CN103269285B - 网络通信集群装置和用于实现网络通信集群的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络通信集群装置和用于实现网络通信集群的方法。在本发明中，每个线卡框用于实现集群互联的网板除了具有用于在本板进行信元交换的交换通路之外，还具有为了使信元能够在其他线卡框的网板进行信元交换而设置的透传通路；并且，位于不同线卡框的交换通路与透传通路相对接，即可形成只包含一次信元交换、但负责信元交换的线卡框互不相同的多条转发路径。因此，当各路信元分别从对应的转发路径在不同的线卡框之间转发时，每路信元在框间转发过程中只被进行一次信元交换。相应地，就无需为了将包含两次信元交换的框间转发过程截断而设置中央交换框，从而能够降低网络通信集群的成本、功耗、以及空间，并消除网络通信集群中的故障奇点。

Description

网络通信集群装置和用于实现网络通信集群的方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术，特别涉及一种网络通信集群装置和用于实现网络通信集群的方法。

背景技术

网络通信设备集群是一种大幅提升网络通信设备交换能力、转发容量的技术。该技术利用网络通信设备机框之间的框间集群互联（加入集群的网络通信设备机框称为线卡框），能够实现位于同一线卡框或不同线卡框的任意两块接口板之间的无阻塞交换。

其中，上述的框间集群互联主要是以多路信元的形式转发报文，并且，多路信元在一次完整的转发过程中只能够经过一次信元交换。

因此，参见图1，在现有的网络通信设备集群方案中，并不是将各线卡框直接互联，而是利用额外设置的中央交换框（图1中以一个中央交换框为例、但中央交换框的数量也可以多于一个）来实现多个线卡框（图1中以4个线卡框为例）之间的集群互联。

这是因为，若将各线卡框直接互联，则当多路信元在位于不同线卡框的两个接口板之间进行框间转发时，就会被两个接口板分别所属的不同线卡框发生两次信元交换；相应地，中央交换框将不同线卡框之间的一次完整的框间转发过程截断为两部分，一部分为报文入端口所在线卡框与中央交换框之间的转发、另一部分为中央交换框与报文出端口所在线卡框之间的转发，从而，对于截断后的每一部分的转发，都只会发生一次信元交换。

然而，额外设置的中央交换框在成本、功耗、乃至空间上都是巨大的浪费。而且，若仅设置一个中央交换框，则该中央交换框就会成为整个集群的故障奇点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种网络通信集群装置和用于实现网络通信集群的方法。

本发明提供的一种网络通信集群装置，包括至少两个利用网板实现集群互联的线卡框；

每个线卡框用于实现集群互联的网板中，形成有经过本板交换芯片的至少一路交换通路、以及旁路本板交换芯片的至少一路透传通路；

每个线卡框用于实现集群互联的网板中，本板的交换通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的透传通路连接；本板的透传通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路连接；

在由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的各路信元中，至少一路信元在本板的交换通路实现信元交换，其余各路信元基于本板的路透传通路而分别在其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路实现信元交换。

可选地，线卡框的数量为n；并且，在每个线卡框用于实现集群互联的网板中，交换通路和透传通路均为n-1路，由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的信元为n路，其中：

本板的每路交换通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路透传通路连接；

本板的每路透传通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路交换通路连接；

在由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的n路信元中，1路信元在本板的1路交换通路实现信元交换，其余n-1路信元基于本板的n-1路透传通路而分别在其他n-1个线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路实现信元交换；

以及，n为大于等于2的正整数。

可选地：

每个线卡框中用于实现集群互联的网板从该线卡框的背板引入m个线路组、并具有n-1个交换集群口和n-1个透传集群口，且每个线路组具有n对线路，其中：

每个线路组中的1对线路通过交换芯片镜像为n-1对、并分别与n-1个交换集群口对应地连接，用以形成本板的n-1路交换通路；并且，每个线路组中其余的n-1对线路分别对与n-1个透传集群口对应地连接，用以形成本板的n-1路透传通路；

每个交换集群口与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1个透传集群口相连，用以实现本板的1路交换通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路透传通路连；

每个透传集群口与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1个交换集群口相连，用以实现本板的1路透传通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路交换通路连接；

以及，m×n小于等于交换芯片的端口总对数对n取模的模数。

可选地，n为4，m为16，交换芯片的端口总对数为192。

可选地，每个线卡框用于实现集群互联的网板多于一块；并且，每个线卡框用于实现集群互联的每块网板，在每个其他线卡框中均对应有一块用于实现集群互联的网板。

可选地，每个线卡框用于实现集群互联的网板为8块。

本发明提供的一种用于实现网络通信集群的方法，该方法由至少两个线卡框利用网板实现集群互联、并包括；

在每个线卡框用于实现集群互联的网板中，设置经过本板交换芯片的至少一路交换通路、并设置旁路本板交换芯片的至少一路透传通路；

在每个线卡框用于实现集群互联的网板中，设置本板的交换通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的透传通路连接、并设置本板的透传通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路连接；

在由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的各路信元中，将至少一路信元在本板的交换通路实现信元交换，并将其余各路信元基于本板的路透传通路而分别在其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路实现信元交换。

可选地，线卡框的数量为n；并且，在每个线卡框用于实现集群互联的网板中，交换通路和透传通路均为n-1路，由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的信元为n路，其中：

所述设置本板的交换通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的透传通路连接包括：设置本板的每路交换通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路透传通路连接；

所述设置本板的透传通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路连接包括：设置本板的每路透传通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路交换通路连接；

在由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的n路信元中，1路信元在本板的1路交换通路实现信元交换，其余n-1路信元基于本板的n-1路透传通路而分别在其他n-1个线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路实现信元交换；

以及，n为大于等于2的正整数。

可选地，每个线卡框中用于实现集群互联的网板从该线卡框的背板引入m个线路组、并具有n-1个交换集群口和n-1个透传集群口，且每个线路组具有n对线路；

所述设置n-1路经过本板交换芯片的交换通路、以及n-1路旁路本板交换芯片的透传通路包括：设置每个线路组中的1对线路通过交换芯片镜像为n-1对、并分别与n-1个交换集群口对应地连接，并设置其余的n-1对线路分别对与n-1个透传集群口对应地连接；

所述设置本板的每路交换通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路透传通路连接包括：设置每个交换集群口与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1个透传集群口相连；

所述设置本板的每路透传通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路交换通路连接包括：设置每个透传集群口与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1个交换集群口相连；

以及，m×n小于等于交换芯片的端口总对数对n取模的模数。

可选地，n为4，m为16，交换芯片的端口总对数为192。

可选地，每个线卡框用于实现集群互联的网板多于一块；并且，每个线卡框用于实现集群互联的每块网板，在每个其他线卡框中均对应有一块用于实现集群互联的网板。

可选地，每个线卡框用于实现集群互联的网板为8块。

由此可见，在本发明中，每个线卡框用于实现集群互联的网板除了具有用于在本板进行信元交换的交换通路之外，还具有为了使信元能够在其他线卡框的网板进行信元交换而设置的透传通路；并且，每个线卡框的交换通路与其他线卡框的透传通路相对接、每个线卡框的透传通路与其他线卡框的交换通路相对接，即可形成只包含一次信元交换、但负责信元交换的线卡框互不相同的多条转发路径。因此，当各路信元分别从对应的转发路径在不同的线卡框之间转发时，能够确保每路信元在框间转发过程中只被进行一次信元交换。相应地，就无需为了将包含两次信元交换的框间转发过程截断而设置中央交换框，从而能够降低网络通信设备集群的成本、功耗、以及空间。而且，由于网络通信设备集群中的集群互联不再单一地依赖于中央交换框，因而能够消除网络通信设备集群中的故障奇点。

附图说明

图1为现有技术基于中央交换框实现的一种网络通信集群装置的示例性结构示意图；

图2为本发明实施例脱离中央交换框实现的网络通信集群装置的示例性结构示意图；

图3为如图2所示网络通信集群装置中的每个线卡框的硬件框架示意图；

图4为基于如图3所示硬件框架实现的一种网板结构示意图；

图5为基于如图4所示的网板结构实现的集群互联结构示意图；

图6为基于如图3所示硬件框架实现的另一种网板结构示意图；

图7为基于如图6所示的网板结构实现的集群互联结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

在本实施例中，每个线卡框用于实现集群互联的网板除了具有用于在本板进行信元交换的交换通路之外，还具有为了使信元能够在其他线卡框的网板进行信元交换而设置的透传通路。并且，每个线卡框的交换通路与其他线卡框的透传通路相对接、每个线卡框的透传通路与其他线卡框的交换通路相对接，形成只包含一次信元交换、但负责信元交换的线卡框互不相同的多条转发路径。因此，在本实施例中，当各路信元分别从对应的转发路径在不同的线卡框之间转发时，每路信元在框间转发过程中都只被进行一次信元交换。

相应地，请参见图2，本实施例中提供的一种网络通信集群装置包括n（n为大于等于2的正整数）个利用网板实现集群互联的线卡框1～n。

每个线卡框用于实现集群互联的网板中，形成经过本板交换芯片的至少一路交换通路、以及旁路本板交换芯片的至少一路透传通路。

每个线卡框用于实现集群互联的网板中，本板的每路交换通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的透传通路连接，本板的每路透传通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路连接。

由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的各路信元中，至少一路信元在本板的交换通路实现信元交换，其余各路信元基于本板的透传通路而分别在其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路实现信元交换。

实际应用中，上述各网板中的交换通路和透传通路都是双向的、并可以包含能够支持n个线卡框并发集成互联的若干子通路。

以及，上述各网板中的交换通路和透传通路的数量可以任意设置，并且，不同网板中的交换通路与透传通路之间也可以采用一对一或一对多的方式彼此连接。

但优选地，本实施例提供了一种负载均衡的设置方式，即，交换通路和透传通路均为n-1路，由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的信元为n路，其中：

本板的每路交换通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路透传通路连接；

本板的每路透传通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路交换通路连接；

在由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的n路信元中，1路信元在本板的1路交换通路实现信元交换，其余n-1路信元基于本板的n-1路透传通路而分别在其他n-1个线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路实现信元交换。

具体说，图2中以报文入端口位于线卡框1、报文出端口位于线卡框n、以及n大于2为例：

信元1对应的转发路径由位于线卡框1的交换通路、以及位于线卡框n的透传通路对接而成，因此，信元1只在线卡框1发生一次信元交换，而在线卡框n仅被透传；

信元2对应的转发路径由位于线卡框1的透传通路、位于线卡框2的交换通路、以及位于线卡框n的透传通路对接而成，因此，信元2只在线卡框2发生一次信元交换，而在线卡框1和n都仅被透传；

以此类推，信元n对应的转发路径由位于线卡框1的透传通路、以及位于线卡框n的交换通路对接而成，因此，信元n只在线卡框n发生一次信元交换，而在线卡框1仅被透传。

即，当n大于2时，在n路信元中，其中1路的信元交换会发生在报文入端口所在线卡框，还有1路的信元交换会发生在报文出端口所在线卡框，而其余n-2路的信元交换则会发生在除报文入端口和出端口所在线卡框之外的其他线卡框；相应地，对于信元交换发生在报文入端口所在线卡框、以及发生在报文出端口所在线卡框的2路信元来说，其只经过报文入端口和报文出端口所在的2个线卡框，而对于信元交换发生在其他线卡框的n-2路信元来说，其不但会经过报文入端口和报文出端口所在的2个线卡框，还会经过1个其他线卡框。

而若n等于2时，则仅有的2路信元都只经过报文入端口和报文出端口所在的2个线卡框。

但无论信元所经过的线卡框的数量为2个还是3个，其在框间转发过程中都只被进行一次信元交换。

如上可见，由于每路信元的一次框间转发过程都只会发生一次信元交换，因而也就无需为了将包含两次信元交换的框间转发过程截断而设置中央交换框，从而能够降低网络通信设备集群的成本、功耗、以及空间。而且，由于各路信元1～n的框间转发被分散在各线卡框1～n，而不是在单纯地依赖于中央交换框，因而能够消除网络通信设备集群中的故障奇点。

另外，若采用前述的负载均衡的方式设置n-1路交换通路和n-1路透传通路，则本实施例的方案还能够适用于线卡框采用CLOS（克洛斯）架构的情况。

下面，以线卡框采用CLOS架构为例，对该网络通信集群装置进行详细说明。

请先参见图3，采用CLOS架构的线卡框主要包括背板，以及，插接于背板的主控板、接口板、网板。通常，一个线卡框配置有2块主控板、16块接口板（也可18块）、8块网板（也可9块）。

主控板的主要功能是管理所有接口板和网板的状态，完成网络通信链路的计算并向所有接口板下发转发表项。

接口板和网板通过背板互连、并构成线卡框的转发平面。

接口板的主要功能是实现用户端口并完成报文转发动作。在报文的上行方向，接口板从入端口收到IP报文以后，根据主控板下发的转发表项明确该报文的出端口，然后将报文及出端口信息分割成固定长度的信元，并将信元通过背板发送到网板进行信元交换。在报文的下行方向，接口板通过背板从网板收到信元、并将信元重新组装成完整的报文后，即可根据信元中包含的出端口信息将报文从正确的出端口发出。

网板的主要功能则是信元交换。另外，在本实施例中，为了按照如图2所示的原理实现集群互联，网板的信元交换主要涉及框间信元交换，并且，网板的主要功能还包括框间信元透传。

其中，主控板与各接口板和网板之间通过控制通道（如图3中的虚线所示）相连、用于交互控制信息。

相应地，网板中除了具有用于信元交换的交换芯片，还具有通过控制通道连接在主控板与交换芯片之间的CPU，该CPU能够基于主控板的控制而对交换芯片进行配置管理以及维护。

以及，为了实现互连，每块接口板会从背板引入1个线路组，每块网板则从背板引入多个线路组、以确保和所有接口板的线路组互通，从而，接口板和网板通过贯穿背板的线路组、即数据通道（如图3中的实线所示）实现互通。

相应地，利用主控板通过控制通道向网板的CPU下发相应的控制信息，网板的CPU可以对本板的交换芯片进行相应的配置，以使交换芯片明确除了n-1路交换通路中的每一路对应哪一个其他线卡框中的哪块网板的哪路透传通路。

实际应用中，若每个线卡框用于实现集群互联的网板都只有1块，则n个线卡框中的n块网板即可按照如图2所示的原理实现集群互联；但若每个线卡框用于实现集群互联的网板多于1块，则每个线卡框用于实现集群互联的每块网板在每个其他线卡框中都对应有一块同样用于实现集群互联的网板，即，分别位于n个线卡框中的每n块网板即可按照如图2所示的原理实现集群互联、并构成一个集群互联组，从而在n个包含有多块网板的线卡框中即可构成多个符合如图2所示原理的集群互联组。

下面，对n个线卡框中的一个集群互联组进行详细说明。

请参见图4和图5，以n取4为例，即，4个线卡框1～4实现集群互联、且每个线卡框用于实现集群互联的网板中具有3个交换通路和3个透传通路。

如图4所示，每个线卡框中用于实现集群互联的网板从该线卡框的背板引入16个线路组G1～G16、且每个线路组Gi（i为大于等于1且小于等于16的正整数）具有4对线路，每个线卡框中用于实现集群互联的网板还具有3个交换集群口S1～S3和3个透传集群口T1～T3，其中：

每个线路组Gi中的第1对线路Gi-1连接交换芯片，并被交换芯片镜像为3对Gi-11～Gi～13后分别与3个交换集群口S1～S3对应地连接，用以形成本板的3路交换通路；

即，每个线路组Gi中的第1对线路Gi-1被交换芯片镜像后的第1对Gi-11均连接交换集群口S1、被交换芯片镜像后的第2对Gi-12均连接交换集群口S2、被交换芯片镜像后的第3对Gi-13均连接交换集群口S3；

每个线路组Gi中其余的3对线路Gi-2～Gi～4分别对与3个透传集群口对应地连接，用以形成本板的3路透传通路；

即，每个线路组Gi中的第2对线路Gi-2均连接透传集群口T1、每个线路组Gi中的第3对线路Gi-3均连接透传集群口T2、每个线路组Gi中的第4对线路Gi-4均连接透传集群口T3。

如图5所示，在每个线卡框中用于实现集群互联的网板中，每个交换集群口与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1个透传集群口相连，用以实现本板的1路交换通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路透传通路连，即：

线卡框1的交换集群口S1与线卡框4的网板中对应的透传集群口T3相连、线卡框1的交换集群口S2与线卡框3的网板中对应的透传集群口T2相连、线卡框1的交换集群口S3与线卡框2的网板中对应的透传集群口T1相连；

线卡框2的交换集群口S1与线卡框1的网板中对应的透传集群口T3相连、线卡框2的交换集群口S2与线卡框4的网板中对应的透传集群口T2相连、线卡框2的交换集群口S3与线卡框3用于实现集群互联的网板中对应的透传集群口T1相连；

线卡框3的交换集群口S1与线卡框2的网板中对应的透传集群口T3相连、线卡框3的交换集群口S2与线卡框1的网板中对应的透传集群口T2相连、线卡框3的交换集群口S3与线卡框4用于实现集群互联的网板中对应的透传集群口T1相连；

线卡框4的交换集群口S1与线卡框3的网板中对应的透传集群口T3相连、线卡框4的交换集群口S2与线卡框2的网板中对应的透传集群口T2相连、线卡框4的交换集群口S3与线卡框1用于实现集群互联的网板中对应的透传集群口T1相连。

如图5所示，在每个线卡框中用于实现集群互联的网板中，每个透传集群口与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1个交换集群口相连，用以实现本板的1路透传通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路交换通路连接，即：

线卡框1的透传集群口T1与线卡框4的网板中对应的交换集群口S3相连、线卡框1的透传集群口T2与线卡框3的网板中对应的交换集群口S2相连、线卡框1的透传集群口T3与线卡框2的网板中对应的交换集群口S1相连；

线卡框2的透传集群口T1与线卡框1的网板中对应的交换集群口S3相连、线卡框2的透传集群口T2与线卡框4的网板中对应的交换集群口S2相连、线卡框2的透传集群口T3与线卡框3的网板中对应的交换集群口S1相连；

线卡框3的透传集群口T1与线卡框2的网板中对应的交换集群口S3相连、线卡框3的透传集群口T2与线卡框1的网板中对应的交换集群口S2相连、线卡框3的透传集群口T3与线卡框4的网板中对应的交换集群口S1相连；

线卡框4的透传集群口T1与线卡框3的网板中对应的交换集群口S3相连、线卡框4的透传集群口T2与线卡框2的网板中对应的交换集群口S2相连、线卡框4的透传集群口T3与线卡框1的网板中对应的交换集群口S1相连。

基于上述结构，交换集群口S1～S3和透传集群口T1～T3中的每一个均连接16对线路，因而交换集群口S1～S3和透传集群口T1～T3的带宽相等，以符合CLOS架构的负荷均衡分担的要求。

假设报文入端口位于线卡框1、报文出端口位于线卡框4，则当线卡框1的网板通过从背板引入的任一个线路组Gi的4对线路接收到来自本框内的入端口所在接口板的4路信元1～4后：

信元1通过线路组Gi中的第1对线路Gi-1进入交换芯片进行本板的信元交换，然后通过交换芯片镜像后的第1对线路Gi-11从线卡框1的交换集群口S1传输至线卡框4的网板中对应的透传集群口T3，最终从线卡框4的透传集群口T3通过背板透传至线卡框4中的出端口所在接口板；

信元2通过线路组Gi中的第2对线路Gi-2从线卡框1的透传集群口T1传输至线卡框4的网板中对应的交换集群口S3，然后在线卡框4的网板交换芯片进行信元交换，最终被线卡框4的网板交换芯片通过背板交换至卡框4中的出端口所在接口板；

信元3通过线路组Gi中的第3对线路Gi-3从线卡框1的透传集群口T2传输至线卡框3的网板中对应的交换集群口S2，然后由线卡框3的网板交换芯片进行信元交换后、再从线卡框3的网板中的交换集群口S3传输至线卡框4的网板中对应的透传集群口T1，最终从线卡框4的透传集群口T1通过背板透传至线卡框4中的出端口所在接口板；

信元4通过线路组Gi中的第4对线路Gi-3从线卡框1的透传集群口T3传输至线卡框2的网板中对应的交换集群口S1，然后由线卡框2的网板交换芯片进行信元交换后、再从线卡框2的网板中的交换集群口S2传输至线卡框4的网板中对应的透传集群口T2，最终从线卡框4的透传集群口T2通过背板透传至线卡框4中的出端口所在接口板。

从而，4路信元1～4在线卡框1的网板中被线路组Gi中的4对线路Gi-1～Gi-4分别分配到交换集群口S1、以及透传集群口T1～T3，且4路信元1～4分别在线卡框1、线卡框4、线卡框3、线卡框2进行一次信元交换之后都能够到达位于线卡框4中的出端口所在接口板。

而且，在上述的一次框间转发过程中，线卡框1和4的网板针对信元1～信元4都只使用了一个交换集群口和一个透传集群口，虽然线卡框2和3的网板分别针对信元3和信元4使用了两个交换集群口，但两个交换集群口并不是被同时使用、而是被分时使用，因此，4路信元1～4分别经过的框间转发路径的带宽是相同的，从而符合CLOS架构的负荷均衡分担的要求。

请参见图6和图7，以n取3为例，即，3个线卡框1～3实现集群互联、且每个线卡框用于实现集群互联的网板中具有2个交换通路和2个透传通路。

如图6所示，每个线卡框中用于实现集群互联的网板从该线卡框的背板引入16个线路组G1～G16、且每个线路组Gi具有3对线路，每个线卡框中用于实现集群互联的网板还具有2个交换集群口S1～S2和2个透传集群口T1～T2，其中：

每个线路组Gi中的第1对线路Gi-1连接交换芯片，并被交换芯片镜像为2对Gi-11～Gi～12后分别与2个交换集群口S1～S2对应地连接，用以形成本板的2路交换通路；

即，每个线路组Gi中的第1对线路Gi-1被交换芯片镜像后的第1对Gi-11均连接交换集群口S1、被交换芯片镜像后的第2对Gi-12均连接交换集群口S2；

每个线路组Gi中其余的2对线路Gi-2～Gi～3分别对与2个透传集群口对应地连接，用以形成本板的2路透传通路；

即，每个线路组Gi中的第2对线路Gi-2均连接透传集群口T1、每个线路组Gi中的第3对线路Gi-3均连接透传集群口T2。

如图7所示，在每个线卡框中用于实现集群互联的网板中，每个交换集群口与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1个透传集群口相连，用以实现本板的1路交换通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路透传通路连，即：

线卡框1的交换集群口S1与线卡框3的网板中对应的透传集群口T2相连、线卡框1的交换集群口S2与线卡框2的网板中对应的透传集群口T1相连；

线卡框2的交换集群口S1与线卡框1的网板中对应的透传集群口T2相连、线卡框2的交换集群口S2与线卡框3的网板中对应的透传集群口T1相连；

线卡框3的交换集群口S1与线卡框2的网板中对应的透传集群口T2相连、线卡框3的交换集群口S2与线卡框1的网板中对应的透传集群口T1相连。

如图7所示，在每个线卡框中用于实现集群互联的网板中，每个透传集群口与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1个交换集群口相连，用以实现本板的1路透传通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路交换通路连接，即：

线卡框1的透传集群口T1与线卡框34的网板中对应的交换集群口S2相连、线卡框1的透传集群口T2与线卡框2的网板中对应的交换集群口S1相连；

线卡框2的透传集群口T1与线卡框1的网板中对应的交换集群口S2相连、线卡框2的透传集群口T2与线卡框3的网板中对应的交换集群口S1相连；

线卡框3的透传集群口T1与线卡框2的网板中对应的交换集群口S2相连、线卡框3的透传集群口T2与线卡框1的网板中对应的交换集群口S1相连。

基于上述结构，交换集群口S1～S2和透传集群口T1～T2中的每一个均连接16对线路，因而交换集群口S1～S2和透传集群口T1～T2的带宽相等，符合CLOS架构的负荷均衡分担的要求。

假设报文入端口位于线卡框1、报文出端口位于线卡框3，则当线卡框1的网板通过从背板引入的任一个线路组Gi的3对线路接收到来自本框内的入端口所在接口板的3路信元1～3后：

信元1通过线路组Gi中的第1对线路Gi-1进入交换芯片进行本板的信元交换，然后通过交换芯片镜像后的第1对线路Gi-11从线卡框1的交换集群口S1传输至线卡框3的网板中对应的透传集群口T2，最终从线卡框3的透传集群口T2通过背板透传至线卡框3中的出端口所在接口板；

信元2通过线路组Gi中的第2对线路Gi-2从线卡框1的透传集群口T1传输至线卡框3的网板中对应的交换集群口S2，然后在线卡框3的网板交换芯片进行信元交换，最终被线卡框3的网板交换芯片通过背板交换至卡框3中的出端口所在接口板；

信元3通过线路组Gi中的第3对线路Gi-3从线卡框1的透传集群口T2传输至线卡框2的网板中对应的交换集群口S1，然后由线卡框2的网板交换芯片进行信元交换后、再从线卡框2的网板中的交换集群口S1传输至线卡框3的网板中对应的透传集群口T1，最终从线卡框3的透传集群口T1通过背板透传至线卡框3中的出端口所在接口板。

从而，3路信元1～3在线卡框1的网板中被线路组Gi中的3对线路Gi-1～Gi-3分别分配到交换集群口S1、以及透传集群口T1～T2，且3路信元1～3分别在线卡框1、线卡框3、线卡框2进行一次信元交换之后都能够到达位于线卡框3中的出端口所在接口板。

而且，在上述的一次框间转发过程中，线卡框1和3的网板针对信元1～信元3都只使用了一个交换集群口和一个透传集群口，虽然线卡框2的网板针对信元3使用了两个交换集群口，但两个交换集群口并不是被同时使用、而是被分时使用，因此，3路信元1～3分别经过的框间转发路径的带宽是相同的，从而符合CLOS架构的负荷均衡分担的要求。

从如图4和图5所示的n取4的情况、以及如图6和图7所示的n取3的情况可见，本实施例在不同集群数量的情况下的集群互连原理是相同的，因此，本实施例能够支持大于等于2的任意数量的线卡框集群互连。

其中，对于CLOS架构的线卡框来说，只需要满足每个线路组中的线路对数与集群的线卡框数量同为n。但在确定n的取值的同时，还需要考虑线路组的组数m（m为大于等于1的正整数）是否能够满足交换芯片的端口规格，即，m×n应当小于等于交换芯片的端口总对数对n取模的模数。

例如，对于如图4和图5所示的n取4的情况，若交换芯片能够提供192对端口，则线路组的组数16×4等于192对4取模的模数64，即，线路对的总数未超出交换芯片的端口规格。

再例如，对于如图6和图7所示的n取3的情况，若交换芯片能够提供192对端口，则线路组的组数16×3小于192对4取模的模数64，即，线路对的总数未超出交换芯片的端口规格。

以上是对本实施例中的网络通信集群装置的详细说明。除了该网络通信集群装置之外，本实施例还提供了一种用于实现网络通信设备集群的方法。

本实施例所提供的用于实现网络通信设备集群的方法由n个线卡框利用网板实现集群互联、并包括；

在每个线卡框用于实现集群互联的网板中，设置经过本板交换芯片的至少一路交换通路、并设置旁路本板交换芯片的至少一路透传通路；

在每个线卡框用于实现集群互联的网板中，设置本板的交换通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的透传通路连接、并设置本板的透传通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路连接；

在由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的各路信元中，将至少一路信元在本板的交换通路实现信元交换，并将其余各路信元基于本板的路透传通路而分别在其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路实现信元交换。

实际应用中，上述各网板中的交换通路和透传通路的数量可以任意设置，并且，不同网板中的交换通路与透传通路之间也可以采用一对一或一对多的方式彼此连接。但优选地，本实施例提供了一种负载均衡的设置方式，即，交换通路和透传通路均为n-1路，由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的信元为n路。相应地：

上述设置本板的交换通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的透传通路连接的方式就可以为：设置本板的每路交换通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路透传通路连接；

上述设置本板的透传通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路连接的方式就可以为：设置本板的每路透传通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路交换通路连接；

以及，在由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的n路信元中，1路信元在本板的1路交换通路实现信元交换，其余n-1路信元基于本板的n-1路透传通路而分别在其他n-1个线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路实现信元交换。

其中，对于CLOS架构的线卡框，每个线卡框中用于实现集群互联的网板可以从该线卡框的背板引入m个线路组、且每个线路组具有n对线路，每个线卡框中用于实现集群互联的网板还可以具有n-1个交换集群口和n-1个透传集群口。相应地：

上述设置n-1路经过本板交换芯片的交换通路、以及n-1路旁路本板交换芯片的透传通路的方式就可以为：设置每个线路组中的1对线路通过交换芯片镜像为n-1对、并分别与n-1个交换集群口对应地连接，并设置其余的n-1对线路分别对与n-1个透传集群口对应地连接；

上述设置本板的每路交换通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路透传通路连接的方式就可以为：设置每个交换集群口与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1个透传集群口相连；

上述设置本板的每路透传通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路交换通路连接的方式就可以为：设置每个透传集群口与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1个交换集群口相连。

另外，若每个线卡框用于实现集群互联的网板多于一块，则每个线卡框用于实现集群互联的每块网板在每个其他线卡框中均对应有一块用于实现集群互联的网板。即，分别位于n个线卡框中的每n块网板构成一个集群互联组。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种网络通信集群装置，其特征在于，包括至少两个利用网板实现集群互联的线卡框；

在每个线卡框的用于实现集群互联的网板中，形成有经过本板交换芯片的至少一路交换通路、以及旁路本板交换芯片的至少一路透传通路；

在每个线卡框的用于实现集群互联的网板中，本板的交换通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的透传通路连接；本板的透传通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路连接；

在由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的各路信元中，至少一路信元在本板的交换通路实现信元交换，其余各路信元基于本板的透传通路而分别在其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路实现信元交换。

2.根据权利要求1所述的网络通信集群装置，其特征在于，线卡框的数量为n；并且，在每个线卡框用于实现集群互联的网板中，交换通路和透传通路均为n-1路，由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的信元为n路，其中：

本板的每路交换通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路透传通路连接；

本板的每路透传通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路交换通路连接；

在由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的n路信元中，1路信元在本板的1路交换通路实现信元交换，其余n-1路信元基于本板的n-1路透传通路而分别在其他n-1个线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路实现信元交换；

以及，n为大于等于2的正整数。

3.根据权利要求2所述的网络通信集群装置，其特征在于，

每个线卡框中用于实现集群互联的网板从该线卡框的背板引入m个线路组、并具有n-1个交换集群口和n-1个透传集群口，且每个线路组具有n对线路，其中：

每个线路组中的1对线路通过交换芯片镜像为n-1对、并分别与n-1个交换集群口对应地连接，用以形成本板的n-1路交换通路；并且，每个线路组中其余的n-1对线路分别与n-1个透传集群口对应地连接，用以形成本板的n-1路透传通路；

每个交换集群口与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1个透传集群口相连，用以实现本板的1路交换通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路透传通路连接；

每个透传集群口与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1个交换集 群口相连，用以实现本板的1路透传通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路交换通路连接；

以及，m×n小于等于交换芯片的端口总对数对n取模的模数。

4.根据权利要求3所述的网络通信集群装置，其特征在于，n为4，m为16，交换芯片的端口总对数为192。

5.根据权利要求1所述的网络通信集群装置，其特征在于，每个线卡框用于实现集群互联的网板多于一块；并且，每个线卡框用于实现集群互联的每块网板，在每个其他线卡框中均对应有一块用于实现集群互联的网板。

6.根据权利要求5所述的网络通信集群装置，其特征在于，每个线卡框用于实现集群互联的网板为8块。

7.一种用于实现网络通信集群的方法，其特征在于，该方法由至少两个线卡框利用网板实现集群互联、并包括；

在每个线卡框的用于实现集群互联的网板中，设置经过本板交换芯片的至少一路交换通路、并设置旁路本板交换芯片的至少一路透传通路；

在每个线卡框的用于实现集群互联的网板中，设置本板的交换通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的透传通路连接、并设置本板的透传通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路连接；

在由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的各路信元中，将至少一路信元在本板的交换通路实现信元交换，并将其余各路信元基于本板的透传通路而分别在其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路实现信元交换。

8.根据权利要求7所述的用于实现网络通信集群的方法，其特征在于，线卡框的数量为n；并且，在每个线卡框用于实现集群互联的网板中，交换通路和透传通路均为n-1路，由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的信元为n路，其中：

所述设置本板的交换通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的透传通路连接包括：设置本板的每路交换通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路透传通路连接；

所述设置本板的透传通路与其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路连接包括：设置本板的每路透传通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路交换通路连接；

在由每个线卡框用于实现集群互联的网板传递的n路信元中，1路信元在本板的1路交换通路实现信元交换，其余n-1路信元基于本板的n-1路透传通路而分别在其他n-1个线卡框用于实现集群互联的网板中对应的交换通路实现信元交换；

以及，n为大于等于2的正整数。

9.根据权利要求8所述的用于实现网络通信集群的方法，其特征在于，每个线卡框中用于实现集群互联的网板从该线卡框的背板引入m个线路组、并具有n-1个交换集群口和n-1个透传集群口，且每个线路组具有n对线路；

所述设置n-1路经过本板交换芯片的交换通路、以及n-1路旁路本板交换芯片的透传通路包括：设置每个线路组中的1对线路通过交换芯片镜像为n-1对、并分别与n-1个交换集群口对应地连接，并设置其余的n-1对线路分别与n-1个透传集群口对应地连接；

所述设置本板的每路交换通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路透传通路连接包括：设置每个交换集群口与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1个透传集群口相连；

所述设置本板的每路透传通路与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1路交换通路连接包括：设置每个透传集群口与对应的1个其他线卡框用于实现集群互联的网板中对应的1个交换集群口相连；

以及，m×n小于等于交换芯片的端口总对数对n取模的模数。

10.根据权利要求9所述的用于实现网络通信集群的方法，其特征在于，n为4，m为16，交换芯片的端口总对数为192。

11.根据权利要求7所述的用于实现网络通信集群的方法，其特征在于，每个线卡框用于实现集群互联的网板多于一块；并且，每个线卡框用于实现集群互联的每块网板，在每个其他线卡框中均对应有一块用于实现集群互联的网板。

12.根据权利要求11所述的用于实现网络通信集群的方法，其特征在于，每个线卡框用于实现集群互联的网板为8块。