CN104426905A - 利用mac地址的以太网装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用MAC地址的以太网装置及其方法，尤其涉及低资源设备也能够参与以太网，设备间能够根据MAC地址收发信息的利用MAC地址的以太网装置及其方法。本发明提供一种利用MAC地址的以太网装置，其特征在于，包括：多个交换机，其用于中继包含于以太网的分组；一个终端，当所述多个交换机中的至少一个启动或重置时广播传输注册消息，以参与所述以太网，并根据对所述注册消息的响应结果判断服务列表管理者的存在状态，以确定服务检索方式；以及其他终端，其根据MAC地址通过所述以太网而与所述一个终端收发信息。

Description

利用MAC地址的以太网装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种利用介质访问控制(media access control；简称MAC)地址的以太网装置及其方法。

背景技术

现有基于控制器局域网络(Control Area Network；CAN)通信方式的网络未来可能会面临难以承受车辆内各单元之间数据传输量的局面，因此目前在广泛研究有关采用以太网(Ethernet)方式的技术，以作为下一代车辆内网络的稳定通信方式。

在通过以太网芯片(ethernet chip)使安装在车辆上的多种电子控制单元(ECU)构建以太网时，需要构建辅助使得低资源设备也能够参与以太网的以太网。

并且每次车辆总电源接通或关闭时连接于以太网交换机的各个设备的信息都被初始化，因此需要对此进行改善。

若为了改善这种问题而在以太网装置增加其他微处理器，则需要复杂的演算过程，从而出现新的问题。

发明内容

技术问题

为解决上述的问题，本发明的目的为提供一种低资源设备也能够参与以太网，设备间能够根据介质访问控制(media access control；简称MAC)收发信息的利用MAC地址的以太网装置及其方法。

技术方案

根据本发明一个方面的利用介质访问控制地址的以太网装置，其特征在于包括：多个交换机，其用于中继包含于以太网的分组；一个终端，当所述多个交换机及构成所述以太网的终端中的至少任意一个启动或重置时，其广播传输注册消息，以参与所述以太网，并根据对所述注册消息的响应结果判断服务列表管理者的存在状态，以确定服务检索方式；以及其他终端，其根据MAC地址通过所述以太网而与所述一个终端收发信息。

根据本发明另一方面的利用介质访问控制地址的以太网装置，其特征在于包括：多个交换机，其用于中继包含于以太网的分组；一个终端，当所述多个交换机及构成所述以太网的终端中的至少任意一个启动或重置时，其传输消息，以参与所述以太网；以及其他终端，其根据MAC地址通过所述以太网而与所述一个终端收发信息。

根据本发明又一方面的利用介质访问控制地址的以太网方法，其特征在于包括：当多个以太网交换机中的至少任意一个启动或重置时一个终端广播传输以太网注册消息的步骤；判断所述多个以太网交换机或其他终端对所述注册消息有无响应的步骤；以及根据对所述注册消息的响应结果判断服务列表管理者，确定服务检索方式，并根据所述其他终端的MAC地址通过以太网收发信息的步骤。

技术效果

根据本发明利用MAC地址的以太网装置及其方法，能够基于作为数据链路层地址***的MAC地址实现设备间的数据传输，能够构成包括低资源设备的以太网，能够最小化复杂的上层结构。

根据服务列表管理者存在状态确定服务检索方式，从而能够减少网络通信量，并且因为以太网交换机共享设备的增加、更换、删除信息，从而即使增加、更换、删除设备也能够构建稳定的以太网。

对于车辆用以太网来讲，即使每次车辆总电源接通、切断时连接在以太网交换机的设备信息被初始化，但仍可通过当各设备重置后收到广播传输的注册消息快速重建以太网交换机的连接信息。

另外，用以太网芯片替代包括微处理器(micom)与以太网芯片的以太网模块，从而能够用最少的资源构建以太网。

能够最小化以太网装置的构成，能够使利用以太网的设备通过最少的资源构建以太网。

本发明的有益效果不限于以上提及的效果，本发明所属领域的普通技术人员可从以下说明明确理解未提及的其他效果。

附图说明

图1为显示现有开放式***互联(Open Systems InterconnectionReference Model；OSI)参考模型7层结构及本发明应用实例的示意图；

图2为显示根据本发明的实施例利用MAC地址的以太网的分组结构的示意图；

图3为显示根据本发明的实施例利用MAC地址的以太网装置的实施例的框图；

图4和图5为显示根据本发明的实施例利用MAC地址的以太网方法的流程图。

附图标记说明

40:一个终端               10,20,30,50,60,70,80,90:其他终端

100,200,300:交换机

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明利用介质访问控制(media access control；以下简称MAC)地址的以太网装置及其方法的优选实施例。在本发明的说明中判断认为相关公知构成或功能的具体说明可能会混淆本发明主题时省略对该内容的说明。

图1为显示现有的OSI参考模型7层结构的概念图及缩略OSI7层结构得到的通信结构的示意图

开放式***互联参考模型(Open Systems Interconnection ReferenceModel；OSI)7层结构被国际标准化机构(ISO)规定为网络协议标准，在实现实际通信***时通过缩略所述OSI7层结构，例如构建为3至5层的结构，以解决***资源不足的问题或层结构复杂的问题。

参照图1所示的应用实例一，用物理层及数据链路层构建网络层，不存在使用网络之间互连的协议(Internet Protocol；IP)地址等的上位层，而是根据MAC层实现通信。

并且参照图1所示的应用实例2，可根据需要在数据链路层的上位增加多种层，使得能够通过MAC地址实现端对端通信(end to end)。即，根据需要去除基于IP的层实现通信。

本发明的利用MAC地址的以太网装置及其方法中，图1所示应用实例一的结构获取MAC地址的方法，及图1所示应用实例2构成的根据需要在数据链路层的上位增加多种协议的情况下，仍能够根据MAC地址检索数据收发对象终端，从而无需IP等其他地址，只需根据MAC地址即可实现通信，本发明的利用MAC地址的以太网装置及方法例如可适用于车辆用以太网。

本发明的利用MAC地址的以太网装置的终端中服务的请求及服务的提供并非固定在一个方向，而是能够双向进行服务的请求及提供，在本发明的详细说明中为便于说明，将一个终端设为请求服务的终端，将其他终端设为提供服务的终端进行说明。

图2为显示本发明的利用MAC地址的以太网的分组结构的示意图，如图2所示，请求服务的一个终端所传输的指令可包括注册、注册删除、检索、服务提供者请求、服务提供请求、服务提供者列表传播及数据传输消息。

一个实例中具有多个用于提供服务的其他终端，优选的是包含于影像源群组、音频源群组、控制源群组、影像显示装置群组、音频播放装置群组、控制对象装置群组、通信网关群组及通信装置群组中的某一个群组或多个群组。

多个其他终端在被分类到影像源、音频源、控制源、影像显示装置、音频播放装置、控制对象装置、通信网关及通信装置等群组时被分配群组识别号码(ID)。

例如用‘2’进制数设定群组ID，‘2’的零次方表示影像源、‘2’的一次方表示音频源、‘2’的二次方表示控制源、‘2’的三次方表示影像显示装置、‘2’的四次方表示音频播放装置、‘2’的五次方表示控制对象装置，以区分群组ID，此时若其他终端起到影像源及控制源的作用，则其他终端可表示为‘0b000101’，若其他终端同时起到影像源、音频源、控制源、影像显示装置、音频播放装置、控制对象装置的作用，则其他终端表示为‘0b111111’。

在另一个实例中其他终端在以太网内不属于执行类似功能的群组，是只执行一种功能的终端，此时其他终端可被分配以太网内唯一设定的设备ID。

即，多个其他终端被分配群组ID或设备ID。

一个终端传输的指令中注册消息是一个终端因重置等而初次参与以太网时用于将一个终端本身注册到以太网的消息，注册删除消息是用于从以太网删除一个终端的消息，检索消息是用于一个终端通过群组ID检索欲进行通信的其他终端的消息。

一个终端把服务提供者请求消息传输给以太网内管理服务列表的服务列表管理者，接收到服务提供者请求消息的服务列表管理者利用群组ID或设备ID检索用于提供一个终端所需服务的其他终端。

一个终端传输的服务提供请求消息是用于检索提供一个终端所需的相应服务的其他终端的消息，当一个终端传输服务提供者列表传播消息时服务列表管理者接收服务提供者列表传播消息，并将服务提供者列表传输给一个终端。

此时，服务提供者请求消息的功能类似于检索消息，但区别在于传输到服务列表管理者，这一点不同于检索消息。

本发明的利用MAC地址的以太网装置包括：多个交换机，其中继包含于以太网的分组；一个终端，当多个交换机及构成以太网的终端中的至少任意一个启动或重置时其广播传输注册消息，以参与以太网；以及其他终端，其根据MAC地址通过以太网而与一个终端收发信息。一个终端根据对注册消息的响应结果判断服务列表管理者的存在状态，以确定服务检索方式。

以下根据对一个终端传输的注册消息的响应类型分类各实施例，以说明本发明利用MAC地址的以太网装置。

根据图3所示第一实施例，一个终端40将注册消息广播传输给交换机100、200、300及其他终端10、20、30、50、60、70、80、90，当没有对该注册消息的响应时一个终端40判断为不存在服务列表管理者。

一个终端40在判断出不存在对注册消息或服务提供者请求消息做出响应的服务列表管理者时，向交换机100、200、300及其他终端10、20、30、50、60、70、80、90广播传输一个终端40所需服务提供请求消息。

一个实例中，当其他终端10对一个终端40广播传输的服务提供请求消息做出响应时，一个终端40获取并存储其他终端10的MAC地址，根据对服务提供请求消息做出响应的其他终端10的MAC地址收发信息。一个终端40根据MAC地址获知其他终端10提供特定服务，从而当传输用于请求提供相同服务的服务提供请求消息时向其他终端10单播传输服务提供请求消息，而不是广播传输。

因此当多个交换机100、200、300及构成以太网的终端10、20、30、40、50、60、70、80、90中的至少任意一个启动或重置时，一个终端40在初始时广播传输服务提供请求消息，但是因为存储对广播传输的服务提供请求消息做出响应的其他终端10所提供的服务类型及其他终端10的MAC地址，因此自此之后无需广播传输服务提供请求消息，而是向对服务提供请求消息做出响应的其他终端10单播传输服务提供请求消息，因此能够减少网络通信量。

以下结合图3说明第二实施例，当多个交换机100、200、300中与一个终端40相邻的交换机200(第二交换机)对一个终端40广播传输的注册消息做出响应时，一个终端将对注册消息做出响应的交换机200判断为服务列表管理者，从而一个终端40将所需的服务提供者请求消息单播传输给服务列表管理者200。

此时当一个终端40与其他终端10、20、30、50、60、70、80、90收发信息时，一个终端40根据其他终端10、20、30、50、60、70、80、90的MAC地址收发信息。

此时当一个终端40与其他终端10、20、30、50、60、70、80、90收发信息时，一个终端40根据其他终端10、20、30、50、60、70、80、90的MAC地址收发信息。

此时作为服务列表管理者的第二交换机200与多个交换机100、200、300中不与一个终端40相邻的交换机100、300共享其他终端10、20、30、50、60、70、80、90的注册及删除信息。

即，作为服务列表管理者的第二交换机200与以太网内的交换机100、300共享以太网内其他终端10、20、30、50、60、70、80、90的增加、更换、删除信息，因此即使其他终端10、20、30、50、60、70、80、90出现增加、更换或删除等情况，也能够实现稳定的以太网通信。

以下结合图3说明第三实施例，一个终端40在多个交换机100、200、300及构成以太网的终端10、20、30、40、50、60、70、80、90中的至少任意一个启动或重置时广播传输注册消息，当不与一个终端40相邻的交换机100、300及不与一个终端40相邻的其他终端10、20、30、70、80、90中的任意一个做出响应时，将对注册消息做出响应的交换机100、300或其他终端10、20、30、70、80、90判断为服务列表管理者。

为说明第三实施例，假设不与一个终端40相邻的第一交换机100对一个终端40广播传输的注册消息做出响应。

在该情况下，一个终端40将第一交换机100判断为服务列表管理者，并且向作为服务列表管理者的第一交换机100单播传输服务提供者请求消息，作为服务列表管理者的第一交换机100对一个终端40传输的服务提供者请求消息做出响应，向一个终端40传输服务提供者信息。

如图4所示，本发明利用MAC地址的以太网方法包括：当多个以太网交换机中的至少任意一个交换机启动或重置时一个终端广播传输注册消息的第一步骤S100；判断多个以太网交换机或其他终端对注册消息有无响应的第二步骤S200；以及根据对注册消息的响应结果判断服务列表管理者，确定服务检索方式，并根据其他终端的MAC地址通过以太网收发信息的第三步骤S300。

图5为具体显示利用MAC地址的以太网方法的第三步骤S300的流程图，以下根据对一个终端广播传输的注册消息的响应与否结果说明各实施例。

本发明利用MAC地址的以太网方法的第一实施例中，第二步骤S200判断是否存在对一个终端广播传输的注册消息做出响应的响应设备(多个交换机或其他终端)，当不存在响应设备时，在步骤S301中广播传输服务提供者检索消息。服务提供者检索消息是向其他终端传输的消息，因此不同于向服务列表管理者传输的服务提供者请求消息。

此时在步骤S302中根据其他终端对服务提供者检索消息的响应与否结果判断是否存在服务提供者信息，当判断结果为不存在服务提供者信息时返回广播传输服务提供者检索消息的步骤S301，而当存在服务提供者信息时在步骤S303中存储作为相应服务提供者的其他终端的MAC地址，并根据MAC地址而与其他终端收发信息。

本发明利用MAC地址的以太网方法的第二实施例中，当第二步骤S200的判断结果为存在响应设备时，在步骤S305中判断响应设备是否为与广播传输注册消息的一个终端相邻的交换机。当响应设备为相邻交换机时，一个终端将相邻交换机判断为服务列表管理者，并在步骤S310中从作为服务列表管理者的相邻交换机接收许可信息。在步骤S315中一个终端向作为服务列表管理者的相邻交换机传输服务提供者请求消息，在步骤S320中作为服务列表管理者的相邻交换机判断是否存在服务提供者信息。当存在对应于一个终端传输的服务提供者请求消息的服务提供者信息时，在步骤S330中一个终端存储作为服务提供者的其他终端(响应终端)的MAC地址，根据MAC地址而与其他终端收发信息。此时若不存在服务提供者信息，则在步骤S325中作为服务列表管理者的相邻交换机将服务检索消息传输给以太网内的其他交换机，或者广播传输给下级终端。

本发明利用MAC地址的以太网方法的第三实施例中，当存在对一个终端广播传输的注册消息做出响应的响应设备，但响应设备不是相邻于一个终端的交换机时，一个终端将对广播传输的注册消息做出响应的响应设备判断为服务列表管理者，并在步骤S335中从服务列表管理者接收服务列表管理者许可信息。然后在步骤S340中一个终端向服务列表管理者传输服务提供者请求消息，以请求服务提供者，在步骤S345中服务列表管理者判断是否存在对应于从一个终端接收到的服务提供者请求消息的服务提供者信息。当存在服务提供者信息时，在步骤S350中一个终端存储作为服务提供者的其他终端的MAC地址，根据MAC地址而与其他终端通信。反之，当不存在服务提供者信息时在步骤S355中一个终端广播传输检索消息。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种利用MAC地址的以太网装置，其特征在于，包括：

多个交换机，其用于中继包含于以太网的分组；

一个终端，当所述多个交换机及构成所述以太网的终端中的至少任意一个启动或重置时，其广播传输注册消息，以参与所述以太网，并根据对所述注册消息的响应结果判断服务列表管理者的存在状态，以确定服务检索方式；以及

其他终端，其根据MAC地址通过所述以太网而与所述一个终端收发信息。

2.根据权利要求1所述的利用MAC地址的以太网装置，其特征在于：

所述一个终端在没有对所述注册消息的响应时判断为不存在所述服务列表管理者，从而向所述多个交换机及所述其他终端广播传输所需的服务提供请求消息，并获取对所述服务提供请求消息做出响应的其他终端的MAC地址，根据获取的所述其他终端的MAC地址而与对所述服务提供请求消息做出响应的其他终端收发信息。

3.根据权利要求1所述的利用MAC地址的以太网装置，其特征在于：

所述一个终端在所述多个交换机中相邻于所述一个终端的交换机对所述注册消息做出响应时，将相邻于所述一个终端的交换机判断为服务列表管理者，并将服务提供者请求消息单播传输给所述服务列表管理者。

4.根据权利要求3所述的利用MAC地址的以太网装置，其特征在于：

所述服务列表管理者，与所述多个交换机中不相邻于所述一个终端的交换机共享所述其他终端在以太网内的注册信息及删除信息。

5.根据权利要求1所述的利用MAC地址的以太网装置，其特征在于：

所述一个终端在不相邻于所述一个终端的交换机及所述其他终端中的任意一个对所述注册消息做出响应时，将对所述注册消息做出响应的交换机或所述其他终端判断为服务列表管理者，并向所述服务列表管理者单播传输服务提供者请求消息。

6.一种利用MAC地址的以太网装置，其特征在于，包括：

多个交换机，其用于中继包含于以太网的分组；

一个终端，当所述多个交换机及构成所述以太网的终端中的至少任意一个启动或重置时，其传输消息，以参与所述以太网；以及

其他终端，其根据MAC地址通过所述以太网而与所述一个终端收发信息。

7.根据权利要求6所述的利用MAC地址的以太网装置，其特征在于：

所述一个终端广播传输消息，所述消息是含有启动消息的注册消息，当服务列表管理者对广播传输的所述消息做出响应时向所述服务列表管理者单播传输注册消息。

8.根据权利要求7所述的利用MAC地址的以太网装置，其特征在于：

所述一个终端向所述服务列表管理者单播传输服务提供者请求消息。

9.根据权利要求6所述的利用MAC地址的以太网装置，其特征在于：

所述其他终端在所述一个终端广播传输作为服务提供请求消息的所述消息时对所述一个终端广播传输的所述消息做出响应，并根据MAC地址通过所述以太网而与所述一个终端收发信息。

10.根据权利要求9所述的利用MAC地址的以太网装置，其特征在于：

所述一个终端存储根据所述MAC地址而与所述一个终端收发信息的其他终端所提供的服务及所述其他终端的MAC地址，并将关于所述其他终端提供的服务的服务提供请求消息单播传输给所述其他终端。

11.一种利用MAC地址的以太网方法，其特征在于，包括：

当多个以太网交换机中的至少任意一个启动或重置时一个终端广播传输以太网注册消息的步骤；

判断所述多个以太网交换机或其他终端对所述注册消息有无响应的步骤；以及

根据对所述注册消息的响应结果判断服务列表管理者，以确定服务检索方式，并根据所述其他终端的MAC地址通过以太网收发信息的步骤。

12.根据权利要求11所述的利用MAC地址的以太网方法，其特征在于：

通过以太网收发信息的所述步骤中，当没有对所述注册消息的响应时广播传输服务提供请求消息，并获取对所述服务提供请求消息做出响应的其他终端的MAC地址，根据所述其他终端的MAC地址收发信息。

13.根据权利要求12所述的利用MAC地址的以太网方法，其特征在于，还包括：

存储所述其他终端提供的服务及所述其他终端的MAC地址，并将关于所述其他终端提供的服务的服务提供请求消息单播传输给所述其他终端的步骤。

14.根据权利要求11所述的利用MAC地址的以太网方法，其特征在于：

通过以太网收发信息的所述步骤中，当相邻于所述一个终端的交换机对所述注册消息做出响应时，将相邻于所述一个终端的交换机注册为所述服务列表管理者，并将服务提供者请求消息单播传输给所述服务列表管理者。

15.根据权利要求11所述的利用MAC地址的以太网方法，其特征在于：

通过以太网收发信息的所述步骤中，当不相邻于所述一个终端的交换机及其他终端中的任意一个对所述注册消息做出响应时，将对所述注册消息做出响应的交换机或其他终端注册为所述服务列表管理者，并将服务提供者请求消息单播传输给所述服务列表管理者。