CN100421424C - 一种基于PCI Express总线的集中式路由器 - Google Patents
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Abstract
一种基于PCI Express总线的集中式路由器，该路由器内部总线是基于PCIExpress的总线，该总线将该路由器内部的根复用器与PCI Express交换器件，交换器件与各接口板分别连接起来，实现数据的传输。该路由器可以为每个接口板提供很高的数据带宽，能够满足互联网高速发展的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种集中式路由器，特别涉及一种基于PCI Express总线的集中式路由器。
背景技术
随着互联网流量的迅速增长，对于网络设备除了要进行大流量的数据交换，需要处理的业务也越来越复杂，现有路由器很快将无法满足需求。中低端路由器一般处于网络的边缘位置，实现方案一般为单处理器(CPU)的集中式路由器。集中式路由器有诸多优点，一方面可以满足一般的中低端路由器的性能要求，另外一方面也具有较好的价格成本优势。这种集中式处理器一般通过共享总线的方式实现数据包的接收、转发等功能。
现在比较广泛存在的一种集中式路由器的实现方案是通过并行PCI总线的共享方式实现。如图1所示，SoC CPU(System On Chip Central Process Unit)直接提供集中式路由器共享总线-PCI总线。各个接口板通过该PCI总线连接到路由器内部总线。图2为另一种方式的集中式路由器方案。CPU通过与北桥配合提供共享的PCI总线，内存控制器在北桥实现。在这两种方式中，对数据包的处理方式是一样的。在各个接口板内部由PCI总线接口的器件提供不同的网络物理接口。每个接口板接收到的数据包均通过共享的PCI总线由处理器存储在设备的内存中。然后处理器再按照不同的数据包信息通过软件方式确定该数据包将要发送的对应接口板。处理器再将内存中的数据包按照已经确定的输出接口板通过共享的PCI总线传送到对应的接口板，将数据包发送出去。
共享总线的最大优点是总线结构简单、成本低、设计简单，但是缺点也比较明显：1)并行总线无法连接太多设备，总线扩展性比较差，线间干扰可能导致系统无法正常工作；2)当连接多个设备时，总线有效带宽将大幅度降低，传输速率变慢；3)为了降低成本和尽可能减少相互间的干扰，需要减少总线带宽；或者在地址总线和数据总线上采用复用方式设计，这样降低了带宽利用率；4)不容易实现热插拔。为此，要进一步提高中低端路由器的性能，同时又要保留集中式路由器体系设计上的优点，就需要采用更加先进的总线进行集中式路由器的系统方案设计。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于：在网络数据流量不断增大的情况下，基于PCI总线工作的集中式路由器工作带宽较低，已不能满足实际应用的需要。
本发明的目的在于提供一种基于PCI Express总线的集中式路由器。该路由器内部总线是基于PCI Express的总线，该总线将该路由器内部的根复用器与PCI Express交换器件，交换器件与各接口板分别连接起来，实现数据的传输，其中所述PCI Express交换器件包含若干物理线路，每个物理线路支持不少于一个虚拟通道VC和流量分类TC，通过VC、TC通道和不同通道对应的端口或者是数据报文的映射关系，实现分级、分类区别处理不同数据报文或者业务类型，实现不同的服务质量，每个通道的数据传输通过循环冗余检验的方式在物理层保证数据的完整性；接口板接收到的数据包通过该接口板的PCIExpress总线接口连接到PCI Express交换器件，在该交换器件中根据该接口板对应的虚拟通道VC和流量分类TC进行按照不同服务质量QoS分类，将该端口相应的数据包通过PCI Express总线接口连接到CPU系统的根复用器，将数据包存储在CPU系统的内存中；该交换器件还用于：在CPU系统内部识别、分析接收上来的数据包信息，按照路由器内部的路由算法判断得到数据包将要发送出去的相对应接口，该数据包通过根复用器送到PCI Express交换器件，该交换器件对于不同线路的数据包按照地址访问寻址的方式进行传输。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：该路由器可以为每个接口板提供很高的数据带宽，能够满足互联网高速发展的需求。
附图说明
图1是现有的基于PCI总线的路由器示意图；
图2是现有的另一种基于PCI总线的路由器示意图；
图3是本发明提供的一种基于PCI Express总线的集中式路由器。
具体实施方式
以下结合附图，具体说明本发明。
图3为基于PCI Express总线的集中式路由器。该路由器实现方案主要通过以下器件实现：SoC处理器、用于连接各个PCI Express终端到处理器内部或者处理器系统内存的根复用器以及与根复用器相连的PCI Express交换器件。SoC处理器也可以用不能提供PCI Express总线接口的处理器和能提供PCI Express总线接口的北桥组合实现。根复用器集成在SoC处理器内部，处理器通过根复用器实现数据报文的收发或者是总线的初始化。当然，根复用器也可以不集成在SoC处理器内部。交换器件提供多个独立的PCI Express串行线路，这种独立的串行线路可以为一条PCI Express线路也可以为多条线路捆绑的一个逻辑上的串行线路。每个接口卡通过一条逻辑上PCI Express串行线路和PCI Express Switch连接。处理器也是通过一条逻辑上的PCI Express串行线路和PCI Express Switch连接。一般处理器和PCI Express Switch的连接通过多个物理线路捆绑的方式形成一条逻辑上的PCI Express串行线路。
为了满足本发明中低端路由器数据处理所需要的性能和对于业务处理的质量服务保证，本发明PCI Express Switch为一种特殊的交换器件。该交换器件对于不同线路的数据报文传输按照地址访问寻址的方式进行，该交换器件的每个物理线路支持不少于一个的虚拟通道VC(VirtualChannel)和流量分类TC(Traffic class)。通过VC、TC通道和不同通道对应的端口或者是数据报文的映射关系，实现分级、分类区别处理不同数据报文或者是业务类型，实现不同的服务质量(QoS)。每个通道的数据传输通过循环冗余检验(CRC)的方式在物理层保证数据的完整性。交换器件内部在处理连接不同接口卡的线路与连接CPU内部的根复用器(RootComplex)的线路之间进行数据转发时按照一定权重的顺序循环执行或者是通过固定设置顺序的方式进行。交换器件在多线路捆绑实现一个逻辑线路的情况下，所有逻辑线路均支持物理线路链接状态的自动检测。在捆绑的多个物理线路中当出现某个物理线路中断时数据报文可以自动转变为只在保持线路正常链接状态的线路中进行数据报文的传输。对于每个接口卡要求的线路数量对应的带宽，可以提供两倍以上的对应要求数量线路。实现可靠的线路备份。在交换芯片内部根据不同端口的数据报文信息通过软件进行寄存器或者是输入输出引脚的设置可以实现不同逻辑线路之间的数据报文转发。该交换器件还可以对线路传输进行流量控制。
与PCI Express交换器件相连的接口卡可以直接选用PCI Express终端芯片提供的不同的网络物理接口卡，也可以采用PCI Express总线到PCI总线或者是PCI-X总线的桥接器件，再通过PCI总线或者是PCI-X总线接口的芯片提供不同的物理网络接口。其中桥接器件提供两条独立的总线，其中PCI Express总线的接口支持一条、或者是两条、四条、八条物理线路通过捆绑的方式实现的一条逻辑线路。每个逻辑线路内部捆绑工作的线路也需要支持在某个物理线路链接中断时数据报文可以自动转变为只在保持链路正常链接状态的线路中传输。在这个桥接器件内部通过地址空间映射的方式实现两个异种总线之间的数据报文转换。这种桥接器可以提供对于PCI总线或者是PCI-X总线的完全透明承载。在这种方式下，CPU通过PCI Express总线最终可以支持按照常规共享式集中总线设计的中低端路由器接口卡。
在这种基于PCI Express总线的集中式路由器中，从接口板接收的数据包需要通过该接口板的PCI Express总线接口连接到PCI Express Switch，在PCI Express Switch中根据该接口板对应的虚拟通道VC和流量分类TC进行按照不同服务质量QoS分类，将该端口相应的数据包通过PCI Express总线接口连接CPU系统的根复用器(Root Complex)，最终将数据包存储在CPU系统的内存中。在CPU内部识别、分析接收上来的数据包信息，按照路由器内部的路由算法判断得到数据包将要发送出去的相对应接口板。然后将该数据包再通过根复用器、PCI Express Switch和相对应接口板的PCI Express接口传递到该数据包需要发送出去的接口。基于PCI Express总线的路由器能很好的支持热插拔，提高了系统对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性。
Claims (8)
1. 一种基于PCI Express总线的集中式路由器，该路由器内部总线是基于PCIExpress的总线，该总线将该路由器内部的根复用器与PCI Express交换器件，交换器件与各接口板分别连接起来，实现数据的传输，其中所述PCI Express交换器件包含若干物理线路，每个物理线路支持不少于一个虚拟通道VC和流量分类TC，通过VC、TC通道和不同通道对应的端口或者是数据报文的映射关系，实现分级、分类区别处理不同数据报文或者业务类型，实现不同的服务质量，每个通道的数据传输通过循环冗余检验的方式在物理层保证数据的完整性；接口板接收到的数据包通过该接口板的PCI Express总线接口连接到PCI Express交换器件，在该交换器件中根据该接口板对应的虚拟通道VC和流量分类TC进行按照不同服务质量QoS分类，将该端口相应的数据包通过PCIExpress总线接口连接到CPU系统的根复用器，将数据包存储在CPU系统的内存中；该交换器件还用于：在CPU系统内部识别、分析接收上来的数据包信息，按照路由器内部的路由算法判断得到数据包将要发送出去的相对应接口，该数据包通过根复用器送到PCI Express交换器件，该交换器件对于不同线路的数据包按照地址访问寻址的方式进行传输。
2. 如权利要求1所述的基于PCI Express总线的集中式路由器，其特征在于所述路由器的根复用器集成在SoC处理器的内部。
3. 如权利要求1所述的基于PCI Express总线的集中式路由器，其特征在于所述根复用器集成在北桥内部并与处理器相连。
4. 如权利要求1所述的基于PCI Express总线的集中式路由器，其特征在于所述PCI Express交换器件在多线路捆绑实现一个逻辑线路的情况下，所有逻辑线路均支持物理线路链接状态的自动检测，在捆绑的多个物理线路中当出现某个物理线路中断时数据报文可以自动转变为只在保持线路正常链接状态的线路中进行数据报文的传输。
5. 如权利要求4所述的基于PCI Express总线的集中式路由器，其特征在于所述PCI Express交换器件在处理连接不同接口卡的线路与根复用器之间进行数据转发时按照一定权重的顺序循环执行或者是通过固定设置顺序方式进行。
6. 如权利要求5所述的基于PCI Express总线的集中式路由器，其特征在于所述PCI Express交换器件在交换芯片内部根据不同端口的数据报文信息通过软件进行寄存器或者是输入输出引脚的设置可以实现不同逻辑线路之间的数据报文转发。
7. 如权利要求1所述的基于PCI Express总线的集中式路由器，其特征在于所述PCI Express接口板由PCI Express终端器件提供。
8. 如权利要求1所述的基于PCI Express总线的集中式路由器，其特征在于所述PCI Express接口板由桥接器件提供，在该桥接器件的内部通过地址空间映射实现PCI Express总线和PCI总线之间数据报文的交换，从而该集中式路由器可以支持PCI接口卡。
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| CN101483529B (zh) * | 2009-02-13 | 2011-06-22 | 北京星网锐捷网络技术有限公司 | 模块化交换机及其运行方法 |
| WO2012162953A1 (zh) * | 2011-08-19 | 2012-12-06 | 华为技术有限公司 | 一种路由器集群的板间通信方法、路由器和路由器集群 |
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| CN103095463B (zh) * | 2013-02-01 | 2016-08-03 | 福建星网锐捷网络有限公司 | Pcie交换网系统和通信方法 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN1591380A (zh) * | 2003-08-08 | 2005-03-09 | 得州仪器公司 | 用于优化pci－express通信的系统 |
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