CN101826969B - 交换机及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了交换机及其实现方法，该交换机包括中央处理芯片、多个外围端口扩展芯片和多个端口，多个外围端口扩展芯片用于将中央处理芯片连接至多个端口以扩展千兆以太网端口，其特征在于，交换机还包括：多个附加外围端口扩展芯片，连接至中央处理芯片；多个连接器，连接至多个附加外围端口扩展芯片；多个扩展子板，连接至多个连接器；以及多个附加端口，连接至多个扩展子板。通过本发明，可以容易地将交换机的端口扩展到96口，并且结构简单、成本低、性能优。

Description

交换机及其实现方法

技术领域

本发明涉及一种交换机及其实现方法。

背景技术

目前，业界千兆以太网交换机的单机最多支持48个电口，这是因为标准机箱的外形尺寸和连接器(如RJ45)的尺寸在物理空间上的限制以及网络芯片所支持的端口数的限制而限制了机架式交换机单机的端口数目。48口以上的交换机均采用机架式结构通过背板来扩展端口，使得结构复杂、价格昂贵，从而不适合搭建中小规模机群系统的应用。

图1是示出现有交换机端口的配置的示意图。

ES64交换机为机架式交换机，必须要能安装到标准的机柜中，而由于机柜19英寸宽度的限制，一排只能放置48口(采用2X4RJ45方式)，从而限制了交换机的使用环境。

因此，需要一种能够扩展端口数且结构简单、成本低、性能优的交换机及其实现方法。

发明内容

考虑到上述问题而做出本发明。

根据本发明的一个方面，提供了一种交换机，包括中央处理芯片、多个外围端口扩展芯片和多个端口，多个外围端口扩展芯片用于将中央处理芯片连接至多个端口以扩展千兆以太网端口，该交换机还包括：多个附加外围端口扩展芯片，连接至中央处理芯片；多个连接器，连接至多个附加外围端口扩展芯片；多个扩展子板，连接至多个连接器；以及多个附加端口，连接至多个扩展子板。

优选地，中央处理芯片为现场可编程门阵列，并通过中央处理芯片的内部逻辑实现千兆以太网交换协议。

优选地，多个连接器的高度大于交换机的端口的高度，并且多个连接器包括多对差分线，其中，多对差分线的数量为多个附加端口的数量的四倍。

优选地，交换机的宽度为19英寸，高度为2U。

优选地，多个附加端口为48个。

根据本发明的另一方面，提供了一种交换机实现方法，该交换机包括中央处理芯片、多个外围端口扩展芯片和多个端口，多个外围端口扩展芯片用于将中央处理芯片连接至多个端口以扩展千兆以太网端口，该交换机实现方法包括：设置多个附加外围端口扩展芯片，将多个附加外围端口扩展芯片连接至中央处理芯片；设置多个连接器，将多个连接器连接至多个附加外围端口扩展芯片；设置多个扩展子板，将多个扩展子板连接至多个连接器；以及设置多个附加端口，将多个附加接口连接至多个扩展子板。

优选地，中央处理芯片为现场可编程门阵列，并通过中央处理芯片的内部逻辑实现千兆以太网交换协议。

优选地，多个连接器的高度大于交换机的端口的高度，并且多个连接器包括多对差分线，其中，多对差分线的数量为多个附加端口的数量的四倍。

优选地，交换机的宽度为19英寸，高度为2U。

优选地，多个附加端口为48个。

通过本发明的技术方案，可以容易地将交换机的端口扩展到96口，并且结构简单、成本低、性能优。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是示出现有交换机端口的配置的示意图；

图2是示出根据本发明实施例的交换机的布局的示意图；

图3是示出根据本发明实施例的交换机的端口布局的示意图；以及

图4是根据本发明的交换机实现方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图来详细说明本发明的实施例。

图2是示出根据本发明实施例的交换机的整体布局的示意图。

参照图2，原有的交换机包括中央处理芯片200、多个外围端口扩展芯片202和多个端口204(48个)，在此基础上，交换机还包括：多个附加外围端口扩展芯片206，连接至中央处理芯片；多个连接器208，连接至多个附加外围端口扩展芯片；多个扩展子板210，连接至多个连接器；以及多个附加端口212，连接至多个扩展子板。

在现有交换机的基础上，只要通过现场可编程门阵列(FPGA)的内部逻辑实现支持多达96口的千兆以太网交换协议。在硬件方面，通过FPGA的通用IO扩展96个RGMII接口，与24个Broadcom四端口千兆以太网进行铜线物理互联，从而实现了扩展至多达96个千兆以太网口。因此，在硬件方面，单机支持的端口数目更多，最多可达96个(即，在原有的48个端口上增加了48个附加端口)，而网络延时等性能通过软件来实现。

该交换机的宽度为19英寸，高度为2U。由于标准机柜的尺寸限制，宽度与现有交换机的宽度是相同的，但高度却变为2U，以此容纳所扩展的端口。

注意，对连接器是有限制的：其高度应该高于端口(如RJ45)的高度，否则无法实现与上部端口的连接，并且多个连接器需要包括多对差分线，多对差分线的数量为扩展增加的端口数量的四倍。即，如果增加了48个口，则需要48×4＝192对差分线，通过FPGA实现千兆以太网路由协议，以控制多对差分线，因为原有芯片只能控制48个端口，因此需要增加中央处理芯片的内部逻辑资源，以控制多增加的差分线。

注意，在本发明的实施例中，端口的型号为RJ45，所采用的设置方式为2X4RJ45，外围端口扩展芯片为BCM 5464。但应该理解，端口的型号和设置方式、外围处理芯片并不限于此，而是可以采用其他任何可行的型号和方式以及芯片。

此外，图2只是一个示意图，只是为了描述本发明中各个部分的连接关系，并不具体表示外围端口扩展芯片、连接器、扩展子卡、端口的数量等。

图3是示出根据本发明实施例的交换机的端口布局的示意图。为了便于描述，图3中所示的端口也采用2X4RJ45的设置方式。通过本发明的实施例，考虑到今后交换的升级，端口的数量最多可达到96个。

图4是根据本发明的交换机实现方法的流程图。

参照图4，根据本发明的交换机实现方法包括：步骤402，设置多个附加外围端口扩展芯片206，将多个附加外围端口扩展芯片206连接至中央处理芯片200；步骤404，设置多个连接器208，将多个连接器208连接至多个附加外围端口扩展芯片206；步骤406，设置多个扩展子板210，将多个扩展子板210连接至多个连接器208；以及步骤408，设置多个附加端口212，将多个附加接口212连接至多个扩展子板210。

如上所述，通过本发明的技术方案，只要通过多个连接器和与其对应的多个扩展子板，就可以将交换机的48个口扩展为96个口，与现有采用背板方式扩展端口的方式相比，结构更加简单，性能更加优越，并且成本较低。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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。

Claims (4)

1.一种交换机，包括中央处理芯片、多个外围端口扩展芯片和多个端口，所述多个外围端口扩展芯片用于将所述中央处理芯片连接至所述多个端口以扩展千兆以太网端口，其特征在于，所述交换机还包括：

多个附加外围端口扩展芯片，连接至所述中央处理芯片；

多个连接器，连接至所述多个附加外围端口扩展芯片；

多个扩展子板，连接至所述多个连接器；以及

多个附加端口，连接至所述多个扩展子板，

所述中央处理芯片为现场可编程门阵列，并通过所述中央处理芯片的内部逻辑实现千兆以太网交换协议，

所述多个连接器的高度大于所述交换机的端口的高度，并且所述多个连接器包括多对差分线，其中，所述多对差分线的数量为所述多个附加端口的数量的四倍，

所述交换机的宽度为19英寸，高度为2U。

2.根据权利要求1所述的交换机，其特征在于，所述多个附加端口为48个。

3.一种交换机实现方法，所述交换机包括中央处理芯片、多个外围端口扩展芯片和多个端口，多个外围端口扩展芯片用于将所述中央处理芯片连接至所述多个端口以扩展千兆以太网端口，其特征在于，所述交换机实现方法包括：

设置多个附加外围端口扩展芯片，将所述多个附加外围端口扩展芯片连接至所述中央处理芯片；

设置多个连接器，将所述多个连接器连接至所述多个附加外围端口扩展芯片；

设置多个扩展子板，将所述多个扩展子板连接至所述多个连接器；以及

设置多个附加端口，将所述多个附加接口连接至所述多个扩展子板，

所述中央处理芯片为现场可编程门阵列，并通过所述中央处理芯片的内部逻辑实现千兆以太网交换协议，

所述多个连接器的高度大于所述交换机的端口的高度，并且所述多个连接器包括多对差分线，其中，所述多对差分线的数量为所述多个附加端口的数量的四倍，

所述交换机的宽度为19英寸，高度为2U。

4.根据权利要求3所述的交换机实现方法，其特征在于，所述多个附加端口为48个。

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