CN102447552A - 在多个mac中实现1588udp封装包的校验和更新的方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和更新的方法及***，其中方法包括以下步骤：报文出口处理模块读取报文数据，进行报文头编辑及报文数据修改，将被修改的64比特时间戳或时间修正域值用0代替，经计算得到原16比特UDP校验和的值；通过报文时间标识点从PTP引擎得到当前64比特时间戳，并结合所述原16比特UDP校验和的值采用增量计算方式得到新的16比特UDP校验和的值；MAC发送报文到被修改数据位置时，将新的16位校验和的值以及64比特时间戳替换原有数据。本发明通过修改PTP报文进MAC端前的UDP校验和计算方式，不用在多个MAC中存储64比特原时间戳或时间修正域值，大大减少了寄存器或存储器的使用，从而降低了芯片设计成本。
Description
技术领域
本发明涉及网络通讯技术领域，尤其涉及一种在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和更新的方法及***。
背景技术
为了解决以太网定时同步能力不足以及测量和控制应用中分布网络定时同步的需要，IEEE 1588标准定义了一个网络测量和控制***的精密时间协议，即PTP协议，在不增加额外硬件投入的情况下，利用网络的通信链路实现时钟同步，可达到微秒级的同步精度。在以太网中实现PTP时，每个PTP报文封装时会加上MAC(Media Access Control, 媒体访问控制)封装包头，IP（Internet Protocol, 网络互连协议）封装包头，UDP（User Datagram Protocol, 用户数据包协议）封装包头，如图1所示。具体地，MAC封装包头中包括MAC目的地址，MAC源地址及类型，IP封装包头中包括IP头长度，服务类型，IP数据长度，IP目的地址等。UDP封装包头中包括源端口，目的端口，UDP长度以及UDP 校验和。对于16比特UDP 校验和计算会包括UDP 校验和域后面的所有数据负载。由于PTP报文通过MAC端发送时会打上新的时间戳或更改时间修正域的值，这就需要重新计算新的16比特UDP 校验和。但是对于不同PTP报文打时间戳或更改时间修正的位置并不固定，所以这里涉及到如何去实现UDP 校验和更新的问题。
目前采用的一种UDP 校验和更新计算方法是在MAC中放置一块大的存储器，将进MAC端的报文数据逐渐累加计算16比特UDP 校验和的值，等收到该报文的最后一个字节之后就得到最终新的16比特UDP 校验和的值。此时再将该数据报文通过MAC发送出去。
但是，该方案在MAC中放置一块大的存储器会耗费芯片相当多的资源，对于以太网报文最大可能要支持到9600字节，这对于芯片设计来说是不大现实的。而且这对于通常有多个MAC（如现在主流的都有24个、48个或以上）的以太网交换芯片来说，芯片的尺寸会变得相当大，这直接关系到芯片的成本。
目前采用的另一种UDP 校验和更新计算方法是根据原16比特UDP 校验和的值以及报文中变化后的数据与原有数据的差值，通过增量计算方法得到新的16比特UDP 校验和。报文进MAC端时要同时给出16比特原UDP 校验和的值和报文被修改之前原64比特时间戳值或64比特时间域修正值。在MAC端，用寄存器或存储器去记录这16比特原UDP 校验和的值和64比特被修改前的原数据值，当MAC发送UDP 校验和时，从寄存器或存储器中取得这些原有数据值，并根据得到的当前时间戳，计算出新的16比特UDP 校验和的值。
这种方案虽然改进了第一种方案中MAC要放置一块能存储整个报文的存储器的缺点，但是它仍然要用寄存器或存储器记录被修改前的原64比特时间戳值或64比特时间修正域值。对于单个MAC来说，这种实现方案是可以接受的，但是通常一个以太网交换芯片会包含多个MAC，所以这也会带来芯片成本的上升。
因此，有必要提供一种在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和更新的方法及***以克服上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和更新的方法。
本发明的另一目的在于提供一种在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和更新的***，该***应用于所述在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和更新的方法。
相应地，本发明的一种在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和更新的方法，包括以下步骤：
S10，报文出口处理模块读取报文数据，进行报文头编辑及报文数据修改，将被修改的64比特时间戳或时间修正域值用0代替，经计算得到原16比特UDP校验和的值；
S20，通过报文时间标识点从PTP引擎得到当前64比特时间戳，并结合所述原16比特UDP校验和的值采用增量计算方式得到新的16比特UDP校验和的值；
S30，MAC发送报文到被修改数据位置时，将新的16位校验和的值以及64比特时间戳替换原有数据。
作为本发明的进一步改进，在S10前还包括接收MAC端报文及存储报文数据的步骤。
作为本发明的进一步改进，S10中进行报文头编辑及报文数据修改时，能够得到PTP报文需要修改的信息，确定需要替换时间戳或修改时间修正域以及报文修改的位置。
作为本发明的进一步改进，所述报文时间标识点为以太网帧起始分界符后第1比特第1位的前边沿。
相应地，本发明的一种在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和更新的***，包括：
报文出口处理模块，用以读取报文数据，进行报文头编辑及报文数据修改，将被修改的64比特时间戳或时间修正域值用0代替，经计算得到原16比特UDP校验和的值；
PTP引擎，通过报文时间标识点提供当前64比特时间戳，并结合所述原16比特UDP校验和的值采用增量计算方式得到新的16比特UDP校验和的值；
数据更新模块，用以在MAC发送报文到被修改数据位置时，将新的16位校验和的值以及64比特时间戳替换原有数据。
作为本发明的进一步改进，还包括报文进口处理模块，用以接收MAC端收到的报文。
作为本发明的进一步改进，还包括报文缓存模块，用以存储所述报文进口处理模块接收到的报文的报文数据，以供所述报文出口处理模块读取。
作为本发明的进一步改进，所述报文出口处理模块在进行报文头编辑及报文数据修改时，能够得到PTP报文需要修改的信息，确定需要替换时间戳或修改时间修正域以及报文修改的位置。
作为本发明的进一步改进，所述报文时间标识点为以太网帧起始分界符后第1比特第1位的前边沿。
本发明的有益效果是：本发明通过修改PTP报文进MAC端前的UDP 校验和计算方式，不用在多个MAC中存储64比特原时间戳或时间修正域值，实现简单，而且大大减少了寄存器或存储器的使用，从而降低了芯片设计成本，对于扩展MAC也很容易。
附图说明
图1示出了PTP报文UDP封装格式示意图；
图2示出了本发明一实施例中在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和更新的方法的流程图；
图3示出了本发明一实施例PTP报文UDP校验和的计算流程结构图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
如图2所示，本发明一实施例中在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和更新的方法，包括以下步骤：
S10，报文出口处理模块读取报文数据，进行报文头编辑及报文数据修改，将被修改的64比特时间戳或时间修正域值用0代替，经计算得到原16比特UDP校验和的值；
S20，通过报文时间标识点从PTP引擎得到当前64比特时间戳，并结合所述原16比特UDP校验和的值采用增量计算方式得到新的16比特UDP校验和的值；
S30，MAC发送报文到被修改数据位置时，将新的16位校验和的值以及64比特时间戳替换原有数据。
具体地，图3所示为PTP报文UDP 校验和计算流程结构示意图。以以太网交换芯片中包含48个MAC为例。对于以太网交换芯片，MAC端收到的报文首先进报文进口处理模块1，其报文数据会存进报文缓存模块2，然后报文出口处理模块3会从报文缓存模块2中读取报文数据进行报文头编辑以及报文数据修改，在这里已经能够得到PTP报文需要修改的信息，可以确定需要替换时间戳还是修改时间修正域，以及报文修改的位置。此时，在计算UDP 校验和的值时，将被修改的64比特时间戳或时间修正域值用0代替，计算结果为进MAC发送端的原16比特UDP 校验和的值。
经报文出口处理模块3后的报文和原16比特UDP 校验和结果被送进MAC发送端进行传输。因为报文时间标识点，即报文发送出去时的记录时间的准确定义直接关系到时钟的同步精度。利用以太网帧起始分界符后第1比特第1位的前边沿作为报文时间标识点。通过该标识点去向PTP引擎4得到当前的64比特时间戳。此时，计算新的16比特UDP 校验和的值所需的数据都已经准备好，可采用下面的增量计算公式:
HC’ = (HC + m + m’)
其中，
HC: 原16比特校验和的值
HC’: 新16比特校验和的值
m: 报文中被修改的数据原值，分割成16比特，这里我们只要赋成0
m’: 报文中修改后的数据值，分割成16比特，这里即PTP引擎得到的64比特时间戳
所以，在MAC发送报文到被修改数据位置时，数据更新模块5将新的16位校验和的值以及64比特时间戳替换原有数据。本发明提出的一种在多个MAC中实现1588 UDP封装包的校验和更新的方法通过修改PTP报文进MAC端前的UDP 校验和计算方式，从而不用增加额外的寄存器或存储器去存储64比特原时间戳或时间修正域值就能计算新的16比特UDP 校验和的值。
继续参图3所示，本发明一实施例中在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和更新的***，包括
报文出口处理模块3，用以读取报文数据，进行报文头编辑及报文数据修改，将被修改的64比特时间戳或时间修正域值用0代替，经计算得到原16比特UDP校验和的值；
PTP引擎4，通过报文时间标识点提供当前64比特时间戳，并结合所述原16比特UDP校验和的值采用增量计算方式得到新的16比特UDP校验和的值；
数据更新模块5，用以在MAC发送报文到被修改数据位置时，将新的16位校验和的值以及64比特时间戳替换原有数据。
具体地，上述***还包括报文进口处理模块1，用以接收MAC端收到的报文；及报文缓存模块2，用以存储报文进口处理模块1接收到的报文的报文数据，以供所述报文出口处理模块3读取。
本发明通过修改PTP报文进MAC端前的UDP 校验和计算方式，不用在多个MAC中存储64比特原时间戳或时间修正域值，实现简单，而且大大减少了寄存器或存储器的使用，从而降低了芯片设计成本，对于扩展MAC也很容易。
为了描述的方便，描述以上***时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施方式或者实施方式的某些部分所述的方法。
以上所描述的***实施方式仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施方式方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
本申请可用于众多通用或专用的计算***环境或配置，或通信设备中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器***、基于微处理器的***、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何***或设备的分布式计算环境等等。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和的更新方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10，报文出口处理模块读取报文数据，进行报文头编辑及报文数据修改，将被修改的64比特时间戳或时间修正域值用0代替，经计算得到原16比特UDP校验和的值；
S20，通过报文时间标识点从PTP引擎得到当前64比特时间戳，并结合所述原16比特UDP校验和的值采用增量计算方式得到新的16比特UDP校验和的值；
S30，MAC发送报文到被修改数据位置时，将新的16位校验和的值以及64比特时间戳替换原有数据。
2.根据权利要求1所述的在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和的更新方法，其特征在于，在S10前还包括接收MAC端报文及存储报文数据的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和的更新方法，其特征在于，S10中进行报文头编辑及报文数据修改时，能够得到PTP报文需要修改的信息，确定需要替换时间戳或修改时间修正域以及报文修改的位置。
4.根据权利要求3所述的在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和的更新方法，其特征在于，所述报文时间标识点为以太网帧起始分界符后第1比特第1位的前边沿。
5.一种在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和的更新***，其特征在于，包括：
报文出口处理模块，用以读取报文数据，进行报文头编辑及报文数据修改，将被修改的64比特时间戳或时间修正域值用0代替，经计算得到原16比特UDP校验和的值；
PTP引擎，通过报文时间标识点提供当前64比特时间戳，并结合所述原16比特UDP校验和的值采用增量计算方式得到新的16比特UDP校验和的值；
数据更新模块，用以在MAC发送报文到被修改数据位置时，将新的16位校验和的值以及64比特时间戳替换原有数据。
6.根据权利要求5所述的在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和的更新***，其特征在于，还包括报文进口处理模块，用以接收MAC端收到的报文。
7.根据权利要求6所述的在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和的更新***，其特征在于，还包括报文缓存模块，用以存储所述报文进口处理模块接收到的报文的报文数据，以供所述报文出口处理模块读取。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和的更新***，其特征在于，所述报文出口处理模块在进行报文头编辑及报文数据修改时，能够得到PTP报文需要修改的信息，确定需要替换时间戳或修改时间修正域以及报文修改的位置。
9.根据权利要求8所述的在多个MAC中实现1588UDP封装包的校验和的更新***，其特征在于，所述报文时间标识点为以太网帧起始分界符后第1比特第1位的前边沿。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120509 |