CN102868644A - 交换机数据传输模式动态切换的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种交换机数据传输模式动态切换的方法及系统，其中，所述方法包括：S1、预设两个时间片控制模块，并为每个时间片控制模块对应配置一种时间片划分方式；S2、根据交换机当前时间段的工作模式，选择相对应的时间片控制模块；S3、根据所选时间片控制模块所配置的时间片划分方式进行数据传输。本发明通过增设一个（或多个）时间片划分控制模块，实现动态改变交换机接口数据处理的配置，进而实现动态切换接口的工作模式，芯片成本低廉。

Description

交换机数据传输模式动态切换的方法及系统

技术领域

本发明涉及以太网领域技术，尤其涉及一种交换机数据传输模式动态切换的方法及系统。

背景技术

随着网络技术的发展及信息化应用的普及，以太网交换机得到了越来越广泛的应用。以太网交换机芯片对于接口处理模块设计的要求一般是既要能保证每个接口发送的数据不断流，又要可以支持多种不同的接口工作模式。“数据不断流”主要是指接口处理模块要保证按接口所需要的数据流量大小来分配各个接口的数据，以保证MAC（媒体访问控制）模块的数据可以正常发送，而不会出现某个MAC没有数据可以发送的情况；而“支持多种接口工作模块”主要是指当前交换机芯片一般会支持多种接口混合的工作方式，例如，既支持48个千兆口加4个万兆口的工作模式，也支持8个万兆口的工作模式等。

现有技术中，基本上是以时分复用的方式来实现交换机出口数据带宽的分配，其具体的分配方式一般包括：固定时分复用方式、带权重的循环分配方式。其中，“固定时分复用方式”是指按时间段周期性地对接口进行相应处理，每个时间段内严格地划分时间片，一个时间片只能处理固定接口的数据，这种方式可以保证每个接口的数据报文不会出现在报文中间断流的情况，而且分配带宽的逻辑设计相对简单。  然而，该方式中的时间片分配不能在系统运行时进行重新分配，在系统运行过程中，如需拆除某些接口或者要切换某些接口到不同的工作模式时，交换机接口并不能实时进行动态配置，必须把整个系统停下，重新配置交换机芯片后再启动运行，然而，此方式在实际应用中是不能被接受的，因为一般系统会要求在切换某些接口时，其他接口的数据要可以正常处理，不能受到影响。

“带权重的循环分配方式”是指将各个接口按其要求的数据传输速率分配一个权重，然后用一个循环选择器来选择当前时间片内处理哪个接口的数据。系统初始化时，按相应的权重给每个接口配置一个系数。开始数据处理时，在所有数据处理请求有效且对应系数不为0的接口中依次选择进行处理，并在当前时间片结束时，把当前处理接口的系数减1。如果某个接口的系数被减到0，则只能处理其他系数不为0的接口。如果所有的接口没有数据处理请求或者它的系数被减到0，就按指定的权重重新配置它们的系数。然而，上述“带宽权重的循环分配”并不能确保某个时间片一定会处理某个接口，尤其是在接口个数较多时，很可能出现很长时间都不会处理某个接口的情况，所以，为了避免接口MAC模块出现数据在报文中间断流的情况，需要在MAC内实现一个较大的发送缓冲器，以预先缓存足够多的数据，即需要芯片上开辟较大的物理存储空间，此方式必将导致芯片整体面积变大，成本变高。

鉴于上述现有技术，非常有必要提供一种新的交换机数据传输模式动态切换的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交换机数据传输模式动态切换的方法，基于本方法可实现动态改变交换机接口数据处理的配置的功能。

相应于上述方法，本发明的目的还在于提供一种交换机数据传输模式动态切换的系统。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：一种交换机数据传输模式动态切换的方法，其包括：

S1、预设两个时间片控制模块，并为每个时间片控制模块对应配置一种时间片划分方式；

S2、根据交换机当前时间段的工作模式，选择相对应的时间片控制模块；

S3、根据所选时间片控制模块所配置的时间片划分方式进行数据传输。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1具体为：设置第一时间片控制模块、第二时间片控制模块及一个选择控制寄存器；为所述第一、第二时间片控制模块分别对应设置一个选择控制寄存器的值。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2具体包括：当选择第一时间片控制模块时，将所述选择控制寄存器的值设置为0；当选择第二时间片控制模块时，将所述选择控制寄存器的值设置为1。

作为本发明的进一步改进，所述第一时间片控制模块对应于第一工作模式，所述第二时间片控制模块对应于第二工作模式，所述第一工作模式支持A个千兆口加上B个万兆口，所述第二工作模式支持C个千兆口加上D个万兆口。

作为本发明的进一步改进，所述时间片划分方式具体包括：将每一时间段均分为N个时间片；在所述第一时间片控制模块中，指定N个时间片中的A个时间片逐个分配给A个千兆口，而剩余的P个时间片则均匀分配给B个万兆口；在所述第二时间片控制模块中，指定N个时间片中的C个时间片逐个分配给C个千兆口，而剩余的M个时间片则均匀分配给D个万兆口。

相应地，本发明提供的一种交换机数据传输模式动态切换的系统，其包括：

两个时间片控制模块、每个时间片控制模块对应配置一种时间片划分方式；

数据传输控制模块、用于根据交换机当前时间段的工作模式，选择相对应的时间片控制模块，并根据所选时间片控制模块所配置的时间片划分方式进行数据传输。

作为本发明的进一步改进，该系统具体包括：第一时间片控制模块、第二时间片控制模块及一个选择控制寄存器，其中，该系统为所述第一、第二时间片控制模块分别对应设置一个选择控制寄存器的值。

作为本发明的进一步改进，所述数据传输控制模块具体用于：当选择第一时间片控制模块时，将所述选择控制寄存器的值设置为0；当选择第二时间片控制模块时，将所述选择控制寄存器的值设置为1。

作为本发明的进一步改进，在该系统中，所述第一时间片控制模块对应于第一工作模式，所述第二时间片控制模块对应于第二工作模式，所述第一工作模式支持A个千兆口加上B个万兆口，所述第二工作模式支持C个千兆口加上D个万兆口。

作为本发明的进一步改进，本系统还具体用于：将每一时间段均分为N个时间片；在所述第一时间片控制模块中，指定N个时间片中的A个时间片逐个分配给A个千兆口，而剩余的P个时间片则均匀分配给B个万兆口；在所述第二时间片控制模块中，指定N个时间片中的C个时间片逐个分配给C个千兆口，而剩余的M个时间片则均匀分配给D个万兆口。

本发明的有益效果是：本发明通过增设一个时间片划分控制模块，实现动态改变交换机接口数据处理的配置，进而实现动态切换接口的工作模式，芯片成本低廉。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中交换机数据传输模式动态切换系统的模块示意图；

图2是本发明具体实施方式中第一时间片划分方式示意图；

图3是本发明具体实施方式中第二时间片划分方式示意图；

图4是本发明具体实施方式中交换机数据传输模式动态切换方法的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

本发明实施例中的设计要求是在两种模式：24个千兆口+2个万兆口模式与4个千兆口+4个万兆口模式下动态切换，其中万兆口_1、万兆口_2，千兆口_21到千兆口_24在该切换过程中保持正常工作状态。也就是要求把千兆口_1到千兆口_20切换到两个万兆口的工作模式，并且不能影响其他端口的正常工作。当然，在本发明其他实施例中，每一工作模式所支持端口模式还可为其他方式，并不局限于上述实施例。

参图1所示，本发明具体实施方式中，所述交换机数据传输模式动态切换的系统，其包括：

两个时间片控制模块（一般为两个，因为两个做乒乓切换就可以实现所需功能）、本系统中，每个时间片控制模块对应配置一种时间片划分方式；本系统可根据所需支持的接口工作模式的数目，对应设置与每一种工作模式对应的一定数量的时间片控制模块。具体地，每个时间片控制模块中对应配置44个时间片（Time Slot），在每一个时间片中，相应地被配置用于进行一个特定接口的数据处理。本文仅以设置两个时间片控制模块的实施例来对本发明进行详细描述。故，本系统具体包括第一时间片控制模块101a、第二时间片控制模块101b及一个选择控制寄存器103；本发明中，上述第一、第二时间片控制模块也称之为功能模块Calendar，并且它们之间是相互独立的，上述选择控制寄存器103为可配置的，即为所述第一、第二时间片控制模块分别对应设置一个选择控制寄存器的值，其用于在芯片运行过程中，选择相应的Calendar模块作为当前的时间片划分控制器。

数据传输控制模块102、用于根据选择控制器103所选的Calendar模块所配置的时间片划分方式进行数据传输。本发明具体实施方式中，所述数据传输控制模块102具体用于：当选择控制器103配置为0时，按照第一时间片控制模块进行数据传输（也就是按24个千兆口加2个万兆口模式工作）；当选择控制器103配置为1时，按照第二时间片控制模块进行数据传输（也就是按4个千兆口加4个万兆口模式工作）。

本发明中，相应于两个时间片控制模块，本发明交换机包括两个工作模式，所述第一时间片控制模块对应于第一工作模式，所述第二时间片控制模块对应于第二工作模式，本发明中，设定第一工作模式支持A个千兆口加上B个万兆口，第二工作模式支持C个千兆口加上D个万兆口。那么本系统中“划分时间片”的方式即为：

首先，将每一时间段均分为N个时间片；

此后，在所述第一时间片控制模块中，指定N个时间片中的A个时间片逐个分配给A个千兆口，而剩余的P个时间片则均匀分配给B个万兆口；在所述第二时间片控制模块中，指定N个时间片中的C个时间片逐个分配给C个千兆口，而剩余的M个时间片则均匀分配给D个万兆口。

参图2及图3所示，在本发明具体实施例中，设定所述第一工作模式支持24个千兆口加上2个万兆口，所述第二工作模式支持4个千兆口加上4个万兆口。那么上述“划分时间片”的方式即是：首先，将每一时间段均分为44个时间片；在所述第一时间片控制模块中，指定其中的24个时间片逐个分配给24个千兆口，而剩余的20个时间片则均匀分配给2个万兆口；在所述第二时间片控制模块中，指定其中的4个时间片逐个分配给4个千兆口，而剩余的40个时间片则均匀分配给4个万兆口。其中，本发明具体实施方式中，在第一时间片控制模块（Calendar1）中，均匀选择20个时间片分配给万兆口1和万兆口2，剩余24个时间片分配给24个千兆口，然后按时间段循环处理可以满足接口带宽要求；在第二时间片控制模块（Calendar2）中，基于图2中的时间片划分方式，将原有配置中的千兆口21到千兆口24、及万兆口1和万兆口2的时间片保持不变，将其他的20个时间片均匀分配给万兆口3和万兆口4即可，然后按时间段循环处理可以满足接口带宽要求。当然，本发明以44个时间片为例进行描述，并且在24千兆口加2个万兆口模式与4个千兆口加4个万兆口模式间切换，在其他实施例中，每一时间段可以分成任意多个时间片，也可以根据实际需求，进行任意模式间的切换。

基于上述内容，在系统初始化时，首先选中Calendar1作为时间片划分控制器（此时，选择控制寄存器的值设为0），在系统在正常运行时需要采用第二工作模式来工作时，将选择控制寄存器的值配置为1，这时芯片内的时分复用控制逻辑会立即转到Calendar2所配置的模式上。因为这个过程在芯片工作中只是在一个时钟周期内完成的，所以不会产生配置中间不稳定的状态，也就保证了其他正常工作接口的数据的正常处理。实现了动态切换工作模式的功能。

接下来，请参图4所示，一种交换机数据传输模式动态切换的方法，其应用上述系统，其包括：

S1、预设两个时间片控制模块，并为每个时间片控制模块对应配置一种时间片划分方式；优选地，所述步骤S1具体为：设置第一时间片控制模块、第二时间片控制模块及一个选择控制寄存器；为所述第一、第二时间片控制模块分别对应设置一个选择控制寄存器的值。

S2、根据交换机当前时间段的工作模式，选择相对应的时间片控制模块；优选地，所述步骤S2具体包括：当选择第一时间片控制模块时，将所述选择控制寄存器的值设置为0；当选择第二时间片控制模块时，将所述选择控制寄存器的值设置为1。

S3、根据所选时间片控制模块所配置的时间片划分方式进行数据传输。

本发明中，所述第一时间片控制模块对应于第一工作模式，所述第二时间片控制模块对应于第二工作模式，所述第一工作模式支持A个千兆口加上B个万兆口，所述第二工作模式支持C个千兆口加上D个万兆口。所述时间片划分方式具体包括：将每一时间段均分为N个时间片；在所述第一时间片控制模块中，指定N个时间片中的A个时间片逐个分配给A个千兆口，而剩余的P个时间片则均匀分配给B个万兆口；在所述第二时间片控制模块中，指定N个时间片中的C个时间片逐个分配给C个千兆口，而剩余的M个时间片则均匀分配给D个万兆口。

值得一提的是，在本行业内，也有通过提高接口处理模块的时钟频率，来满足所有工作模式下的带宽需求的技术。在这种情况下，用一个通用的固定时分复用带宽分配方式，可以支持所有接口工作模式的带宽需求，但这种设计方法需要接口处理模块的时钟频率非常高，尤其是在接口个数较多且工作模式较复杂时，时钟频率很可能是硬件无法达到的，所以在绝大部分芯片中这种实现方式是不可行的。现有的交换机芯片内的接口数目都是几十甚至上百个，而且仍有越来越多的发展趋势，如果一味的通过提高接口模块的时钟频率的方式来达到带宽分配的目的，会使整个芯片的功耗越来越大，甚至该芯片只用了很少接口的情况下仍要运行在较高的频率，浪费较多的功耗。本发明公开的技术方案即通过  采用较小的逻辑设计成本，来达到所需要的设计要求，其不用增加接口MAC模块内的数据缓冲器的大小，仅通过增加一个时分复用控制器的方式，达到了动态改变接口数据处理的配置，进而可以达到动态调整接口工作模式、或调整接口处理模块的时钟频率的功能，此方案中芯片成本低廉。

以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施方式方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种交换机数据传输模式动态切换的方法，其特征在于，该方法包括：

S1、预设两个时间片控制模块，并为每个时间片控制模块对应配置一种时间片划分方式；

S2、根据交换机当前时间段的工作模式，选择相对应的时间片控制模块；

S3、根据所选时间片控制模块所配置的时间片划分方式进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的交换机数据传输模式动态切换的方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

设置第一时间片控制模块、第二时间片控制模块及一个选择控制寄存器；

为所述第一、第二时间片控制模块分别对应设置一个选择控制寄存器的值。

3.根据权利要求2所述的交换机数据传输模式动态切换的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

当选择第一时间片控制模块时，将所述选择控制寄存器的值设置为0；

当选择第二时间片控制模块时，将所述选择控制寄存器的值设置为1。

4.根据权利要求2所述的交换机数据传输模式动态切换的方法，其特征在于，在该方法中，所述第一时间片控制模块对应于第一工作模式，所述第二时间片控制模块对应于第二工作模式，所述第一工作模式支持A个千兆口加上B个万兆口，所述第二工作模式支持C个千兆口加上D个万兆口。

5.根据权利要求4所述的交换机数据传输模式动态切换的方法，其特征在于，本方法中，所述时间片划分方式具体包括：

将每一时间段均分为N个时间片；

在所述第一时间片控制模块中，指定N个时间片中的A个时间片逐个分配给A个千兆口，而剩余的P个时间片则均匀分配给B个万兆口；

在所述第二时间片控制模块中，指定N个时间片中的C个时间片逐个分配给C个千兆口，而剩余的M个时间片则均匀分配给D个万兆口。

6.一种交换机数据传输模式动态切换的系统，其特征在于，该系统包括：

两个时间片控制模块、每个时间片控制模块对应配置一种时间片划分方式；

数据传输控制模块、用于根据交换机当前时间段的工作模式，选择相对应的时间片控制模块，并根据所选时间片控制模块所配置的时间片划分方式进行数据传输。

7.根据权利要求6所述的交换机数据传输模式动态切换的系统，其特征在于，该系统具体包括：第一时间片控制模块、第二时间片控制模块及一个选择控制寄存器，其中，该系统为所述第一、第二时间片控制模块分别对应设置一个选择控制寄存器的值。

8.根据权利要求7所述的交换机数据传输模式动态切换的系统，其特征在于，所述数据传输控制模块具体用于：

当选择第一时间片控制模块时，将所述选择控制寄存器的值设置为0；

当选择第二时间片控制模块时，将所述选择控制寄存器的值设置为1。

9.根据权利要求7所述的交换机数据传输模式动态切换的系统，其特征在于，在该系统中，所述第一时间片控制模块对应于第一工作模式，所述第二时间片控制模块对应于第二工作模式，所述第一工作模式支持A个千兆口加上B个万兆口，所述第二工作模式支持C个千兆口加上D个万兆口。

10.根据权利要求9所述的交换机数据传输模式动态切换的系统，其特征在于，本系统还具体用于：

将每一时间段均分为N个时间片；

在所述第一时间片控制模块中，指定N个时间片中的A个时间片逐个分配给A个千兆口，而剩余的P个时间片则均匀分配给B个万兆口；

在所述第二时间片控制模块中，指定N个时间片中的C个时间片逐个分配给C个千兆口，而剩余的M个时间片则均匀分配给D个万兆口。

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