CN103401773B - 一种实现板间通信的方法及网络设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种实现板间通信的方法和装置，当远端CPU发出的封装有RCPU Header的报文在目的芯片收到后，就可以对目的芯片进行各种读、写操作，也可以去掉RCPU Header后对所述报文进行转发；对应的，本地芯片接收到协议报文后，也可以对之进行RCPU Header封装进而发给远端CPU进行处理。远端CPU与芯片之间通过封装的RCPU Header，使得本发明在实现控制报文或协议报文的板间通信时，不再需要采用传统的CPU软件转发的方法，突破了传统的硬件设计带来的限制，大大提高了协议、控制报文的处理速度，同时降低了成本。

Description

一种实现板间通信的方法及网络设备

技术领域

本发明涉及数据通信领域，尤其涉及一种利用远端CPU特性实现板间通信的方法及网络设备。

背景技术

随着数据中心技术的发展，数据中心的核心交换设备将不断追求更高的性能、更大的带宽、更多的特性，因此需要使用最新、最高端的ASIC芯片。这就使得同一台设备可能是由不同厂家、不同年代的许多芯片互联而成，如此将大大增加系统的复杂性。

在传统的硬件设计中，主控板通常只负责各种网络协议的计算，不参与业务报文的转发，一般要求很高的CPU性能和比较大的内存，为了不影响网络设备整体的业务处理能力，在新的硬件设计中往往不要求主控板与网板或者接口业务板间的业务报文互通，只要求控制报文或协议报文在彼此间可以互通即可。而同一设备框内的控制或协议报文之间的通信，一般可以通过简单的二层交换芯片互联实现。

如图1所示的某款网络设备硬件架构图，在该图中，56526/5396等芯片用于控制或协议报文间互通。其中5396芯片是一款廉价的二层芯片，不支持HG特性（一种芯片间利用内部头信息完成互通的特性），56526性能、规格、特性也比较弱，他们都无法和新的网板间实现控制报文和协议报文互通。在这种硬件框架下，控制报文和协议报文的处理有如下问题：

（1）虽然同一设备框内的板间通信一般可以通过这些（控制）芯片（56526/5396）收发二层报文直接完成，然而不同设备框间的报文通信需要跨越XGS、Arad、FE1600等多个不同的转发芯片，因而无法直接到达。因此，需要通过在转发芯片上再次进行查表转发，如此，可能会丢掉一些宝贵的CPU指定的报文信息（如优先级等）；

（2）主控板CPU在VLAN内广播发送协议报文，或者指定某个端口直接发送。这些协议报文也无法直接从对应端口转发出去，一般只能先发给接口业务板CPU，再由接口板CPU做软件转发，这将严重影响系统性能；

（3）从接口业务板用户端口接收到的协议报文，可能需要上送主控板CPU去处理。在此情况下，一般也只能先上接口业务板CPU，再由接口业务板CPU软件转发至主控板CPU，同样，这也将严重影响系统性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种实现板间通信的方法及网络设备，以解决现有技术方案中存在的问题与不足。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种利用远端CPU特性实现板间通信的方法，应用于网络设备上，其中所述设备至少包括有一个主控板、一个交换网板和若干个接口业务板，每块主控板、交换网板上各自至少包括有一个CPU，每块接口业务板上至少包括有一个转发芯片，其中，所述方法包括如下步骤：

步骤1、选定一个接口业务板的一个转发芯片，并将所述设备同一框内的主控板、网板CPU作为该选定的转发芯片的远端CPU；

步骤2、发送管理报文时，先构造该管理报文的内部头，然后对所述管理报文封装RCPU Header并向选定的转发芯片发送；

步骤3、选定的转发芯片在接收到管理报文后，先对RCPU Header进行解封装，然后按照报文内部头的信息将报文进行转发。

本发明同时提供一种利用远端CPU特性实现板间通信的网络设备，所述设备至少包括有一个主控板、一个交换网络和若干个接口业务板，每块主控板、交换网板上各自至少包括有一个CPU，每块接口业务板上至少包括有一个转发芯片，其中，

在所述设备中选定一个接口业务板上的一个转发芯片，并将所述设备同一框内的主控板、网板CPU作为该选定的转发芯片的远端CPU；

在所述设备内发送管理报文时，所述主控板或者网板CPU先构造该管理报文的内部头，然后对所述管理报文封装RCPU Header并向选定的转发芯片发送；

选定的转发芯片在接收到管理报文后，先对RCPU Header进行解封装，然后按照报文内部头的信息将报文进行转发。

与现有的技术相比，本发明在实现控制报文或协议报文板间通信时，不再需要采用传统的CPU软件转发的方法，突破了传统的硬件设计带来的限制，大大提高了协议、控制报文的处理速度，进而提升了系统整体的系统效率。

附图说明

图1是现有网络设备的硬件架构示意图；

图2是本发明利用远端CPU特性实现板间通信的方法流程示意图。

具体实施方式

针对背景技术所述，申请人通过对芯片远端CPU特性进行分析，并结合当前数据中心中主流核心交换机的设计特点，提出了一种在利用远端CPU特性实现板间通信的实现方法，可以很好地解决当前主控板、网板CPU发送控制报文或者广播协议报文，以及接口业务板用户端口无法直接上送协议报文给主控板CPU等板间通信问题。

远端CPU是芯片的一种特性，指的是CPU可以不和芯片直接相连，而是通过一个二层网络，对芯片进行控制。具体地，当远端CPU发出的封装有RCPU Header（Remote CPUHeader，远端CPU报文头）的报文在目的芯片收到后，就可以对目的芯片进行各种读、写操作，也可以去掉RCPU Header后对所述报文进行转发；对应的，本地芯片接收到协议报文后，也可以对之进行RCPU Header封装进而发给远端CPU进行处理。远端CPU与芯片之间通过这样一个特殊封装的RCPU Header，使得彼此交互的报文可以穿越二层网络，进而完成对芯片的控制功能，其效果与本地CPU一样，适用于一个CPU同时控制本地或远程多款芯片的情形，一定程度上增加了灵活性、降低了成本。

为使本领域技术人员更加清楚和明白，以下仍以图1所示的网络设备为例，本发明利用远端CPU特性实现板间通信的方法，具体应用于网络设备尤其由多个框设备堆叠组成的网络设备上，其中所述设备至少包括有一个主控板、一个交换网络和若干个接口业务板，每块主控板、交换网板上各自至少包括有一个CPU，每块接口业务板上至少包括有一个转发芯片，所述方法的详细实现流程如图2所示，包括如下步骤：

步骤1、在所述网络设备内选定一个接口业务板的一个转发芯片，并所述设备内同一框内的主控板、网板CPU作为该选定的转发芯片的远端CPU。

步骤2、当主控板、网板CPU发送管理报文时，先构造包含内部头的报文，然后对所述管理报文封装RCPU Header并向选定的转发芯片发送。

在本发明中，所述管理报文具体为主控板、网板CPU发送的控制报文或者在VLAN内广播的协议报文。为了保证所述管理报文能够顺利地在网络设备内的板间实现转发，在本发明较佳的实现方式中，当主控板、网板CPU需要发送管理报文时，先对所述管理报文构造内部头，其中所述内部头，具体包含了目的芯片号、目的端口号等信息。然后，利用远端CPU的特性，在发送该管理报文前，进一步对所述管理报文封装一层RCPU Header报文头。由于该RCPU报文头是一个二层的以太网报文头，其中封装有指定的目的Mac地址、源MAC地址以及Vlan Tag等信息，所述管理报文借由这些信息，就可以通过二层网络发送给选定的转发芯片。

步骤3、选定的转发芯片在接收到管理报文后，先对RCPU Header进行解封装，然后按照报文内部头的信息将报文转发。

当选定的转发芯片接收到远端CPU发送的经过RCPU Header封装的管理报文后，先对RCPU Header进行解封装。然后根据该报文内部头中携带的目的芯片号、目的端口号等信息，对该报文进行转发。具体地，所述选定的转发芯片对管理报文进行RCPU Header解封装后，通过报文内部头获取目的芯片号、目的端口号等信息，然后，根据其上转发映射表记录的转发表项信息，将该报文从本芯片相应的端口转发出去。

如果目的单板是接口业务板，则所述转发芯片直接将该管理报文上送该单板的CPU处理；如果是另一个设备框内的主控板或网板CPU，则该设备框内的接口业务板在接收到选定芯片转发的管理报文后，对该管理报文封装RCPU Header后再发送至对应的主控板或网板，所述主控板或网板的CPU接收到该封装的RCPU Header报文后，先去掉RCPU Header然后对该管理报文进行相应的处理。

以上仅针对主控板下发管理报文，本发明利用远端CPU特性实现网络设备内板间通信的详细说明。然而，在某些应用场景下，本发明网络设备的接口业务板的用户端口有可能接收到来自其他设备的协议报文，例如：假设网络设备配置了VRRP协议，此时网络设备在进行通信时就需要与其他设备交互VRRP协议报文，这些协议报文一般都由主控板处理，因此，当接口业务板接收到这些报文后，均需要上送至主控板CPU。对于这些协议报文主控板CPU通常还需要知道报文的源端口信息，这些信息在芯片转发时一般均包含在报文的内部头之中。

对于这些协议报文，为了实现在网络设备内板间通信，依据本发明所述的方法，接口业务板的芯片在接收到这些协议报文后，如果该报文需要上送所述设备内该接口业务板所在设备框的主控板做进一步处理，则先对该报文构造内部头，然后对该报文及其内部头封装RCPU Header，然后向其所在的框内主控板转发，主控板CPU在接收到该协议报文后去掉RCPU Header后，就可以根据报文内部头所携带的源端口信息对该协议报文进行相应的处理了。

综上所述，本发明利用芯片具有的远端CPU特性，将主控板CPU、网板CPU作为某个指定接口板的远端CPU，从而很好地解决了主控板、网板CPU发送控制报文或者广播协议报文，以及接口业务板用户端口将协议报文上送到主控板CPU处理的问题。与现有的技术相比，本发明不需要采用CPU软件转发的做法，突破的硬件设计带来的限制，大大提高了协议、控制报文的处理速度，提升了整体的系统效率。

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 (8)

1.一种利用远端CPU特性实现板间通信的方法，应用于网络设备上，其中所述设备至少包括有一个主控板、一个交换网板和若干个接口业务板，每块主控板、交换网板上各自至少包括有一个CPU，每块接口业务板上至少包括有一个转发芯片，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1、选定一个接口业务板的一个转发芯片，并将所述设备同一框内的主控板、网板CPU作为该选定的转发芯片的远端CPU，其中，远端CPU不与转发芯片直接相连，实现对所述转发芯片进行控制；

步骤2、发送管理报文时，先构造该管理报文的内部头，然后对所述管理报文封装RCPUHeader并向选定的转发芯片发送；

步骤3、选定的转发芯片在接收到管理报文后，先对RCPU Header进行解封装，然后按照报文内部头的信息将报文进行转发。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3选定的转发芯片对RCPU Header进行解封装后按照报文内部头的信息对报文进行转发，具体为：

如果目的单板是接口业务板，则所述转发芯片直接将该管理报文上送该单板的CPU处理；

如果目的单板是所述设备内另一个设备框内的主控板或网板，则该另一设备框内的接口业务板芯片在接收到选定芯片转发的管理报文后，对该管理封装RCPU Header后再发送至对应的主控板或网板CPU，所述主控板或网板的CPU接收到该封装的RCPU Header报文后先对RCPU Header进行解封装，然后对该管理报文进行相应的处理。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

所述网络设备的接口业务板的用户端口接收到协议报文后，如果该协议报文需要上送设备内该接口业务板所在的设备框内的主控板做进一步处理，先对所述报文构造内部头，然后对该报文及其内部头封装RCPU Header，随后向其所在的框内主控板CPU转发，主控板CPU在接收到该协议报文后去掉RCPU Header并对该协议报文进行相应的处理。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RCPU Header中封装有指定的目的Mac地址、源MAC地址以及Vlan Tag信息，所述报文内部头中携带有目的芯片号、目的端口号信息。

5.一种利用远端CPU特性实现板间通信的网络设备，所述设备至少包括有一个主控板、一个交换网络和若干个接口业务板，每块主控板、交换网板上各自至少包括有一个CPU，每块接口业务板上至少包括有一个转发芯片，其特征在于，

在所述设备中选定一个接口业务板上的一个转发芯片，并将所述设备同一框内的主控板、网板CPU作为该选定的转发芯片的远端CPU，其中，远端CPU不与转发芯片直接相连，实现对所述转发芯片进行控制；

在所述设备内发送管理报文时，所述主控板或者网板CPU先构造该管理报文的内部头，然后对所述管理报文封装RCPU Header并向选定的转发芯片发送；

选定的转发芯片在接收到管理报文后，先对RCPU Header进行解封装，然后按照报文内部头的信息将报文进行转发。

6.如权利要求5所述一种利用远端CPU特性实现板间通信的网络设备，其特征在于，所述选定的转发芯片对RCPU Header进行解封装后按照报文内部头的信息对报文进行转发，具体为：

如果目的单板是接口业务板，则所述转发芯片直接将该管理报文上送该单板的CPU处理；

如果是另一个设备框内的主控板或网板CPU，则该另一设备框内的接口业务板在接收到选定芯片转发的管理报文后，对该管理报文封装RCPUHeader后再发送至对应的主控板或网板，所述主控板或网板的CPU接收到该封装的RCPU Header报文后先对RCPU Header进行解封装，然后对该管理报文进行相应的处理。

7.如权利要求5所述一种利用远端CPU特性实现板间通信的网络设备，其特征在于，

所述网络设备的接口业务板的用户端口接收到协议报文后，如果该报文需要上送所述设备内该接口业务板所在设备框的主控板做进一步处理，先对该报文构造内部头，然后对该报文及其内部头封装RCPU Header，随后向其所在的框内主控板CPU转发，主控板CPU在接收到该协议报文后去掉RCPU Header并对该协议报文进行相应的处理。

8.如权利要求5所述一种利用远端CPU特性实现板间通信的网络设备，其特征在于，所述RCPU Header中封装有指定的目的Mac地址、源MAC地址以及Vlan Tag信息，所述报文内部头中携带有目的芯片号、目的端口号信息。