CN111130865A - 一种基于二层交换的网络设备固件批量升级方法及*** - Google Patents

一种基于二层交换的网络设备固件批量升级方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于二层交换的网络设备固件批量升级方法及***，所述网络设备固件批量升级方法包括：步骤S1，部署升级服务器，选择待升级的固件文件，接入升级交换机；步骤S2，广播发送DISCONVER封包；步骤S3，升级服务器记录设备的MAC地址，提取固件版本信息，将固件版本信息与待升级的固件版本信息进行对比，如果相同标记升级完成；如果不同回应设备；步骤S4，设备收到升级服务器的DISCOVERY回应，提取待升级固件的版本信息，并将所述固件版本信息与当前的固件版本信息进行比较，判断是否需要升级，如果需要则向升级服务器发送升级请求；步骤S5，实现固件升级。本发明能够明显提升生产效率并节省生产返工时间。

Description

一种基于二层交换的网络设备固件批量升级方法及***
技术领域
本发明涉及一种固件升级方法，尤其涉及一种基于二层交换的网络设备固件批量升级方法，并涉及采用了该基于二层交换的网络设备固件批量升级方法的网络设备固件批量升级***。
背景技术
随着互联网技术的发展，对网络设备的需求呈现爆发式的增长。但是正式快速发展的技术需求，产品需求的频繁变更，给设备生产带来一定的返工困扰。虽然部分智能的网络设备可以通过在线升级的方式完成固件升级，但是业务客户对出厂设备的需求变更，常常使得已经生产的设备，存在返工升级的需求，返工升级的效率决定了生产出货的效率。
现有的生产工序，都存在固件升级的问题，虽然针对固件升级，已经有了很多的解决方案，但是这些方案，基本上都是基于三层IP交换进行，需要部署IP网络环境。网络设备从启动到运行到IP网络环境，需要一定的时间，这样在效率上面会有一定的下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是需要提供一种在不需要部署网络环境的情况下，能够明显提升生产效率并节省生产返工时间的，基于二层交换的网络设备固件批量升级方法，并进一步提供采用了该基于二层交换的网络设备固件批量升级方法的网络设备固件批量升级***。
对此，本发明提供一种基于二层交换的网络设备固件批量升级方法，包括：
步骤S1，部署升级服务器，选择待升级的固件文件，接入升级交换机；
步骤S2，上电，广播发送DISCONVER封包，所述DISCONVER封包带有自身固件版本信息；
步骤S3，所述升级服务器收到DISCOVERY封包，记录设备的MAC地址，以此MAC地址为标识，提取当前的固件版本信息，并将当前的固件版本信息与待升级的固件版本信息进行对比，如果版本相同，标记升级完成；如果版本不同，回应设备；
步骤S4，所述设备收到所述升级服务器的DISCOVERY回应，提取待升级固件的版本信息，并将所述待升级固件的固件版本信息与当前的固件版本信息进行比较，判断是否需要升级，如果需要则向所述升级服务器发送升级请求；
步骤S5，实现固件升级。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S3中，提取固件版本信息的过程为从配置文件中读取设置的固件版本信息，或者在升级服务器的操作界面输入待升级的固件版本信息，所述升级服务器自动保存读取或输入的固件版本信息。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S3中，如果版本不同，在回应设备的时候，在回应信息中包括待升级固件的固件版本信息。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S4中，提取待升级固件的版本信息过程为设备会从升级服务器响应的DISCOVERY信息中，获取当前要升级的固件版本信息。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S5包括以下子步骤：
步骤S501，所述升级服务器收到升级请求后，开始下发升级固件；
步骤S502，设备开始接收升级固件的传输，直到传输完成；
步骤S503，设备开始升级固件，直到升级完成。
本发明的进一步改进在于，还包括步骤S6，在设备升级完成后，重启跳转至步骤S2，以继续运行DISCOVERY封包广播过程，便于升级服务器接收设备升级完成信息。
本发明的进一步改进于，建立对设备的设备池管理，在每个需升级的设备接入时，建立一个独立的设备状态池对其进行管理。
本发明的进一步改进在于，建立超时重传机制，在数据包结构中设置与数据包对应的数据包ID，当传输超时的情况出现时，通过数据包ID进行指定数据包的重传。
本发明的进一步改进在于，在传输数据的过程中通过密钥进行加密，密钥根据MAC地址和传输时间自动生成，密钥长度为4个字节，存放于数据协议的数据报头；接收端根据数据报头的密钥信息对接收的数据进行解密；其中，所述加密只对数据有效，加密后计算数据的校验和时，加密密钥为数据发送的时间戳。
本发明还提供一种基于二层交换的网络设备固件批量升级***，采用了如上所述的基于二层交换的网络设备固件批量升级方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：应用于已生产网络设备的固件更新，需要进行批量返工升级的情形，本发明采用二层交换机制，只需要通过二层交换，即可传输和下载设备固件，可以在不改变生产环境和不需要部署网络环境的情况下，实现对网络设备的快速批量升级，提升生产返工的效率，部署简单，有效避免了人力和时间成本的浪费，能够实现快速批量升级的目标。
附图说明
图1是本发明一种实施例的工作流程示意图；
图2是本发明一种实施例的客户端详细工作流程示意图；
图3是本发明一种实施例的服务端详细工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
本例主要用于已生产网络设备固件更新，需要进行批量返工升级的情形。网络设备均支持MAC地址和IP地址，已生产的网络设备中，其MAC地址和IP地址已经固定写入，如果采用现有技术的固件升级技术，即通过IP地址三层升级，将会存在网络环境配置问题以及启动时间的问题，影响升级效率。
因此，本例采用二层交换机制，只需要通过二层交换，即可传输和下载设备固件，实现简单部署，快速批量升级的目标。本例所述的网络设备，是指以太网网络设备，简称设备，而二层交换是指ISO模型中的链路层交换。
所述的二层交换，是根据ISO 7层模型所说，具体分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，本例所述二层就是指数据链路层。根据以太网协议，MAC地址转发工作在数据链路层，IP网络转发工作在网络层。本例不经过IP地址转发，因此也就不会涉及到上层协议，经交换机的数据链路层即可完成设备固件的升级功能，简化环境部署，提升了升级效率。
因此，如图1和图2所示，本例提供一种基于二层交换的网络设备固件批量升级方法，包括：
步骤S1，部署升级服务器，选择待升级的固件文件，接入升级交换机；
步骤S2，上电，广播发送DISCONVER封包，所述DISCONVER封包带有自身固件版本信息；
步骤S3，所述升级服务器收到DISCOVERY封包，记录设备的MAC地址，以此MAC地址为标识，提取当前的固件版本信息，并将当前的固件版本信息与待升级的固件版本信息进行对比，如果版本相同，标记升级完成；如果版本不同，回应设备；
步骤S4，所述设备收到所述升级服务器的DISCOVERY回应，提取待升级固件的版本信息，并将所述待升级固件的固件版本信息与当前的固件版本信息进行比较，判断是否需要升级，如果需要则向所述升级服务器发送升级请求；
步骤S5，实现固件升级。
本例所述DISCOVERY封包指的是源MAC地址为设备MAC地址、目标MAC地址为二层广播MAC地址(FF:FF:FF:FF:FF:FF)的二层格式封包；所述DISCOVERY封包根据JMPUP协议规定，具体的DISCOVERY封包示例以下面的JMPUP协议的以太网帧格式作为参考。
所述设备指的是网络设备；所述升级服务器的部署通过在服务器中设置JCG批量升级协议来实现，JCG指的是申请人的智能无线路由器和智能家庭网关等智能家居产品，JCG批量升级协议简称JMPUP协议，JMPUP协议采用以太网帧格式传送和接受数据，以太网类型为0x5943，后面跟JMPUP协议的帧报头和数据。JMPUP协议的以太网帧格式详见下表。
Figure BDA0002316883180000041
本例的JMPUP协议中，JMPUP协议报头包括报头和选项，选项可用于将来协议的扩展，对没有识别的选项实现忽略。实现可以根据HLEN字段判断有无选项存在，没有选项时HLEN应是16，否则应对JMPUP协议报头的选项部分做相应的处理，HLEN指的是报头长度。JMPUP协议报头相关字段及详细说明，详见下表。
Figure BDA0002316883180000042
Figure BDA0002316883180000051
JMPUP协议数据报头提供数据大小以及校验认证，详细描述参见下表。
Figure BDA0002316883180000052
JMPUP协议数据采用类型、长度和数据(TLV)的格式，可以根据数据类型的不同，传递不同长度的数据，同时可以传输多组数据，但属于不同操作码范围的数据类型不能混合传输。数据格式详见下表。
Figure BDA0002316883180000053
Figure BDA0002316883180000061
数据分请求和接收，当请求数据时，Data Length永远为0，没有Data，即在请求数据时，Data仅用于告诉被请求端，需要请求的是何种数据。接收端把操作码转换为REPLY后，填入请求的数据，回送给请求端，此时data length应为实际数据大小，data应为实际数据。
JMPUP协议数据类型列表详见下表，当长度为返回时所设数据的长度，请求时为0。
Figure BDA0002316883180000062
Figure BDA0002316883180000071
本例JMPUP协议在传输数据的过程中通过密钥进行加密，密钥根据MAC地址和传输时间自动生成，密钥长度为4个字节，存放于数据协议的数据报头；接收端根据数据报头的密钥信息对接收的数据进行解密；其中，所述加密只对数据有效，加密后计算数据的校验和时，加密密钥为数据发送的时间戳。
本例所述步骤S3中，提取固件版本信息的过程为从配置文件中读取设置的固件版本信息，或者在升级服务器的操作界面输入待升级的固件版本信息，所述升级服务器自动保存读取或输入的固件版本信息。
本例所述步骤S3中，如果版本不同，在回应设备的时候，在回应信息中包括待升级固件的固件版本信息，便于实现版本对比后的待升级固件的固件版本信息的记录和反馈。
本例所述步骤S4中，提取待升级固件的版本信息过程为设备会从升级服务器响应的DISCOVERY信息中，获取当前要升级的固件版本信息。
本例所述步骤S5包括以下子步骤：
步骤S501，所述升级服务器收到升级请求后，开始下发升级固件；
步骤S502，设备开始接收升级固件的传输，直到传输完成；
步骤S503，设备开始升级固件，直到升级完成。
本例还包括步骤S6，在设备升级完成后，重启跳转至步骤S2，以继续运行DISCOVERY封包广播过程，便于升级服务器接收设备升级完成信息，确保升级完整。
本例建立对设备的设备池管理，在每个需升级的设备接入时，建立一个独立的设备状态池对其进行管理，便于对每一个网络设备进行管理。
本例建立超时重传机制，在数据包结构中设置与数据包对应的数据包ID，当传输超时的情况出现时，通过数据包ID进行指定数据包的重传。
JMPUP协议基于单个数据包发送与接收数据，对于需要等待回应的数据包，需要有一个合适的超时重发机制。但现实情况又不允许有太多的等待与重发，且在局域网内部，发送失败的几率不高，因此本例在传输超时的情况出现时，通过数据包ID进行指定数据包的重传，进而能够及时给出提示，进行线路检查，并采取相应措施，以保障JMPUP协议能够正常通信，且不会产生多余的等待与重发。
本例还提供一种基于二层交换的网络设备固件批量升级***，采用了如上所述的基于二层交换的网络设备固件批量升级方法。
综上所述，本例应用于已生产网络设备的固件更新，需要进行批量返工升级的情形，本发明采用二层交换机制，只需要通过二层交换，即可传输和下载设备固件，可以在不改变生产环境和不需要部署网络环境的情况下，实现对网络设备的快速批量升级，提升生产返工的效率，部署简单，有效避免了人力和时间成本的浪费，能够实现快速批量升级的目标。
因此，本例能够很好地解决已生产设备的返工问题，对作业交换机没有特殊要求，并且对设备IP地址也没有特殊要求，不需要配置升级网络，适合于方便、小型化以及快速化的作业需求。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于二层交换的网络设备固件批量升级方法，其特征在于，包括：
步骤S1，部署升级服务器，选择待升级的固件文件，接入升级交换机；
步骤S2，上电，广播发送DISCONVER封包，所述DISCONVER封包带有自身固件版本信息；
步骤S3，所述升级服务器收到DISCOVERY封包，记录设备的MAC地址，以此MAC地址为标识，提取当前的固件版本信息，并将当前的固件版本信息与待升级的固件版本信息进行对比，如果版本相同，标记升级完成；如果版本不同，回应设备；
步骤S4，所述设备收到所述升级服务器的DISCOVERY回应，提取待升级固件的版本信息，并将所述待升级固件的固件版本信息与当前的固件版本信息进行比较，判断是否需要升级，如果需要则向所述升级服务器发送升级请求；
步骤S5，实现固件升级。
2.根据权利要求1所述的基于二层交换的网络设备固件批量升级方法，其特征在于，所述步骤S3中，提取固件版本信息的过程为从配置文件中读取设置的固件版本信息，或者在升级服务器的操作界面输入待升级的固件版本信息，所述升级服务器自动保存读取或输入的固件版本信息。
3.根据权利要求1所述的基于二层交换的网络设备固件批量升级方法，其特征在于，所述步骤S3中，如果版本不同，在回应设备的时候，在回应信息中包括待升级固件的固件版本信息。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的基于二层交换的网络设备固件批量升级方法，其特征在于，所述步骤S4中，提取待升级固件的版本信息过程为设备会从升级服务器响应的DISCOVERY信息中，获取当前要升级的固件版本信息。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的基于二层交换的网络设备固件批量升级方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下子步骤：
步骤S501，所述升级服务器收到升级请求后，开始下发升级固件；
步骤S502，设备开始接收升级固件的传输，直到传输完成；
步骤S503，设备开始升级固件，直到升级完成。
6.根据权利要求1至3任意一项所述的基于二层交换的网络设备固件批量升级方法，其特征在于，还包括步骤S6，在设备升级完成后，重启跳转至步骤S2，以继续运行DISCOVERY封包广播过程，便于升级服务器接收设备升级完成信息。
7.根据权利要求1至3任意一项所述的基于二层交换的网络设备固件批量升级方法，其特征在于，建立对设备的设备池管理，在每个需升级的设备接入时，建立一个独立的设备状态池对其进行管理。
8.根据权利要求1至3任意一项所述的基于二层交换的网络设备固件批量升级方法，其特征在于，建立超时重传机制，在数据包结构中设置与数据包对应的数据包ID，当传输超时的情况出现时，通过数据包ID进行指定数据包的重传。
9.根据权利要求1至3任意一项所述的基于二层交换的网络设备固件批量升级方法，其特征在于，在传输数据的过程中通过密钥进行加密，密钥根据MAC地址和传输时间自动生成，密钥长度为4个字节，存放于数据协议的数据报头；接收端根据数据报头的密钥信息对接收的数据进行解密；其中，所述加密只对数据有效，加密后计算数据的校验和时，加密密钥为数据发送的时间戳。
10.一种基于二层交换的网络设备固件批量升级***，其特征在于，采用了如权利要求1至9任意一项所述的基于二层交换的网络设备固件批量升级方法。
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