一種數據快速轉發方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及數據通信領域，特別是涉及一種基于PON網絡家庭網關單元的數據快速轉發方法和系統。
【背景技術】
[0002]隨著通信技術的發展，網絡業務越來越多樣性，對網絡帶寬的需求也越來越大。光纖接入技術因其具有高帶寬、傳輸距離遠、抗干擾能力強等優點成為了未來接入網技術的發展方向。
[0003]無源光纖網絡PON(Passive Optical Network)技術是一種點到多點的光纖接入技術。整個PON網絡主要由局端的光線路終端0LT(0ptical Line Terminal)、用戶側的光網絡單元 ONU (Optical Network Unit)和光分配網絡 ODN(Optical Distribut1n Network)構成。其中，ODN部分完全由無源光分路器(Passive Optical Splitter，簡稱P0S)和光纖等無源器件構成。
[0004]PON網絡以其容易維護、高帶寬、擴展性強、綜合建網成本低等優點成為了光纖到戶(Fiber To The Home，簡稱 FTTH)、光纖到大樓(Fiber To The Building，簡稱 FTTB)等光纖接入場合目前所采用的一種最佳的系統架構。
[0005]目前，家庭網關單元HGU(Home Gateway Unit) 一般是通過CPU實現數據從局域網LAN (Local Area Network)到廣域網 WAN(Wide Area Network)的轉發，例如，DSL (DigitalSubscriber Line，數字用戶線路)或者普通路由器，由于對帶寬要求比較低，一般幾十兆，所以數據在從物理網卡收到以后，會通過網絡處理模塊將數據發送到CPU，由CPU對數據進行處理，根據需求處理過后再發送到目的網卡，從而實現數據從LAN到WAN的轉發。
[0006]現有技術中，HGU的數據轉發要一直經過CPU，從而一直消耗CPU，從而影響其他事件的操作。并且，由于目前小型嵌入式CPU的處理數據能力并不強大，對數據的處理有限，幾十兆的情況下，CPU的占用率就很高，嚴重影響了 HGU數據轉發的速度，也無法滿足PON網絡的要求。
【發明內容】
[0007]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種數據快速轉發方法和系統，用于解決現有技術中PON網絡中，HGU數據從LAN到WAN的轉發速度慢，CPU占用率高的問題。
[0008]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種數據快速轉發方法，應用于PON網絡的HGU，所述數據快速轉發方法包括:步驟S10，將接收的數據緩存到DMA接收隊列；其中接收的數據括源地址信息；步驟S20，按照所述DMA接收隊列，依據轉發匹配表匹配所述DMA接收隊列內的數據，獲取目的地址信息；并重新封裝數據，轉發至DMA發送隊列；步驟S30，按照所述DMA發送隊列，將重新封裝的數據依據其目的地址信息轉發至目的網口。
[0009]可選地，所述轉發匹配表包括源地址信息、目的地址信息及其匹配關系。
[0010]可選地，源地址信息包括源MAC地址、源IP地址、源端口和以太網協議號；目的地址信息包括目的MAC地址、目的IP地址和目的端口。
[0011]可選地，所述步驟S20中重新封裝數據括將數據中的源MAC地址、源IP地址、源端口修改為目的MAC地址、目的IP地址和目的端口。
[0012]可選地，所述步驟S20中，按照所述DMA接收隊列，依據轉發匹配表匹配所述DMA接收隊列內的數據，獲取目的地址信息包括:判斷數據依據所述轉發匹配表是否能夠進行匹配:如果能夠匹配，則直接通過將源地址信息修改為對應的目的地址信息；如果無法匹配，則將該數據發送至CPU，由CPU進行處理，從而獲取該數據的目的地址信息；并且，CPU將該數據的源地址信息、目的地址信息及其匹配關系添加至所述轉發匹配表中。
[0013]本發明還公開了一種數據快速轉發系統，應用于PON網絡的HGU，所述數據快速轉發系統包括:DMA接收模塊、匹配模塊和DMA發送模塊；所述DMA接收模塊用于緩存接收的數據至DMA接收隊列，并按照所述DMA接收隊列，將數據添加至所述匹配模塊；其中，接收的數據括源地址信息；所述匹配模塊用于依據轉發匹配表，對數據進行匹配處理，獲取目的地址信息；將數據重新封裝并發送至所述DMA發送模塊的DMA發送隊列中；所述DMA發送模塊按照所述DMA發送隊列將重新封裝的數據發送至對應的目的網口。
[0014]可選地，所述轉發匹配表包括源地址信息、目的地址信息及其匹配關系。
[0015]可選地，所述數據快速轉發系統還包括CPU處理模塊，所述CPU處理模塊用于在通過所述匹配模塊無法獲取數據的目的地址信息時，對該數據進行處理，從而獲取該數據的目的地址信息，并將目的地址信息返回給所述匹配模塊；將該數據的源地址信息、目的地址信息及其匹配關系添加至所述轉發匹配表。
[0016]可選地，源地址信息包括源MAC地址、源IP地址、源端口和以太網協議號；目的地址信息包括目的MAC地址、目的IP地址和目的端口。
[0017]可選地，所述匹配模塊對數據的重新封裝包括將數據中的源MAC地址、源IP地址、源端口修改為目的MAC地址、目的IP地址和目的端口。
[0018]如上所述，本發明的一種數據快速轉發方法和系統，應用于PON網口的HGU單元，將源地址信息、目的地址信息及其匹配關系保存在轉發匹配表中，如此，在LAN 口接收到的數據緩存至DMA接收隊列，并將數據傳送至匹配模塊，通過轉發匹配表就可快速匹配獲取目的地址信息，并對數據重新封裝后發送至DMA發送隊列，最后由DMA發送模塊將重新封裝后的數據發送至相應的目的WAN 口。整個轉發過程，并不需要經過CPU對數據進行處理。并且，本發明的轉發匹配表內的信息還可以由CPU進行更新，如果數據在轉發匹配表中無法快速匹配獲取目的地址信息，則該數據會被送至CPU，有CPU按照規則對其進行處理，從而獲取目的地址信息，并將該源地址信息、目的地址信息及其匹配關系更新至轉發匹配表中，以備下次具有相同的源MAC地址、源IP地址、源端口和以太網協議號的數據可以直接通過轉發匹配表進行快速匹配，而不再需要CPU進行處理。由此不難看出，本發明的數據快速轉發方法和系統，大大減少了數據轉發時的CPU占用率，提高了數據轉發速度。
【附圖說明】
[0019]圖1顯示為本發明實施例公開的一種數據快速轉發方法的流程示意圖。
[0020]圖2顯示為本發明實施例公開的一種數據快速轉發系統的結構示意圖。
[0021]元件標號說明
[0022]SlO ?S30 步驟
[0023]200數據快速轉發系統
[0024]210DMA接收模塊
[0025]220匹配模塊
[0026]230DMA發送模塊
[0027]240CPU處理模塊
【具體實施方式】
[0028]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0029]請參閱附圖。需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。
[0030]本發明的應用于PON網絡的HGU單元的數據快速轉發方法和系統，用于解決較大帶寬的情況下，進行數據轉發對CPU的占用率較大。其采用DMA (Direct Memory Access，存儲器直接訪問)技術，允許在外部設備和存儲器之間直接讀寫數據，既不通過CPU，也不需要CPU干預。整個數據轉發操作在DMA接收模塊和DMA發送模塊的控制下進行。CPU除了在同一類數據(具有相同的源地址信息)的第一次轉發時做一點處理外，在傳輸過程中(PU可以進行其他的工作。這樣，在大部分時間里，CPU和輸入輸出都處于并行操作。因此，使整個系統的效率大大提高。
[0031]實施例1
[0032]如圖1所示，本實施例公開了一種應用于PON網絡的HGU單元的數據快速轉發方法，具體包括:
[0033]步驟S10，將接收的數據緩存至DMA接收隊列；其中接收的數據包括源地址信息:
[0034]HGU從LAN 口接收到數據后，將數據緩存至DMA接收隊列中，與此同時，觸發硬件中斷，并告知匹配模塊。數據是按照先后順序緩存至DMA接收隊列的。
[0035]并且，接收到的數據內的源地址信息包括源MAC地址、源IP地址、源端口和以太網協議號。
[0036]步驟S20，按照DMA接收隊列，依據轉發匹配表匹配所述DMA接收隊列內的數據，獲取目的地址信息；并重新封裝數據，轉發至DMA發送隊列:
[0037]其中，轉發匹配表包括源地址信息、目的地址信息及其匹配關系。數據依據其源地址信息，通過轉發匹配表可以匹配獲取對應的目的地址信息。并且，目的地址信息包括:目的MAC地址、目的IP地址和目的端口。
[0038]首先，在數據緩存至DMA接收隊列后，按照DMA接收隊列的順序，將數據依據轉發匹配表進行匹配，并判斷是否匹配:
[0039]如果能夠匹配