申请/专利权人：北京空间技术研制试验中心

申请日：2017-11-28

公开（公告）日：2020-09-15

公开（公告）号：CN108183832B

主分类号：H04L12/26(20060101)

分类号：H04L12/26(20060101);H04L29/06(20060101);G06F12/10(20160101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.09.15#授权;2018.07.13#实质审查的生效;2018.06.19#公开

摘要：本发明涉及一种网络数据的获取方法，包括：S1.通过硬件采集设备从以太网采集网络数据；S2.对所述网络数据的完整状态进行判断；S3.根据所述网络数据的完整状态，对所述网络数据添加标识信息和封装打包，并进行共享。数据处理设备的内存与硬件采集设备的内存缓冲区进行映射，避免了数据处理设备的CPU中断参与网络数据的获取，进而避免数据处理设备由于CPU处理能力过载引起的数据包丢失。通过硬件采集设备使网络数据采集的速率变快，保证了采集性能。因此在高速网络应用系统的设计中，不必考虑数据处理设备的CPU参与网络数据采集的情况，可以有效降低整个系统的设计难度和不确定性。

主权项：1.一种网络数据的获取方法，包括：S1.通过硬件采集设备从以太网采集网络数据；S2.对所述网络数据的完整状态进行判断；S31.若所述网络数据完整，则对所述网络数据进行筛选处理；S32.对筛选处理后的所述网络数据添加数据标识信息；S33.将添加数据标识信息的所述网络数据封装打包，并输送至所述硬件采集设备的内存缓冲区进行共享，其中，所述网络数据被封装打包为PCAP数据包；S34.若所述网络数据缺失，则对所述网络数据添加数据标识信息，并封装打包，其中，所述网络数据被封装打包为PCAP数据包；S35.将添加数据标识信息的所述网络数据输送到所述硬件采集设备的内存缓冲区进行共享；所述数据标识信息包括状态标识信息和时间标识信息，其中，所述状态标识信息用于标记所述网络数据的完整状态的状态信息，所述时间标识用于标记所述网络数据的接收时间信息。

全文数据：一种网络数据的获取方法技术领域[0001]本发明涉及一种数据获取方法，尤其涉及一种网络数据的获取方法。背景技术[0002]随着航天和空间技术的快速发展，航天器数据通信系统逐渐从相对单一的数管系统发展为连接多设备、多平台甚至多飞行器组合体的复杂数据交换系统，具有更高的通信要求和新的特征。以太网的灵活性、获得方便的通信接入及数据传输的高带宽，并且能适应航天器领域通信要求。高速率的以太网应用相对传统的航天器应用和航天器测试应用是新领域。采用高速率网络需要对现有航天领域数据获取方法进行技术更新，才能保证技术的实施有效。[0003]传统的网络数据获取方法中，当网卡接收网络数据的速度太快，数据采集过程中PU处理能力过载，导致接收队列长度达到一定数值时，系统进入“扼流”状态，所有后继接收的网络数据被丢弃，直到接收队列重新变为空。同时，CHJ的处理能力对网络数据进行处理的过程中非常重要，难以保证在达到某个数据速率情况下数据完整性，从而使CHJ型号的选型设计就很难把握。而且当网络数据的长度很短时，在相同的以太网数据流速率条件下，CPU处理的中断操作也会大幅增加，同样会引起数据丢失。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种网络数据的获取方法，解决网络数据获取过程中数据容易丢失的问题。[0005]为实现上述发明目的，本发明提供一种网络数据的获取方法，包括：[0006]si.通过硬件采集设备从以太网采集网络数据；[0007]S2.对所述网络数据的完整状态进行判断；[0008]S3.根据所述网络数据的完整状态，对所述网络数据添加标识信息和封装打包，并进行共享。[0009]根据本发明的一个方面，根据所述网络数据的完整状态，对所述网络数据添加标识信息和封装打包的步骤中包括：[0010]S31.若所述网络数据完整，则对所述网络数据进行筛选处理；[0011]S32.对筛选处理后的所述网络数据添加数据标识信息；[0012]S33.将添加数据标识信息的所述网络数据封装打包，并输送至所述硬件采集设备的内存缓冲区进行共享。[0013]根据本发明的一个方面，根据所述网络数据的完整状态，对所述网络数据添加标识信息和封装打包的步骤中还包括：[0014]S34.若所述网络数据缺失，则对所述网络数据添加数据标识信息，并封装打包；[0015]S35.将添加数据标识信息的所述网络数据输送到所述硬件采集设备的内存缓冲区进行共享。[0016]根据本发明的一个方面，所述数据标识信息包括状态标识信息和时间标识信息，其中，所述状态标识信息用于标记所述网络数据的完整状态的状态信息，所述时间标识用于标记所述网络数据的接收时间信息。[0017]根据本发明的一个方面，若所述网络数据完整，则对所述网络数据进行筛选处理的步骤中包括：[0018]S21•所述硬件采集设备对所述网络数据的类型进行识别；[0019]S22.所述硬件采集设备对所述网络数据的传输协议进行识别；[0020]S23•所述硬件采集设备根据设定的过滤条件对所述网络数据进行筛选处理。[0021]根据本发明的一个方面，所述硬件采集设备根据设定的过滤条件对所述网络数据进行筛选处理的步骤中，所述过滤条件根据所述网络数据的类型和所述网络数据的传输协议进行设置。[0022]根据本发明的一个方面，所述硬件采集设备的内存缓冲区与数据处理设备的内存进行映射，所述数据处理设备直接获取所述硬件采集设备的内存缓冲区共享的所述网络数据。[0023]根据本发明的一个方面，所述硬件采集设备与所述数据处理设备之间采用PCI总线进行所述网络数据的传输。[0024]所述硬件采集设备设有以太网物理层数据接口，所述硬件采集设备通过所述以太网物理层数据接口获取所述以太网中的所述网络数据。[0025]根据本发明的一个方面，将添加数据标识信息的所述网络数据封装打包的步骤中，所述网络数据被封装打包为PCAP数据包。[0026]根据本发明的一个方面，若所述网络数据缺失，则对所述网络数据添加数据标识信息，并封装打包的步骤中，所述网络数据被封装打包为PCAP数据包。[0027]根据本发明的一个方案，硬件采集设备在数据采集过程中，对网络数据进行判断，从而有效且快速的对网络数据进行的完整性的判断。通过硬件采集设备对网络数据的完整性判断以及添加标识信息，可以充分保证了数据处理设备通过标识信息获取的网络数据的完整性。因此，通过硬件采集设备采集网络数据保证了网络数据采集过程的效率及完整性，数据处理设备提供数据存储即数据处理操作。可以有效的利用数据处理设备中CPU性能。[0028]根据本发明的一个方案，数据处理设备的内存与硬件采集设备的内存缓冲区进行映射，避免了数据处理设备的CPU中断参与网络数据的获取，进而避免数据处理设备由于CPU处理能力过载引起的数据包丢失。通过硬件采集设备使网络数据采集的速率变快，保证了采集性能。因此在高速网络应用系统的设计中，不必考虑数据处理设备的CPU参与网络数据采集的情况，可以有效降低整个系统的设计难度和不确定性。附图说明[0029]图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的获取方法的步骤框图；[0030]图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的获取方法的设备连接图；[0031]图3示意性表示根据本发明的一种实施方式的获取方法的结构图；[0032]图4示意性表示根据本发明的一种实施方式的获取方法中网络数据完整时的流程图；[0033]图5示意性表示根据本发明的一种头施方式的获取方法中网络数据缺失时的流程图。具体实施方式[0034]为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。~[0035]下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。[0036]如图1所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的一种网络数据的获取方法，包括：[0037]S1.通过硬件采集设备从以太网采集网络数据；[0038]S2.对网络数据的完整状态进行判断；[0039]S3•根据网络数据的完整状态，对网络数据添加标识信息和封装打包，并进行共孚。[0040]为详细的对本发明进行详细阐述，结合附图对本发明的方法进行详细说明。[0041]结合图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的网络获取方法中基于数据处理设备1、硬件采集设备2和交换机3实现。在本实施方式中，数据处理设备丨、硬件采集设和交换机3依次连接。数据处理设备1与硬件采集设备2之间通过PCLg、线进行连接。硬件米集设备2和交换机3之间通过电缆或光纤线缆连接。交换机3与以太网连接。在本实施方式中，硬件采集设备2具有以太网物理层数据接口。硬件采集设备2通过以太网物理层数据接口从交换机3获取以太网中的网络数据。[0042]结合图2和图4所示，根据本发明的一种实施方式，S1步骤中，交换机3获取以太网中的网络数据。硬件采集设备2从交换机3获取以太网中的网络数据。S2步骤中，硬件采集设备2对网络数据的完整性进行判断，根据判断结果硬件采集设备2对网络数据进行下一步骤的处理。[0043]根据本发明的一种实施方式，S3步骤中，硬件采集设备2对网络数据的完整性进行判断后，根据网络数据的完整状态对网络数据添加标识信息和封装打包，并进行共享。33步骤中包括：[0044]S31•若网络数据完整，则对所述网络数据进行筛选处理。结合图2和图4所示，在本实施方式中，若网络数据完整，则硬件采集设备2对网络数据进行筛选处理。其中，还包括：[0045]S311•硬件采集设备2对网络数据的类型进行识别。[0046]S312.硬件采集设备2对网络数据的传输协议进行识别。[0047LS：313.硬件采集设备2对网络数据识别完成后，根据预先设定的过滤条件对网络数据进行筛选处理。在本实施方式中，过滤条件根据网络数据的类型和网络数据的传输协议进行设定。[0048]S32_^筛选处理后的网络数据添加数据标识信息。结合图2和图4所示，在本实施方式中，硬件采集设备2对筛选处理后的网络数据添加数据标识信息。其中，数据标识信息包括状态标识信息和时间标识信息。状态标识信息是用于标记硬件采集设备2接收到的网5各数据的兀整状态的状态[曰息，例如，网络数据芫整则在状态标识信息中将识别后的网络数据标识为完整状态。时间标识是用于标记硬件采集设备2接收到网络数据的接收时间信息。。[0049]-S33^将添加数据标识信息的网络数据封装打包，并输送至硬件采集设备的内存缓冲区进行共享。结合图2和图4所示，在本实施方式中，硬件采集设备2对添加标识信息后的网络数据封装打包为PCAP数据包，并且输送至硬件采集设备2的内存缓冲区进行共享。[0050]一S34•若网络数据缺失，则对网络数据添加数据标识信息，并封装打包。结合图2和图5所不，在本实施方式中，若网络数据缺失，则硬件采集设备2直接对网络数据添加数据标识伝息，其中，数据标识彳目息包括状态标识信息和时间标识信息。状态标识信息是用于标记硬件米集设备2接收到的网络数据的完整状态的状态信息，例如，网络数据缺失（g卩不完整）则在状态标识彳目息中将识别后的网络数据标识为缺失状态。时间标识是用于标记硬件采集设备2接收到网络数据的接收时间信息。[0051]S：35.将添加^据标识信息的网络数据输送到硬件采集设备的内存缓冲区进行共孚。结合图2和图5所亦，在本实施方式中，硬件采集设备2对添加标识信息后的网络数据封装打包为PCAP数据包并且输送至硬件采集设备2的内存缓冲区进行共享。[0052]结合图2、图3、图4和图5所示，根据本发明的一种实施方式，s4步骤中，数据处理设备1获取缓存区共享的数据。在本实施方式中，硬件采集设备2的内存缓冲区与数据处理设备1的内存进行映射，数据处理设备1直接获取硬件采集设备2的内存缓冲区共享的网络数据。[0053]根据本发明，硬件采集设备2在数据采集过程中，对网络数据进行判断，从而有效且快速的对网络数据进行的完整性的判断。通过硬件采集设备2对网络数据的完整性判断以及添加标识信息，可以充分保证了数据处理设备1通过标识信息获取的网络数据的完整性。因此，通过硬件米集设备2采集网络数据保证了网络数据采集过程的效率及完整性，数据处理设备1提供数据存储即数据处理操作。可以有效的利用数据处理设备imcpu性能。[0054]根据本发明，数据处理设备1的内存与硬件采集设备2的内存缓冲区进行映射，避免了数据处理设备1的CPU中断参与网络数据的获取，进而避免数据处理设备丨由于CPU处理能力过载引起的数据包丢失。通过硬件采集设备2使网络数据采集的速率变快，保证了采集性能。因此在咼速网络应用系统的设计中，不必考虑数据处理设备1的CPU参与网络数据采集的情况，可以有效降低整个系统的设计难度和不确定性。[0055]士述内容仅为本发明的具体方案的例举，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。[0056]以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种网络数据的获取方法，包括：51.通过硬件采集设备从以太网采集网络数据；52.对所述网络数据的完整状态进行判断；53.根据所述网络数据的完整状态，对所述网络数据添加标识信息和封装打包，并进行共早。2.根据权利要求1所述的获取方法，其特征在于，根据所述网络数据的完整状态，对所述网络数据添加标识信息和封装打包的步骤中包括：531.若所述网络数据完整，则对所述网络数据进行筛选处理；532.对筛选处理后的所述网络数据添加数据标识信息；S33•将添加数据标识信息的所述网络数据封装打包，并输送至所述硬件采集设备的内存缓冲区进行共孚。3.根据权利要求2所述的获取方法，其特征在于，根据所述网络数据的完整状态，对所述网络数据添加标识信息和封装打包的步骤中还包括：534.若所述网络数据缺失，则对所述网络数据添加数据标识信息，并封装打包；535.将添加数据标识信息的所述网络数据输送到所述硬件采集设备的内存缓冲区进行共享。4.根据权利要求3所述的获取方法，其特征在于，所述数据标识信息包括状态标识信息和时间标识信息，其中，所述状态标识信息用于标记所述网络数据的完整状态的状态信息，所述时间标识用于标记所述网络数据的接收时间信息。5.根据权利要求2所述的获取方法，其特征在于，若所述网络数据完整，则对所述网络数据进行筛选处理的步骤中包括：5311.所述硬件采集设备对所述网络数据的类型进行识别；5312.所述硬件采集设备对所述网络数据的传输协议进行识别；5313.所述硬件采集设备根据设定的过滤条件对所述网络数据进行筛选处理。6.根据权利要求5所述的获取方法，其特征在于，所述硬件采集设备根据设定的过滤条件对所述网络数据进行筛选处理的步骤中，所述过滤条件根据所述网络数据的类型和所述网络数据的传输协议进行设置。7.根据权利要求2或3所述的获取方法，其特征在于，所述硬件采集设备的内存缓冲区与数据处理设备的内存进行映射，所述数据处理设备直接获取所述硬件采集设备的内存缓冲区共享的所述网络数据。8.根据权利要求7所述的获取方法，其特征在于，所述硬件采集设备与所述数据处理设备之间采用PCI总线进行所述网络数据的传输。所述硬件采集设备设有以太网物理层数据接口，所述硬件采集设备通过所述以太网物理层数据接口获取所述以太网中的所述网络数据。9.根据权利要求2所述的获取方法，其特征在于，将添加数据标识信息的所述网络数据封装打包的步骤中，所述网络数据被封装打包为PCAP数据包。10.根据权利要求3所述的获取方法，其特征在于，若所述网络数据缺失，则对所述网络数据添加数据标识信息，并封装打包的步骤中，所述网络数据被封装打包为PCAP数据包。

百度查询： 北京空间技术研制试验中心 一种网络数据的获取方法

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