電力線載波通信實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)交換的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電力線載波通信實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)交換的方法，包括：進(jìn)行MAC地址與IP地址的狀態(tài)維護(hù)表，本地和遠(yuǎn)端設(shè)備狀態(tài)同步，地址學(xué)習(xí)與ARP代理實(shí)現(xiàn)主從載波機(jī)之間狀態(tài)同步進(jìn)行MAC地址學(xué)習(xí)：通過(guò)擴(kuò)充載波數(shù)據(jù)幀格式定義進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀交換的數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議，將網(wǎng)絡(luò)地址與載波地址轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀壓縮和解壓縮，MTU數(shù)據(jù)包分片處理實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀封裝。本發(fā)明通過(guò)載波機(jī)間設(shè)備狀態(tài)同步，本地載波機(jī)能生成遠(yuǎn)端設(shè)備狀態(tài)信息表，記錄遠(yuǎn)端所有設(shè)備的IP地址及其MAC地址。當(dāng)本地載波機(jī)收到對(duì)遠(yuǎn)端設(shè)備進(jìn)行ARP解析的包時(shí)，通過(guò)查詢遠(yuǎn)端設(shè)備狀態(tài)信息表，獲取IP地址對(duì)應(yīng)的MAC地址，代被解析的設(shè)備生成ARP應(yīng)答包，回送給源IP，實(shí)現(xiàn)在沒(méi)有廣播能力的物理網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行地址解析。
【專利說(shuō)明】電力線載波通信實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)交換的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別是涉及本發(fā)明涉及一種電力線載波通信實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)交換的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力線載波通信是指利用現(xiàn)有的電力傳輸介質(zhì)(電纜、架空線)作為信息傳輸媒介，通過(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)囊环N特殊通信方式。電力線載波最大的優(yōu)勢(shì)就是可以利用電力線網(wǎng)絡(luò)作為一種通信媒介，這是世界上分布范圍最廣的、最經(jīng)濟(jì)的有線通信資源。國(guó)外很早就有對(duì)電力線載波通訊技術(shù)的研究，但是因各個(gè)國(guó)家的使用頻率范圍不同，國(guó)外的電力線載波產(chǎn)品均是根據(jù)本地區(qū)電網(wǎng)特性、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)。而我國(guó)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的信息接入點(diǎn)多，且地理位置分布廣，有一個(gè)穩(wěn)定的通信信息平臺(tái)是建設(shè)智能電網(wǎng)的重要保證。我國(guó)單個(gè)通信點(diǎn)信息量少，通信設(shè)備工作環(huán)境差，其通信組網(wǎng)方式也必須找到一個(gè)技術(shù)性能、造價(jià)和建設(shè)維護(hù)方面都能滿足需求的通信解決方案。
[0003]目前，現(xiàn)有的中壓配電載關(guān)鍵設(shè)備是電力線載波通信機(jī)(簡(jiǎn)稱載波機(jī))。如圖1所示，電力線載波通信機(jī)掛接在電力線上，連接配電自動(dòng)化控制中心的載波機(jī)(稱為主載波機(jī))將配電自動(dòng)化控制中心發(fā)送的配電命令調(diào)制到電力線，經(jīng)遠(yuǎn)端的載波機(jī)(稱為從載波機(jī))解調(diào)后發(fā)送給相應(yīng)的配電自動(dòng)化終端。根據(jù)配電自動(dòng)化控制中心、終端設(shè)備的接口不同，載波機(jī)通常支持以太網(wǎng)口、串口兩種方式。早期設(shè)備以串口設(shè)備為主，現(xiàn)越來(lái)越多的配電自動(dòng)化設(shè)備采用以太網(wǎng)口連接。
[0004]在基于以原有太網(wǎng)接口的載波通信網(wǎng)絡(luò)中，配電自動(dòng)化控制中心與主載波機(jī)之間通過(guò)TCP方式連接，配電自動(dòng)化控制中心作為客戶端，主載波機(jī)作為服務(wù)器。主載波機(jī)通過(guò)不同端口區(qū)分不同配電自動(dòng)化終端，如7000對(duì)于DTU1，7001對(duì)DTU2。配電自動(dòng)化終端與從載波機(jī)之間也是通過(guò)TCP方式連接，從載波機(jī)作為客戶端，配電自動(dòng)化終端作為服務(wù)器。但是基于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層端口模式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中，電力線載波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中，只需要轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的應(yīng)用層數(shù)據(jù)，并不轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用層以下的數(shù)據(jù)幀報(bào)文。從最大限度上節(jié)約了載波網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)容量，提高了數(shù)據(jù)的傳輸效率。但是隨著以太網(wǎng)的拓展和延伸，采用基于應(yīng)用層端口的數(shù)據(jù)派發(fā)模式隔離了各個(gè)通信數(shù)據(jù)源的局域網(wǎng)效應(yīng)，各個(gè)數(shù)據(jù)源并不是在同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)工作，為以后的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信帶來(lái)了諸多不便因素，例如:各數(shù)據(jù)終端直接不能直接建立網(wǎng)絡(luò)TCP或者UDP連接，不能通過(guò)ICMP查詢網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，難以開(kāi)展VOIP等IP附加業(yè)務(wù)、端口配置和應(yīng)用非常復(fù)雜等等。上述方式的本質(zhì)是，TCP報(bào)文段在應(yīng)用層轉(zhuǎn)發(fā)，所以現(xiàn)有的載波機(jī)不支持非TCP報(bào)文段封裝的消息，主要表現(xiàn)在:
[0005](I)不支持ICMP協(xié)議。
[0006]通過(guò)運(yùn)行ICMP協(xié)議，配電自動(dòng)化控制中心獲悉配電自動(dòng)化終端在線狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)，但I(xiàn)CMP消息不是基于TCP報(bào)文段的。
[0007](2)難以開(kāi)展VOIP等增值業(yè)務(wù)。
[0008]現(xiàn)有增值業(yè)務(wù)通常是基于端到端通過(guò)TCP和UDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)，而基于應(yīng)用層轉(zhuǎn)發(fā)顯然不是端到端的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于電力線載波通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)交換的方法，使承載IP類型的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀能在電力線載波通信機(jī)之間透明傳輸，使通過(guò)電力線連接的多臺(tái)載波機(jī)效果上等同于一個(gè)以太網(wǎng)交換機(jī)，即用多臺(tái)電力線載波機(jī)構(gòu)建一個(gè)分布式以太網(wǎng)交換機(jī)。
[0010]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種電力線載波通信實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)交換的方法;
[0011]由于距離及信號(hào)衰減原因，主載波機(jī)并不能與掛接在同一對(duì)電力線的每一臺(tái)從載波機(jī)通信，也不能在全網(wǎng)范圍廣播，所以，配電自動(dòng)化終端新上線時(shí)，并不能向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送廣播消息，配電自動(dòng)化控制中心沒(méi)有該配電自動(dòng)化終端的MAC地址信息。當(dāng)配電控制中心向該配電自動(dòng)化終端發(fā)送命令消息時(shí)，首先要進(jìn)行ARP地址解析，即試圖通過(guò)主載波機(jī)發(fā)送ARP廣播消息，但電力載波機(jī)通信并不能進(jìn)行全網(wǎng)廣播，所以結(jié)果是ARP解析失敗。本發(fā)明設(shè)計(jì)了主從載波機(jī)間狀態(tài)同步方法，本方法主要分為以下兩大步驟(一、二)，本方法的兩大步驟實(shí)施無(wú)先后順序要求也可同時(shí)實(shí)施。
[0012]一、主從載波機(jī)之間狀態(tài)同步進(jìn)行MAC地址學(xué)習(xí)，通過(guò)以下步驟:
[0013]1、各載波機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息解析出網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，通過(guò)分析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，載波機(jī)自動(dòng)學(xué)習(xí)掛接在本載波機(jī)下的所有設(shè)備信息(IP、MAC地址、VLAN ID)，生成包含所述設(shè)備信息的本地狀態(tài)表；
[0014]2、當(dāng)載波設(shè)備網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)或者載波設(shè)備附屬終端設(shè)備(即配電自動(dòng)化終端)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化時(shí)，向載波的附屬主載波設(shè)備(即向載波網(wǎng)絡(luò)的主載波機(jī))同步網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，通過(guò)狀態(tài)同步，各載波機(jī)生成載波設(shè)備狀態(tài)表，載波設(shè)備狀態(tài)表記錄載波機(jī)設(shè)備信息；
[0015]3、載波機(jī)實(shí)現(xiàn)ARP代理功能，即代遠(yuǎn)端設(shè)備發(fā)送ARP響應(yīng)，使主載波機(jī)成功解析掛接在某個(gè)從載波機(jī)下的配電自動(dòng)化終端設(shè)備的MAC地址；
[0016]載波機(jī)以太網(wǎng)網(wǎng)卡工作于混雜模式，接收局域網(wǎng)所有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀。載波機(jī)處理兩種類型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀:ARP數(shù)據(jù)幀和IP數(shù)據(jù)巾貞。無(wú)論收到哪種類型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀,總可從網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀中提取出源MAC-源IP的映射。每收到一網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，更新本地設(shè)備狀態(tài)表:如果當(dāng)前幀中的源MAC-源IP映射項(xiàng)已經(jīng)存在本地設(shè)備狀態(tài)表中，更新本地設(shè)備狀態(tài)表中當(dāng)前中的源MAC-源IP映射建立時(shí)間，重置該映射項(xiàng)老化時(shí)間；否則，在本地設(shè)備狀態(tài)表中新增當(dāng)前幀中的源MAC-源IP映射項(xiàng)、分配設(shè)備索引，設(shè)置該映射項(xiàng)老化時(shí)間，啟動(dòng)本地向遠(yuǎn)端狀態(tài)表同步過(guò)程。如果當(dāng)前時(shí)間大于某映射項(xiàng)老化時(shí)間，清除該映射項(xiàng)、收回設(shè)備索引，啟動(dòng)本地向遠(yuǎn)端狀態(tài)同步過(guò)程。
[0017]二、網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)幀封裝，通過(guò)以下步驟:
[0018](I)擴(kuò)充PLC幀格式定義，以區(qū)分是普通PLC幀還是PLC封裝的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀；
[0019]若是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，要進(jìn)一步區(qū)分是壓縮的MAC/IPv4/TCP、壓縮的MAC/IPv4/UDP或無(wú)壓縮的MAC/IP ；
[0020]若是普通載波數(shù)據(jù)幀，仍按載波通信數(shù)據(jù)透明傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)流程處理；
[0021]若是網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)(MAC)幀，則按本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)流程處理，即本發(fā)明步驟⑶；
[0022](2)網(wǎng)絡(luò)地址與載波地址轉(zhuǎn)換
[0023]由于連接載波通信設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)終端之間是基于目的MAC尋址(在網(wǎng)絡(luò)層是基于IP地址尋址)，而載波機(jī)之間是基于載波機(jī)地址尋址，所以載波機(jī)收到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀(MAC)時(shí)，將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的MAC地址轉(zhuǎn)換為載波機(jī)地址，并將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀封裝入PLC幀結(jié)構(gòu)后發(fā)送到電力線；
[0024](3)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀壓縮和解壓縮
[0025]由于連接載波通信設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)終端之間是基于IP通信方式，每個(gè)IP報(bào)文段額外開(kāi)銷為14字節(jié)(網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀頭)+20字節(jié)(IP幀頭)+20字節(jié)(TCP幀頭)=54字節(jié)；而傳送的命令消息內(nèi)容短小、實(shí)時(shí)性要求高，而電力線傳輸速率低，所以必須進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。
[0026]TCP壓縮的方法:將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀頭(網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的前14字節(jié))丟棄，IP/TCP幀頭(IP數(shù)據(jù)幀的前20字節(jié))按照RFCl 144 (低速串行鏈路上的TCPIP頭部壓縮協(xié)議)壓縮；解壓時(shí)，先按RFCl 144對(duì)IP/TCP幀頭解壓，再查詢本地載波設(shè)備狀態(tài)表和遠(yuǎn)端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息表，恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀頭；
[0027]UDP壓縮的方法:本發(fā)明只對(duì)于IP首部長(zhǎng)度為20字節(jié)、服務(wù)類型為0，DF為O且不分片的UDP報(bào)文進(jìn)行壓縮，不滿足“IP首部長(zhǎng)度為20字節(jié)、服務(wù)類型為0，DF為O且不分片”的UDP報(bào)文以“無(wú)壓縮的MAC/IP”方式傳送。
[0028]符合上述條件的UDP壓縮:將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的MAC信息頭(網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的前14字節(jié))丟棄，查詢本地載波設(shè)備狀態(tài)表和遠(yuǎn)端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息表，將IP頭中的源IP地址(4字節(jié))、目的IP地址(4字節(jié))轉(zhuǎn)換為源設(shè)備索引(4比特)、目的設(shè)備索引(4比特)；保留IP頭中的標(biāo)識(shí)(2字節(jié))、TTL(1字節(jié))，其余丟棄；保留m)P頭中的源端口(2字節(jié))、目的端口(2字節(jié))和長(zhǎng)度(2字節(jié))，丟棄UDP檢驗(yàn)和。解壓時(shí)，首先恢復(fù)UDP的數(shù)據(jù)部分、源端口、目的端口和長(zhǎng)度，并通過(guò)計(jì)算恢復(fù)UDP檢驗(yàn)和；恢復(fù)IP頭中的標(biāo)識(shí)和TTL ;通過(guò)查詢本地載波設(shè)備狀態(tài)表和遠(yuǎn)端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息表，將源設(shè)備索引、目的設(shè)備索引轉(zhuǎn)換為IP頭中的源IP、目的IP ；IP頭中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為底層上報(bào)的壓縮IP/M3P包長(zhǎng)度x-9(壓縮的ip/m)P頭長(zhǎng)度)+28(標(biāo)準(zhǔn)的IP/UDP頭長(zhǎng)度)；IP版本號(hào)為4，首部長(zhǎng)度為5，服務(wù)類型為0，標(biāo)志、片偏移為0，上層協(xié)議為17 (UDP);計(jì)算IP首部檢驗(yàn)和；
[0029](4)MTU數(shù)據(jù)包分片處理
[0030]如果壓縮后的報(bào)文長(zhǎng)度超出PLC幀的最大長(zhǎng)度，且IP頭中的DF = O即允許分片，對(duì)IP進(jìn)行分片；
[0031]如果壓縮后的報(bào)文長(zhǎng)度超出PLC幀的最大長(zhǎng)度，且IP頭中的DF= I即禁止分片，則丟棄該報(bào)文，并向源IP發(fā)送ICMP不可到達(dá)報(bào)文。
[0032]IP分片過(guò)程:
[0033]①計(jì)算原IP頭長(zhǎng)度X，IP數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度為y。X為IP頭中的首都長(zhǎng)度的4倍，y為IP頭中的總長(zhǎng)度減去X。
[0034]②計(jì)算每片的長(zhǎng)度z。Z= (501_x)&~7。
[0035]③計(jì)算片片數(shù)η。n = (y+z_l)/z。
[0036]④封裝每片數(shù)據(jù)。
[0037]對(duì)第i (O≤i≤n-Ι)片頭在原IP頭的基礎(chǔ)上修改:[0038]a、總長(zhǎng)度為 x+z (i〈n_l)或 x+y_i*z (i = n_l)；
[0039]b、片偏移為在原IP片偏移的基礎(chǔ)上增加i*z/8 ；
[0040]C、分片標(biāo)志 MF 為置 I (i〈n_l)或?yàn)?O (i = n_l)。
[0041]第i片數(shù)據(jù)部分為原IP數(shù)據(jù)部分的第z*i字節(jié)開(kāi)始的z字節(jié)(i〈n_l)或者y% z字節(jié)(i = n-1)。
[0042]經(jīng)過(guò)分片的IP包用“無(wú)壓縮的MAC/IP”方式傳送。目的載波機(jī)接收到后，剝?nèi)LC幀頭，即可得到IP包。根據(jù)IP頭中的源IP、目的IP，查詢本地本地載波設(shè)備狀態(tài)表和遠(yuǎn)端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息表，即可解析出源MAC、目的MAC，從而封裝成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀。
[0043]通過(guò)載波機(jī)間設(shè)備狀態(tài)同步，本地載波機(jī)可生成遠(yuǎn)端設(shè)備狀態(tài)信息表，記錄遠(yuǎn)端所有設(shè)備的IP地址及其MAC地址。當(dāng)本地載波機(jī)收到對(duì)遠(yuǎn)端設(shè)備進(jìn)行ARP解析的包(ARP包中包含需要進(jìn)行地址解析的設(shè)備的IP地址)時(shí)，通過(guò)查詢遠(yuǎn)端設(shè)備狀態(tài)信息表，獲取IP地址對(duì)應(yīng)的MAC地址，代被解析的設(shè)備生成ARP應(yīng)答包，回送給源IP，實(shí)現(xiàn)了在沒(méi)有廣播能力的物理網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行地址解析。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0044]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0045]圖1現(xiàn)有載波通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]本發(fā)明電力線載波通信實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)交換的方法一實(shí)施例，包括:
[0047]1、各載波機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息解析出網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，通過(guò)分析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，載波機(jī)自動(dòng)學(xué)習(xí)掛接在本載波機(jī)下的所有設(shè)備信息，生成包含所述設(shè)備信息的本地狀態(tài)表；
[0048]本地設(shè)備狀態(tài)表用以記錄掛接在本載波機(jī)下的所有設(shè)備序號(hào)、IP、MAC、掛接在載波機(jī)的哪個(gè)網(wǎng)口、設(shè)備IP是否是外網(wǎng)地址等，如表1所示載波機(jī)本地設(shè)備狀態(tài)表。
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種電力線載波通信實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)交換的方法，其特征是，包括: 一、主從載波機(jī)之間狀態(tài)同步進(jìn)行MAC地址學(xué)習(xí)，通過(guò)以下步驟: 1)各載波機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息解析出網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，通過(guò)分析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，載波機(jī)自動(dòng)學(xué)習(xí)掛接在本載波機(jī)下的所有設(shè)備信息，生成包含所述設(shè)備信息的本地狀態(tài)表； 2)當(dāng)載波設(shè)備網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)或者載波設(shè)備附屬終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化時(shí)，向載波的附屬主載波設(shè)備同步網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，通過(guò)狀態(tài)同步，各載波機(jī)生成載波設(shè)備狀態(tài)表，載波設(shè)備狀態(tài)表記錄載波機(jī)設(shè)備信息； 3)載波機(jī)實(shí)現(xiàn)ARP代理功能，即代遠(yuǎn)端設(shè)備發(fā)送ARP響應(yīng)，使主載波機(jī)成功解析掛接在某個(gè)從載波機(jī)下的配電自動(dòng)化終端設(shè)備的MAC地址； 每收到一網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，更新本地設(shè)備狀態(tài)表:如果當(dāng)前幀中的源MAC-源IP映射項(xiàng)已經(jīng)存在本地設(shè)備狀態(tài)表中，更新本地設(shè)備狀態(tài)表中當(dāng)前中的源MAC-源IP映射建立時(shí)間，重置該映射項(xiàng)老化時(shí)間；否則，在本地設(shè)備狀態(tài)表中新增當(dāng)前幀中的源MAC-源IP映射項(xiàng)、分配設(shè)備索引，設(shè)置該映射項(xiàng)老化時(shí)間，啟動(dòng)本地向遠(yuǎn)端狀態(tài)表同步過(guò)程；如果當(dāng)前時(shí)間大于某映射項(xiàng)老化時(shí)間，清除該映射項(xiàng)，收回設(shè)備索引，啟動(dòng)本地向遠(yuǎn)端狀態(tài)同步過(guò)程； 二、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀封裝，通過(guò)以下步驟: (1)擴(kuò)充載波數(shù)據(jù)幀格式定義，以區(qū)分是普通PLC幀還是PLC封裝的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀； 若是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，要進(jìn)一步區(qū)分是壓縮的MAC/IPv4/TCP、壓縮的MAC/IPv4/UDP或無(wú)壓縮的 MAC/IP ； 若是普通載波數(shù)據(jù)幀，仍按載波通信數(shù)據(jù)透明傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)流程處理； 若是網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)幀即MAC幀，則按本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)流程處理，即本發(fā)明步驟⑶； (2)網(wǎng)絡(luò)地址與載波地址轉(zhuǎn)換 載波機(jī)收到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀時(shí)，將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的MAC地址轉(zhuǎn)換為載波機(jī)地址，并將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀封裝入PLC幀結(jié)構(gòu)后發(fā)送到電力線； (3)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀壓縮和解壓縮 TCP壓縮:將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀頭丟棄，IP/TCP幀頭按照RFCl 144壓縮； TCP解縮:先按RFC1144對(duì)IP/TCP幀頭解壓，再查詢本地設(shè)備狀態(tài)表和遠(yuǎn)端設(shè)備狀態(tài)表,根據(jù)表恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀頭； 每個(gè)IP報(bào)文，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀頭是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的前14字節(jié)，IP幀頭是IP幀的前20字節(jié)，TCP幀頭是TCP幀的前20字節(jié)； UDP壓縮只對(duì)于IP首部長(zhǎng)度為20字節(jié)，服務(wù)類型為O，DF為O且不分片的UDP報(bào)文進(jìn)行壓縮，不滿足“IP首部長(zhǎng)度為20字節(jié)、服務(wù)類型為0，DF為O且不分片”的UDP報(bào)文以“無(wú)壓縮的MAC/IP”方式傳送； 符合上述條件的UDP壓縮:將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀頭丟棄，查詢本地載波設(shè)備狀態(tài)表和遠(yuǎn)端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息表，將IP幀頭中的源IP地址、目的IP地址轉(zhuǎn)換為源設(shè)備索弓丨、目的設(shè)備索引；保留IP幀頭中的標(biāo)識(shí)和TTL，其余丟棄；保留UDP頭中的源端口、目的端口和長(zhǎng)度，丟棄m)P檢驗(yàn)和； 符合上述條件的UDP解壓:恢復(fù)UDP的數(shù)據(jù)部分、源端口、目的端口和長(zhǎng)度，并通過(guò)計(jì)算恢復(fù)m)P檢驗(yàn)和；恢復(fù)IP幀頭中的標(biāo)識(shí)和TTL;通過(guò)查詢本地載波設(shè)備狀態(tài)表和遠(yuǎn)端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息表，將源設(shè)備索引、目的設(shè)備索引轉(zhuǎn)換為IP頭中的源ip、目的ip ;ip幀頭中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為底層上報(bào)的壓縮IP/m)P包長(zhǎng)度壓縮的IP/UDP頭長(zhǎng)度+2標(biāo)準(zhǔn)的IP/UDP頭長(zhǎng)度，IP版本號(hào)為4，首部長(zhǎng)度為5，服務(wù)類型為O，標(biāo)志、片偏移為O，上層協(xié)議為17UDP，計(jì)算IP首部檢驗(yàn)和； (4)MTU數(shù)據(jù)包分片處理 如果壓縮后的報(bào)文長(zhǎng)度超出載波數(shù)據(jù)幀的最大長(zhǎng)度，且IP頭中的DF = O即允許分片，對(duì)IP進(jìn)行分片； 如果壓縮后的報(bào)文長(zhǎng)度超出載波數(shù)據(jù)幀的最大長(zhǎng)度，且IP頭中的DF= I即禁止分片，則丟棄該報(bào)文，并向源IP發(fā)送ICMP不可到達(dá)報(bào)文。
【文檔編號(hào)】H04L12/741GK103986657SQ201410171091
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】田定勝, 鄒仕翔, 許志瑜, 蔡燕群 申請(qǐng)人:科大智能科技股份有限公司