的地址信息存入信息缓存中；(3)接收数据帧的过程中，将数据帧位宽从32位拓展为33位，第33位用于标记数据帧结束的信息，若当前数据帧结束，则将33位为1,否则为0。