一种数据传输方法、设备、数据处理网络系统及介质与流程

本发明涉及数据传输，特别是涉及一种数据传输方法、设备、数据处理网络系统及介质。

背景技术：

1、数据处理网络使用线缆将路由设备和各种处理设备连接起来。并在网络中使用具备网络管理功能的主控设备监控和协调整个网络的运行。

2、受数据处理网络的规模和复杂度增加、性能和服务质量需求提高、数据量增加和流量变化、以及自动化和智能化趋势等多种因素的综合影响，保证信息传输的实时性和效率越来越重要。

3、因此，如何保证信息传输的实时性和效率是本领域人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种数据传输方法、设备、数据处理网络系统及介质，以解决信息传输的实时性和效率低的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种数据传输方法，应用于数据处理网络中的各节点，所述方法包括：

3、获取各种类型的初始待传输信息；其中，所述初始待传输信息中至少包括第一类型数据和第二类型数据，所述第一类型数据的实时性大于所述第二类型数据的实时性；

4、将所述初始待传输信息按照目标数据传输格式进行处理，得到新的待传输信息；其中，所述目标数据传输格式中至少包含表征数据类型的标志位，所述新的待传输信息中至少包括第一类型数据对应的码字、第二类型数据对应的码字、全局码字和空闲码字，所述全局码字通过路由器广播至各节点，所述空闲码字用于检测链路的断开状态；

5、按照预先设定的网络中码字的传输优先级顺序并通过同一链路将所述新的待传输信息传输至所述路由器，以便于所述路由器对所述新的待传输信息进行转发操作；其中，网络中码字至少包括全局码字、第一类型数据对应的码字、第二类型数据对应的码字和空闲码字，码字的传输优先级从高到低的顺序依次为全局码字、第一类型数据对应的码字、第二类型数据对应的码字和空闲码字。

6、一方面，所述全局码字至少包括中断码、时间码和广播码；所述全局码字的优先级从高到低的顺序依次为中断码、时间码和广播码；所述全局码字的格式为：所述全局码字的类型、广播设备号、计数值、生存时间和消息内容；

7、所述第一类型数据对应的码字包含第一令牌码和第一常规码，所述第一常规码包括正常结束标志码、异常结束标志码和第一类型数据码；所述第一类型数据对应的码字的优先级从高到低的顺序依次为第一令牌码和第一常规码；所述第一常规码中正常结束标志码、异常结束标志码和第一类型数据码的优先级相等；

8、所述第二类型数据对应的码字包含第二令牌码和第二常规码，所述第二常规码包括正常结束标志码、异常结束标志码和第二类型数据码；所述第二类型数据对应的码字的优先级从高到低的顺序依次为第二令牌码和第二常规码；所述第二常规码中正常结束标志码、异常结束标志码和第二类型数据码的优先级相等；

9、所述第一令牌码和所述第二令牌码用于控制链路中的流量。

10、另一方面，所述按照预先设定的网络中码字的传输优先级顺序并通过同一链路将所述新的待传输信息传输至所述路由器包括：

11、将所述新的待传输信息进行缓存，并按照预先设定的网络中码字的传输优先级顺序对所述新的待传输信息中的码字进行优先级排序；

12、按照优先级从高到低的顺序并通过多路选择器选择输出的所述新的待传输信息中的码字；

13、将选择出的所述新的待传输信息中的码字进行线路编码后发送至与所述路由器连接的链路上；

14、通过与所述路由器连接的链路将所述新的待传输信息中的码字传输至所述路由器。

15、另一方面，所述路由器中包括至少一个输入缓冲区、至少一个识别选取输出端口；各所述输入缓冲区至少包括第一输入缓冲区和第二输入缓冲区；

16、所述路由器对各所述新的待传输信息进行转发操作包括：

17、所述路由器将各所述新的待传输信息中的所述第一常规码存储在所述第一输入缓冲区以及将所述第二常规码存储在所述第二输入缓冲区；

18、所述路由器中的所述识别选取输出端口获取从所述第一输入缓冲区发送的所述第一常规码和从所述第二输入缓冲区发送的所述第二常规码，根据所述第一常规码确定第一目标地址以及根据所述第二常规码确定第二目标地址；将所述第一目标地址和所述第二目标地址分别与路由表中记录的信息进行比对，以确定所述第一常规码对应的输出端口和所述第二常规码对应的输出端口；其中，所述路由表预先存储在所述路由器中，所述路由表中记录的信息至少包括目标地址、输出端口和下一跳地址；

19、按照所述输出端口将所述第一常规码通过链路传输至所述第一目标地址对应的端口以及将所述第二常规码通过链路传输至所述第二目标地址对应的端口。

20、另一方面，所述路由器中还包括至少一个仲裁选取输入端口模块和至少一个输出缓冲区，各所述输出缓冲区至少包括第一输出缓冲区和第二输出缓冲区；每个所述识别选取输出端口分别与各所述仲裁选取输入端口模块连接，每个所述仲裁选取输入端口模块分别与各所述识别选取输出端口连接；

21、所述按照所述输出端口将所述第一常规码通过链路传输至所述第一目标地址对应的端口以及将所述第二常规码通过链路传输至所述第二目标地址对应的端口包括：

22、判断所述第一常规码对应的输出端口是否与所述第二常规码对应输出端口相同；

23、若是，则在所述仲裁选取输入端口模块中根据所述第一常规码和所述第二常规码传输时的优先级顺序确定所述第一常规码和所述第二常规码传输的顺序；根据确定出的顺序依次将所述第一常规码通过所述输出端口以及沿链路传输至所述第一目标地址对应的端口，将所述第二常规码通过所述输出端口以及沿链路传输至所述第二目标地址对应的端口；

24、在所述仲裁选取输入端口模块中根据所述第一常规码和所述第二常规码传输时的优先级顺序确定所述第一常规码和所述第二常规码传输的顺序之后，所述根据确定出的顺序依次将所述第一常规码通过所述输出端口以及沿链路传输至所述第一目标地址对应的端口，将所述第二常规码通过所述输出端口以及沿链路传输至所述第二目标地址对应的端口之前，还包括：

25、将所述第一常规码存储在所述第一输出缓冲区以及将所述第二常规码存储在所述第二输出缓冲区；

26、所述根据确定出的顺序依次将所述第一常规码通过所述输出端口以及沿链路传输至所述第一目标地址对应的端口，将所述第二常规码通过所述输出端口以及沿链路传输至所述第二目标地址对应的端口包括：

27、在第一预设时刻将位于所述第一输出缓冲区的所述第一常规码通过所述输出端口以及沿链路传输至所述第一目标地址对应的端口；

28、在第二预设时刻将位于所述第二输出缓冲区的所述第二常规码通过所述输出端口以及沿链路传输至所述第二目标地址对应的端口。

29、另一方面，所述路由器对所述新的待传输信息进行转发操作至少包括以下方式之一：

30、方式一：所述路由器根据物理端口的连接关系确定所述新的待传输信息中的所述第一常规码和所述第二常规码的物理转发路径；根据确定出的物理转发路径对所述新的待传输信息中的所述第一常规码和所述第二常规码的进行转发操作；

31、方式二：所述路由器根据网络层的信息、节点逻辑地址确定所述新的待传输信息中的所述第一常规码和所述第二常规码的逻辑转发路径；根据确定出的逻辑转发路径以及使用开放式最短路径优先协议对所述新的待传输信息中的所述第一常规码和所述第二常规码的进行转发操作。

32、另一方面，所述路由器对所述新的待传输信息进行转发操作包括：

33、所述路由器将所述新的待传输信息中的当前待转发的全局码字与转发表中记录的信息进行比对；其中，所述转发表位于所述路由器中，所述转发表中记录的内容至少包括所述全局码字的类型、广播设备号、计数值、生存时间和消息内容、接收的接口和消息的过期时间，所述消息的过期时间通过路由器内部的时间码和接收到的码字的生存时间相加得到；

34、若所述路由器检测到所述转发表中记录了与所述当前待转发的全局码字相同的接口信息，则所述路由器停止将所述当前待转发的全局码字转发到对应的接口；

35、若所述路由器检测到所述转发表中未记录与所述当前待转发的全局码字相同的接口信息，则所述路由器将所述当前待转发的全局码字转发到所有接口中除接收到所述当前待转发的全局码字的接口外的其他接口；在检测到完成将所述当前待转发的全局码字转发到所述其他接口后，在所述转发表中记录所述其他接口的信息；

36、所述路由器还用于：

37、在获取到当前时间码的情况下，判断所述转发表中记录的所述消息的过期时间是否与所述当前时间码相同；

38、若是，则所述路由器清除所述转发表中的所述消息的过期时间等于所述当前时间码的记录；

39、若否，则所述路由器保持所述转发表中记录的内容。

40、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种数据处理网络系统，包括：节点、路由器，各所述节点与所述路由器连接；

41、各所述节点用于获取各种类型的初始待传输信息；将所述初始待传输信息按照目标数据传输格式进行处理，得到新的待传输信息；按照预先设定的网络中码字的传输优先级顺序并通过同一链路将所述新的待传输信息传输至所述路由器；其中，所述初始待传输信息中至少包括第一类型数据和第二类型数据，所述第一类型数据的实时性大于所述第二类型数据的实时性；所述目标数据传输格式中至少包含表征数据类型的标志位，所述新的待传输信息中至少包括第一类型数据对应的码字、第二类型数据对应的码字、全局码字和空闲码字，所述全局码字通过路由器广播至各节点，所述空闲码字用于检测链路的断开状态；网络中码字至少包括全局码字、第一类型数据对应的码字、第二类型数据对应的码字和空闲码字，码字的传输优先级从高到低的顺序依次为全局码字、第一类型数据对应的码字、第二类型数据对应的码字和空闲码字；

42、所述路由器用于对所述新的待传输信息进行转发操作。

43、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种数据传输设备，包括：

44、存储器，用于存储计算机程序；

45、处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述的数据传输方法的步骤。

46、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的数据传输方法的步骤。

47、本发明所提供的应用于数据处理网络中的各节点的方法中，首先，获取各种类型的初始待传输信息，然后将初始待传输信息按照目标数据传输格式进行处理，得到新的待传输信息，之后按照预先设定的网络中码字的传输优先级顺序并通过同一链路将新的待传输信息传输至路由器，最后由路由器对新的待传输信息进行转发操作。

48、本发明的有益效果在于，首先，该方法中按照预先设定网络中码字的传输优先级顺序将新的待传输信息传输至路由器，再由路由器执行转发操作，使得数据传输有序进行，避免了数据传输的阻塞、延时、实时性不高的问题的发生，提高了数据传输的效率；其次，由于设置的码字的传输优先级从高到低的顺序依次为全局码字、第一类型数据对应的码字、第二类型数据对应的码字和空闲码字，且基于第一类型数据的实时性大于第二类型数据的实时性，故而，按照预先设定的网络中码字的传输优先级顺序保证了实时性高的第一类型数据能够优先于实时性低的第二类型数据进行传输；再次，在将新的待传输信息传输至路由器时，新的待传输信息是通过同一链路进行传输的，相比于将新的待传输信息中的第一类型数据和第二类型数据通过不同链路传输的方式，本发明提供的方法能够减少接口和线缆的使用数量，从而简化了整个数据处理网络结构的复杂度以及降低了成本；另外，设定的网络中的码字中除了第一类型数据对应的码字、第二类型数据对应的码字，还包括全局码字和空闲码字，由于全局码字能够通过路由器广播至各节点，实现了各节点之间的数据交互以及信息的同步；由于空闲码字用于检测链路的断开状态，因此，使得能够通过空闲码对链路的断开状态进行监测。

49、此外，在全局码字、第一类型数据对应的码字、第二类型数据对应的码字和空闲码字优先级排序的基础上，又对全局码字、第一类型数据对应的码字和第二类型数据对应的码字进行详细划分，并进行优先级排序，实现了对网络中码字的优先级进行全面的排序；常规码（包含第一常规码、第二常规码）中包含正常结束标志码、异常结束标志码，使得根据正常结束标志码、异常结束标志码能够准确地了解到数据情况；第一类型数据和第二类型数据中均包含令牌码，通过令牌码实现了对链路中流量的控制。

50、通过对待传输数据进行缓存并且按照预先设定的网络中码字的传输优先级顺序对新的待传输信息中的码字进行优先级排序，按照优先级从高到低的顺序选择输出相应的码字，保证了优先级高的码字能够被优先传输。

51、在路由器中设置输入缓冲区、识别选取输出端口，在第一常规码、第二常规码到达的时候暂时先存储在输入缓冲区，然后再通过识别选取输出端口确定转发路径，实现了对第一常规码和第二常规码的传输；且每个输入缓冲区中包含用于存储第一常规码的第一输入缓冲和用于存储第二常规码的第二输入缓冲区，有效区分了第一类型数据中的码字和第二类型数据中的码字，进而可以实现对第一类型数据中的码字和第二类型数据中的码字的单独控制。

52、路由器中除了设置输入缓冲区、识别选取输出端口，还设置有仲裁选取输入端口模块和输出缓冲区，通过仲裁选取输入端口模块确定了第一常规码和第二常规码优先传输的顺序，避免了多个数据包竞争同一输出端口的情况，保证了数据包的正常传输且保证了优先级高的数据包的优先传输；输出缓冲区中包含第一输出缓冲区和第二输出缓冲区，在预设时刻再通过链路传输到目标地址对应的端口，避免了数据传输时出现阻塞的情况；路由器中的每个识别选取输出端口分别与各仲裁选取输入端口模块连接，每个仲裁选取输入端口模块分别与各识别选取输出端口连接，即采用全连接的方式连接识别输出选取端口和仲裁选取输入端口进行数据交换，保证了数据传输的灵活性。

53、路由器可通过物理路由方式或者逻辑路由方式对新的待传输信息进行转发操作，使得数据转发操作方式更加灵活，且在逻辑路由方式下，使用开放式最短路径优先协议对新的待传输信息中的第一常规码和第二常规码的进行转发操作，防止了数据在网络中的环路传输。

54、另外，本发明还提供一种数据处理网络系统、数据传输设备以及计算机可读存储介质，与上述提到的数据传输方法具有相同或相对应的技术特征，效果同上。