[发明专利]以太网双引擎数据处理方法、系统及装置在审

专利信息
申请号: 201810732230.5 申请日: 2018-07-05
公开(公告)号: CN108964823A 公开(公告)日: 2018-12-07
发明(设计)人: 霍芳 申请(专利权)人: 湖南铁路科技职业技术学院
主分类号: H04J3/06 分类号: H04J3/06;H04L29/06
代理公司: 长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙) 43213 代理人: 何湘玲
地址: 412000 湖南省株*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 数据帧 系统及装置 数据传输 转发 数据处理 实时性 双引擎 以太网 收发 数据帧传送 系统安全性 以太网技术 调度过程 高实时性 剩余资源 数据冲突 硬件加密 硬件结构 中间节点 终端节点 配置表 时间窗 细粒度 安插 切片 填充 带宽 攻击 认证
【权利要求书】:

1.一种以太网双引擎数据转发节点,其特征在于,包括:

输入输出物理端口;

与至少一个所述输入输出物理端口连接的第一数据引擎处理电路和第二数据引擎处理电路,且所述第一数据引擎处理电路与所述第二数据引擎处理电路共享数据转发资源和所述输入输出物理端口;

与所述第一、第二数据引擎处理电路连接的时钟同步电路,用于向所述第一、第二数据引擎处理电路提供以太网全局同步时钟以进行时间窗调度;

所述第一数据引擎处理电路,用于从所述输入输出物理端口中提取普通数据帧并以队列缓存后时间触发的处理方式进行普通数据帧处理,所述处理包括对被挤压的普通数据帧进行切片和/或对切片进行重组以恢复普通数据帧;

所述第二数据引擎处理电路,用于从所述输入输出物理端口中提取超级数据帧并与所述第一数据引擎处理电路进行协商并以抢占的处理方式进行超级数据帧处理;其中,所述抢占的数据帧处理方式包括:在一个时间窗的调度过程中,对已占用所述共享数据转发资源的至少一个普通数据帧进行中断及资源重分配处理,并在所述重分配的资源中优先安插所述超级数据帧,且在剩余资源中填充至少一个被中断普通数据帧的切片。

2.一种终端节点,其特征在于,包括:

连接用户界面的用户接口;

时钟同步单元;

硬件加密芯片,用于与配套有超级数据帧处理能力的转发节点进行安全认证,并在检验通过后,获取执行超级数据帧处理的配置表,所述配置表包括用于收发超级数据帧的特征码、及根据全网时钟同步所确定的相应超级数据帧的收发时刻;

数据帧处理单元,用于设置超级数据帧的优先级高于普通数据帧,并在对应所述超级数据帧的收发时刻,中断普通数据帧的处理,并根据所述特征码封装或解封装相应的超级数据帧以发送到所述用户界面或下一跳转发节点。

3.一种以太网双引擎数据处理系统,其特征在于,包括:

如权利要求1所述的以太网双引擎数据转发节点;

如权利要求2所述的终端节点。

4.根据权利要求3所述的以太网双引擎数据处理系统,其特征在于,切片后的普通数据帧在帧前缀和帧开始符之外的最大净荷长度为127字节。

5.根据权利要求4所述的以太网双引擎数据处理系统,其特征在于,各节点还用于在对应各时间窗的调度中以切片后的普通数据帧在帧前缀和帧开始符之外的最大净荷长度为127字节设置保护带。

6.根据权利要求5所述的以太网双引擎数据处理系统,其特征在于,所述超级数据帧的长度小于普通数据帧的长度,且小于所述保护带的长度。

7.一种以太网双引擎数据处理方法,各节点基于以太网全局时钟同步进行时间窗调度,其特征在于,将以太网数据帧分为以抢占方式处理的超级数据帧和支持切片且以队列缓存后时间触发方式处理的普通数据帧;所述方法还包括:

终端节点的硬件加密芯片与配套有超级数据帧处理能力的转发节点进行安全认证,并在检验通过后,获取执行超级数据帧处理的配置表,所述配置表包括用于收发超级数据帧的特征码、及根据全网时钟同步所确定的相应超级数据帧的收发时刻;

所述终端节点的数据帧处理单元设置超级数据帧的优先级高于普通数据帧,并在对应所述超级数据帧的收发时刻,中断普通数据帧的处理,并根据所述特征码封装或解封装相应的超级数据帧以发送到用户界面或下一跳转发节点;

在超级数据帧的传送过程中,在源终端节点与目标终端节点之间的转发节点基于双引擎机制进行数据转发,所述双引擎机制在各转发节点内部以共享数据转发资源的第一和第二数据引擎处理电路分开处理普通数据帧和超级数据帧,且在处理过程中,所述第二数据引擎处理电路与所述第一数据引擎处理电路进行协商并以抢占方式进行超级数据帧处理;其中,所述抢占方式包括:对已占用所述共享数据转发资源的至少一个普通数据帧进行中断及资源重分配处理,并在所述重分配的资源中优先安插所述超级数据帧,且在剩余资源中填充至少一个被中断普通数据帧的切片。

8.根据权利要求7所述的以太网双引擎数据处理方法,其特征在于,还包括:

在对应各时间窗的调度中,以切片后的普通数据帧在帧前缀和帧开始符之外的最大净荷长度为127字节设置保护带;所述超级数据帧的长度小于普通数据帧的长度,且小于所述保护带的长度。

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