一种兼容以太网的方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域， 特别是涉及一种兼容以太网的数据传输方 法、 一种以太网协转网关、 一种节点服务器及一种兼容以太网的通信系统 。 背景技术

通信网络（包括互联网）使得不同的个人和机 构之间能够交换信息和 其他信息资源。 网络通常包括通路、 传输、 信令以及网络管理等技术。 这 些技术已广泛地见诸于各类文献。 对此作了概括介绍的有： Steven Shepherd 所著的 《 Telecommunications Convergence》 ( McGraw-Hill , 2000 ) , Annabel Ζ. Dodd 所 著 的 《 The Essential Guide, to Telecommimications》 第三版 ( Prentice Hall PRT, 2001 ), 或 Ray Horak 所著的 《 Communications Systems and Networks》 第二版 ( M&T Books, 2000 )。 这些技术以往取得的进展已经充分地增进了信 息传输的速度和质 量， 并降低了其费用。

连接终端到一个广域传输网络的通路技术（如 终端装置和网络边缘的 局域环路）已经从 14.4、 28.8和 56K的调制解调器发展到包括 ISDN、 Tl、 线缆调制解调器、 DSL、 以太网和无线连接在内的技术。

现今用在广域网中的传输技术包括： 同步光纤网 ( SONET )、 密集 波分复用（DWDM )、帧中继、异步传输模式（ATM )和弹性分组环（RPR )。

在所有不同的信令技术中（如在网络中用来建 立、维持和终结通信的 协议和方法）， 互联网协议 （IP ) 的应用最为广泛。 事实上， 几乎所有的 通信和网络专家认为集声音 （如电话）、 视频和数据网于一体的一个基于

IP 协议的网络（如互联网） 将是不可避免的。 就像一位作者所阐述的那 样： "有一件事是清楚的， 那就是以 IP为基础的整合各类网络于一体的列 车已经驶离了车站，有些乘客对此次旅行极具 热情， 而另一些则很不情愿 地被拖拽而行， 并哭、 叫、 踢打着列举 IP的种种缺陷。 但是不管它有着 何种缺陷， IP 已被采纳为一种行业标准， 除了它以外没有任何其他的技 术具有如此大的潜力和发展的空间。 ，，（摘自 1998年 8月 10日 《Network World》 上的 "IP Convergence： Building the Future" , 作者 Susan Breidenbach )。 随着 Internet的业务爆炸式增长， 其应用范围已扩展到社会的各个领 域和各个行业。 从电信业来看， 传统的电信业务已越来越多地采用 IP传 输， 即所谓的 Everything Over IP。 现有的电信网的框架将从电路交换及 其组网技术， 逐步转向以分组交换特别是 IP 为基础的新框架， 电信网 承载的业务将从以电话为主， 转向以数据业务为主。

TCP/IP网络协议：

TCP/IP ( Transmission Control Protocol/Internet Protocol, 传输控制十办 议 /网间网协议）是目前世界上应用最为广泛的� �议， 它的流行与 Internet 的迅猛发展密切相关一 TCP/IP最初是为互联网的原型 ARPANET所设计 的， 目的是提供一整套方便实用、 能应用于多种网络上的协议， 事实证明

TCP/IP 做到了这一点， 它使网络互联变得容易起来， 并且使越来越多的 网络加入其中， 成为 Internet的事实标准。

* 应用层一应用层是所有用户所面向的应用程序 的统称。 TCP/IP 协 议族在这一层面有着很多协议来支持不同的应 用，许多大家所熟悉的基于 Internet 的应用的实现就离不开这些协议。 如我们进行万维网 （WWW ) 访问用到了 HTTP协议、 文件传输用 FTP协议、 电子邮件发送用 SMTP、 域名的解析用 DNS协议、 远程登录用 Telnet协议等等，都是属于 TCP/IP 应用层的； 就用户而言，看到的是由一个个软件所构筑的 大多为图形化的 操作界面， 而实际后台运行的便是上述协议。

* 传输层一这一层的的功能主要是提供应用程序 间的通信， TCP/IP 协议族在这一层的协议有 TCP和 UDP。

* 网络层一是 TCP/IP协议族中非常关键的一层，主要定义了 IP地址 格式， 从而能够使得不同应用类型的数据在 Internet上通畅地传输， IP协 议就是一个网络层协议。

* 网络接口层一这是 TCP/IP软件的最低层，负责接收 IP数据包并通 过网络发送之， 或者从网络上接收物理帧， 抽出 IP数据报， 交给 IP层。

IP 是怎样实现网络互连的？ 各个厂家生产的网络系统和设备， 如以 太网、 分组交换网等， 它们相互之间不能互通， 不能互通的主要原因是因 为它们所传送数据的基本单元 （技术上称之为"帧"） 的格式不同。 IP 协 议实际上是一套由软件程序组成的协议软件， 它把各种不同"帧 "统一转换 成" IP 数据包"格式， 这种转换是因特网的一个最重要的特点， 使所有各 种计算机都能在因特网上实现互通， 即具有 "开放性"的特点。

那么， "数据包" 是什么？ 它又有什么特点呢？ 数据包也是分组交换 的一种形式， 就是把所传送的数据分段打成 "包"， 再传送出去。 但是， 它属于"无连接型"， 是把打成的每个"包"（分组） 都作为一个"独立的报 文"传送出去， 所以叫做"数据包"。 这样， 在开始通信之前就不需要先连 接好一条电路， 各个数据包不一定都通过同一条路径传输， 所以叫做"无 连接型"。 这一特点非常重要， 在文本信息传输的情况下， 它大大提高了 网络的坚固性和安全性。

每个数据包都有报头和报文这两个部分，报头 中有目的地址等必要内 容，使每个数据包不经过同样的路径都能准确 地到达目的地。在目的地重 新组合还原成原来发送的数据。 这就要 IP具有分组打包和集合组装的功 能。

在实际传送过程中，数据包还要能根据所经过 网络规定的分组大小来 改变数据包的长度， IP数据包的最大长度可达 65535个字节。

服务品质保证（QoS )是 IP 互联网的一个主要问题。 尽管长期以来 无数个研究报告试图解决这一难题， 如果我们将 QoS 主要里程碑按时间 排列， 不难看出互联网 QoS 是不断降低要求， 并不断失败的无奈历史。 从" Inte Serv" ( 1990 ) 到" Diff Serv" ( 1997 ) , 再到" Lightload" ( 2001 ) , 各种看似有效的 QoS 局部改善方案加起来， 距离全网范围品质保证的目 标还是像水中的月亮。 QoS 看起来很近， 其实遥不可达。

早在 IP 互联网初期阶段， 视讯应用已经成为网络月良务的目标， 如 MBone 。 由于缺乏有效的品质保证， 长期无法开展有商业价值的视频通 讯服务， 削弱了 IP 互联网的盈利能力。 因此， 解决网络传输品质难题， 具有很大的商业价值。 网络传输品质具体表现为丟包和误码。 电脑文件对 于传输中的错误不敏感， 就算传输过程中大部分数据包都丟掉了， 只要有 TCP 的重发机制， 电脑还是会认为网络是可用的。 但是， 若丟包和误码 率高于千分之一 ,对同步视讯将会造成视音品质下降。经验数� �告诉我们 , 高品质视频通讯甚至要求丟包和误码少于十万 分之一。当前网络环境的测 试数据显示， 绝大部分丟包发生在路由器内部，在光纤传输 中产生的误码 几乎可以忽略不计。

*为什么 "Inte Serv"不成功？ "Inte Serv"建立在独立流资源预留的基础上， 采用 Resource Reservation SetupProtocol ( RSVP ) 。 在一个大规模网络环境中， 如果能 在两个视讯终端之间预留一部分带宽资源， 为该视讯业务专用。 听起来艮 好， 但实际上行不通。

首先， 这个方案要求全网设备改造， 等于重新建网， 实际操作几乎不 可能。

其次， 就算实现了全网改造， 比如能够在每一台交换机内， 为 2Mbps 的视讯业务保留 2Mbps带宽， 能否解决品质保证呢？ 答案是否定的。

所谓 RSVP 的 2Mbps 带宽只能对宏观而言， 如果 1 秒钟的数据集中 在前半秒发送， 就会造成问题， 形成周期性的突发流量。 由于， IP 互联 网的核心理念是尽力而为，在每一个网络节点 ， 交换机总是试图以最快速 度转发数据。 当一个视讯流通过多级交换机后必然导致流量 分布不均匀。 多个不均匀的非同步流合在一起，在一段时间 内将产生更大的不均匀，也 就是说， 网络流量一定有周期性的阻塞。 随着视讯用户数增加， 周期性的 阻塞没有上限， 当超过交换机内部储存量， 直接导致丟包后果。

*为什么 "Diff Serv"不成功？

在" Inte Serv"问世 7 年后， 一种新方法" Diff Serv"开始流行。 "Diff Serv"试图提供一种优于尽力而为的网络服务。 这一方法不需要复杂的全 网资源预留， 实施很简单。 只要在每个数据包中打上"优先级，，标记， 网络 交换机首先处理带有 "优先级，，的视讯数据。其基本原理好比银� �为 VIP 客 户发放金卡，能够有效减少高端客户的排队时 间。这个方法听起来也很好， 但实际上还是行不通。

我们不能忽视一个简单的事实，单一视讯业务 流量远远大于传统非视 讯业务（百倍以上） 。

只要有少量视讯用户， 网络上看到的几乎都是视讯数据包。如果大部 分数据包都有金卡， 也就谈不上 VIP 了。 另外由于 IP 互联网管理不是强 制性的， 尽管 QoS 为用户制定了一套独善其身的道德标准， 但要求别人 都自觉执行根本不现实。

因此， "Diff Serv，，除了在少数企业专网中有用， 难以在大规模公网中 有效推广。

*为什么 "Light load"不成功？ 自从 IP 互联网逐步普及以来， 人们不间断地寻找解决网络品质保证 的良方。网络技术专家们经过 10 多年搜肠刮肚，两大 QoS 方案均不理想。 在对于解决 QoS 失去信心的大环境下， 一些不愿留名的人提出了不是办 法的办法， 即" Light load"。 其基本设想是所谓的轻载网络， 认为只要给 足带宽， 光纤入户， 就不担心网络拥塞。

轻载网络的设想可行吗？ 答案还是否定的。

当前的网络技术专家们似乎没有意识到一个基 本原理，网络丟包现象 的根源是流量不均勾性造成的。从宏观上看， 在一个时间段发送略快一点， 必然导致另一时间段的拥挤， 只要网络流量不均匀， 网络可能达到的峰值 流量就没有上限， 在短时间内可以占满任意大的带宽。

其实， 只要有 2Mbps 带宽就可以传输相当不错的视讯节目， 若有 8Mbps 带宽， 就可以传输 HDTV 品质的视讯内容。 然而， 如果我们在普 通网站上随意点看一段文字或一幅照片，现今 的网站服务器多数使用千兆 网口， 其瞬间流量是 HDTV 的数十倍。 如果有许多个类似网站， 刚巧碰 撞在一起， 在某个短时间产生的突发流量会超过全网用户 使用 HDTV 所 需， 能够占满任意宽的网络。 统计分析显示， 这种碰撞是很频繁的。

IP 互联网试图采用储存器来吸收瞬间流量， 其后果是增加了传输时 延。 由于储存能力有限， 而突发流量没有上限。 因此， 采用储存方法只能 改善本设备丟包的机会，在本节点吸收的突发 流量将对下一个节点造成更 大的压力。视讯流量源源不断， 交换机储存方式加剧了突发流向薄弱节点 汇聚， 网络丟包不可避免。

当前的网络建设者们， 采用轻载加上 "Diff Serv"技术， 可以应付窄带 的 VoIP 语音业务。 这是因为语音在网络总流量中不占主要部分， 一旦发 生拥挤，牺牲电脑文件，对语音优先。但是， 对于高带宽的视频通讯而言， 局部扩容只能收到暂时改善的效果。如果其他 地方也扩容， 网络流量的不 均匀性跟着水涨船高，导致原先已扩容部分的 效果下降。如果全网都平均 扩容的话， 传输品质又将恢复到原先没有扩容前的样子。 也就是说， 整体 扩容是无效的。

当前的设备厂商推荐每户数十， 乃至上百兆的超宽带接入网， 就算每 家都有了光纤到户，还是难以向消费者展示品 质保证的视频通讯服务。再 复杂的 QoS 手段充其量只能"改善" IP 互联网的传输品质，而无法"保证" 网络传输品质。

以太网 （ Ethernet )是一种计算机局域网组网技术。 以太网是当前应 用最普遍的局域网技术， 它很大程度上取代了其他局域网标准， 如令牌环 网 （token r ing )、 FDDI和 ARCNET。 以太网采用带冲突检测的载波帧听多 路访问 （CSMA/CD )机制， 以太网中节点都可以看到在网络中发送的所有 信息， 因此， 以太网是一种广播网络。 以太网大多采用星型拓朴结构。

在连接以太网的 IP网络中， IP网络的绝大部分应用是面向无连接的、 非实时的， 而对视频等多媒体服务而言， 它需要恒定的、 实时的传送。 多 媒体服务所必须的基本条件和那些传统的数据 性服务所必须的基本条件 (如网页文本、 图像、 电子邮件、 FTP和 DNS服务）有着显著差别。 特别 是多媒体服务对于端对端延时和延时变化特别 敏感， 但是却能容忍偶然的 数据丟失， 这些在服务需求上的截然不同表明了原先已设 计成用来传输数 据的通信网络架构是不适合被用来提供多媒体 服务的。

但是， 以太网是最广泛使用的局域网， 如果连接局域网的网络结构全 部更换为另一种适用于传输多媒体服务的网络 ， 将耗费大量的人力、 财力 和研发资源， 而目前的 IP网络又不能满足日益增长的多媒体传输需求� �� 发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种兼容以 太网的数据传输方法、 一种以太网协转网关、 一种节点服务器及一种兼容以太网的通信系统 ， 以 解决如何兼容以太网的问题。 为了解决上述问题， 本发明公开了一种新型网兼容以太网的数据传 输 方法， 所述新型网为具有集中控制功能的网络， 终端通过以太网与新型网 连接， 所述方法包括： 以太网协转网关接入新型网， 从具有集中控制功能 的节点服务器获得该以太网协转网关下绑定的 终端 MAC地址； 所述以太网 协转网关接收新型网发来的数据包， 在所述数据包中添加以太网协转网关 的 MAC地址和目标终端的 MAC地址， 然后发送至以太网； 所述以太网协转 网关接收以太网发来的数据包， 去掉所述数据包中以太网协转网关的 MAC 地址和源终端的 MAC地址， 然后发送至新型网； 其中， 所述目标终端和源 终端遵循新型网协议。 具体的 , 添加了以太网协转网关 MAC地址和目标终端 MAC地址的数据 包， 在以太网中采用以太网协议进行传输； 去掉了以太网协转网关 MAC地 址和源终端 MAC地址的数据包， 在新型网中采用新型网协议进行传输。

为了实现兼容， 所述新型网发来的数据包和所述以太网发来的 数据 包， 包头都包含传输两端在新型网的地址， 所述地址为数据包的源地址和 目的地址。 当所述以太网协转网关接入新型网后， 还包括： 从节点服务器 获得以太网协转网关下绑定的终端 MAC 地址与终端在新型网的地址的映 射； 则所述以太网协转网关接收新型网发来的数据 包， 根据数据包的目的 地址与 MAC地址的映射， 在数据包中添加对应的目标终端的 MAC地址。

下面分别说明以太网协转网关和终端的入网过 程。

所述以太网协转网关接入新型网包括： 新型网中具有集中控制功能的 节点服务器下发查询包； 以太网协转网关上电初始化后， 收到查询包， 返 回包含以太网协转网关序列号的应答包； 节点服务器在注册信息表中查找 与所述序列号对应的以太网协转网关信息， 所述以太网协转网关信息包括 以太网协转网关 MAC地址和该以太网协转网关下绑定的终端 MAC地址； 节 点服务器向所述以太网协转网关发送入网命令 ， 所述入网命令中包含以太 网协转网关在新型网的地址和以太网协转网关 的 MAC 地址； 所述以太网 协转网关收到入网命令后返回应答， 以太网协转网关接入新型网。

所述以太网协转网关接入新型网后， 节点服务器将所述以太网协转网 关下绑定的终端 MAC地址通知该以太网协转网关。 其中， 终端 MAC地址和 以太网协转网关的绑定关系在终端和以太网协 转网关售出时预设在节点 服务器中。

所述以太网协转网关收到入网命令后， 还包括： 设置以太网协转网关 中的协议包地址表， 该表用于将该以太网协转网关接收的协议包分 别导向 到以太网协转网关的相应端口； 所述协议包包括节点服务器下发的查询 包。

所述以太网协转网关接入新型网， 获得以太网协转网关的 MAC地址和 该以太网协转网关下绑定的终端 MAC地址之后， 以太网协转网关下绑定的 终端接入新型网， 具体包括以下步骤： 新型网中具有集中控制功能的节点 服务器下发查询包； 以太网协转网关收到查询包， 根据协议包地址表， 将 查询包导向到相应端口， 然后在所述查询包中添加以太网协转网关的 MAC 地址和目标终端的 MAC地址， 并转发； 终端上电初始化后， 收到查询包， 返回包含终端序列号的应答包； 以太网协转网关去掉所述应答包中的以太 网协转网关 MAC地址和终端 MAC地址， 然后转发给节点服务器； 节点服务 器在注册信息表中找到与所述终端序列号对应 的终端信息， 发送入网命 令， 所述入网命令中包含终端在新型网的地址； 以太网协转网关收到所述 入网命令， 添加以太网协转网关的 MAC地址和目标终端的 MAC地址后进行 转发； 终端收到入网命令后返回应答， 以太网协转网关去掉所述应答中的 以太网协转网关 MAC地址和终端 MAC地址后转发给节点服务器， 终端接入 新型网。

以太网协转网关接入新型网后， 可以对协议包进行加减 MAC。 例如， 针对源终端发起的服务申请协议包， 包中包含所绑定以太网协转网关的 MAC地址和源终端 MAC地址； 以太网协转网关去掉所述服务申请协议包中 的以太网协转网关 MAC地址和源终端 MAC地址后， 转发给新型网。

以太网协转网关接入新型网后， 还可以设置自身的数据包地址表， 具 体为： 节点服务器根据所述服务申请协议包， 获取针对该服务的上行和下 行传输路径， 并将上行和下行传输路径配置信息分别发送给 上行和下行传 输路径上的以太网协转网关； 上行和下行传输路径上的以太网协转网关根 据所述配置信息设置各自的数据包地址表； 所述数据包地址表用于将以太 网协转网关接收的数据包导向到相应端口。

其中， 当数据传输为单向传输时， 与源终端绑定的以太网协转网关设 置上行传输的数据包地址表， 与目标终端绑定的以太网协转网关设置下行 传输的数据包地址表； 当数据传输为双向传输时， 与源终端绑定的以太网 协转网关设置上行和下行传输的数据包地址表 ， 与目标终端绑定的以太网 协转网关也设置上行和下行传输的数据包地址 表。

数据包地址表的使用如下： 所述以太网协转网关接收新型网发来的数 据包， 查询数据包地址表， 将数据包导向到相应端口， 并添加以太网协转 网关的 MAC地址和目标终端的 MAC地址后发送； 所述以太网协转网关接收 以太网发来的数据包， 去掉所述数据包中以太网协转网关的 MAC地址和源 终端的 MAC地址， 查询数据包地址表， 将数据包导向到相应端口， 然后发 送。 特殊的， 当节点服务器与以太网协转网关之间还包括新 型网的接入交 换机时， 节点服务器向上行和下行传输路径上的接入交 换机发送传输路径 配置信息， 接入交换机根据所述配置信息设置各自的数据 包地址表； 所述 数据包地址表用于将接入交换机接收的数据包 导向到相应端口。

在上述过程中， 节点服务器通过以下方式获取针对该服务的上 行和下 行传输路径： 节点服务器中维护着地址信息表， 所述地址信息表记录了新 型网地址占用信息、 设备描述信息和设备资源描述信息， 其中设备资源描 述信息包括该设备各个网络端口连接的设备新 型网地址； 节点服务器根据 地址信息表中设备各个网络端口连接的设备新 型网地址， 获得对应该服务 的上行和下行传输路径。 特殊的， 若节点服务器获得多条针对该服务的上 行或下行传输路径， 则节点服务器按照预置规则选择其中一条传输 路径。 在完成该服务后， 节点服务器修改地址信息表中的内容， 所述修改包括将 对应表项的地址占用信息更新为未占用， 以及译放对应的设备描述信息和 设备资源描述信息。

接入交换机的入网过程包括： 新型网中具有集中控制功能的节点服务 器下发查询包； 接入交换机上电初始化后， 收到查询包， 返回包含接入交 换机序列号的应答包； 节点服务器在注册信息表中查找与所述序列号 对应 的接入交换机信息， 发送入网命令， 所述入网命令中包含接入交换机在新 型网的地址； 所述接入交换机收到入网命令后返回应答， 接入交换机接入 新型网。

通过上述内容， 新型网和以太网通过以太网协转网关实现了良 好的兼 容。此外，所述以太网协转网关还可以具有上 述接入交换机所具有的功能， 例如实现精确的流量控制， 具体实现方式如下：

所述以太网协转网关接收以太网发来的数据包 之后， 去掉所述数据包 中以太网协转网关的 MAC地址和源终端的 MAC地址之前， 还包括： 对接 收的数据包进行检测， 如果符合检测要求， 则分配相应的流标识符。 其中， 所述检测可以是： 检测数据包的以太网协转网关 MAC地址、 源终端 MAC地 址、 目的地址、 源地址、 数据包类型和包长度是否符合要求。

进一步， 所述以太网协转网关去掉所述数据包中以太网 协转网关的 MAC地址和源终端的 MAC地址之后， 发送之前， 还包括： 根据流标识符将 数据包放入相应的端口接收緩存； 从端口接收緩存读取数据包， 并根据流 标识符放入相应流的包緩存队列； 轮询包緩存队列， 当产生发送令牌后， 根据发送令牌中的流标识符， 从相应流的包緩存队列中顺序读取数据包， 并放入端口发送緩存； 从端口发送緩存读取数据包发送。

此外， 所述以太网协转网关还可以判断是否同时满足 以下两个条件： 第一， 端口发送緩存未满； 第二， 相应流的包緩存队列中的包计数器大于 零； 如果同时满足， 则根据发送令牌中的流标识符， 从相应流的包緩存队 列中顺序读取数据包， 并放入端口发送緩存。

上述流量控制过程中， 所述发送令牌通过以下方式产生： 新型网中具 有集中控制功能的节点服务器根据终端发起的 服务申请协议包， 生成流量 控制信息， 并发送给上行链路上进行流量控制的以太网协 转网关， 所述流 量控制信息包括发送时间间隔和发送的数据大 小； 以太网协转网关根据流 量控制信息产生发送令牌， 所述令牌中包含流标识符。 优选的， 所述流量 控制信息中发送的数据大小包括可发送字节的 最大值和用于调整变长包 发送的参数。

更具体的， 所述节点服务器通过以下方式生成流量控制信 息： 节点服务器中维护着地址信息表， 所述地址信息表记录了新型网地址 占用信息、 设备描述信息和设备资源描述信息， 其中设备资源描述信息包 括该设备各个网络端口连接的设备新型网地址 和该设备各个网络端口的 上下行流量计数； 节点服务器根据地址信息表中设备各个网络端 口连接的 设备新型网地址， 获得对应该服务的上行和下行链路； 并根据设备各个网 络端口的上下行流量计数， 获得针对该服务的上行和下行链路的剩余流量 资源。 节点服务器检查针对该服务的上行和下行链路 的剩余流量资源是否 都满足服务所需的流量资源， 如果都满足， 则生成对应该服务的流量控制 信息； 如果不满足， 则拒绝服务申请。

此外， 所述节点服务器还可以对协议包进行流量控制 ， 具体如下： 以 太网协转网关接收服务申请协议包， 对所述服务申请协议包进行以太网协 转网关 MAC地址、 源终端 MAC地址、 目的地址、 源地址、 数据包类型和包 长度的检测， 如果符合检测要求， 则放入相应的端口接收緩存； 从所述端 口接收緩存读取协议包，并放入相应的包緩存 队列；轮询所述包緩存队列， 如果端口发送緩存未满， 并且所述包緩存队列中的包计数器大于零， 则以 预定义的时间间隔从包緩存队列中顺序读取协 议包， 并放入端口发送緩 存； 从端口发送緩存读取协议包发送。

本发明还提供了一种新型网兼容以太网的以 太网协转网关， 以太网协 转网关接入新型网， 并通过以太网和终端相连， 所述新型网为具有集中控 制功能的网络， 所述以太网协转网关包括：

MAC 获取模块， 用于接入新型网后， 从具有集中控制功能的节点服务 器获得该以太网协转网关下绑定的终端 MAC地址；

MAC 添加模块， 用于接收新型网发来的数据包， 在所述数据包中添加 以太网协转网关的 MAC地址和目标终端的 MAC地址， 然后发送至以太网； MAC 删除模块， 用于接收以太网发来的数据包， 去掉所述数据包中以 太网协转网关的 MAC地址和源终端的 MAC地址， 然后发送至新型网； 其中， 所述目标终端和源终端遵循新型网协议。

具体的， 添加了以太网协转网关 MAC地址和目标终端 MAC地址的数据 包， 在以太网中采用以太网协议进行传输； 去掉了以太网协转网关 MAC地 址和源终端 MAC地址的数据包， 在新型网中采用新型网协议进行传输。

为了实现兼容， 所述新型网发来的数据包和所述以太网发来的 数据 包， 包头都包含传输两端在新型网的地址， 所述地址为数据包的源地址和 目的地址。 相应的， 所述以太网协转网关还包括： 映射关系获取模块， 用 于在以太网协转网关接入新型网后， 从节点服务器获得以太网协转网关下 绑定的终端 MAC地址与终端在新型网的地址的映射； 则所述 MAC添加模块 接收新型网发来的数据包， 根据数据包的目的地址与 MAC地址的映射， 在 数据包中添加对应的目标终端的 MAC地址。

其中， 所述 MAC获取模块包括以下模块， 用于实现入网：

查询包接收子模块， 用于上电初始化后， 接收节点服务器下发的查询 包；

查询应答子模块， 用于返回包含以太网协转网关序列号的应答包 ； 入网命令接收子模块， 用于当节点服务器在注册信息表中查找到与所 述序列号对应的以太网协转网关信息后， 接收节点服务器发送的入网命 令， 所述以太网协转网关信息包括以太网协转网关 MAC地址和该以太网协 转网关下绑定的终端 MAC地址， 所述入网命令中包含以太网协转网关在新 型网的地址和以太网协转网关的 MAC地址；

入网应答子模块， 用于收到入网命令后返回应答， 以太网协转网关接 入新型网。

所述 MAC获取模块还包括： 终端 MAC获取子模块，用于接入新型网后， 接收节点服务器发送的以太网协转网关下绑定 的终端 MAC地址。 其中， 终 端 MAC地址和以太网协转网关的绑定关系在终端和 以太网协转网关售出时 预设在节点服务器中。

所述以太网协转网关设置有协议包地址表， 相应的， 还包括： 协议包 地址表配置模块， 用于收到入网命令后， 设置以太网协转网关中的协议包 地址表， 该表用于将该以太网协转网关接收的协议包分 别导向到以太网协 转网关的相应端口； 所述协议包包括节点服务器下发的查询包。 相应的， 还包括： 查询包导向模块， 用于在以太网协转网关下绑定的终端接入新型 网的过程中， 接收节点服务器下发的查询包， 并根据协议包地址表， 将查 询包导向到相应端口。

相应的， 所述 MAC添加模块还用于在所述查询包中添加以太网 协转网 关的 MAC地址和目标终端的 MAC地址， 并转发； 所述 MAC删除模块还用于 在终端上电初始化收到查询包， 并返回包含终端序列号的应答包后， 去掉 所述应答包中的以太网协转网关 MAC地址和终端 MAC地址， 然后转发给节 点服务器； 所述 MAC添加模块还用于当节点服务器在注册信息表 中找到与 所述终端序列号对应的终端信息， 发送包含终端在新型网的地址的入网命 令后，在所述入网命令中添加以太网协转网关 的 MAC地址和目标终端的 MAC 地址， 并进行转发； 所述 MAC删除模块还用于当终端收到入网命令并返回 应答后， 去掉所述应答中的以太网协转网关 MAC地址和终端 MAC地址， 并 转发给节点服务器。 所述 MAC删除模块还用于当源终端发起服务申请协议 包后 ,去掉所述服务申请协议包中的以太网协转网� � MAC地址和源终端 MAC 地址， 并转发给新型网。

所述以太网协转网关设置有数据包地址表， 相应的， 还包括： 数据包 地址表配置模块， 用于当节点服务器根据所述服务申请协议包， 获取针对 该服务的上行和下行传输路径， 并将上行和下行传输路径配置信息分别发 送给上行和下行传输路径上的以太网协转网关 后， 根据所述配置信息设置 各自的数据包地址表； 所述数据包地址表用于将以太网协转网关接收 的数 据包导向到相应端口。

其中， 当数据传输为单向传输时， 与源终端绑定的以太网协转网关中 的数据包地址表配置模块设置上行传输的数据 包地址表， 与目标终端绑定 的以太网协转网关中的数据包地址表配置模块 设置下行传输的数据包地 址表； 当数据传输为双向传输时， 与源终端绑定的以太网协转网关的数据 包地址表配置模块设置上行和下行传输的数据 包地址表， 与目标终端绑定 的以太网协转网关的数据包地址表配置模块也 设置上行和下行传输的数 据包地址表。

相应的， 所述以太网协转网关还包括： 数据包导向模块， 用于当接收 新型网发来的数据包后， 查询数据包地址表， 将数据包导向到相应端口， MAC添加模块添加以太网协转网关的 MAC地址和目标终端的 MAC地址后发 送； 还用于当接收以太网发来的数据包， MAC 删除模块去掉所述数据包中 以太网协转网关的 MAC地址和源终端的 MAC地址后， 查询数据包地址表， 将数据包导向到相应端口， 然后发送。

所述以太网协转网关还具有流量精确控制的功 能， 其实现如下： 还包括： 包检测模块， 用于对接收的数据包进行检测， 如果符合检测 要求， 则分配相应的流标识符。 其中， 所述包检测模块可以检测数据包的 以太网协转网关 MAC地址、 源终端 MAC地址、 目的地址、 源地址、 数据包 类型和包长度是否符合要求。

还包括： 端口接收緩存， 用于按照流标识符存放相应的数据包； 包緩存器， 用于存放从端口接收緩存读取的数据包；

端口发送緩存， 用于存放从包緩存器读取的数据包；

交换引擎， 用于从端口接收緩存读取数据包， 并根据流标识符放入相 应流的包緩存器队列； 轮询包緩存器队列， 当获得发送令牌后， 根据发送 令牌中的流标识符， 从相应流的包緩存器队列中顺序读取数据包， 并放入 端口发送緩存； 从端口发送緩存读取数据包发送。

此外， 所述交换引擎还用于判断是否同时满足以下两 个条件： 第一， 端口发送緩存未满； 第二， 相应流的包緩存队列中的包计数器大于零； 如 果同时满足， 则根据发送令牌中的流标识符， 从相应流的包緩存队列中顺 序读取数据包， 并放入端口发送緩存。 还包括： CPU模块， 用于从节点服务器获得针对每个服务的流量控 制 信息， 所述流量控制信息包括发送时间间隔和发送的 数据大小。

还包括： 码率控制模块， 用于由 CPU模块配置， 根据流量控制信息产 生发送令牌， 并发送给交换引擎， 所述令牌中包含流标识符。 其中， 所述 流量控制信息中发送的数据大小包括可发送字 节的最大值和用于调整变 长包发送的参数。

所述以太网协转网关不仅可以对数据包进行流 量控制， 还可以对协议 包进行流量控制， 实现如下：

包检测模块， 还用于对接收的服务申请协议包进行以太网协 转网关 MAC地址、 源终端 MAC地址、 目的地址、 源地址、 数据包类型和包长度的 检测， 如果符合检测要求， 则放入相应的端口接收緩存；

端口接收緩存， 还用于存放协议包；

包緩存器， 还用于存放从端口接收緩存读取的协议包；

端口发送緩存， 还用于存放从包緩存器读取的协议包；

交换引擎， 还用于从端口接收緩存读取协议包， 并放入相应流的包緩 存器队列； 轮询包緩存器队列， 如果端口发送緩存未满， 并且所述包緩存 队列中的包计数器大于零， 则以预定义的时间间隔从包緩存队列中顺序读 取协议包， 并放入端口发送緩存； 从端口发送緩存读取协议包发送。 本发明还提供了一种新型网兼容以太网的节点 服务器， 所述节点服务 器在新型网中具有集中控制功能， 所述节点服务器包括：

MAC绑定关系表， 用于记录以太网协转网关 MAC地址以及该以太网协 转网关下绑定的终端 MAC地址；

MAC映射表， 用于记录新型网地址与 MAC地址的映射；

MAC发送模块， 用于当以太网协转网关接入新型网时， 根据 MAC绑定 关系表和 MAC映射表， 向入网的以太网协转网关发送该以太网协转网 关的 新型网地址， 以及， 该以太网协转网关下绑定的终端 MAC地址和终端相对 应的新型网地址。

其中， 以太网协转网关的 MAC地址可以由 MAC发送模块向入网的以太 网协转网关发送该以太网协转网关的 MAC地址； 或者， 所述 MAC地址固化 在以太网协转网关中， 此时可以不需要从节点服务器获取。 所述节点服务器在新型网中起集中控制功能， 体现如下： 其一， 还包括： 路径配置模块， 用于根据服务申请协议包， 获取针对 该服务的上行和下行传输路径， 并将上行和下行传输路径配置信息分别发 送给上行和下行传输路径上的以太网协转网关 ； 上行和下行传输路径上的 以太网协转网关根据所述配置信息设置各自的 数据包地址表； 所述数据包 地址表用于将以太网协转网关接收的数据包导 向到相应端口。

其二， 还包括： 地址信息表， 用于记录新型网地址占用信息、 设备描 述信息和设备资源描述信息， 其中设备资源描述信息包括该设备各个网络 端口连接的设备新型网地址和该设备各个网络 端口的上下行流量计数。

其三， 还包括： 传输路径获取模块， 用于根据终端发起的服务申请协 议包， 查找地址信息表中设备各个网络端口连接的设 备新型网地址， 获得 对应该服务的上行和下行传输路径。 若传输路径获取模块获得多条针对该 服务的上行或下行传输路径， 则节点服务器按照预置规则选择其中一条传 输路径。

其四， 还包括： 流量计算模块， 用于根据地址信息表中设备各个网络 端口的上下行流量计数， 获得针对该服务的上行和下行链路的剩余流量 资 源。

其五， 还包括： 流量控制模块， 用于检查针对该服务的上行和下行链 路的剩余流量资源是否都满足服务所需的流量 资源， 如果都满足， 则生成 对应该服务的流量控制信息， 并发送给上行链路上进行流量控制的以太网 协转网关或接入终端的第一个交换机； 如果不满足， 则拒绝服务申请； 所 述流量控制信息包括发送时间间隔、 可发送字节的最大值和用于调整变长 包发送的参数。 本发明还提供了一种新型网兼容以太网的通信 系统， 所述新型网为具 有集中控制功能的网络， 所述通信系统包括：

节点服务器， 在新型网中具有集中控制功能， 用于向入网的以太网协 转网关发送该以太网协转网关下绑定的终端 MAC地址；

以太网协转网关， 通过以太网和终端相连， 包括：

MAC 获取模块， 用于接入新型网， 从具有集中控制功能的节点服 务器获得该以太网协转网关下绑定的终端 MAC地址； MAC 添加模块， 用于接收新型网发来的数据包， 在所述数据包中 添加以太网协转网关的 MAC地址和目标终端的 MAC地址， 然后发送至以太 网；

MAC 删除模块， 用于接收以太网发来的数据包， 去掉所述数据包 中以太网协转网关的 MAC地址和源终端的 MAC地址， 然后发送至新型网； 其中， 所述目标终端和源终端遵循新型网协议；

终端， 连接在以太网中， 通过以太网与新型网连接， 并与以太网协转 网关绑定。

具体的， 添加了以太网协转网关 MAC地址和目标终端 MAC地址的数据 包， 在以太网中采用以太网协议进行传输； 去掉了以太网协转网关 MAC地 址和源终端 MAC地址的数据包， 在新型网中采用新型网协议进行传输。

为了实现兼容， 所述新型网发来的数据包和所述以太网发来的 数据 包， 包头都包含传输两端在新型网的地址， 所述地址为数据包的源地址和 目的地址。 相应的， 所述以太网协转网关还包括： 映射关系获取模块， 用 于在以太网协转网关接入新型网后， 从节点服务器获得以太网协转网关下 绑定的终端 MAC地址与终端在新型网的地址的映射； 则所述 MAC添加模块 接收新型网发来的数据包， 根据数据包的目的地址与 MAC地址的映射， 在 数据包中添加对应的目标终端的 MAC地址。

为了实现入网， 所述以太网协转网关的 MAC获取模块包括：

查询包接收子模块， 用于上电初始化后， 接收节点服务器下发的查询 包；

查询应答子模块， 用于返回包含以太网协转网关序列号的应答包 ； 入网命令接收子模块， 用于接收节点服务器发送的入网命令； 入网应答子模块， 用于收到入网命令后返回应答， 以太网协转网关接 入新型网。

节点服务器还用于在注册信息表中查找与所述 序列号对应的以太网 协转网关信息， 所述以太网协转网关信息包括以太网协转网关 MAC地址和 该以太网协转网关下绑定的终端 MAC地址； 并向所述以太网协转网关发送 入网命令， 所述入网命令中包含以太网协转网关在新型网 的地址和以太网 协转网关的 MAC地址。 所述以太网协转网关的 MAC获取模块还包括： 终端 MAC获取子模块， 用于接入新型网后， 接收节点服务器发送的以太网协转网关下绑定 的终端 MAC地址。 其中， 终端 MAC地址和以太网协转网关的绑定关系在终端和 以 太网协转网关售出时预设在节点服务器中。

所述通信系统通过查表实现数据传输， 具体实现如下：

其一， 所述以太网协转网关设置有协议包地址表， 相应的， 还包括： 协议包地址表配置模块， 用于收到入网命令后， 设置以太网协转网关中的 协议包地址表， 该表用于将该以太网协转网关接收的协议包分 别导向到以 太网协转网关的相应端口； 所述协议包包括节点服务器下发的查询包。 相 应的， 所述以太网协转网关还包括： 查询包导向模块， 用于在以太网协转 网关下绑定的终端接入新型网的过程中， 接收节点服务器下发的查询包， 并根据协议包地址表， 将查询包导向到相应端口。

相应的， 所述 MAC添加模块还用于在所述查询包中添加以太网 协转网 关的 MAC地址和目标终端的 MAC地址， 并转发； 所述 MAC删除模块还用于 在终端上电初始化收到查询包， 并返回包含终端序列号的应答包后， 去掉 所述应答包中的以太网协转网关 MAC地址和终端 MAC地址， 然后转发给节 点服务器。 节点服务器还用于在注册信息表中查找与所述 终端序列号对应 的终端信息， 发送入网命令， 所述入网命令中包含终端在新型网的地址。 所述 MAC添加模块还用于在所述入网命令中添加以太 网协转网关的 MAC地 址和目标终端的 MAC地址， 并进行转发； 所述 MAC删除模块还用于当终端 收到入网命令并返回应答后， 去掉所述应答中的以太网协转网关 MAC地址 和终端 MAC地址， 并转发给节点服务器。

其二， 在服务建立过程中， 所述 MAC删除模块还用于当源终端发起服 务申请协议包后， 去掉所述服务申请协议包中的以太网协转网关 MAC地址 和源终端 MAC地址， 并转发给新型网。 节点服务器还用于根据所述服务申 请协议包， 获取针对该服务的上行和下行传输路径， 并将上行和下行传输 路径配置信息分别发送给上行和下行传输路径 上的以太网协转网关。

所述以太网协转网关设置有数据包地址表， 相应的， 还包括： 数据包 地址表配置模块， 用于根据所述传输路径配置信息设置数据包地 址表， 所 述数据包地址表用于将以太网协转网关接收的 数据包导向到相应端口。 当数据传输为单向传输时， 与源终端绑定的以太网协转网关中的数据 包地址表配置模块设置上行传输的数据包地址 表， 与目标终端绑定的以太 网协转网关中的数据包地址表配置模块设置下 行传输的数据包地址表； 当 数据传输为双向传输时， 与源终端绑定的以太网协转网关的数据包地址 表 配置模块设置上行和下行传输的数据包地址表 ， 与目标终端绑定的以太网 协转网关的数据包地址表配置模块也设置上行 和下行传输的数据包地址 表。

相应的， 所述以太网协转网关还包括： 数据包导向模块， 用于当接收 新型网发来的数据包后， 查询数据包地址表， 将数据包导向到相应端口， MAC添加模块添加以太网协转网关的 MAC地址和目标终端的 MAC地址后发 送； 还用于当接收以太网发来的数据包， MAC 删除模块去掉所述数据包中 以太网协转网关的 MAC地址和源终端的 MAC地址后， 查询数据包地址表， 将数据包导向到相应端口， 然后发送。

此外， 所述通信系统还可以包括： 接入交换机， 连接在节点服务器与 以太网协转网关之间。 相应的， 节点服务器还用于向上行和下行传输路径 上的接入交换机发送传输路径配置信息。 接入交换机用于根据所述传输路 径配置信息设置数据包地址表， 所述数据包地址表用于将接入交换机接收 的数据包导向到相应端口。

节点服务器具有集中控制功能， 体现如下：

节点服务器还用于维护地址信息表， 所述地址信息表记录了新型网地 址占用信息、 设备描述信息和设备资源描述信息， 其中设备资源描述信息 包括该设备各个网络端口连接的设备新型网地 址； 节点服务器根据地址信 息表中设备各个网络端口连接的设备新型网地 址， 获得对应该服务的上行 和下行传输路径。 若节点服务器获得多条针对该服务的上行或下 行传输路 径， 则节点服务器按照预置规则选择其中一条传输 路径。 节点服务器还用 于在完成该服务后， 修改地址信息表中的内容， 所述修改包括将对应表项 的地址占用信息更新为未占用， 以及译放对应的设备描述信息和设备资源 描述信息。

为了实现入网， 所述接入交换机包括：

查询包接收模块，用于上电初始化后，接收节 点服务器下发的查询包； 查询应答模块， 用于收到查询包， 返回包含接入交换机序列号的应答 包；

节点服务器还用于在注册信息表中查找与所述 序列号对应的接入交 换机信息， 发送入网命令， 所述入网命令中包含接入交换机在新型网的地 址；

入网命令接收模块， 用于接收节点服务器下发的入网命令；

入网应答模块， 用于收到入网命令后返回应答， 接入交换机接入新型 网。

所述以太网协转网关还具有精确的流量控制功 能， 实现如下： 其一， 还包括： 包检测模块， 用于对接收的数据包进行检测， 如果符 合检测要求， 则分配相应的流标识符。 所述包检测模块检测数据包的以太 网协转网关 MAC地址、 源终端 MAC地址、 目的地址、 源地址、 数据包类型 和包长度是否符合要求。

其二， 还包括： 端口接收緩存， 用于按照流标识符存放相应的数据包； 包緩存器， 用于存放从端口接收緩存读取的数据包；

端口发送緩存， 用于存放从包緩存器读取的数据包；

交换引擎， 用于从端口接收緩存读取数据包， 并根据流标识符放入相 应流的包緩存器队列； 轮询包緩存器队列， 当获得发送令牌后， 根据发送 令牌中的流标识符， 从相应流的包緩存器队列中顺序读取数据包， 并放入 端口发送緩存； 从端口发送緩存读取数据包发送。

其中， 所述交换引擎还用于判断是否同时满足以下两 个条件： 第一， 端口发送緩存未满； 第二， 相应流的包緩存队列中的包计数器大于零； 如 果同时满足， 则根据发送令牌中的流标识符， 从相应流的包緩存队列中顺 序读取数据包， 并放入端口发送緩存。

节点服务器的集中控制功能还体现在：

其一， 节点服务器还用于根据终端发起的服务申请协 议包， 节点服务 器检查针对该服务的上行和下行链路的剩余流 量资源是否都满足服务所 需的流量资源， 如果都满足， 则生成对应该服务的流量控制信息； 如果不 满足， 则拒绝服务申请。 节点服务器将生成的流量控制信息发送给上行 链 路上进行流量控制的以太网协转网关， 所述流量控制信息包括发送时间间 隔和发送的数据大小。 其中， 所述流量控制信息中发送的数据大小包括可 发送字节的最大值和用于调整变长包发送的参 数。

其二， 节点服务器中还设置有地址信息表， 所述地址信息表记录了新 型网地址占用信息、 设备描述信息和设备资源描述信息， 其中设备资源描 述信息包括该设备各个网络端口连接的设备新 型网地址和该设备各个网 络端口的上下行流量计数； 节点服务器根据地址信息表中设备各个网络端 口连接的设备新型网地址， 获得对应该服务的上行和下行链路； 并根据设 备各个网络端口的上下行流量计数， 获得针对该服务的上行和下行链路的 剩余流量资源。

所述以太网协转网关的流量控制功能还体现在 ：

还包括： CPU模块， 用于从节点服务器获得针对每个服务的流量控 制 信息；

还包括： 码率控制模块， 用于由 CPU模块配置， 根据流量控制信息产 生发送令牌， 并发送给交换引擎， 所述令牌中包含流标识符。

此外， 针对协议包的流量控制， 所述包检测模块， 还用于对接收的服 务申请协议包进行以太网协转网关 MAC地址、源终端 MAC地址、 目的地址、 源地址、 数据包类型和包长度的检测， 如果符合检测要求， 则放入相应的 端口接收緩存； 端口接收緩存， 还用于存放协议包； 包緩存器， 还用于存 放从端口接收緩存读取的协议包； 端口发送緩存， 还用于存放从包緩存器 读取的协议包； 交换引擎， 还用于从端口接收緩存读取协议包， 并放入相 应流的包緩存器队列； 轮询包緩存器队列， 如果端口发送緩存未满， 并且 所述包緩存队列中的包计数器大于零， 则以预定义的时间间隔从包緩存队 列中顺序读取协议包， 并放入端口发送緩存； 从端口发送緩存读取协议包 发送。 与现有技术相比， 本发明具有以下优点：

首先， 本发明提供了一种以太网协转网关， 能够接入新型网络， 从新 型网的节点服务器获得以太网协转网关的 MAC地址和该以太网协转网关下 绑定的终端 MAC地址。 因此， 针对从新型网发往以太网的数据包， 通过在 该数据包中加入以太网协转网关的 MAC地址和目标终端的 MAC地址， 就可 以根据终端 MAC地址将该数据包转发到以太网中的目标终端 ； 同样， 对于 从以太网发往新型网的数据包， 通过去掉该数据包中以太网协转网关的

MAC地址和目标终端的 MAC地址， 就可以 居数据包中的新型网目的地址 ( DA )将该数据包转发到新型网。 这样， 就实现了新型网与以太网的融合。

其次， 本发明所述的新型网和以太网协转网关是通过 查地址表的方式 实现数据传输。 新型网的节点服务器、 接入交换机和以太网协转网关中都 分别配置了协议包地址表、 应答包地址查找表、 单播数据包地址表和组播 数据包地址表， 分别用于导向协议包 （包括查询包）、 应答包、 单播数据 包和组播数据包的传输。

再次， 以太网协转网关还可以进行精确的流量控制。 针对每个服务， 节点服务器生成流量控制信息 （发送时间间隔和发送的数据大小）， 并发 送给上行链路上的以太网协转网关； 以太网协转网关根据流量控制信息产 生发送令牌， 对上行数据包进行流量控制。 以太网协转网关可以将输入不 均匀的数据流变成均匀的数据流发送。 附图说明

图 1是本发明实施例中新型网的数据结构示意图� �

图 2是本发明实施例中以太网的数据结构示意图� �

图 3是本发明实施例中新型网的节点服务器内部� �构示意图； 图 4 是本发明实施例中新型网的接入交换机内部结 构示意图； 图 5是本发明实施例中以太网协转网关的内部结� �示意图；

图 6是本发明实施例中以太网协转网关接入新型� �的流程图； 图 7是本发明实施例中终端接入新型网的流程图� �

图 8是本发明实施例所述节点服务器与以太网协� �网关、 终端在入网 过程中的交互示例连接图；

图 9是本发明实施例所述节点服务器与接入交换� �、终端在入网过程 中的交互示例连接图；

图 10是本发明实施例所述以太网协转网关进行流� ��控制的流程图。 具体实施方式

为使本发明的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附 图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说 明。 首先详细介绍本发明所述的新型网。 新型网是一种集中控制的网络结 构， 该网络可以是树型网、 星型网、 环状网等等类型， 但在此基础上网络 中需要有集中控制节点来控制整个网络。

新型网分为接入网和城域网两部分。 接入网部分的设备主要可以分为 3 类： 节点服务器， 接入交换机， 终端 （包括各种机顶盒、 编码板、 存储 器等）。 其中， 节点服务器是接入网中起集中控制功能的节点 ， 可控制接 入交换机和终端。 节点服务器可直接与接入交换机相连， 也可以直接与终 端相连。 类似的， 城域网部分的设备也可以分为 3类： 城域服务器， 节点 交换机， 节点服务器。 其中， 节点服务器即为接入网部分的节点服务器， 即节点服务器既属于接入网部分， 又属于城域网部分。 城域服务器是城域 网中起集中控制功能的节点， 可控制节点交换机和节点服务器。 城域服务 器可直接连接节点交换机， 也可直接连接节点服务器。 由此可见， 整个新 型网络是一种分层集中控制的网络结构， 而节点服务器和城域服务器下控 制的网络可以是树型、 星型、 环状等各种结构。

为了实现上述新型网与现有以太网的融合， 同时为了充分利用现有以 太网协转网关的功能， 本发明对标准的以太网网关进行了改造， 使其成为 一种特殊类型的接入交换机， 在新型网和以太网之间起着连接转换的作 用。 改造后的以太网网关称为以太网协转网关。 在新型网中， 以太网协转 网关位于接入网部分， 可以与接入交换机相连， 也可以直接与节点服务器 相连。 在以太网中， 以太网协转网关与标准的以太网交换机（以下 简称 L2 交换机）相连， 以太网交换机连接着终端。

本发明中， 新型网与以太网之间的数据传输主要涉及以下 4种数据类 型：

1 ) 查询包或服务申请包： 由节点服务器发往接入交换机、 以太网协 转网关或终端的协议包；

2 )应答包： 由接入交换机、 以太网协转网关或终端回应给节点服务 器的协议包；

3 )单播数据包；

4 )组播数据包。 以太网协转网关在新型网和以太网之间主要进 行上述 4种类型数据的 转发工作， 其核心实现思路是：

以太网协转网关接入新型网， 从具有集中控制功能的节点服务器获得 以太网协转网关的 MAC地址和该以太网协转网关下注册的终端 MAC地址。 当以太网协转网关接收新型网发来的数据包或 协议包时， 在所述数据包或 协议包中添加以太网协转网关的 MAC地址和目标终端的 MAC地址， 然后发 向以太网， 在以太网中采用以太网协议进行传输； 当以太网协转网关接收 以太网发来的数据包或协议包时， 去掉所述数据包或协议包中以太网协转 网关的 MAC地址和源终端的 MAC地址， 然后发向新型网， 在新型网中采用 新型网协议进行传输。

其中， 所述目标终端和源终端遵循新型网协议， 这样， 目标终端和源 终端既可以通过 MAC地址进入以太网， 又可以通过遵循新型网协议而进入 新型网， 从而实现两种不同类型网络的兼容传输。

在新型网中， 定义了遵循新型网协议的数据结构。 参照图 1 , 是新型 网的数据结构示意图， 主要由以下几部分组成： 目的地址 （DA )、 源地址 ( SA )、 保留字节、 pay l oad和 CRC。 其中， 目的地址（ DA )和源地址（ SA ) 均为在新型网的地址； pay l oad部分是具体传输的内容， 可以是命令或应 答， 也可以是数据； CRC ( Cyc l i c redundancy code )是循环冗余校验， 其计算方法遵循标准的以太网 CRC算法。 上述 4种数据类型 （数据包或协 议包）都遵循这种数据结构。

目标终端和源终端遵循新型网协议， 就需要遵循新型网的上述数据结 构。 因此， 新型网发向目标终端的数据包或协议包， 以及以太网中源终端 发向新型网的数据包或协议包， 包头都包含传输两端在新型网的地址， 所 述地址为数据包或协议包的源地址 （ SA ) 和目的地址 ( DA )。 即： 新型网 发向目标终端的数据包或协议包， 具有新型网的地址， 数据结构如图 1所 示， 包头的 DA和 SA均为新型网地址， 当经过以太网协转网关时， 在包头 加入以太网协转网关 MAC (即 MAC SA ) 和目标终端 MAC (即 MAC DA )， 然 后进入以太网按照以太网协议传输到目标终端 ； 以太网中源终端发向新型 网的数据包或协议包， 同时具有新型网的地址和以太网的 MAC地址， 数据 结构如图 2所示， 即包头不仅包括新型网的 DA和 SA, 还包括以太网协转 网关 MAC (即 MAC DA ) 和源终端 MAC (即 MAC SA )， 当经过以太网协转网 关时， 在包头去掉以太网协转网关 MAC和源终端 MAC , 然后进入新型网按 照新型网协议传输。

在上述新型网与以太网的兼容过程中， 接在 L2 交换机下的终端还与 以太网协转网关建立了绑定关系， 所述绑定是指以太网协转网关的 MAC地 址与终端的 MAC地址是一对多的映射， 即一台以太网协转网关下可以注册 多台终端。 这种终端 MAC地址与以太网协转网关 MAC地址的映射绑定， 是 在终端和以太网协转网关售出时预设在新型网 的节点服务器中， 由节点服 务器通知给以太网协转网关， 如果需移机则必须到运营商处重新注册。 这 样， 就可以灵活为准备售出的以太网协转网关分配 以太网 MAC地址， 达到 充分利用 MAC地址资源的效果。 当然， 以太网协转网关的 MAC地址可以固 化在每个以太网协转网关中， 这种情况下则不能灵活分配 MAC地址。

此外， 由上可知， 所述以太网协转网关和终端都具有新型网的地 址和 以太网的 MAC地址。 而且， 所述新型网地址和以太网的 MAC地址还具有一 一映射的关系。 这种映射关系也可以由新型网的节点服务器维 护， 并通知 给以太网协转网关。 这样， 以太网协转网关当接收到新型网发来的数据包 或协议包时， 就可以根据这种映射， 查找与包中的新型网目的地址 （DA ) 相对应的目标终端 MAC地址， 并添加到包中。 以上内容综述了新型网如何兼容以太网， 下面将通过具体举例， 通过 新型网节点服务器与以太网协转网关、 节点服务器与终端的网管流程和服 务流程， 详细说明整个兼容过程。

一、 新型网设备及数据结构

1. 1 新型网设备分类

1. 1. 1 本实施例的新型网系统中的设备主要可以分为 3类： 服务器， 交换机（包括以太网协转网关）， 终端 （包括各种机顶盒， 编码板， 存储 器等）。 新型网整体上可以分为城域网 （或者国家网、 全球网等） 和接入 网。 1. 1. 2 接入网部分的设备主要可以分为 3类： 节点服务器，接入交换 机， 以太网协转网关， 终端 （包括各种机顶盒， 编码板， 存储器等）。 其 中， 节点服务器是接入网中起集中控制功能的节点 ， 可控制接入交换机和 终端。 节点服务器可直接与接入交换机相连， 也可以直接与终端相连。

各接入网设备的具体硬件结构为：

( 1 ) 节点服务器

如图 3所示， 主要包括网络接口模块、 交换引擎模块、 CPU模块、 磁 盘阵列模块；

其中， 网络接口模块， CPU模块、 磁盘阵列模块进来的数据包均进入 交换引擎模块； 交换引擎模块对进来的包进行地址查表，从而 获得包的导 向信息； 并根据包的导向信息把该数据包存入对应的包 緩存器队列； 如果 该包緩存器队列接近满， 则丟弃； 交换引擎轮询所有包緩存器队列， 如果 满足以下条件进行转发： 1 )该端口发送緩存未满； 2 )该队列包计数器大 于零。 磁盘阵列模块主要实现对硬盘的控制， 包括对硬盘的初始化、 读写 等操作； CPU模块主要负责与接入交换机、 终端之间的协议处理， 对地址 表（包括下行协议包地址表、上行协议包地址 表、数据包地址表）的配置， 以及， 对磁盘阵列模块的配置。

( 2 )接入交换机

接入交换机分为进行流量控制的接入交换机和 不进行流量控制的接 入交换机，其中不进行流量控制的接入交换机 主要包括网络接口模块、 交 换引擎模块和 CPU模块， 其模块处理过程可参见上面的节点服务器。

进行流量控制的接入交换机结构如下：

如图 4所示， 主要包括网络接口模块（下行网络接口模块、 上行网络 接口模块）、 交换引擎模块、 CPU 模块、 包检测模块、 码率控制模块、 包 緩存器；

其中，下行网络接口模块进来的数据包（上行 数据）进入包检测模块； 包检测模块检测数据包的目地地址 ( DA )、 源地址 ( SA )、 数据包类型及包 长度是否符合要求， 如果符合则分配相应的流标识符（ s t ream- i d ), 并进 入交换引擎模块，否则丟弃；上行网络接口模 块进来的数据包（下行数据） 进入交换引擎模块； CPU模块进来的数据包进入交换引擎模块； 交换引擎 模块对进来的包进行地址查表，从而获得包的 导向信息； 如果进入交换引 擎模块的数据包是下行网络接口往上行网络接 口去的， 则结合流标识符

( s t ream-i d )把该数据包存入对应的包緩存器队列； 如果该包緩存器队 列接近满， 则丟弃； 如果进入交换引擎模块的数据包不是下行网络 接口往 上行网络接口去的，则根据包的导向信息把该 数据包存入对应的包緩存器 队列； 如果该包緩存器队列接近满， 则丟弃。

交换引擎模块轮询所有包緩存器队列， 这里分两种情形；

如果该队列是下行网络接口往上行网络接口去 的，则满足以下条件进 行转发： 1 ) 该端口发送緩存未满； 2 ) 该队列包计数器大于零； 3 ) 获得 码率控制模块产生的令牌；

如果该队列不是下行网络接口往上行网络接口 去的，则满足以下条件 进行转发： 1 ) 该端口发送緩存未满； 2 ) 该队列包计数器大于零。

码率控制模块是由 CPU模块来配置的，在可编程的间隔内对所有下 行 网络接口往上行网络接口去的包緩存器队列产 生令牌 ,用以控制上行转发 的码率。

CPU模块主要负责与节点服务器之间的协议处理 ， 对地址表的配置， 以及， 对码率控制模块的配置。

( 3 ) 以太网协转网关

如图 5所示， 主要包括网络接口模块 (下行网络接口模块、 上行网络 接口模块）、 交换引擎模块、 CPU模块、 包检测模块、 码率控制模块、 包 緩存器和 MAC添加模块、 MAC删除模块。

其中， 下行网络接口进来的数据包进入包检测模块； 包检测模块检测 数据包的以太网 MAC DA、 以太网 MAC SA、 以太网 leng th or f rame type、 新型网目地地址 DA、 新型网源地址 SA、 新型网数据包类型及包长度是否 符合要求， 如果符合则分配相应的流标识符（ s t ream-id ); 然后， 由 MAC 删除模块减去 MAC DA、 MAC SA、 leng th or f rame type (2byte) , 并进 入相应的接收緩存， 否则丟弃； 下行网络接口的发送模块检测该端口的发送緩 存，如果有包则根据包 的新型网目地地址 DA获知对应的终端的以太网 MAC DA , 由 MAC添加模块 添加终端的以太网 MAC DA、 以太网协转网关的 MAC SA、 以太网 l eng th or f rame type , 并发送。

以太网协转网关中其他模块的功能与接入交换 机类似。

( 4 ) 终端

主要包括网络接口模块、 业务处理模块和 CPU模块； 例如， 机顶盒主 要包括网络接口模块、 视音频编解码引擎模块、 CPU模块； 编码板主要包 括网络接口模块、 视音频编码引擎模块、 CPU模块； 存储器主要包括网络 接口模块、 CPU模块和磁盘阵列模块。

1. 1. 3 城域网部分的设备主要可以分为 2类： 节点服务器，节点交换 机， 城域服务器。

其中，节点交换机主要包括网络接口模块、交 换引擎模块和 CPU模块； 城域服务器主要包括网络接口模块、 交换引擎模块和 CPU模块构成。 节点 服务器即为接入网部分的节点服务器， 即节点服务器既属于接入网部分， 又属于城域网部分。 城域服务器是城域网中起集中控制功能的节点 ， 可控 制节点交换机和节点服务器。 城域服务器可直接连接节点交换机， 也可直 接连接节点服务器。 1. 2 新型网数据包定义

如图 1所示， 新型网的数据包主要包括以下几部分： 目的地址（DA )、 源地址 （SA )、 保留字节、 pay l oad ( PDU )、 CRC。 其中：

目的地址（DA ) 由 8个字节（byt e )组成， 第一个字节表示数据包的 类型 （例如各种协议包、 组播数据包、 单播数据包等）， 最多有 256种可 能， 第二字节到第六字节为城域网地址， 第七、 第八字节为接入网地址； 源地址 （SA ) 也是由 8个字节 （by te ) 组成， 定义与目的地址 （ DA ) 相同；

保留字节由 2个字节组成； payload部分根据不同的数据报的类型有不同的� �度， 如果是各种协 议包的话是 64个字节， 如果是单组播数据包话是 32 + 1024 = 1056个字 节， 当然并不仅仅限于以上 2种；

CRC有 4个字节组成， 其计算方法遵循标准的以太网 CRC算法。

上述目的地址 ( DA )和源地址 ( SA )是指新型网的目的地址（ DA )和 源地址 （ SA)。

1.3 以太网数据包定义

如图 2所示， 以太网的数据包主要包括以下几部分： 以太网目的地址 (MAC DA)、 以太网源地址 （MAC SA )、 长度或类型 （ length or frame type), 新型网目的地址（DA )、 新型网源地址（SA)、 保留字节、 payload (PDU)、 CRC。 其中：

以太网目的地址 （MAC DA) 由 6个字节 （ byte )组成；

以太网源地址 （MAC SA) 由 6个字节 （byte) 组成；

长度或类型 （ length or frame type ) 由 2个字节 （ byte ) 组成， 可 以自定义；

新型网目的地址（DA) 由 8个字节（byte)组成， 第一个字节表示数 据包的类型（例如各种协议包、 组播数据包、 单播数据包等）， 最多有 256 种可能， 第二字节到第六字节为城域网地址， 第七、 第八字节为接入网地 址；

新型网源地址（ SA)也是由 8个字节（ byte)组成， 定义与目的地址 ( DA )相同；

保留字节由 2个字节组成；

payload部分根据不同的数据报的类型有不同的� �度， 如果是各种协 议包的话是 64个字节， 如果是单组播数据包话是 32 + 1024 = 1056个字 节， 当然并不仅仅限于以上 2种；

CRC有 4个字节组成， 其计算方法遵循标准的以太网 CRC算法。

1.4 新型网实现 为了简化设计， 在接入网中的数据包类型总共有 4种， 分别是： 下行协议包 （由节点服务器发往接入交换机、 终端的协议包）； 上行协议包 （由接入交换机、 终端回应给节点服务器的协议包）； 单播数据包；

组播数据包。

此外， 在接入网中， 针对上述 4种数据包类型， 节点服务器和节点交 换机中还设置了以下 4张地址查找表， 用于当接收到各种类型的数据包或 协议包后， 根据相应的地址查找表进行数据包或协议包的 传输导向。 相应 的， 地址查找表也分为：

1 ) 协议包地址表： 也称为下行协议包的地址表， 用于传输导向查询 包或服务申请协议包；

2 )应答包地址表： 也称为上行协议包的地址表， 用于传输导向应答 包；

3)单播数据包地址表： 用于传输导向单播数据包；

4)组播数据包地址表： 用于传输导向组播数据包。

例如，接入网的地址总共是 16bit,所以总共可以接入的接入交换机、 终端数为 65536, 假设下行协议包的数据报类型为" 10000000" (二进制）， 也就是 0x80 (十六进制）， 上行协议包的数据报类型为 "0000 1000" (二 进制），也就是 0x08(十六进制），单播数据包的数据报类型为 "0001 0000" (二进制）， 也就是 0x10 (十六进制）， 组播数据包的数据报类型为 "0111 1000" (二进制），也就是 0x78 (十六进制），通过合并同类项，可以把 8bit 长的地址表映射为 2bit长的地址表， 例如：

"1000 0000"=> "00", 下行协议包的地址表， 在本发明实施例中定 义为 0号表；

"0000 1000"=> "01", 上行协议包的地址表， 在本发明实施例中定 义为 1号表；

"0001 0000"=> "10", 单播数据包的地址表， 在本发明实施例中定 义为 2号表； "0111 1000"=> "11", 组播数据包的地址表， 在本发明实施例中定 义为 3号表；

结合 16b i t的接入网地址， 在实际中只需 4张 64K = 4 X 65536 , 也就是 256K的地址表， 地址表的输出就表示数据包导向的端口。 例如， 其中的一种接入交换机 BX-008 , 它具有 1个上行的百兆网口， 8个下行百 兆网口， 1个 CPU模块接口。 如果 8个下行百兆网口依次定义为 0号端口 到 7号端口， CPU模块接口定义为 8号端口， 1个上行的百兆网口定义为 9号端口， 则总共需要 256K X l Ob i t的地址表， 例如地址表的输出为 "00 0000 0001"表示数据包导向的 0号端口， "11 0000 0000"表示数据包导向 的 8号、 9号端口， 以此类推。

假设 9 号端口进来一个数据包它的目的地址（DA)是 0x8056 0x1500 0x0000 0x55aa , 那么它的数据包类型为 0x80 , 接入网地址为 0x55aa , 才艮 据查表规则这时查 0号表， 即地址为" 00 0101 0101 1010 1010", 此地址 对应的地址表的输出为" 01 0000 0000", 表示数据包导向 8号端口。 二、 节点服务器与以太网协转网关的网管流程如下

参照图 6 , 是本发明实施例中以太网协转网关接入新型网 的流程图。 首先， 每台允许入网的以太网协转网关都在节点服务 器里注册， 以太 网协转网关的注册信息有以太网协转网关的序 列号 （包括设备类型和设备 标识信息）、 下行端口数、 掩码区间等固有信息， 没有注册的以太网协转 网关无法入网。

步骤 601 , 新型网中具有集中控制功能的节点服务器下发 查询包； 节点服务器向每个端口发送查询包。

步骤 602 , 以太网协转网关上电初始化后， 收到查询包， 返回包含以 太网协转网关序列号的应答包；

^^设以太网协转网关收到某个端口 （如端口 0 ) 下发的查询包。

步骤 603 , 节点服务器在注册信息表中查找与所述序列号 对应的以太 网协转网关信息， 所述以太网协转网关信息包括以太网协转网关 MAC地址 和该以太网协转网关下绑定的终端 MAC地址； 节点服务器收到以太网协转网关发出的应答包 后就知道端口 0下接了 一台以太网协转网关， 然后查找内部的注册信息表。

步骤 604 , 节点服务器向所述以太网协转网关发送入网命 令， 所述入 网命令中包含以太网协转网关在新型网的地址 和以太网协转网关的 MAC地 址；

即节点服务器将分配给以太网协转网关的新型 网地址和预先注册的 以太网 MAC地址， 通过入网命令通知以太网协转网关。

步骤 605 , 所述以太网协转网关收到入网命令后返回应答 ， 以太网协 转网关接入新型网；

以太网协转网关收到入网命令后， 就知道了自己接入新型网的地址以 及在以太网的 MAC地址。

步骤 606 , 节点服务器定时向入网的以太网协转网关下发 设备状态查 询指令， 检查该以太网协转网关是否正常工作；

节点服务器收到入网命令应答， 就知道该以太网协转网关已经入网， 以后会定时 （如每秒） 向端口 0发设备状态查询指令。 如果节点服务器在 一定时间内 （如 6秒） 没有收到状态查询应答， 就认为该以太网协转网关 已经被移出网络，不再发送设备状态查询指令 ，继续向端口 0发送查询包。

步骤 607 ,节点服务器将所述以太网协转网关下绑定的� �端 MAC地址， 以及终端 MAC地址与待分配给终端的新型网地址的映射， 都通知该以太网 协转网关。

节点服务器根据注册信息表知道该以太网协转 网关下还绑定有终端， 因此会将以太网协转网关下绑定的终端 MAC地址， 以及终端 MAC地址与待 分配的新型网地址的映射， 发送给该以太网协转网关。

通过以上入网流程， 以太网协转网关知道了自己的新型网地址、 以太 网 MAC地址、 其下绑定的终端 MAC地址以及终端 MAC地址与待分配给终端 的新型网地址的映射。

基于以上流程， 优选的， 新型网的数据传输具体可以采用查地址表的 方式实现。 新型网中的每个节点， 包括节点服务器、 接入交换机和以太网 协转网关， 都维护着自己的地址表， 每当接收到数据后， 都根据地址表进 行数据的传输导向。 由于新型网与以太网之间的数据传输主要涉及 查询 包、 应答包、 单播数据包和组播数据包的传输， 因此地址表也分为：

1 )协议包地址表： 以下简称为 0 号表， 用于传输导向查询包或服务 申请协议包；

2 )应答包地址表： 以下简称为 1号表， 用于传输导向应答包；

3 )单播数据包地址表： 以下简称为 2 号表， 用于传输导向单播数据 包；

4 )组播数据包地址表： 以下简称为 3 号表， 用于传输导向组播数据 包。

结合上述以太网协转网关的入网流程， 以太网协转网关在步骤 302的 上电初始化过程中， 会初始化配置 0号表、 1号表、 2号表和 3号表。 然 后， 以太网协转网关在步骤 305收到入网命令后， 会配置 0号表： 将发给 本机的查询包或服务申请协议包导向本机的 CPU模块端口。 此后， 以太网 协转网关发送应答入网后， 节点服务器还会向以太网协转网关发送配置指 令， 配置以太网协转网关中的 0号表： 将发向该以太网协转网关下绑定的 终端的查询包或服务申请协议包分别导向到以 太网协转网关的相应端口。 三、 节点服务器与终端的网管流程如下

以太网协转网关接入新型网后， 与其绑定的终端也接入新型网。 参照图 7 , 是本发明实施例中终端接入新型网的流程图。

同样， 每台允许入网的终端都在节点服务器里注册， 并注册到所绑定 的以太网协转网关下， 终端的注册信息有终端序列号 （包括设备类型和设 备标识信息） 和固有信息， 没有注册的终端无法入网。

步骤 701 , 新型网中具有集中控制功能的节点服务器下发 查询包； 当以太网协转网关入网后， 节点服务器就会向该以太网协转网关的下 行端口发送查询包， 检查是否有终端设备接在该以太网协转网关下 。

步骤 702 , 以太网协转网关收到查询包， 根据协议包地址表， 将查询 包导向到相应端口， 然后在所述查询包中添加以太网协转网关的 MAC地址 和目标终端的 MAC地址， 并转发； 所述查询包的目的地址 （DA ) 即为节点服务器待分配给终端的新型网 地址， 因此以太网协转网关收到查询包后， 居新型网地址与以太网 MAC 地址的映射， 可以查找到相对应的终端 MAC地址， 然后添加到包中发送。 查询包进入以太网后按照以太网协议进行传输 ， 最终传给目标终端。

步骤 703 , 终端上电初始化后， 收到查询包， 返回包含终端序列号的 应答包；

步骤 704 , 以太网协转网关去掉所述应答包中的以太网协 转网关 MAC 地址和终端 MAC地址， 然后转发给节点服务器；

所述应答包包含以太网协转网关 MAC地址、 终端 MAC地址、 新型网的 目的地址（DA )和源地址（SA ), 以太网协转网关去掉以太网协转网关 MAC 地址、 终端 MAC地址后， 查 1号表进行导向， 应答包进入新型网， 按照新 型网协议进行传输。

步骤 705 , 节点服务器在注册信息表中找到与所述终端序 列号对应的 终端信息， 发送入网命令， 所述入网命令中包含终端在新型网的地址； 节点服务器收到终端发出的应答包后就知道以 太网协转网关下接了 一台终端设备， 然后查找内部的注册信息表。

步骤 706 , 以太网协转网关收到所述入网命令， 添加以太网协转网关 的 MAC地址和目标终端的 MAC地址后进行转发；

步骤 707 , 终端收到入网命令后返回应答， 以太网协转网关去掉所述 应答中的以太网协转网关 MAC地址和终端 MAC地址后转发给节点服务器， 终端接入新型网；

终端收到入网命令， 就知道了自己接入新型网的地址。

步骤 708 , 节点服务器定时向入网的终端下发设备状态查 询指令， 检 查该终端是否正常工作。

节点服务器收到入网命令应答， 就知道以太网协转网关下绑定的终端 已经入网， 以后会定时 （如每秒） 向该终端发设备状态查询指令。 如果节 点服务器在一定时间内 （如 6秒） 没有收到状态查询应答， 就认为该终端 已经被移出网络，不再发送设备状态查询指令 ，继续向本端口发送查询包。 在上述流程中， 以太网内部的数据传输遵循以太网协议。 以太网协议 中， L2交换机之所以能够直接对目的节点发送数据� ��， 而不是像集线器一 样以广播方式对所有节点发送数据包， 最关键的技术就是交换机可以识别 连在网络上的节点的网卡 MAC地址， 并把它们放到一个叫做 MAC地址表的 地方。 这个 MAC地址表存放于交换机的緩存中， 并记住这些地址， 这样一 来当需要向目的地址发送数据时，交换机就可 在 MAC地址表中查找这个 MAC 地址的节点位置， 然后直接向这个位置的节点发送。 所谓 MAC地址数量是 指交换机的 MAC地址表中可以最多存储的 MAC地址数量， 存储的 MAC地址 数量越多，那么数据转发的速度和效率也就就 越高。在交换机的每个端口， 都需要足够的緩存来记忆这些 MAC地址， 所以 Buffer (緩存）容量的大小 就决定了相应交换机所能记忆的 MAC地址数多少。 通常交换机只要能够记 忆 1024个 MAC地址基本上就可以了。 在局端上， 可以记忆 1024个 MAC地 址。 在终端中， 由于 FLASH的问题和实际的需要， 我们支持 16个 MAC地 址。

以太网协议中， 同一个子网中主机之间互相传送信息需要用到 mac地 址， 而第一次发送信息的时候只有 i p地址而没有 mac地址， 这时候就发 送一个包， 其 i p地址为目标机 i 地址， mac地址为 f f-f f-f f-f f-f f-f f， 这种 mac地址表示广播， 也就是该子网中所有机子都能收到， 当其他主机 收到后， 如果发现 i p地址不是自己的， 就丟弃该数据包， 如果是自己 i p 就往源机发送一个数据包， 包含了自己的 mac地址， 原机收到这个数据包 之后尤 p道了目标机的 mac地址， 这尤是 mac地址自学习了。

交换机中 mac地址自学习是指在交换机中有一个 mac地址与交换机每 个接口（比如一般家用的交换机有四个接口） 的对应表， 每当有数据包经过 交换机转发的时候， 如果它的表中没有这个 mac地址的对应关系就会往所 有端口转发数据包， 当目标机从某个端口返回信息的时候它就知道 了这个 mac 地址对应的哪个端口， 于是会把这个对应关系加入表中， 这个就是交 换机的 mac地址自学习 。 四、 节点 J3良务器与以太网协转网关、 终端在入网过程中的交互示例 4. 1 交互示例 1

基于上述以太网协转网关和终端的入网过程， 下面通过一个具体的例 子进行说明。

为了方便讨论， 以太网协转网关可以和接入交换机相连或直接 和节点 服务器相连， 参照图 8 , 假设一台以太网协转网关 ga teway- 0的 1号端口 与节点服务器 MSS-400的 0号端口直接相连， 0号端口与一组 L2交换机相 连， 在此以太网协转网关下注册有四台终端， 但仅有 2 台 STB_ 0、 STB_ 1 连在 L2交换机下。

ga teway- 0的 MAC地址为 0x0005 0x5dfd 0x 3ebf , ga teway—0下注册 的 4台新型网终端 MAC地址分别为 0x0005 0x5dfd 0x0000 , 0x0005 0x5dfd 0x0001、 0x0005 0x5dfd 0x0002、 0x0005 0x5dfd 0x0003 , STB_ 0、 STB_ 1 是其中的前 2台。

1、 MSS-400服务器上电后初始化硬件， 获得默认城域网地址（假设 为 0x00 0x0000 0x0000 )，从硬盘导入配置文件到 CPU内存（例如交换 机的注册信息、 终端的注册信息等等）， MSS-400服务器配置自己的 接入网地址为 0x0000;

2、 MSS-400服务器初始化 0、 1、 2、 3号表

•配置 0号表为 "000 0000 0000", 即所有查询包传送关闭； •配置 1号表为 "001 0000 0000", 即所有的应答包导向 CPU, ·配置 2号、 3号表为 "000 0000 0000", 即所有单组播数据包传送关 闭；

3、 MSS-400服务器配置知道自己有 8个下行端口， 所以它配置 8个 0号表的表项分别为

•"00 0000 0000 0000 0001" => "000 0000 0001", 即目的地址 (DA) 是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0001的查询包导向 0号端口；

•"00 0000 0000 0000 0010" => "000 0000 0010", 即目的地址 (DA) 是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0002的查询包导向 1号端口； • "00 0000 0000 0000 0011" => "000 0000 0100", 即目的地址 (DA) 是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0003的查询包导向 2号端口； • "00 0000 0000 0000 0100" => "000 0000 1000", 即目的地址 (DA) 是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0004的查询包导向 3号端口；

• "00 0000 0000 0000 0101" => "000 0001 0000", 即目的地址 (DA) 是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0005的查询包导向 4号端口；

· "00 0000 0000 0000 0110" => "000 0010 0000", 即目的地址 (DA) 是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0006的查询包导向 5号端口；

• "00 0000 0000 0000 0111" => "000 0100 0000", 即目的地址 (DA) 是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0007的查询包导向 6号端口；

• "00 0000 0000 0000 1000" => "000 1000 0000", 即目的地址 (DA) 是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0008的查询包导向 7号端口； 、 MSS-400 服务器发目 的地址（DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0001、 0x8000 0x0000 0x0000 0x0002、 0x8000 0x0000 0x0000 0x0003、 0x8000 0x0000 0x0000 0x0004、 0x8000 0x0000 0x0000 0x0005、 0x8000 0x0000 0x0000 0x0006, 0x8000 0x0000 0x0000 0x0007, 0x8000 0x0000 0x0000 0x0008的端口查询包 (SA都为 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000), 根据 0号表配置端口查询包会依次导向 0到 7号端口；

、 gateway— 0以太网协转网关上电后初始化硬件，

•配置 0号表，，00 xxxx xxxx xxxx xxxx" 为 " 100" , 即所有查询包包 向 CPU;

·配置 1号表，，01 xxxx xxxx xxxx xxxx" 为'' 010，，, 即所有的应答包 导向上行的百兆网口；

•配置 2号、 3号表为 "000", 即所有单组播数据包传送关闭； 、 gateway— 0以太网协转网关收到端口查询包后发送应答 (应答中包 含本交换机的设备类型、设备标识， 这是每台交换机的固有信息）， 包 的 DA是 0x0800 0x0000 0x0000 0x0000 , SA是 0x0000 0x0000 0x0000

0x0001 ;

、 MSS-400服务器收到 gateway— 0以太网协转网关发出的应答后， 对比应答包的源地址 (SA)及设备类型就知道 0号端口下接了一台以太 网协转网关， 然后在服务器内部的注册信息表里找到这台以 太网协转 网关信息， 即包括 gateway— 0的以太网 MAC地址以及 gateway— 0下 注册的新型网终端的以太网 MAC地址， 然后向接入交换机交换机发 送入网命令（告诉 gateway— 0的接入网地址为 0x0001 , gateway— 0的 MAC地址为 0x0005 0x5dfd 0x3ebf );

8、 gateway— 0以太网协转网关收到入网命令后，知道自己� �接入网地 址是 0x0001 , MAC地址为 0x0005 0x5dfd 0x3ebf就入网了， 配置 0号 表，，00 0000 0000 0000 0001" 为" 100", 0号表其余表项配置为 "000", 即只有本交换机的查询包导入 CPU,其余丟弃，同时向服务器发送入网 命令应答；

9、 MSS-400服务器收到 gateway— 0以太网协转网关发出的入网命令 应答就知道 gateway— 0以太网协转网关已经入网了， 以后每秒钟向这 个端口发送设备状态查询指令， 检查 gateway— 0以太网协转网关是否 正常工作， 同时还要向 gateway— 0以太网协转网关的下行端口发送端 口查询包， 检查是否有终端设备接在 gateway— 0以太网协转网关下面， 因为 MSS-400服务器知道 gateway— 0以太网协转网关下注册有 4台新 型网终端， 所以 MSS-400服务器会做如下配置：

• "00 0000 0000 0000 1001" => "000 0000 0001", 即目的地址 (DA) 是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0009的查询包导向 0号端口；

• "00 0000 0000 0000 1010" => "000 0000 0001", 即目的地址 (DA) 是 0x8000 0x0000 0x0000 0x000a的查询包导向 0号端口；

• "00 0000 0000 0000 1011" => "000 0000 0001", 即目的地址 (DA)

• "00 0000 0000 0000 1100" => "000 0000 0001", 即目的地址 (DA) 是 0x8000 0x0000 0x0000 0x000c的查询包导向 0号端口； MSS-400服务器会通知 gateway— 0做如下配置：

• "00 0000 0000 0000 1001" => "001", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0009的查询包导向 0号端口， 其对应的 MAC 地址为 0x0005 0x5dfd 0x0000;

• "00 0000 0000 0000 1010" => "001", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x000a的查询包导向 0号端口， 其对应的 MAC 地址为 0x0005 0x5dfd 0x0001 ;

• "00 0000 0000 0000 1011" => "001", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x000b的查询包导向 0号端口， 其对应的 MAC 地址为 0x0005 0x5dfd 0x0002;

• "00 0000 0000 0000 1100" => "001", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 OxOOOc的查询包导向 0号端口， 其对应的 MAC 地址为 0x0005 0x5dfd 0x0003;

、 MSS-400 服务器发目 的地址（DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0009、 0x8000 0x0000 0x0000 0x000a, 0x8000 0x0000 0x0000 0x000b, 0x8000 0x0000 0x0000 0x000c的端口查询包 (SA都为 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000), 根据 MSS-400服务器 0号表配置端口查询包会依次 导向 MSS-400服务器 0号端口， ， 根据 gateway— 0以太网协转网关 0 号表配置端口查询包会依次导向 gateway— 0以太网协转网关 0号端口， gateway— 0以太网协转网关 0号端口的发送模块根据包的新型网目地 地址 DA获知对应的终端的以太网 MAC DA ( 6byte ), 添加终端的以 太网 MAC DA ( 6byte )、 以太网协转网关的 MAC SA(6byte)、 以太网 length or frame type(2byte), 即 0x0005 0x5dfd 0x0000 0x0005 0x5dfd 0x3ebf 0x0000(自定义） 0x8000 0x0000 0x0000 0x0009、 0x0005 0x5dfd 0x0001 0x0005 0x5dfd 0x3 ebf 0x0000 (自定义） 0x8000 0x0000 0x0000 0x000a, 0x0005 0x5dfd 0x0002 0x0005 0x5dfd 0x3ebf 0x0000(自定义) 0x8000 0x0000 0x0000 0x000b, 0x0005 0x5dfd 0x0003 0x0005 0x5dfd

. 局域网中的 L2交换机根据附录可知它们的表中没有这些 mac地址 (即 0x0005 0x5dfd 0x0000、 0x0005 0x5dfd 0x0001、 0x0005 0x5dfd 0x0002、 0x0005 0x5dfd 0x0003 )的对应关系就会往所有端口转发这些 包。 STB— 0 、 STB— 1都会收到这 4个包， 它们比对包的 MAC DA和 自己的 MAC地址（出厂时烧录在终端的 flash中）， 一样的才会接收 否则丟弃。 STB— 0收到端口查询包后发送应答（应答中包含本� �端的 设备类型、设备标识，这是每台终端的固有信 息）， 包的头部是 0x0005 0x5dfd 0x3ebf 0x0005 0x5dfd 0x0000 0x0000(自定义） 0x0800 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x000a; STB— 1收到端口查询包 后发送应答（应答中包含本终端的设备类型、 设备标识， 这是每台终 端的固有信息）， 包的头部是 0x0005 0x5dfd 0x3ebf 0x0005 0x5dfd

0x0001 0x0000(自定义） 0x0800 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x000b 。

12、 局域网中的 L2交换机根据附录可知这 2个包会导向 gateway— 0以 太网协转网关的 0 号端口。 0 号端口的包匹检测模块检测完后去掉 MAC DA ( 6byte )、 MAC SA(6byte)、 length or frame type(2byte)共

14byte, 进入相应的接收緩存， 交换引擎对各个接收緩存进行轮询， 如果有则对其进行组合地址域查表， 从而获得包的导向信息， 根据 gateway— 0的 1号表， 去掉 MAC的包会导向 1号端口；

13、 MSS-400服务器收到 STB— 0 、 STB— 1发出的应答后，对比应答包 的源地址 (SA)及设备类型就知道 gateway— 0 下接了 2台已注册终端， 然后在服务器内部的注册信息表里找到终端信 息， 向 STB— 0 、 STB 1 发送入网命令（告诉 STB— 0 、 STB 1的接入网地址为 0x000a、0x000b ); 根据 10, gateway— 0添加 MAC后导向 0 号端口。

14、 局域网中的 L2交换机根据附录可知这 2个包会分别导向 STB— 0 、 STB 1 , 而不会广播。

15、 STB 0 、 STB 1 收到入网命令后， 知道自己的接入网地址是 0x000a, 0x000b就入网了， 同时向服务器发送入网命令应答；

MSS-400 服务器收到 STB— 0 、 STB 1 发出的入网命令应答就知道

STB 0 、 STB 1 已经入网了， 以后每秒钟向这个端口发送设备状态查询 指令， 检查 STB 0 、 STB 1是否正常工作。 当服务器 6秒之内没有收到 状态查询应答，就认为终端已经被移出网络， 不再发送设备状态查询指令, 继续向本端口发送端口查询包。 4.2 交互示例 2

节点服务器与以太网协转网关、终端在入网过 程中， 节点服务器通过 自身维护的地址信息表来管理入网地址。下面 通过另一个例子来说明地址 信息表的管理。

接入网的地址可以设置为 16bit, 所有接入网设备都有唯一的接入网 地址 （包括机顶盒、 接入交换机、 存储器， 甚至节点服务器本身）。 为方 便管理所有接入网设备的接入网地址， 在节点服务器的 CPU模块中可以 维护一张地址信息表， 该表的大小为 2的 16次方， 也即 64K, 每个表的 表项由： ¾口下构成：

1 )地址占用描述符： "00"表示此地址未用， "01"表示此地址待用（节 点服务器用此地址发出了端口下行协议包， 但未收到入网上行协议包），

"10" 表示此地址已用 （节点服务器收到入网上行协议包后设置）；

2 ) 设备描述符： 例如， "000000"表示节点服务器， "000001"表示其 中一种接入交换机 BX-008 , "000010" 表示其中一种存储器， "000011"表 示其中一种终端；

3 )设备资源描述信息： 例如， 该设备是接入交换机的话， 它的网络 端口连接的设备的接入网地址， 它的各个网络端口的上下行流量计数； 如 果该设备是存储器的话， 它的网络端口连接的设备的接入网地址， 它的读 写通道的计数以及网络端口的上下行流量计数 ； 等等， 所有这些信息是为 了服务流程提供决策依据， 而且每次的服务流程中都会修改这些信息。

如图 9所示， 假设一台节点服务器 MSS-400, 它的 0号端口接了一 台接入交换机 BX-008-0 (实际上， 在 BX-008-0上增加本发明的 MAC加 减功能， 就可以作为本发明的以太网协转网关）， 它的 1号端口接了一台 接入交换机 BX-008-1 , BX-008-0的 0号端口接了一台机顶盒 STB-0, BX— 008-1的 1号端口接了一台机顶盒 STB-1。

1、 MSS-400服务器上电后初始化硬件， 获得默认城域网地址 （假设 为 0x00 0x0000 0x0000 ), 从硬盘导入配置文件到 CPU内存（例如交换机 的注册信息、终端的注册信息等等）， MSS-400服务器初始化地址信息表， 全部清零（表示所有地址未用）， MSS-400服务器配置自己的接入网地址 为 0x0000 , 也即地址信息表的第 0x0000项被配置成如下：

•地址占用描述符： "10" 表示此地址已用；

•设备描述符： "000000"表示节点服务器；

·设备资源描述信息： 此节点服务器有 8个下行百兆网口依次定义为

0号端口到 7号端口， 1个 CPU模块接口定义为 8号端口， 1个磁盘阵列 接口定义为 9号端口， 1个上行千兆光口定义为 10号端口， 此节点服务 器型号为 MSS-400 , 它的网络端口连接的设备的接入网地址未分配 ， 它 的各个网络端口的上下行流量计数为 0;

地址信息表下一个可用地址为 0x0001 ;

2、 MSS-400服务器初始化 0、 1、 2、 3号表：

•配置 0号表为 "000 0000 0000", 即所有下行协议包传送关闭； •配置 1号表为 "001 0000 0000", 即所有上行协议包导向 CPU;

•配置 2号、 3号表为 "000 0000 0000", 即所有单组播数据包传送关 闭；

3、 MSS-400 服务器知道自己有 8 个下行端口， 下一个可用地址为 0x0001 , 所以它配置 8个 0号表的表项分别为：

• "00 0000 0000 0000 0001" => "000 0000 0001", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0001的查询包导向 0号端口

• "00 0000 0000 0000 0010" => "000 0000 0010", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0002的查询包导向 1号端口；

• "00 0000 0000 0000 0011" => "000 0000 0100", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0003的查询包导向 2号端口；

• "00 0000 0000 0000 0100" => "000 0000 1000", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0004的查询包导向 3号端口；

• "00 0000 0000 0000 0101" => "000 0001 0000", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0005的查询包导向 4号端口；

· "00 0000 0000 0000 0110" => "000 0010 0000", 即目的地址 (DA)是

0x8000 0x0000 0x0000 0x0006的查询包导向 5号端口；

• "00 0000 0000 0000 0111" => "000 0100 0000", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0007的查询包导向 6号端口；

• "00 0000 0000 0000 1000" => "000 1000 0000", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0008的查询包导向 7号端口；

4、MSS-400服务器发目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0001、 0x8000 0x0000 0x0000 0x0002、 0x8000 0x0000 0x0000 0x0003、 0x8000 0x0000 0x0000 0x0004、 0x8000 0x0000 0x0000 0x0005 , 0x8000 0x0000 0x0000 0x0006、 0x8000 0x0000 0x0000 0x0007、 0x8000 0x0000 0x0000 0x0008的查询包（SA都为 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000), 根据其 0号表 的配置， 所述查询包会依次导向 0到 7号端口； 此时， 地址信息表的第 0x0001至 0x0008项被配置成：

，地址占用描述符： "01"表示此地址待用 •设备描述符： 不做修改；

•设备资源描述信息： 不做修改；

地址信息表的下一个可用地址为 0x0009;

5、 BX-008-0, BX-008-1交换机上电后初始化硬件，

·配置其 0号表，，00 xxxx xxxx xxxx xxxx" 为" 01 0000 0000", 即所有 下行协议包包导向 CPU；

•配置其 1号表，，01 xxxx xxxx xxxx xxxx" 为" 10 0000 0000", 即所有 的上行协议包导向上行的百兆网口；

•配置其 2号、 3号表为 "00 0000 0000", 即所有单组播数据包传送关 闭；

6、 BX-008-0交换机收到查询包后， 根据其 0号表的配置， 该查询包 被接收至其 CPU模块， 由 CPU模块解析该查询包并生成应答包（该应答 中包含本接入交换机的注册信息）发送给 MSS-400服务器， 包的 DA是 0x0800 0x0000 0x0000 0x0000 , SA是 0x0000 0x0000 0x0000 0x0001 ;

7、 MSS-400服务器收到 BX-008-0交换机发出的应答包后， 对比应 答包的源地址 (SA)、 及设备类型就知道其 0 号端口下接了一台接入交换 机， 然后在节点服务器内部的注册信息表里找到这 台接入交换机的信息， 向该接入交换机发送入网命令（告知其接入网 地址为 0x0001 );

8、 BX-008-0 交换机收到入网命令后， 知道自己的接入网地址是 0x0001就入网了，于是配置其 0号表" 00 0000 0000 0000 0001" 为" 01 0000

0000", 0号表其余表项配置为 "00 0000 0000", 即只有本交换机的下行协 议包导入 CPU, 同时向服务器发送入网命令应答；

9、 MSS-400服务器收到 BX-008-0交换机发出的入网命令应答就知 道 BX-008-0 交换机已经入网了， 于是将服务器内部的地址信息表的第 0x0001项被配置成：

•地址占用描述符： "10" 表示此地址已用；

•设备描述符： "000001"表示其中一种接入交换机 BX-008;

·设备资源描述信息： 此接入交换机有 8个下行百兆网口依次定义为

0号端口到 7号端口， 1个 CPU模块接口定义为 8号端口， 1个上行百兆 网口定义为 9号端口， 此接入交换机型号为 BX-008 , 它的上行网络端口 连接的设备的接入网地址是 0x0000(即 MSS-400) , 下行网络端口连接的 设备的接入网地址未分配， 它的各个网络端口的上下行流量计数为 0; 以后每秒钟向这个端口发送设备状态查询指令 ， 检查 BX-008-0交换 机是否正常工作， 同时还要向 BX-008-0交换机的下行端口发送端口下行 协议包，检查是否有其他接入网设备接在本接 入交换机下面。在这种情况 下， MSS-400服务器会在其 0号表中做如下配置：

• "00 0000 0000 0000 1001" => "000 0000 0001", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0009的端口下行协议包导向 0号端口；

• "00 0000 0000 0000 1010" => "000 0000 0001", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x000a的端口下行协议包导向 0号端口；

• "00 0000 0000 0000 1011" => "000 0000 0001", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x000b的端口下行协议包导向 0号端口；

· "00 0000 0000 0000 1100" => "000 0000 0001", 即目的地址 (DA)是

0x8000 0x0000 0x0000 0x000c的端口下行协议包导向 0号端口；

• "00 0000 0000 0000 1101" => "000 0000 0001", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x000d的端口下行协议包导向 0号端口； • "00 0000 0000 0000 1110" => "000 0000 0001", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 OxOOOe的端口下行协议包导向 0号端口；

• "00 0000 0000 0000 1111" => "000 0000 0001", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x000f的端口下行协议包导向 0号端口；

· "00 0000 0000 0001 0000" => "000 0000 0001", 即目的地址 (DA)是

0x8000 0x0000 0x0000 0x0010的端口下行协议包导向 0号端口；

MSS-400 服务器会通过包括端口分配信息的端口分配包 ， 通知 BX-008-0交换机在其 0号表中做如下配置：

• "00 0000 0000 0000 1001" => "00 0000 0001", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0009的端口下行协议包导向 0号端口；

• "00 0000 0000 0000 1010" => "00 0000 0010", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x000a的端口下行协议包导向 1号端口；

• "00 0000 0000 0000 1011" => "00 0000 0100", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 OxOOOb的端口下行协议包导向 2号端口；

· "00 0000 0000 0000 1100" => "00 0000 1000", 即目的地址 (DA)是

0x8000 0x0000 0x0000 0x000c的端口下行协议包导向 3号端口；

• "00 0000 0000 0000 1101" => "00 0001 0000", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x000d的端口下行协议包导向 4号端口；

• "00 0000 0000 0000 1110" => "00 0010 0000", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 OxOOOe的端口下行协议包导向 5号端口；

• "00 0000 0000 0000 1111" => "00 0100 0000", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x000f的端口下行协议包导向 6号端口；

• "00 0000 0000 0001 0000" => "00 1000 0000", 即目的地址 (DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0010的端口下行协议包导向 7号端口；

10、 MSS-400 服务器发目的地址（DA)是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0009、 0x8000 0x0000 0x0000 0x000a, 0x8000 0x0000 0x0000 0x000b, 0x8000 0x0000 0x0000 0x000c, 0x8000 0x0000 0x0000 0x000d, 0x8000 0x0000 0x0000 OxOOOe, 0x8000 0x0000 0x0000 OxOOOf, 0x8000 0x0000 0x0000 0x0010 的端口下行协议包（S A 都为 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000) , 根据 MSS-400服务器中 0号表的配置， 所述端口下行协议包会 依次导向 MSS-400服务器 0号端口， 根据 BX-008-0交换机中 0号表配 置， 端口下行协议包会依次导向 BX-008-0交换机 0到 7号端口； 并且， MSS-400服务器中的地址信息表的第 0x0009至 0x0010项被配置成： •地址占用描述符： "01"表示此地址待用；

•设备描述符： 不做修改；

•设备资源描述信息： 不做修改；

下一个可用地址为 0x0011 ;

11、 STB-0从 BX-008-0交换机的 0号端口收到端口下行协议包 （即 目的地址是 0x8000 0x0000 0x0000 0x0009的端口下行协议包 ) 收到端口 下行协议包后发送端口上行协议包 （包含本终端的注册信息）， 包的 DA 是 0x0800 0x0000 0x0000 0x0000 , SA是 0x0000 0x0000 0x0000 0x0009 (交换机的 0号端口）；

12、 MSS-400服务器收到 STB-0交换机发出的端口上行协议包后， 对比上行协议包的源地址（SA)及设备类型就知 道 BX-008-0的 0号端口下 接了一台终端， 然后在服务器内部的注册信息表里找到终端信 息， 向终端 发送入网命令（告诉终端的接入网地址为 0x0009 ); 13、 STB-0收到入网命令后， 知道自己的接入网地址是 0x0009就入 网了， 同时向服务器发送入网命令应答；

14、 MSS-400服务器收到 STB-0发出的入网命令应答就知道 STB-0 交换机已经入网了， 于是将地址信息表的第 0x0009项配置成：

·地址占用描述符： "10" 表示此地址已用；

•设备描述符： "000011"表示其中一种终端；

•设备资源描述信息： 此终端有视音频编解码引擎， 1 个百兆网口， 此终端型号为 STB , 它的网络端口连接的设备的接入网地址是 0x0001(即 BX-008-0) , 它的网络端口的上下行流量计数为 0;

地址信息表的第 0x0001项被配置成：

•地址占用描述符： 不做修改；

•设备描述符： 不做修改；

•设备资源描述信息： 此接入交换机有 8个下行百兆网口依次定义为 0号端口到 7号端口， 1个 CPU模块接口定义为 8号端口， 1个上行百兆 网口定义为 9号端口， 此接入交换机型号为 BX-008 , 它的上行网络端口 连接的设备的接入网地址是 0x0000(即 MSS-400) , 下行网络端口 0连接 的设备的接入网地址是 0x0009, 其余未分配， 它的各个网络端口的上下 行流量计数为 0;

以后 MSS-400服务器每秒钟向这个端口发送设备状态� �询指令， 检 查 STB-0是否正常工作， 当服务器 6秒之内没有收到状态查询应答， 就 认为 STB-0 已经被移出网络， 不再发送设备状态查询指令， 继续向本端 口发送查询包。 参照上述第 6— 14步骤， BX-008-1也会入网， 获得其接入网地址为 0x0002 ; STB-1也会入网， 获得其接入网地址为 0x0012。 五、 节点服务器与以太网协转网关、 终端的服务流程如下

5. 1 单播通信服务的通信连接流程示例

同样参照图 9所示， 假设一台节点服务器 MSS-400 (接入网地址为 0x0000 ), 它的 0号端口接了一台以太网协转网关 BX-008-0 (接入网地 址为 0x0001 ), 它的 1号端口接了一台以太网协转网关 BX-008-1 (接入 网地址为 0x0002 ), BX-008-0的 0号端口接了一台机顶盒 STB-0 (接入 网地址为 0x0009 ), BX— 008-1的 1号端口接了一台机顶盒 STB-1 (接入 网地址为 0x0012 )。 机顶盒 STB— 0向节点服务器 MSS-400发出申请和机 顶盒 STB— 1进行可视通信的单播通信服务， 步骤如下：

1、 机顶盒 STB— 0发出服务请求协议包， 包的 DA (目的地址 ) 为 0x0800 0x0000 0x0000 0x0000 (即 MSS-400的地址）、 SA (源地址 ) 为 0x0000 0x0000 0x0000 0x0009； 在该包中， 还包括以太网协转网关 BX-008-0的 MAC地址（ MAC DA )和机顶盒 STB— 0的 MAC地址（ MAC SA ); 此外， 还可以包括 reserved 0x0000 (保留字）， PDU部分如下表所 示：

表 1

服务申请所涉及到的节目号码，广播频道号全 放在服务参数中 ,例如： #define SERVICE— TYPE— GTML— REQUEST 0x8000 申请一张菜单 #define SERVICE— TYPE— VOD— REQUEST 0x8001 申请点播节目 #define SERVICE— TYPE— CHANGE— MENU 0x8002 申请改变背景 菜单

#define SERVICE— TYPE— BROADCAST— REQUEST 0x8003 申请收看 广播

#define SERVICE— TYPE— CHANGE— CHANNEL 0x8004 申请频道切 换

#define SERVICE— TYPE— TELEPHONE— DIRECT 0x8005 申请拨打可 视电话

#define SERVICE— TYPE— PERMISSION 0x8006 是否允许接入的应答

#define SERVICE— TYPE— RECORD— REQUEST 0x8007 申请录制 #define SERVICE— TYPE— END— REQUEST 0x8008 申请结束当前服 务

#define SERVICE— TYPE— ORG— CAST— REQUEST 0x8009 申请发起 直播

#define SERVICE— TYPE— DDB— REQUEST 0x800b 申请收看延时电 视

#define SERVICE— TYPE— SKIP 0x800c 收看点播或延时电视的过程 中快进 快退 暂停 继续

#define SERVICE— TYPE— RECORD— END 0x800e 申请结束录制

#define SERVICE— TYPE— VIEW— Monitor— DIRECT 0x8024 申请收看 监控

#define SERVICE— TYPE— RCV— CAST— DIRECT 0x8025 申请收看直 播

#define SERVICE— TYPE— TELEPHONE— REQUEST 0申请拨打可视电 话

#define SERVICE— TYPE— RCV— CAST— REQUEST Oxa申请收看直播 #define SERVICE TYPE VIEW Monitor Oxc申请收看监控 在本例中， 服务参数为 SERVICE— TYPE— TELEPHONE— REQUEST或 SERVICE— TYPE— TELEPHONE— DIRECT。

2、 连接在机顶盒 STB— 0与节点服务器 MSS-400之间的以太网协转 网关 BX-008-0收到所述服务请求协议包， 首先去掉该包中的以太网协转 网关 BX-008-0的 MAC地址 ( MAC DA ) 和机顶盒 STB— 0的 MAC地 址 （MAC SA )。

然后， 根据 1 号表的配置， 该服务请求协议包被导向至节点服务器 MSS-400, 节点服务器 MSS-400根据包的内容， 判断收到可视通信的申 请（服务类型）， 根据服务号码查 CAM表 (内容-地址映射表）知道被叫 ( 目标终端）是 STB— 1 , 根据其内部的地址信息表， 就知道了本次服务 涉及的链路拓朴， 判断出链路允许， 双方可以进行通信。 于是分别发送菜 单协议包给主叫 （STB— 0 ) 和被叫 （STB— 1 ), 并等待被叫应答：

其中， 发向 STB— 0 的菜单协议包： DA 为 0x8000 0x0000 0x0000 0x0009、 SA为 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000、 reserved 0x0000, PDU 部分如下表所示：

字段号 长度 代码 说明

0 1W 3900 数据下载指令

数据类型 （0=无效， l=gtml 2=gtml素 材 3=机顶盒程序 4=启动菜单 5=bmp

1 1W

100=网关的 dsp程序 101= 008的的（18

程序）

2 1W 保留

3 1W 有效包个数

4 1W 当前是第几个包

5 1W 当前包中的有效数据长度

6-14 9W 保留

15-526 512W 数据

527 1W CRC (既 512个数据相加） 表 2

发向 STB— 1的菜单协议包： DA为 0x8000 0x0000 0x0000 0x0012、 SA为 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000、 reserved 0x0000, PDU部分如上 表所示。

3、 根据节点服务器 MSS-400中 0号表的配置， 以及， 以太网协转 网关 BX-008-0和 BX-008-1 中 0号表的配置， 这 2个菜单协议包会分别 导向至机顶盒 STB— 0和 STB— 1 , 在此过程中 BX-008-0和 BX-008-1分别 对这 2个菜单协议包添加 MAC DA和 MAC SA。

被叫 STB— 1发出申请 SERVICE— TYPE— PERMISSION 接受 STB— 1通 信， 并向节点服务器 MSS-400发送应答协议包， 该包包括以太网协转网 关 BX-008-1的 MAC地址 ( MAC DA ) 和机顶盒 STB— 1的 MAC地址 ( MAC SA ),还包括 DA为 0x0800 0x0000 0x0000 0x0000、 SA 0x0000 0x0000 0x0000 0x0012 、 reserved 0x0000 , 服 务 参 数 是 SERVICE— TYPE— PERMISSION, PDU部分如下表所示：

表 3

4、 以太网协转网关 BX-008-1 去掉所述应答协议包中的以太网协 转网关 BX-008-1 的 MAC地址 （MAC DA ) 和机顶盒 STB— 1 的 MAC 地址 （MAC SA ), 然后根据 1 号表的配置， 所述应答协议包导向节点 服务器 MSS-400, 节点服务器 MSS-400根据包的内容判断收到接受可视 通信的申请， 根据服务号码查 CAM表知道被叫是 STB—1 , 根据其内部的 地址信息表， 节点服务器 MSS-400就知道了本次服务涉及的链路拓朴， 判断出链路允许， 双方可以进行通信。

在这种情况下， 节点服务器 MSS-400配置自己的 2号表如下：

• "10 0000 0000 0001 0010" => "000 0000 0010", 即目的地址 (DA)是 0x1000 0x0000 0x0000 0x0012 (即机顶盒 BX-008-1 )的单播数据包导向 1 号端口；

• "10 0000 0000 0000 1001" => "000 0000 0001", 即目的地址 (DA)是 0x1000 0x0000 0x0000 0x0009 (即机顶盒 BX-008-0 )的单播数据包导向 0 号端口；

并且， 节点服务器 MSS-400给上行链路 (主叫通路 )和下行链路 (被 叫通路 )上的所有以太网协转网关发送端口配置命令� �要求同时开放对方 地址的上行和自身地址的下行。

发向以太网协转网关 BX-008-0的两个包：

1 ) 第一个包的 DA 0x8000 0x0000 0x0000 0x0001、 SA 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000、 reserved 0x0000 , PDU部分如下表所示：

8b54 字段号 长度 代码 说明

以太网协转网关端口配置命令

0 1W 8b54

(节点服务器 以太网协转网关）

1 1W 设备类型 （BX-008 )

需要开放端口的地址： 0x1000 0x0000

2-5 4W

0x0000 0x0012

操作方式： "10 0000 0000", 表示打开上行 9

6 1W

号端口

7-10 4W 0000

11 1W 数据类型 0x10

12 1W 以太网协转网关地址 (接入网地址 ) 0x0001

13-15 3W 以太网协转网关设备标志

16-31 18W 0000 表 4

2 )第二个包的 DA为 0x8000 0x0000 0x0000 0x0001、 SA为 0x0000x0000 0x0000 0x0000、 reserved 0x0000 , PDU部分如下表所示：

表 5

发向以太网协转网关 BX-008-1的两个包：

1 )第一个包的 DA为 0x8000 0x0000 0x0000 0x0002、 SA为 0x0000x0000 0x0000 0x0000、 reserved 0x0000, PDU如下表所示：

8b54 字段号 长度 代码 说明

以太网协转网关端口配置命令

0 1W 8b54

(节点服务器 以太网协转网关）

1 1W 设备类型 （BX-008 ) 需要开放端口的地址： 0x1000 0x0000 0x0000

2-5 4W

0x0009

操作方式： "10 0000 0000", 表示打开上行 9

6 1W

号端口

7-10 4W 0000

11 1W 数据类型 0x10

12 1W 以太网协转网关地址 (接入网地址） 0x0002

13-15 3W 以太网协转网关设备标志

16-31 18W 0000

表 6

2 )第二个包的 DA为 0x8000 0x0000 0x0000 0x0002、 SA为 0x0000 x0000 0x0000 0x0000、 reserved 0x0000, PDU如下表所示：

表 7 发向机顶盒 STB-0的包 （服务处理命令， 本例中为编解码命令）： 包的 DA 0x8000 0x0000 0x0000 0x0009、 SA 0x0000 0x0000 0x0000x0000、 reserved 0x0000, PDU部分如下表所示：

表 8

发向 STB-1的包 （服务处理命令， 本例中为编解码命令）：

包的 DA 为 0x8000 0x0000 0x0000 0x0012、 SA 0x0000 0x0000x0000 0x0000、 reserved 0x0000 , PDU部分如下表所示：

0 1W 8704 编解码命令（节点服务器 目标终端）

1 1W 填充

2-4 3W 填充

5-7 3W 填充

8 1W 填充

9-11 3W 填充

12 1W 填充

13 1W 0x3217

14 1W 0x3217

15-18 4W 0x1000 0x0000 0x0000 0x0009

19-22 4W 0x1000 0x0000 0x0000 0x0012

23 1W Oxffff 维持原状

24 lw 0=关闭响铃

25 1W Oxffff 维持原状

26 1W Oxffff 维持原状

27-31 5w 0

表 9

上述编解码命令的 PDU中， 字段号 13表示编码类型： 0=停止编码， 0ffff = 维持原状， Oxfffe 将解码的数据返回， 不进行本地编码； 字段号 14表示解码类型： 0=停止解码， 0ffff = 维持原状； 字段号 15— 18表示 编码地址（ DA或组播地址）： 0xffff=维持原状； 字段号 19-22表示解码地 址（ DA或组播地址 ): 0xffff=维持原状； 字段号 23表示： HB: 编码 HAD, LB: 解码的 HAD; 0xffff=维持原状； 字段号 24表示响铃参数： 0=关闭 响铃， 1 =开始响铃， 0xffff=维持原状；字段号 25表示云台操作参数： 0xffff= 维持原状； 字段号 26表示辅助信道操作参数： 0xffff=维持原状。

其中， 编码类型如下表所示:

代码 视频压缩 视频制式 音频压缩 流量等级

0x3215 MPEG4 PAL MP3 1.7M

0x3217 MPEG4 PAL MP3 3.3M

表 10

5、 根据节点服务器 MSS-400中 0号表的配置， 以及， 以太网协转 网关 BX-008-0、 BX-008-1中 0号表的配置， 前面 4个发给以太网协转网 关的包会分别导向 BX-008-0、 BX-008-1„

在这种情况下， 以太网协转网关 BX-008-0配置自己的 2号表如下：

• "10 0000 0000 0001 0010" => "10 0000 0000", 即目的地址 (DA)是 0x1000 0x0000 0x0000 0x0012的单播数据包导向 9号端口；

• "10 0000 0000 0000 1001" => "00 0000 0001", 即目的地址 (DA)是 0x1000 0x0000 0x0000 0x0009的单播数据包导向 0号端口；

以太网协转网关 BX-008-1配置自己的 2号表如下：

• "10 0000 0000 0001 0010" => "00 0000 0010", 即目的地址 (DA)是 0x1000 0x0000 0x0000 0x0012的单播数据包导向 1号端口；

• "10 0000 0000 0000 1001" => "10 0000 0000", 即目的地址 (DA)是 0x1000 0x0000 0x0000 0x0009的单播数据包导向 9号端口；

根据节点服务器 MSS-400中 0号表的配置， 以及， 以太网协转网关

BX-008-0, BX-008-1 中 0号表的配置， 后面 2个发向机顶盒的包会分别 导向至机顶盒 STB-0、 STB-1。 在此过程中， BX-008-0、 BX-008-1会分别 向这 2个包中添加相应的 MAC DA和 MAC SA。 收到包后 , 机顶盒 STB-0、 STB-1就可以根据包的内容开始编解码， 并接收、发送单播数据。

具体而言， 在配置好当次服务的通信链路后， 所述机顶盒 STB-0、

STB-1基于所述通信链路收发单播数据的过程� ��：

1 )机顶盒 STB-0向机顶盒 STB-1发送单播数据包， 该包包括以太网 协转网关 BX-008-0的 MAC地址 ( MAC DA )和机顶盒 STB— 0的 MAC 地址 （ MAC SA ), 该包的 DA是 0x1000 0x0000 0x0000 0x0012; SA是 0x0000 0x0000 0x0000 0x0009;

2 ) 该单播数据包进入以太网协转网关 BX-008-0 , , 首先去掉所述 MAC DA和 MAC SA, 然后以太网协转网关 BX-008-0的交换引擎模 块根据组合地址域查 2号表， 表的地址是" 10 0000 0000 0001 0010", 该表 项的输出是" 10 0000 0000" ( "10 0000 0000 0001 0010" => "10 0000 0000", 即目的地址 (DA)是 0x1000 0x0000 0x0000 0x0012的单播数据包 导向 9号端口）， 表示打开上行 9号端口， 当前单播数据包通过该 9号端 口进入了节点服务器 MSS-400;

3 )节点服务器 MSS-400收到所述单播数据包后， 其交换引擎根据组 合地址域查 2号表， 表的地址是" 10 0000 0000 0001 0010", 该表项的输出 是" 000 0000 0010" ( "10 0000 0000 0001 0010" => "000 0000 0010", 即目 的地址 (DA)是 0x1000 0x0000 0x0000 0x0012的单播数据包导向 1 号端 口）， 表示打开下行 1号端口， 当前单播数据包通过该 1号端口进入了以 太网协转网关 BX-008-1 ;

4 ) 以太网协转网关 BX-008-1 收到所述单播数据包后， 其交换引擎 模块根据组合地址域查 2号表， 表的地址是" 10 0000 0000 0001 0010", 该 表项的输出是 "00 0000 0010" ( "10 0000 0000 0001 0010" => "00 0000 0010", 即目的地址 (DA)是 0x1000 0x0000 0x0000 0x0012的单播数据包导 向 1号端口）， 表示打开下行 1号端口， 当前单播数据包通过该 1号端口 进入了机顶盒 STB-1 ; 在此过程中， BX-008-1 在该包中添加以太网协转 网关 BX-008-1的 MAC地址 ( MAC SA )和机顶盒 STB-1的 MAC地址 ( MAC DA );

5 )机顶盒 STB-1 向机顶盒 STB-0发送单播数据包， 该包的 DA是 0x1000 0x0000 0x0000 0x0009; SA是 0x0000 0x0000 0x0000 0x0012; 该 包还包括以太网协转网关 BX-008- 1的 MAC地址 ( MAC DA )和机顶盒

STB 1的 MAC地址 ( MAC SA );

6 ) 该单播数据包进入以太网协转网关 BX-008-1 , 先去掉所述 MAC

DA和 MAC SA, 然后以太网协转网关 BX-008-1 的交换引擎模块根据 组合地址域查 2号表， 表的地址是" 10 0000 0000 0000 1001", 该表项的输 出是" 10 0000 0000" ( "10 0000 0000 0000 1001" => "10 0000 0000", 即目 的地址 (DA)是 0x1000 0x0000 0x0000 0x0009的单播数据包导向 9号端 口）， 表示打开上行 9号端口， 当前单播数据包通过该 9号端口进入了节 点服务器 MSS-400; 7 )节点服务器 MSS-400收到所述单播数据包后， 其交换引擎根据组 合地址域查 2号表， 表的地址是" 10 0000 0000 0000 1001", 该表项的输出 是" 000 0000 0001" ( "10 0000 0000 0000 1001" => "000 0000 0001", 即目 的地址 (DA)是 0x1000 0x0000 0x0000 0x0009的单播数据包导向 0号端 口）， 表示打开下行 0号端口， 当前单播数据包通过该 0号端口进入了以 太网协转网关 BX-008-0;

8 ) 以太网协转网关 BX-008-0 收到所述单播数据包后， 其交换引擎 模块根据组合地址域查 2号表， 表的地址是" 10 0000 0000 0000 1001", 该 表项的输出是 "00 0000 0001" ( "10 0000 0000 0000 1001" => "00 0000 0001", 即目的地址 (DA)是 0x1000 0x0000 0x0000 0x0009的单播数据包导 向 0号端口）， 表示打开下行 0号端口， 当前单播数据包通过该 0号端口 进入了机顶盒 STB-0。 在此过程中， BX-008-0在包中添加了以太网协转 网关 BX-008-0的 MAC地址 ( MAC SA )和机顶盒 STB-0的 MAC地址 ( MAC DA )。

应用上述过程进行单播服务通信的一种简单示 例如下：

假设 STB-0向 MSS-400服务器申请打可视电话给 STB-1 , 在 STB-0 发向 MSS-400的服务申请包中含有所申请服务的类型� �本例是可视电话， 所以含有对方的号码， 例如 8888 8888 8888 );

MSS-400服务器收到服务申请包后， 检查服务类型知道是可视电话， 就跳入可视电话服务流程， 根据对方的号码（ 8888 8888 8888 ), MSS-400 服务器通过 CAM查找可以得到 STB-1 的接入网地址 (因为在 STB-1入 网时， MSS-400服务器会更新 CAM的内容，把地址为 0x0012更新为 8888 8888 8888 ), 根据 STB-0 、 STB-1 的接入网地址， 查地址信息表可以知 道他们的拓朴信息， 由 0x0009知道 STB-0连着 BX-008-0的 0号端口， 而且上下行流量为 0 , 而链路流量为 100Mbit/s, BX-008-0的接入网地址 是 0x0001 , 查地址信息表知 BX-008-0连着 MSS-400的 0号端口， 而且 上下行流量为 0 , 而链路流量为 100Mbit/s, 同理可知 STB-1的链路的流 量信息， 而申请的可视电话的上下行带宽是 2Mbit/s, 满足要求， 再检查 其他信息如果满足，服务器将被叫机顶盒和主 叫机顶盒之间的所有交换机 的针对这 2 路单播数据的通路打开 （包括对 BX-008-0 的 0 号端口、 BX-008-1的 1号端口的地址匹配及精确流量控制），修改� �地址信息表的 链路的流量信息， 服务器发送编解码命令给双方机顶盒。 5.2 组播通信服务的通信连接流程示例

同样参照图 9所示， 假设一台节点服务器 MSS-400 (接入网地址为 0x0000 ), 它的 0号端口接了一台以太网协转网关 BX-008-0 (接入网地 址为 0x0001 ), 它的 1号端口接了一台以太网协转网关 BX-008-1 (接入 网地址为 0x0002 ), BX-008-0的 0号端口接了一台机顶盒 STB-0 (接入 网地址为 0x0009 ), STB—0的号码是 0x6666 0x6666 0x6666 , BX— 008-1 的 1号端口接了一台机顶盒 STB-1 (接入网地址为 0x0012 ), STB 1的号 码是 0x8888 0x8888 0x8888。 机顶盒 STB— 0向节点服务器 MSS-400申请 发起直播， 步骤如下：

1、 机顶盒 STB—0发出发起直播的服务请求协议包， 包中包括以太网 协转网关 BX-008-0的 MAC地址 ( MAC DA )和机顶盒 STB— 0的 MAC 地址 （MAC SA ), 包的 DA是 0x0800 0x0000 0x0000 0x0000、 SA是 0x0000 0x0000 0x0000 0x0009、 reserved 0x0000 (保留字）， PDU部分如 下表所示：

8e01 字段号 长度 代码 说明

0 1W 8e01 终端申请指令（终端 节点服务器）

1 1W 月良务类型 ( service— type )

2-4 3W 终端号码 （申请者的号码） 0000

5 1W 终端分机号 （申请者的分机号） 0000

6-31 26W #define SERVICE— TYPE— ORG— CAST— REQUEST 0x8009 申请发起直播 表 11

2、 连接在机顶盒 STB— 0与节点服务器 MSS-400之间的以太网协转 网关 BX-008-0收到所述服务请求协议包， 首先去掉该包中的以太网协转 网关 BX-008-0的 MAC地址 ( MAC DA ) 和机顶盒 STB— 0的 MAC地 址 （MAC SA )。

然后， 根据 1 号表的配置， 该服务请求协议包被导向节点服务器 MSS-400, 节点服务器 MSS-400根据包的内容， 判断收到发起直播的申 请（服务类型 ), 根据服务号码查 CAM表（内容-地址映射表）知道用户 (源终端）是 STB— 0 , 根据其内部的地址信息表， 就知道了本次服务涉 及的链路拓朴， 判断出链路允许， 可以进行发起直播， 于是分配组播地址 为 0x0008。 并且， 节点服务器给当前通信链路上的所有以太网协 转网关 发送端口配置命令，要求同时开放对方地址的 上行和自身地址的下行。此 时， 通过链路拓朴判断， 获知当前只需配置以太网协转网关 BX-008-0。

在这种情况下，节点服务器 MSS-400向以太网协转网关 BX-008-0发 包：

包的 DA为 0x8000 0x0000 0x0000 0x0001、 SA为 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000, reserved 0x0000 (保留字）， PDU部分如下表所示：

8b54 字段号 长度 代码 说明 以太网协转网关端口配置命令

0 1W 8b54

(节点服务器- >以太网协转网关）

1 1W 设备类型 （BX-008 )

2-5 4W 0x7800 0x0000 0x0000 0x0008 6 1W "00 0000 0001"表示打开 0号端口

7-10 4W 0000

11 1W 数据类型 0x78

12 1W 以太网协转网关地址 (接入网地址 ) 0x0001

13-15 3W 以太网协转网关设备标志

16-31 18W 0000 表 12

节点服务器 MSS-400向机顶盒 STB-0发包 （服务处理命令， 本例为 编解码命令 ):

包的 DA为 0x8000 0x0000 0x0000 0x0009 , SA为 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000, reserved 0x0000 , PDU部分如下表所示：

8704 字段号 长度 代码 说明

0 1W 8704 编解码命令（节点服务器 机顶盒）

1 1W 填充

2-4 3W 填充

5-7 3W 填充

8 1W 填充

9-11 3W 填充

12 1W 填充

13 1W 0x3217

14 1W 0x3217 15-18 4W 0x7800 0x0000 OxOC )00 0x0008

19-22 4W 0x7800 0x0000 OxOC )00 0x0008

23 1W Oxffff 维持原状

24 lw 0=关闭响铃

25 1W Oxffff 维持原状

26 1W Oxffff 维持原状

27-31 5w 0 表 13

3、 根据节点服务器 MSS-400中 0号表的配置， 发向以太网协转网关 BX-008-0的包会导向至 BX-008-0。 在这种情况下， BX-008-0配置自己的 3号表如下：

·'Ί 1 0000 0000 0000 1000" => "00 0000 0001", 即目的地址 (DA)是

0x7800 0x0000 0x0000 0x0008的组播数据包导向 0号端口；

4、 根据节点服务器 MSS-400中 0号表的配置， 以及， 以太网协转网 关 ΒΧ-008-0中 0号表的配置， 发向机顶盒 STB-0的包会导向至 STB-0。 在此过程中， BX-008-0在包中添加 BX-008-0 的 MAC ( MAC SA ) 和 STB-0 的 MAC ( MAC DA )发送。 STB-0根据包的内容开始编解码， 并开始接收、 发送组播数据。

具体而言， 所述机顶盒 STB-0基于当前的直播发起通信链路收发组 播数据的过程为：

1 )机顶盒 STB-0发出组播数据包，该包包括 BX-008-0的 MAC( MAC DA )和 STB-0的 MAC( MAC SA ),该包的 DA是 0x7800 0x0000 0x0000 0x0008 (组播地址）； SA是 0x0000 0x0000 0x0000 0x0009;

2 ) 所述组播数据包进入以太网协转网关 BX-008-0 , 首先去掉所述 MAC DA和 MAC SA, 然后以太网协转网关 BX-008-0的交换引擎模 块根据组合地址域查 3号表， 表的地址是" 11 0000 0000 0000 1000", 该表 项的输出是" 00 0000 0001" ( "11 0000 0000 0000 1000" => "00 0000 0001", 即目的地址 (DA)是 0x7800 0x0000 0x0000 0x0008的组播数据包导 向 0号端口）， 表示打开下行 0号端口， 当前组播数据包通过该 0号端口 进入了机顶盒 STB-0。 此过程中， BX-008-0再在包中添加 BX-008-0 的 MAC ( MAC SA )和 STB-0的 MAC ( MAC DA ), 通过该 0号端口发 送。 机顶盒 STB— 1向节点服务器 MSS-400申请收看直播，号码是 0x6666 0x6666 0x6666, 步骤如下：

1、 机顶盒 STB— 1 发出收看直播的服务请求协议包， 该包包括 BX-008-1的 MAC( MAC DA )和 STB— 1的 MAC( MAC SA ),包的 DA 是 0x0800 0x0000 0x0000 0x0000、 SA是 0x0000 0x0000 0x0000 0x0012、 reserved 0x0000, PDU部分如下表所示：

表 14

2、 连接在机顶盒 STB— 1与节点服务器 MSS-400之间的以太网协转 网关 BX-008-1 , 先去掉所述 MAC DA和 MAC SA, 然后才艮据 1号表 的配置， 该服务请求协议包被导向节点服务器 MSS-400 , 节点服务器 MSS-400根据包的内容，判断收到收看直播的申� �，根据服务号码查 CAM 表知道发起者 （源终端）是 STB— 0 , 根据其内部的地址信息表， 就知道 了本次服务涉及的链路拓朴， 判断出链路允许， 可以进行收看直播， 于是 分配组播地址 （对应分配给源终端的组播地址）是 0x0008。 并且， 节点 服务器给当前通信链路上的所有以太网协转网 关发送端口配置命令，要求 同时开放对方地址的上行和自身地址的下行。 在这种情况下， 节点服务器 MSS-400配置自己的 3号表如下：

• "11 0000 0000 0000 1000" => "000 0000 0010", 即目的地址 (DA)是 0x7800 0x0000 0x0000 0x0008的组播数据包导向 1号端口；

同时， 节点服务器 MSS-400向以太网协转网关 BX-008-0发包： 包的 DA为 0x8000 0x0000 0x0000 0x0001、 SA为 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000、 reserved 0x0000 , PDU部分如下表所示：

8b54 字段号 长度 代码 说明 以太网协转网关端口配置命令

0 1W 8b54

(节点服务器 以太网协转网关）

1 1W 设备类型 （BX-008 )

2-5 4W 0x7800 0x0000 0x0000 0x0008

6 1W "10 0000 0001"表示打开 0、 9号端口

7-10 4W 0000

11 1W 数据类型 0x78 以太网协转网关地址 （接入网地址 )

12 1W

0x0001 13-15 3W 以太网协转网关设备标志

16-31 18W 0000 表 15

同时， 节点服务器 MSS-400向以太网协转网关 BX-008-1发包： 包的 DA为 0x8000 0x0000 0x0000 0x0002、 SA为 0x0000 0x0000x0000 0x0000、 reserved 0x0000 , PDU部分如下表所示：

表 16

同时， 节点服务器 MSS-400向机顶盒 STB-1发包：

包的 DA为 0x8000 0x0000 0x0000 0x0012、 SA为 0x0000 0x0000x0000 0x0000、 reserved 0x0000 , PDU部分如下表所示： 8704 字段号 长度 代码 说明 编解码命令 （节点服务器 终

0 1W 8704

端）

1 1W 填充

2-4 3W 填充

5-7 3W 填充

8 1W 填充

9-11 3W 填充

12 1W 填充

13 1W 0

14 1W 0x3217

15-18 4W Oxffff

19-22 4W 0x7800 0x0000 0x0000 0x0008

23 1W Oxffff 维持原状

24 lw 0=关闭响铃

25 1W Oxffff 维持原状

26 1W Oxffff 维持原状

27-31 5w 0 表 17

3、 根据节点服务器 MSS-400中 0号表的配置， 发向以太网协转网关 BX-008-0、 BX-008-1 会分别导向至以太网协转网关 BX-008-0 和 BX-008- l o

在这种情况下， 以太网协转网关 BX-008-0配置自己的 3号表如下：

• "11 0000 0000 0000 1000" => "10 0000 0001", 即目的地址 (DA)是 0x7800 0x0000 0x0000 0x0008的组播数据包导向 0号、 9号端口；

以太网协转网关 BX-008-1配置自己的 3号表如下：

• "11 0000 0000 0000 1000" => "00 0000 0010", 即目的地址 (DA)是 0x7800 0x0000 0x0000 0x0008的组播数据包导向 1号端口；

4、 根据节点服务器 MSS-400中 0号表的配置， 以及， 以太网协转网 关 BX-008-1中 0号表的配置， 发向机顶盒 STB-1的包会导向至 STB-1。 STB-1 根据包的内容接收组播数据、 解码。 BX-008-1 会在包中添加 BX-008-1的 MAC ( MAC SA ) 和 STB-1的 MAC ( MAC DA )发送。

具体而言， 所述机顶盒 STB-1 基于当前的收看直播的通信链路接收 组播数据的过程为：

1 ) 机顶盒 STB-0 发出组播数据包， 该包包括以太网协转网关 BX-008-0的 MAC地址（ MAC DA )和机顶盒 STB— 0的 MAC地址（ MAC

SA ), 该包的 DA是 0x7800 0x0000 0x0000 0x0008 (组播地址）； SA是 0x0000 0x0000 0x0000 0x0009;

2 )所述组播数据包进入以太网协转网关 BX-008-0 ,先去掉所述 MAC DA和 MAC SA, 然后以太网协转网关 BX-008-0的交换引擎模块根据 组合地址域查 3号表， 表的地址是" 11 0000 0000 0000 1000", 该表项的输 出是" 10 0000 0001" ( "11 0000 0000 0000 1000" => "10 0000 0001", 即目 的地址 (DA)是 0x7800 0x0000 0x0000 0x0008的组播数据包导向 0号、 9 号端口）； 表示打开下行 0号端口和上行 9号端口， 当前组播数据包通过 该 0 号端口进入了机顶盒 STB-0; 通过该 9 号端口进入了节点服务器 MSS-400;

其中， 通过该 0号端口进入了机顶盒 STB-0的包， BX-008-0在包中 添加了 BX-008-0的 MAC地址（ MAC SA )和机顶盒 STB— 0的 MAC地 址 （MAC DA )。

3 )节点服务器 MSS-400收到该组播数据包后， 其交换引擎模块根据 组合地址域查 3号表， 表的地址是" 11 0000 0000 0000 1000", 该表项的输 出是" 000 0000 0010" ( "11 0000 0000 0000 1000" => "000 0000 0010", 即 目的地址 (DA)是 0x7800 0x0000 0x0000 0x0008的组播数据包导向 1号端 口）， 表示打开下行 1号端口， 当前组播数据包通过该 1号端口进入了以 太网协转网关 BX-008-1 ;

4 ) 以太网协转网关 BX-008-1 收到该组播数据包后， 其交换引擎模 块根据组合地址域查 3号表， 表的地址是" 11 0000 0000 0000 1000", 该表 项的输出是" 00 0000 0010" ( "11 0000 0000 0000 1000" => "00 0000 0010" , 即目的地址 (DA)是 0x7800 0x0000 0x0000 0x0008的组播数据包导向 1号 端口）， 表示打开下行 1号端口， 当前组播数据包通过该 1号端口进入了 机顶盒 STB-1。 该包中添加了 BX-008-1的 MAC ( MAC SA ) 和 STB-1 的 MAC ( MAC DA )。

当然， 上述的单播服务通信过程和组播服务通信过程 仅仅用作示例。 在实际中，应用本发明实施例执行任一种单播 服务通信或组播服务通信均 是可行的。 六、 以太网协转网关的流量控制

以太网协转网关还可以对经过的数据包和协议 包进行精确的流量控 制。 参照图 10 , 如下：

步骤 1001 , 下行网络接口接收的数据包进入包检测模块；

步骤 1002 , 包检测模块检查数据包的以太网协转网关 MAC DA、 目标 终端 MAC SA、 以太网 leng th or f rame type , 新型网目地地址 （ DA )、 新 型网源地址 （SA )、 数据包类型及包长度是否符合要求， 如果符合则分配 相应的流标识符 ( s t ream-id )， 并由 MAC删除模块减去 MAC DA、 MAC SA, 然后进入相应的端口接收緩存， 否则丟弃；

而上行网络接口接收的数据包直接进入相应的 端口接收緩存， CPU模 块接口接收的数据包也直接进入相应的端口接 收緩存。 这是因为本实施例 是对上行转发进行控制， 因此上行网络接口和 CPU模块接口接收的数据包 都不进行检测。 本实施例中， 流标识符 （ s t ream-id ) 可以是 8b i t , 对应 256种流。 步骤 1003 , 交换引擎对各个端口接收緩存进行轮询， 如果有包则对其 进行地址查找表查询， 从而获得包的导向信息；

对于数据包， 查找数据包地址表， 如果是单播数据包， 则查找 2号表， 如果是组播数据包， 则查找 3号表。

步骤 1004 ,如果进入端口接收緩存的数据包是下行网络� �口往上行网 络接口去的， 则交换引擎结合流标识符 （s t ream-id )把该数据包存入对 应的包緩存器队列； 如果该包緩存器队列接近满， 则丟弃；

如果进入端口接收緩存的数据包不是下行网络 接口往上行网络接口 去的 （例如， 是上行网络接口往下行网络接口去的， 或者是 CPU模块接口 往下行网络接口去的， 等等）， 则交换引擎根据包的导向信息把该数据包 存入对应的包緩存器队列； 如果该包緩存器队列接近满， 则丟弃；

所述包緩存器中， 假设有 256个流类型， 则可以有 256个緩存， 分别 緩存不同的流对应的数据包。

以上为包的接收部分， 下边是包的发送部分：

步骤 1005 , 交换引擎轮询所有包緩存器队列， 分为两种情形； 第一种， 如果该队列是下行网络接口往上行网络接口去 的， 则满足以 下条件进行转发：

1 )端口发送緩存未满；

2 )该队列包计数器大于零；

3 )获得码率控制模块产生的令牌；

所谓转发是指由交换引擎从该包緩存器队列顺 序读出一个包， 并写入 上行网络接口的端口发送緩存。

第二种， 如果该队列不是下行网络接口往上行网络接口 去的， 则满足 以下条件进行转发：

1 )该端口发送緩存未满；

2 )该队列包计数器大于零。

步骤 1006 , 下行网络接口的发送模块检测该端口的发送緩 存， 如果有 包则 居包的新型网目地地址 DA获知对应的终端的以太网 MAC DA, 由 MAC 添加模块添加终端的以太网 MAC DA、 以太网协转网关的 MAC SA、 以太网 length or frame type, 并发送。

上行网络接口的发送模块检测该端口的发送緩 存， 如果有包则发送。 本实施例中， 以太网协转网关是基于存储——转发机制的， 所有的端 口都有接收緩存和发送緩存， 这些緩存都是在交换机芯片内部的， 不会太 大， 每个接送緩存和发送緩存在 2kbyte到 4kbyte之间， 大概可以緩存 2 到 3个最大以太网包 （大概 1556byte)。 但是， 仅有这些緩存是远远不够 的， 因此在交换机芯片外面需要增加包緩存器， 一般用 SDRAM、 SRAM等颗 粒包緩存器，比如可以用 16Mbyte的 SDRAM作为包緩存器，它可以存储 10K 个最大以太网包 （大概 1556byte)。 所谓的端口发送緩存未满就是指端口 发送緩存最少还存一个最大以太网包 （大概 1556byte), 这样保证发送緩 存不会溢出。

下面通过一个例子具体说明码率控制模块如何 产生令牌。

接入网交换机的码率控制模块为每个流配备了 一组计数器， 分别定义 如下：

bit (68) = op ' 0' >reset ,

― >normal

bit (67 down to 60) = f rame-cnt 0 ― 255

bit (59 down to 50) = f rame_4by te -511 ― 511

bit (49 down to 41) = max-f rame_4by te 0 ― 511

bit (40 down to 32) = add_4by te 0 ― 511

bit (31 down to 16) = t imer_set

bit (15 down to 0) = t imer-cnt

bit (68) = op, 当 op = ，0，时表示初始化计数器为零， 当 ορ=，Γ时表 示正常操作；

bit (67 down to 60) = frame.cnt 表示包緩存队列中的包计数， 这里 殳设为 8bit (0— 255)；

bit (59 down to 50) = frame_4byte 表示可以发送的字节数 （注意 frame_4byte为 4byte的计数器， 4叚设 frame_4byte = 4, 表示可以发送 的字节数为 16, 同时这个计数器可以是负的， 这里假设为 lObit所以范围 是 -511— 511 );

bit (49 down to 41) = max.f rame_4by te表示可以发送的字节数的最 大值， 这里假设为 9bit ( 0一 511 );

bit (40 down to 32) = add_4byte表示每隔固定时间增加的可以发送 的字节数（注意 add_4byte为 4byte的计数器， ^叚设 add_4byte = 4, 表 示增加的可以发送的字节数为 16, 这里假设为 9bit所以范围是 0—511 ); bit (31 down to 16) = timer.set 表示设定的时间间隔， 4叚设系统查 询周期为 50us, 如果 timer_set = 100, 则表示设定的时间间隔为 50us x 100 =5ms, 这里 ^叚设为 16bit;

bit (15 down to 0) = timer.cnt 表示系统查询周期的计数器， 殳设 系统查询周期为 50us, 则表示每隔 50us, timer_cnt 加 1, 这里 4叚设为 16bit。

现在假设总共有 256个流，则在码率控制模块中会维持 256组计数器。 码率控制模块对每组计数器处理时间为 10 个时钟周期， 系统时钟为 125MHz, 也就是时钟周期为 8ns。 那么处理 256组计数器的时间需要 256 x 10 X 8ns = 20480ns = 20.48us, 假设系统查询周期为 50us, 则有非常大 的冗余。

为了方便描述， 这里假设第 50个流的计数器分别设置如下： timer_set = 100,

add_4byte = 16,

f rame_4by te = -10,

max.f rame_4by te = 400,

f rame-cnt = 2。

码率控制模块检查第 50个流的计数器， 如果 timer_cnt = timer— set

( 100 ), 表示根据设定的时间间隔到了发包的时间， 则 frame_4byte = f rame_4byte + add_4byte , 并 判 断 f rame_4byte 是 否 大 于 max.f rame_4by te, ^口果大于贝 ¹ J f rame_4by te =max_f rame_4by te。 在上面 的例子中, f rame_4byte = f rame_4byte + add_4byte = -10 + 16 = 6, 小于 max_f rame_4byte ( 400 )。

然后， 如果 frame_4byte大于 0, 并且 frame— cnt大于 0, 则码率控 制模块发送一个令牌给交换引擎（例子中的令 牌号为 50)。 交换引擎根据 令牌号从相应的包緩存队列中（例子中为包緩 存队列 50 )取出一个数据包 并发送， 同时把该数据包的长度返还给码率控制模块。 码率控制模块把 frame_4byte减去相应的包长度， 假设该包长度 frame-length = 20 (4byte 的整数倍), 贝 ¹ J f rame_4byte = f rame_4byte - frame—length = 6 - 20 = -14。

上述计数器 op、 max-f rame_4by te、 add_4by te, timer— set 即为流量 控制信息， 都是由 CPU模块来配置 （通过与节点服务器之间的协议交互 获得）。 timer.cnt初始化为 0, 每隔系统查询周期力口 1; frame_cnt初始 化为 0, 如果该包緩存队列中增加一个数据包， 则 frame_cnt加 1。 码率 控制模块通过控制 max_f rame_4byte、 add_4byte、 timer— set几个参数, 可以把输入不均匀的数据流变成均匀的数据流 输出。 例如， 需要输出包长 为 1024byte、 间隔为 5ms的数据流， 则设置：

max-f rame_4by te=256 ( 1024by te ),

add_4byte=256 (1024byte) ,

timer_set=100 叚设系统查询周期为 50us )。

由上可知， 服务不同， 对应的流也不同， 则 CPU模块从节点服务器获 得的流量控制信息也不同。 而且， 上述码率控制不仅可以对固定包长的数 据包进行控制， 还可以对变长包进行控制， 所述变长包是指每次输入交换 机的数据包长度是变化的。 这是因为每次可以发送的数据大小由可发送字 节的最大值 max-f rame_4byte和用于调整变长包发送的参数 add_4byte决 定。 更具体的， 将上述以太网协转网关进行流量控制的过程结 合上述 5.1 的单播通信过程进行举例说明： 5. 1中详细举例说明了节点服务器 MSS-400发送协议包完成配表， 通 知本次服务的通信链路上的各个以太网协转网 关开启相应端口。 优选的， 在针对本次服务的通信路径设定过程中，节点 服务器 MSS-400也可以通过 发送协议包实现流控信息的传递，即将针对本 次服务的流控信息发送给机 顶盒 STB-0 向机顶盒 STB-1 的上行链路中的第一个以太网协转网关 BX-008-0 , 由其对本次服务的数据包进行流量控制。

因为节点服务器 MSS-400在针对本次服务设定路径时， 也同时依据 本次服务的类型等属性信息，确定了本次服务 的所占流量（即向本次服务 分配了多少流量），并在节点服务器 MSS-400的地址信息表中的设备资源 描述信息中加以记录（即在该端口的流量信息 中增加本次服务所占用的流 量）。 这样在下一个服务请求时， 查阅就可以知悉该端口的实际流量。

节点服务器 MSS-400向交换机 BX-008-0发送流量控制信息，是为了 确保节点服务器 MSS-400 针对本次服务所分配的流量额度能够确保实 现， 而不是随意增加或者随意减少（包括在带宽统 计意义上的变化和带宽 在离散时间点的变化）。

由于流控信息可以保证交换机 BX-008-0 在收到本次服务的数据包 时，依据一定的时间间隔对数据包进行发送， 并且每次发送的数据大小也 有要求。 当终端发送的数据包长度较大时， 则可以积累两个或者多个时间 间隔后再发送， 这样， 既可以不拆解或分解用户数据包， 同时也可以基本 保证数据发送的稳定均勾。 当然， 优选的， 本发明在进行服务建立时， 就 可以通知交换机和终端限定数据包长度， 例如， 终端发起的数据包长度就 符合流控信息的要求，同时交换机还可以对数 据包长度不符合的数据包进 行丟弃， 以进一步保证数据发送的稳定均匀。

总之， 通过流控信息可以保证交换机 BX-008-0在每个时刻所发送的 数据流量是稳定的、 均勾的， 并且是符合所分配的流量额度的， 不会出现 随意变化的情况。这样，也就能够保证本发明 可以实现从网络中各个服务、 各个端口的流量的精确分配和控制。

当然， 为了保证流量的精确控制， 本发明还可以对服务建立请求的协 议包也进行流量控制。具体的， 节点服务器 MSS-400可以对接入终端的最 底层交换机都赋予流量控制信息， 即当各个交换机接收到上行协议包时， 就按照节点服务器 MSS-400 在当前交换机上电入网时所通知的流量控制 信息进行数据传输即可。这样，本发明可以保 证即使同时发起大量的服务 请求协议包，也不会影响整个网络的流量分布 ， 即本发明能够对服务请求 过程进行流量控制，也可以对已经建立服务链 路的数据传输过程进行流量 控制。

在 5. 2组播链路路径的建立过程中，也存在前面单� �服务中的端口流 量控制信息设定、记录、通知的过程，由于实 现过程和技术原理基本一致， 在此不再赘述。 七、 以太网协转网关、 接入交换机和终端在入网过程中的数据格式 定义

PDU是用户终端和服务器的信息交互方式， 两者使用原始套接字（^^ 传递 PDU, 其数据格式如下：

表 18

系统消息 ( PDU ) 定义：

端口查询指令， 由服务器发出， 32W短信令:

字段 长 代码 说明

号 度

0 1W 8A01 服务器端口查询指令

1-4 4W 网络地址

5-7 3W 系统时钟

8-9 2W 网关的 IP地址 （本字段只

对终端有效） 10-12 3Ψ 网关的 MAC地址（本字段只 对终端有效）

13-31 19W 0000 填充

表 19

端口查询应答指令， 32Ψ短信令:

机顶盒收到 8A01发给服务器的应答

字段 长 代码 说明

号 度

0 1W 8A03 用户终端端口查询应答指 令

1 1W 设备类型（0x2131)

2-4 3W 终端设备标识（每个终端都 不同）

5-8 4W 网络地址 （从 8A01获取）

9-11 3W 0000 用户号码 （填 0 )

12 1W 0000 用户分机号码 （填 0 )

13-15 3W 终端版本信息（用于分辨机 顶盒程序在服务器上的位置）

16-31 16W 0000 填充

表 20

交换机收到 8A01发给服务器的应答

字段 长 代码 说明

号 度

0 1W 8A02 交换机端口查询应答指令

1 1W 设备类型

2-4 3W 设备标识（每个交换机都不 同）

5-8 4W 网络地址 （从 8A01获取）

9 1W 干线额定流量 （交换机固 有）

10 1W 支线额定流量 （交换机固 有）

11-13 3W 版本信息 （交换机固有）

14-31 18W 0000 填充 0

表 21

编码板收到 8A01发给服务器的应答

字段 长 代码 说明

号 度

0 1W 8A06 编码板端口查询应答指令

1 1W 设备类型（0x5131)

2-4 3W 设备标识（每个都不同）

5-8 4W 网络地址 （从 8A01获取）

9-31 23W 0000 填充

表 22

设备标识： 暂时可以取值 0x5131 0201 000X (X = 0-f) 入网指令， 由服务器发出， 32W短信令：

字段 长 代码 说明

号 度

0 1W 8A11 服务器入网指令

1 1W 设备类型

2-4 3W 设备标识

5-8 4W 网络地址

9-11 3W 设备号码， 用户号码

12 1W 用户分机号码，或 TWG专用

HOP号

13-31 19W 0000 填充

表 23 入网确认指令， 32W短信令:

表 24 状态查询指令， 由服务器发出， 32Ψ短信令: 给交换机的状态查询指令

表 25 给机顶盒的状态查询指令

字段 长 代码 说明

号 度

0 1W 8A31 机顶盒状态查询指令

1-4 4W 网络地址

5-7 3W 实时时钟（由服务器维护）

8-10 3W 机顶盒号码

11-31 21W 0000 填充

表 26

状态查询应答指令， 32W短信令：

交换机的状态查询应答

字段 长 代码 说明

号 度

0 1W 8A22 交换机状态查询应答指令

1 1W 设备类型

2-4 3W 设备标识

5-6 2W 填充

7 1W 设备号码

8 1W 填充

9 1W 交换机工作状态

10 1W 温度

11 1W 干线上行实测流量

12 1W 干线下行实测流量

13-31 19W 填充

表 27

机顶盒的状态查询应答

字段 长 代码 说明

号 度

0 1W 8A23 用户终端状态查询应答指 令

1 1W 设备类型

2-4 3W 设备标识

5-7 3W 用户号码

8 1W 用户终端分机号码

9 1W 终端设备状态 （正常 =0 )

1 0 1W 用户终端环境温度

1 1 1W 终端所接设备的类型

12 1W 终端所接设备的开关状态

0=下电 1=上电

1 3-30 18W 同 1 1-12

31 lw CRC

表 28

编码板的状态查询应答

字段 长 代码 说明

号 度

0 1W 8A26 编码板状态查询指令应答

1 1W 设备类型

2-4 3W 设备标识

5-7 3W 设备号码

8 1W 填充

9 1W 编码板工作状态

1 0 1W 编码板温度

1 1-31 21W 填充

表 29 综上所述， 本发明实现全网品质保证的充分条件有以下几 点： 第一， IP 互联网核心理论中关于 "尽力而为"（ Best Efforts ) 的机制 必然导致网络流量不均匀和频繁的丟包。 实际上， TCP 协议正是利用网 络丟包状态来调节发送流量。

第二， IP 互联网核心理论中关于"储存转发"（Store & Forward ) 的 机制在吸收本地突发流量的同时，将造成下一 个节点网络流量更大的不均 匀。

第三， IP 互联网核心理论中关于 "检错重发" （ Error Detection &

Retransmission ) 的机制在同步视频通讯中， 将造成不可容忍的延时， 因 此没有实用价值。

第四， 连续性的网络流量不均匀或突发流量必然导致 周期性交换机 (路由器）丟包。

由此可见， 由于电脑文件突发流量本质是离散性， 没有后继， 上述 IP 互联网核心理论曾经使互联网高效率传输文件 。但是， 面对连续性同步流 媒体传输中的品质保证， 昔日的功臣却成了破坏网络传输品质的元凶。 我 们已经从前面论述中得出结论，任何资源预留 、优先级别和轻载方案都不 能从根本上解决同步流媒体的品质保证。

既然前述方法无一可行， 那么， 解决网络传输品质保证的出路在哪 里？

本发明认为， 当前各种 QoS 方法， 都建立在一种错误的假设上。 根 据这种假设， QoS 的解决方法是为视讯流量提供优先处理的特权 。 但事 实是， 由于不同媒体形式所需的网络流量极度不匀， 只要有少数人使用视 讯服务， 网络上的视讯流量将占据绝对主体。

如果换一角度看， 专门为大部分网络流量提供好的品质， 等效于专门 为少部分非视讯流量提供差的品质。既然， 大部分网络流量必须要求品质 保证， 那么，剩下少数不要求品质保证的业务流量也 都给于品质保证何尝 不可。 假设 1000 位旅客订飞机票时都要求头等抢， 只有少数几位可以接 受经济舱， 那么， 航空公司的自然措施是取消经济舱。 因为， 为了满足极 少数差异化的经济舱，航空公司所花的代价远 大于给这些旅客提供免费升 舱。 实际上， 网络传输品质完全不保证， 或者完全有保证都很简单， 难就 难在部分保证和部分不保证， 尤其还不知道这"部分"两字的界线划在哪 里。 因此， 只要为全部网络业务都提供品质保证， QoS 问题就不存在了。

IP 互联网初期好比是乡间小路，在民风淳朴的小 镇不需要交通警察。 但是到了繁华的大都市，有些热闹路段的红绿 灯和交通警察都控制不了混 乱局面， 出行赴约难以确定时间， 就像今天的 IP 互联网。

本发明好比是高速公路， 不需要警察和红绿灯， 水泥隔开的车道和立 交桥确保汽车在规定的道路行驶。根据加州交 通局的经验，避免高速公路 堵车的办法是关闭入口匝道。

加州高速公路的设计思路有三个特点：

•在公路入口匝道设置开关， 控制宏观车流量。

*保持车速稳定， 提高道路通车率。

•采用水泥结构的道路分隔和立交桥， 而不是警察和红绿灯来规范车 辆行驶。

本发明实施例遵循电话网的原理， 采取类似上述高速公路的三项措 施：

*每条通路都计算和实测流量， 一旦流量接近饱和， 采取绕道或拒绝 新用户加入。

*严格均流发送， 本发明实施例 TV 能够在 90%重载流量下， 达到百 万分之一的丟包率。

*上行数据匹配和流量控制， 从结构上确保用户严格遵守交通规则， 因为品质保证措施不可能指望用户自觉执行。

电脑文件与流媒体是两种截然不同的媒体形式 ， 处理方式相互排斥。 本发明的网络理论和实践揭示了两项成果：

·本发明实施例百倍于 IP 互联网的性价比优势

•发展高品质对称电视不干扰现有 IP 互联网业务的实施方法 尤其在大流量的骨干网络，电脑文件和流媒体 通过不同波长合用一根 光纤。 如果一定要统一到单一网络， 如接入网， 那么应该是将电脑文件统 一到视讯流媒体网络。本发明实施例提供了完 整的透明承载 IP互联网的解 决方案。

将流媒体与文件分开处理只是第一步，如何保 证独立的流媒体网络品 前面说过， PSTN 电话网络采用严格的同步机制， 当流量百分之百用 满之前， 不会出现网络阻塞现象。 从理论上讲， 多个均勾流合并以后， 还 是均勾流。 实践进一步证明， 在均勾流的前提下， 网络流量可以接近于极 限值， 而不发生丟包现象。 由于占据未来网络流量中九成以上的视讯媒体 流， 本身具备均勾流特征。 因此， 以视讯业务为主要目标的本发明互联网 品质保证的途径自然是消除信源流量不均勾， 尤其在意从根本上防止重载 条件下网络交换机的丟包现象。

本发明实施例是用改良以太网建立面向连接的 电路，全网统一采用定 长度数据包。 只要改变发包时间间隔， 就可以得到任意带宽的媒体流。 为 了保证网络均流特征，本发明互联网要求终端 设计必须具备均流能力。但 是， 在实际网络环境中， 显然不可能寄希望于用户自觉遵守均流规定。 因 此， 本发明实施例节点服务器向网络交换机发放通 行证， 只允许用户数据 包在很细的时间精度下均匀通过。对于符合规 定要求设计的用户终端，通 行证是完全透明的。

在上述前提下， 网络实践得出令人满意的结果， 本发明的交换机能够 在 90%带宽利用率的条件下， 获得优于百万分之一的重载丟包率。

综上所述， 品质保证是下一代网络不可回避的问题， 流媒体网络是不 同于传统电脑文件的另外一个物种。 因此， ^ίι爹改 IP互联网去适应视讯业务 是没有前途的， 创立新的网络是唯一的出路。 以下通过与 IP互联网对比，更进一步描述本发明所兼容的� ��有主控功 能的新型网的优点， 而本发明以太网协转网关的提出， 则可以帮助新型网 更快更好的实现其优势， 因为可以直接利用现有的以太局域网络， 而无需 重新组建全部网络。

1、 网络地址结构上根治仿冒；

IP 互联网的地址由用户设备告诉网络； 本发明的通信网地址由网络 告诉用户设备。

为了防范他人入侵， PC 和互联网设置了繁瑣的口令、 密码障碍。 就 算是实名地址，仍无法避免密码被破译或用户 稍不留神而造成的安全信息 泄漏。 连接到 IP 互联网上的 PC 终端， 首先必须自报家门， 告诉网络自 己的 IP 地址。 然而， 谁能保证这个 IP 地址是真是假。 这就是 IP互联网第 一个无法克服的安全漏洞。

本发明的通信网终端的地址是通过网管协议学 来的，用户终端只能用 这个学来的地址进入本发明的通信网， 因此， 无需认证确保不会错。 详细 描述参见网管协议。本发明的通信网创立了有 序化结构"带色彩，，的地址体 系 （D/SCAF ) 。 本发明的通信网地址不仅具备唯一性， 同时具备可定位 和可定性功能，如同个人身份证号码一样，隐 含了该用户端口的地理位置、 设备性质、服务权限等其他特征。本发明的通 信网交换机根据这些特征规 定了分组包的行为规则， 实现不同性质的数据分流。

2、 每次服务发放独立通行证， 阻断黑客攻击和病毒扩散的途径；

IP 互联网可以自由进出， 用户自备防火墙； 本发明的通信网每次服 务必须申请通行证。

由于通讯协议在用户终端执行，可能被篡改。 由于路由信息在网上广 播， 可能被窃听。 网络中的地址欺骗、 匿名攻击、 邮件炸弹、 泪滴、 隐蔽 监听、 端口扫描、 内部入侵、 涂改信息等形形色色固有的缺陷， 为黑客提 供了施展空间。 垃圾邮件等互联网污染难以防范。

由于 IP 互联网用户可以设定任意 IP 地址来冒充别人，可以向网上任 何设备发出探针窥探别人的信息，也可以向网 络发送任意干扰数据包（泼 脏水）。 为此， 许多聪明人发明了各种防火墙， 试图保持独善其身。但是， 安装防火墙是自愿的， 防火墙的效果是暂时的和相对的， IP 互联网本身 永远不会干净。 这是 IP 互联网第二项收不了场的安全败笔。

本发明的通信网用户入网后，网络交换机仅允 许用户向节点服务器发 出有限的服务请求，对其他数据包一律关门。 如果节点服务器批准用户申 请， 即向用户所在的交换机发出网络通行证，用户 终端发出的每个数据包 若不符合网络交换机端的审核条件一律丟弃， 彻底杜绝黑客攻击。每次服 务结束后， 自动 ·ί款销通行证。 通行证机制由交换机执行， 不在用户可控制 的范围内：

审核用户数据包的源地址： 防止用户发送任何假冒或匿名数据包（入 网后自动设定） ；

审核目标地址： 用户只能发送数据包到服务器指定的对象（服 务申请 时确定） ；

审核数据流量： 用户发送数据流量必须符合服务器规定（服务 申请时 确定） ；

审核版权标识： 防止用户转发从网上下载的有版权内容（内容 供应商 设定） 。

本发明的通信网不需要防火墙、杀毒、加密、 内外网隔离等消极手段， 本发明的通信网从结构上彻底阻断了黑客攻击 和病毒扩散的途径，是本质 上可以高枕无忧的安全网络。

3、 网络设备与用户数据完全隔离， 切断病毒和木马的生命线；

IP 互联网设备可随意拆解用户数据包； 本发明的通信网设备与用户 数据完全隔离。

冯-诺依曼创造的电脑将程序指令和操作数据� �在同一个地方， 也就 是说一段程序可以修改机器中的其他程序和数 据。沿用至今的这一电脑模 式， 给特洛伊木马， 蠕虫， 病毒， 后门等留下了可乘之机。 随着病毒的高 速积累， 防毒软件和补丁永远慢一拍， 处于被动状态。

互联网 TCP/IP 协议的技术核心是尽力而为、 储存转发、 检错重发。 为了实现互联网的使命，网络服务器和路由器 必须具备解析用户数据包的 能力， 这就为黑客病毒留了活路， 网络安全从此成了比谁聪明的角力， 永 无安宁。 这是 IP 互联网第三项遗传性缺陷。

本发明的通信网上所有的服务器和交换机设备 中的 CPU 都不可能接 触到任意一个用户数据包。也就是说， 整个本发明的通信网只是为业务提 供方和接收方的终端设备之间，建立一条完全 隔离和流量行为规范的透明 管道。 用户终端不管收发什么数据， 一概与网络无关。 从结构上切断了病 毒和木马的生命线。 因此， 本发明的通信网杜绝网络上的无关人员窃取用 户数据的可能， 同理，那些想当黑客或制毒的人根本就没有可 供攻击的对 象。

4、 用户之间的自由连接完全隔离， 确保有效管理；

IP 互联网是自由市场， 无中间人； 本发明的通信网是百货公司， 有 中间人。 对于网络来说， 消费者与内容供应商都属于网络用户范畴， 只是 大小不同而已。 IP 互联网是个无管理的自由市场， 任意用户之间可以直 接通讯（P2P ) 。 也就是说， 要不要管理是用户说了算， 要不要收费是单 方大用户 （供应商）说了算， 要不要遵守法规也是单方大用户 （吸血鬼网 站）说了算。 运营商至多收个入场费， 要想执行法律、 道德、 安全和商业 规矩只能是天方夜谭， 现在和将来都不可能。 这是 IP 互联网第四项架构 上的残疾。

本发明的通信网创造了服务节点概念，形成有 管理的百货公司商业模 式。 用户之间， 或者消费者与供货商之间， 绝对不可能有任何自由接触， 一切联系都必须取得节点服务器（中间人）的 批准。 这是实现网络业务有 效管理的必要条件。 要想成为新型网 的用户， 必须先与网络运营商谈判 自己的角色， 从普通消费者、 网上商店、 学校医院、 政府部门、 直到电视 台， 都属于运营商的客户， 就好像上述部门都是电话公司的客户一样。 尽 管看起来每个角色无非都是收发视讯内容，但 如何收发必须严格遵守各自 商定的行为法则。有了不可逾越的规范，各类 用户之间的关系才能在真正 意义上分成 C2C、 B2C、 B2B 等， 或者统称为有管理的用户与用户间通讯 ( MP2P ) 。

5、 商业规则植入通讯协议， 确保盈利模式；

IP 互联网奉行先通讯， 后管理模式； 本发明的通信网奉行先管理， 后通讯模式。

网上散布非法媒体内容， 只有造成恶劣影响以后， 才能在局部范围内 查封， 而不能防范于未然。 法律与道德不能防范有组织有计划的"职业攻 击，，。 而且法律只能对已造成危害的人实施处罚。 IP 互联网将管理定义成 一种额外附加的服务， 建立在应用层。 因此， 管理自然成为一种可有可无 的摆设。 这是 IP 互联网第五项难移的本性。

本发明的通信网用户终端只能在节点服务器许 可范围内的指定业务 中， 选择申请其中之一。 服务建立过程中的协议信令， 由节点服务器执行 (不经用户之手）。 用户终端只是被动地回答服务器的提问， 接受或拒绝 服务， 不能参与到协议过程中。 一旦用户接受服务器提供的服务， 只能按 照通行证规定的方式发送数据包，任何偏离通 行证规定的数据包一律在底 层交换机中丟弃。本发明的通信网协议的基本 思路是实现以服务内容为核 心的商业模式， 而不只是完成简单的数据交流。 在这一模式下， 安全是新 型网 的固有属性， 而不是附加在网络上的额外服务项目。 当然， 业务权 限审核、 资源确认和计费手续等， 均可轻易包含管理合同之中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描 述， 每个实施例重点说 明的都是与其他实施例的不同之处， 各个实施例之间相同相似的部分互相 参见即可。 对于系统实施例而言， 由于其与方法实施例基本相似， 所以描 述的比较简单， 相关之处参见方法实施例的部分说明即可。 最后， 还需要说明的是， 在本文中， 诸如第一和第二等之类的关系术 语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体 或操作区分开来，而不一定 要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这 种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的一种兼容以太网的数据 传输方法、 一种以太网 协转网关、 一种节点服务器及一种兼容以太网的通信系统 ， 进行了详细介 实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法 及其核心思想； 同时， 对于 本领域的一般技术人员， 依据本发明的思想， 在具体实施方式及应用范围 上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容 不应理解为对本发明的限制。