本發(fā)明涉及光纖通信的，具體而言，涉及一種光纖通道環(huán)形網(wǎng)絡(luò)處理方法。

背景技術(shù)：

1、光纖通道(fibre?channel，簡稱fc)是一種高速網(wǎng)絡(luò)接口，常應(yīng)用于控制系統(tǒng)中實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的高帶寬、低延遲傳輸。光纖通道環(huán)形網(wǎng)絡(luò)(fibre?channel?ring?network，簡稱fcrn)則是一種特殊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所有的節(jié)點都連接在一個閉環(huán)上。fcrn具有很高的可靠性：由于其采用了雙向環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)，即使某個節(jié)點發(fā)生故障，信息仍然可以通過其他路徑進行傳輸，從而保證整個網(wǎng)絡(luò)的連通性；同時，光纖本身也具有很強的耐用性和抗干擾能力，可以在惡劣的工作環(huán)境中長期運行。fcrn同樣具有高安全性：由于光纖本身不會產(chǎn)生電磁輻射，因此可以有效避免信號泄露和竊聽等安全問題。因此fcrn作為高速數(shù)據(jù)幀總線被廣泛應(yīng)用于高可靠控制系統(tǒng)或高安全存儲網(wǎng)絡(luò)中。

2、現(xiàn)有的fcnr網(wǎng)絡(luò)中，所有節(jié)點連接在一個閉環(huán)中，會存在以下的缺點：網(wǎng)絡(luò)布線成本高，n個通信終端形成環(huán)網(wǎng)時，則需要n-1根連線，增加了系統(tǒng)物理布線的復(fù)雜度，系統(tǒng)布線成本非常高；網(wǎng)絡(luò)利用率低，在n個通信終端的fcrn中實現(xiàn)時間確定性傳輸，每次通信都會占用整個網(wǎng)絡(luò)的鏈路資源，剩余的n-1個通信終端必須處于靜默狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)利用率非常低；網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲大，在n個通信終端的fcrn網(wǎng)絡(luò)中，通信終端p1向最遠的通信終端pt發(fā)送數(shù)據(jù)時，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲為(n/2)*t(注：1、t為通信終端的轉(zhuǎn)發(fā)延遲；2、不考慮光纖鏈路的傳輸延遲)，最遠距離的轉(zhuǎn)發(fā)延遲隨著網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模增加而增加。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：根據(jù)系統(tǒng)的布局特點，由光纖交換機形成環(huán)形連接建立一種新型的光纖通道環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：提供了一種光纖通道環(huán)形網(wǎng)絡(luò)處理方法，該方法包括：

3、通過至少三個光纖交換機依次連接形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每個光纖交換機具有多個通信端口和兩個上聯(lián)口，所有光纖交換機通過上聯(lián)口相互連接形成一個閉環(huán)，通信端口用于接入網(wǎng)絡(luò)中的多個通信終端；

4、根據(jù)通信終端地址、采用網(wǎng)絡(luò)生成樹機制建立網(wǎng)絡(luò)路由表，并保持所有光纖交換機的路由表一致，路由表用于存儲每個通信終端的源標識符sid和目標標識符did，光纖交換機通過查詢路由表，確定網(wǎng)絡(luò)終端發(fā)出的fc幀的最佳轉(zhuǎn)發(fā)路徑。

5、上述任一項技術(shù)方案中，進一步地，網(wǎng)絡(luò)采用雙向傳播機制對網(wǎng)絡(luò)終端發(fā)出的fc幀進行轉(zhuǎn)發(fā)，雙向傳播的機制為：

6、1)、當光纖交換機的通信端口接收的fc幀的did經(jīng)過路由表查詢，判斷為本地光纖交換機內(nèi)部路由時，fc幀直接轉(zhuǎn)發(fā)至光纖交換機內(nèi)的目的端口；

7、2)、當光纖交換機的通信端口接收的fc幀的did經(jīng)過路由表查詢，判斷為其他光纖交換機路由時，fc幀會通過本地光纖交換機的上聯(lián)口同時向外發(fā)送；

8、3)、當光纖交換機的通信端口接收的fc幀的did經(jīng)過路由表查詢，判斷為同時需要轉(zhuǎn)發(fā)到本地和其它光纖交換機時，fc幀轉(zhuǎn)發(fā)到本地光纖交換機的目的端口，fc幀同時通過光纖交換機的上聯(lián)口向外發(fā)送。

9、上述任一項技術(shù)方案中，進一步地，光纖交換機在接收到來自兩個方向的相同fc幀時，優(yōu)先選擇延遲最小的一條路徑進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，光纖交換機將該fc幀的sid及優(yōu)先接收的上聯(lián)口的編號存儲到一個哈希表中，哈希表中記錄每個sid的最優(yōu)路徑，該記錄的生存周期為200毫秒，若在此周期內(nèi)未再收到相同sid的幀，則清除該記錄。

10、上述任一項技術(shù)方案中，進一步地，光纖交換機具有傳播終止機制，光纖交換機記錄從通信端口接收的fc幀的sid并進行緩存，當光纖交換機的上聯(lián)口收到fc幀時會提取出sid，并將其和緩存中的sid進行查找匹配，若緩存中已存在該sid，則將該fc幀丟棄并清除該緩存，若緩存中不存在該sid則對該fc幀進行路由轉(zhuǎn)發(fā)。

11、上述任一項技術(shù)方案中，進一步地，光纖交換機包含發(fā)送端口阻塞機制，當最優(yōu)路徑確定后，接收端的光纖交換機會通過通信握手機制通知發(fā)送端停止非最優(yōu)路徑的數(shù)據(jù)傳播，發(fā)送端在接收到握手信息后，提取信息中的fc幀sid，并更新其哈希表中的對應(yīng)表項，當再次收到相同的fc幀時，不再向非最優(yōu)路徑轉(zhuǎn)發(fā)，阻止后續(xù)同一源標識符sid的fc幀向非最優(yōu)路徑發(fā)送。

12、本發(fā)明的有益效果是：

13、本發(fā)明中的技術(shù)方案通過光纖交換機構(gòu)成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的方式，優(yōu)化了傳統(tǒng)環(huán)網(wǎng)中通信終端直接互聯(lián)的布局結(jié)構(gòu)；與現(xiàn)有技術(shù)相比，該方案大幅減少了系統(tǒng)中需要的物理連接線數(shù)量，降低了布線復(fù)雜性和成本，簡化了網(wǎng)絡(luò)的部署和維護；

14、本發(fā)明通過引入雙向傳播機制和最優(yōu)路徑選擇，確保網(wǎng)絡(luò)中的多個通信終端可以同時高效地利用網(wǎng)絡(luò)資源，極大提高了整個網(wǎng)絡(luò)的吞吐量和利用率；數(shù)據(jù)幀同時在兩個方向上傳輸，接收端交換機選擇延遲較小的路徑進行轉(zhuǎn)發(fā)，顯著減少了最遠通信終端之間的數(shù)據(jù)傳輸延遲，提升了系統(tǒng)的實時性和響應(yīng)速度。

技術(shù)特征：

1.一種光纖通道環(huán)形網(wǎng)絡(luò)處理方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如權(quán)利要求1所述的光纖通道環(huán)形網(wǎng)絡(luò)處理方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)采用雙向傳播機制對網(wǎng)絡(luò)終端發(fā)出的fc幀進行轉(zhuǎn)發(fā)，雙向傳播的機制為：

3.如權(quán)利要求2所述的光纖通道環(huán)形網(wǎng)絡(luò)處理方法，其特征在于，所述光纖交換機在接收到來自兩個方向的相同fc幀時，優(yōu)先選擇延遲最小的一條路徑進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，光纖交換機將該fc幀的sid及優(yōu)先接收的上聯(lián)口的編號存儲到一個哈希表中，哈希表中記錄每個sid的最優(yōu)路徑，該記錄的生存周期為200毫秒，若在此周期內(nèi)未再收到相同sid的幀，則清除該記錄。

4.如權(quán)利要求1所述的光纖通道環(huán)形網(wǎng)絡(luò)處理方法，其特征在于，所述光纖交換機具有傳播終止機制，光纖交換機記錄從通信端口接收的fc幀的sid并進行緩存，當光纖交換機的上聯(lián)口收到fc幀時會提取出sid，并將其和緩存中的sid進行查找匹配，若緩存中已存在該sid，則將該fc幀丟棄并清除該緩存，若緩存中不存在該sid則對該fc幀進行路由轉(zhuǎn)發(fā)。

5.如權(quán)利要求1所述的光纖通道環(huán)形網(wǎng)絡(luò)處理方法，其特征在于，所述光纖交換機包含發(fā)送端口阻塞機制，當最優(yōu)路徑確定后，接收端的光纖交換機會通過通信握手機制通知發(fā)送端停止非最優(yōu)路徑的數(shù)據(jù)傳播，發(fā)送端在接收到握手信息后，提取信息中的fc幀sid，并更新其哈希表中的對應(yīng)表項，當再次收到相同的fc幀時，不再向非最優(yōu)路徑轉(zhuǎn)發(fā)，阻止后續(xù)同一源標識符sid的fc幀向非最優(yōu)路徑發(fā)送。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種光纖通道環(huán)形網(wǎng)絡(luò)處理方法，涉及光纖通信的技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括：通過至少三個光纖交換機依次連接形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每個光纖交換機具有多個通信端口和兩個上聯(lián)口，所有光纖交換機通過上聯(lián)口相互連接形成閉環(huán)，通信端口用于接入網(wǎng)絡(luò)中的多個通信終端；根據(jù)通信終端地址采用網(wǎng)絡(luò)生成樹機制建立網(wǎng)絡(luò)路由表，并保持所有光纖交換機的路由表一致，路由表用于存儲每個通信終端的源標識符SID和目標標識符DID，光纖交換機通過查詢路由表，確定網(wǎng)絡(luò)終端發(fā)出的FC幀的最佳轉(zhuǎn)發(fā)路徑。

技術(shù)研發(fā)人員：李可維,張煒龍,王杰,孔祥偉,廖于翔,姜波,李銳,彭年,邢賀鵬,孫海晶,周樑
受保護的技術(shù)使用者：中國船舶集團有限公司第七一九研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9