CN104104616A - 数据调度和交换的方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及通信领域，尤其涉及数据调度和交换方法、装置以及系统，通过一定的控制策略将数据包分发到的光交换单元或电交换单元进行交换，结合使用了光交换单元和电交换单元，得以更好地综合调度光交换资源及电交换资源，克服了电交换设备的交换瓶颈。数据包既可以通过数据交换装置的电包交换模块进行交换，也可以通过光包交换模块进行交换，这样可以显著的提高大容量核心交换装置的交换容量。

Description

数据调度和交换的方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及数据调度和交换的方法、装置及系统。

背景技术

数据中心是企业内部或者机构内部，以及企业或者机构之间实现信息集中管理和共享，提供信息服务以及决策支持的平台，它在一定的物理空间内比如一栋建筑物实现对信息的集中处理、存储、传输、交换和管理。计算机设备、服务器设备、网络设备以及存储设备是数据中心机房的关键的设备。随着视频流、社交服务以及云计算的发展，数据中心服务器之间海量数据交互的需求越来越多，这就要求在数据中心网络中设计高效的互连方案，以提供更高带宽和更低的延迟。而背板，能耗等技术的限制使得电交换技术无法满足数据中心带宽以及时延的需求。

由Rice大学、Carnegie大学以及Intel实验室提出的C-through架构在现有数据中心网络中增加一个可配置光路交换。当两个TOR(top of rack)交换机之间有长数据流传输要传输时，比如长达1s的通信连接，中央控制器给这对TOR交换机配置一条高速宽带的光路连接，这两个TOR之间就通过光路交换设备提供的光网络进行通信，而其它的一些TOR如果只有少量数据传输时则仍然通过电网络交换。这样光网络承担长数据流的交换，而电网络承担短流量的交换。

但是可配置的光路交换设备主要用来负责长数据流(例如数据备份)的数据的交换，而当网络主要是类似社交服务这种短数据流时，光路交换发挥的作用就很小，因此交换网络的容量得不到有效提高，能耗也不能明显降低。

发明内容

本发明实施例提供的数据调度和交换的方法、装置及系统，用以在降低能耗的同时提高数据交换网络的容量。

第一方面，本发明实施例提供一种数据调度方法，该方法包括：接收数据包，所述数据包携带控制信息；根据所述控制信息确定将所述数据包进行光交换或进行电交换；若确定所述数据包进行光交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行光交换的控制；若确定所述数据包进行电交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行电交换的控制。

结合第一方面，在第一种实现方式下，所述方法还包括：发送经过所述光交换或所述电交换后的数据包，所述光交换和所述电交换是在所述根据所述控制信息实现的控制下完成的。

结合第一方面或第一方面的第一种实现方式，在第二种实现方式下，所述控制信息包括所述数据包的路由信息和所述数据包的包长；若所述数据包的包长大于或等于包长阈值，则确定所述数据包进行光交换，若所述数据包的包长小于包长阈值，则确定所述数据包进行电交换。

结合第一方面或第一方面的第一种实现方式，在第三种实现方式下，所述控制信息包括所述数据包的路由信息和数据包的优先级信息；确定与所述数据包的路由信息中携带的目的地址对应的光交换单元的输出端口，所述光交换单元用于对所述数据包进行光交换；若所确定的所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口为非空闲，则确定将所述数据包进行电交换；若所确定的所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口为空闲，则判断当前是否存在冲突数据包，其中，所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输入端口与所述数据包对应的所述光交换单元的输入端口不同，且所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输出端口与所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口相同；所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输入端口为所述冲突数据包的路由信息中的源地址对应的所述光交换单元的输入端口，其中，若不存在所述冲突数据包，则确定将所述数据包进行光交换；若存在所述冲突数据包，则根据所述数据包的优先级信息判断所述数据包的优先级是否高于所有所述冲突数据包的优先级，若所述数据包的优先级高于所有所述冲突数据包的优先级，则确定将所述数据包进行光交换。

结合第一方面的第二种或第三种实现方式，在第四种实现方式下，，根据所述数据包的路由信息实现所述数据包进行光交换的控制，或者，根据所述数据包的路由信息实现所述数据包进行电交换的控制。

结合第第一方面的第三种或第四种实现方式，在第五种实现方式下，若所确定的所述数据包对应的光交换单元的输出端口为空闲，且存在所述冲突数据包，且所述数据包的优先级低于或等于任意一个所述冲突数据包的优先级，则确定将所述数据包进行电交换。

结合第一方面或第一方面的第一种或第二种或第三种实现方式，在第六种实现方式下，在所述若确定所述数据包进行光交换之后，所述方法还包括：提取所述数据包中的数据帧，将所述数据帧封装成光包；然后，根据所述控制信息实现所述光包进行光交换的控制。

结合第一方面的第六种实现方式，在第七种实现方式下，所述光包包括前导码、帧开始标识、所述数据帧以及帧结束标识；所述前导码的长度大于或等于所述光包的接收者为正确接收所述光包进行状态调整所需要花费的比特数。

结合第一方面的第七种实现方式，在第八种实现方式下，所述方法还包括：在实现当前光包的下一个光包进行光交换的控制之前，在所述当前光包的帧结束标志之后和所述下一个光包的前导码之前设置第一保护间隔，所述第一保护间隔的时间长度大于或等于对所述下一个光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

结合第一方面的第六种实现方式，在第九种实现方式下，在将所述数据帧封装成光包之前，所述方法还包括：判断所述数据包中的数据帧对应的光交换单元的输出端口是否与上一个数据包中的数据帧对应的光交换单元的输出端口一致，若一致，则将所述数据包中的数据帧封装成光包，所述光包包括帧开始标志、所述数据包中的的数据帧以及帧结束标志。

结合第一方面的第九种实现方式，在第十种实现方式下，所述方法还包括：在实现所述数据包的数据帧封装成的光包进行光交换的控制之前，在所述上一个数据包的数据帧封装成的光包的帧结束标志之后和所述数据包的数据帧封装成的光包的帧开始标志之前设置第二保护间隔。优选的，所述第二保护间隔的时间长度小于对所述数据包中的数据帧封装成的光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

第二方面，本发明实施例提供一种数据调度装置，该装置包括：接收单元、确定单元以及控制单元，所述接收单元，用于接收数据包，并将所述数据包发送给所述确定单元；所述确定单元，用于接收所述接收单元发送的数据包，所述数据包携带控制信息，根据所述控制信息确定将所述数据包进行光交换或进行电交换；所述控制单元，用于若所述确定单元确定所述数据包进行光交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行光交换的控制；若确定所述数据包进行电交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行电交换的控制。

结合第二方面，在第一种实现方式下，该装置还可以包括发送单元。所述发送单元，用于发送经过所述光交换或电交换后的数据包，所述光交换和所述电交换是在所述控制单元根据所述控制信息实现的控制下完成的。

结合第二方面或第二方面的第一种实现方式，在第二种实现方式下，该装置还包括：电交换单元，用于对所述数据包进行电交换。所述控制单元，具体用于若确定所述数据包进行电交换，则根据所述控制信息控制所述电交换单元对所述数据包进行电交换。

结合第二方面或第二方面的第一种实现方式或第二种实现方式，在第三种实现方式下，该装置包括：光交换单元，用于对所述数据包进行光交换。所述控制单元，具体用于若确定所述数据包进行光交换，则根据所述控制信息控制所述光交换单元对所述数据包进行光交换。

结合第二方面或第二方面的第一种实现方式或第二种实现方式或第三种实现方式，在第四种实现方式下，所述控制信息包括所述数据包的路由信息和所述数据包的包长。所述确定单元具体用于：若所述数据包的包长大于或等于包长阈值，则确定所述数据包进行光交换，若所述数据包的包长小于包长阈值，则确定所述数据包进行电交换。结合第二方面或第二方面的第一种实现方式或第二种实现方式或第三种实现方式，在第五种实现方式下，所述控制信息包括所述数据包的路由信息和数据包的优先级信息。所述确定单元具体用于：确定与所述数据包的路由信息中携带的目的地址对应的光交换单元的输出端口，所述光交换单元用于对所述数据包进行光交换；若所确定的所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口为非空闲，则确定将所述数据包进行电交换；若所确定的所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口为空闲，则判断当前是否存在冲突数据包，其中，所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输入端口与所述数据包对应的所述光交换单元的输入端口不同，且所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输出端口与所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口相同；所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输入端口为所述冲突数据包的路由信息中的源地址对应的所述光交换单元的输入端口，其中，若不存在所述冲突数据包，则确定将所述数据包进行光交换；若存在所述冲突数据包，则根据所述数据包的优先级信息判断所述数据包的优先级是否高于所有所述冲突数据包的优先级，若所述数据包的优先级高于所有所述冲突数据包的优先级，则确定将所述数据包进行光交换。

结合第二方面的第四种或第五种实现方式，在第六种实现方式下，所述控制单元具体用于若确定所述数据包进行光交换，则根据所述数据包的路由信息实现所述数据包进行光交换的控制，若确定所述数据包进行电交换，则根据所述数据包的路由信息实现所述数据包进行电交换的控制。

结合第二方面的第五种或第六种实现方式，在第七种实现方式中，所述确定单元还用于：若所确定的所述数据包对应的光交换单元的输出端口为空闲，且存在所述冲突数据包，且所述数据包的优先级低于或等于任意一个所述冲突数据包的优先级，则确定将所述数据包进行电交换。

结合第二方面及第二方面的以上几种实现方式的任意一种，在第八种实现方式中，所述控制单元具体还用于：若确定所述数据包进行光交换，提取所述数据包中的数据帧，将所述数据帧封装成光包；根据所述控制信息实现所述光包进行光交换的控制。

结合第二方面的第八种实现方式，在第九种实现方式中，所述光包包括前导码、帧开始标识、所述数据帧以及帧结束标识；所述前导码的长度大于或等于所述光包的接收者为正确接收所述光包进行状态调整所需要花费的比特数。

结合第二方面的第九种实现方式，在第十种实现方式中，所述控制单元还用于：在实现当前光包的下一个光包进行光交换的控制之前，在所述当前光包的帧结束标志之后和所述下一个光包的前导码之前设置第一保护间隔，所述第一保护间隔的时间长度大于或等于对所述下一个光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

结合第二方面的第八种实现方式，在第十一种实现方式中，所述控制单元具体还用于：判断所述数据包中的数据帧对应的光交换单元的输出端口是否与所述数据包的上一个数据包中的数据帧对应的所述光交换单元的输出端口一致，若一致，则将所述数据包中的数据帧封装成光包，所述光包包括帧开始标志、所述数据包中的的数据帧以及帧结束标志；根据所述数据包的控制信息实现所述数据包中的数据帧封装成的光包进行光交换的控制。

结合第二方面的第十一种实现方式，在第十二种实现方式中，所述控制单元具体还用于：在根据所述数据包的控制信息实现所述数据包中的数据帧封装成的光包进行光交换的控制之前，在所述上一个数据包的数据帧封装成的光包的帧结束标志之后和所述数据包中的数据帧封装成的光包的帧开始标志之前设置第二保护间隔。优选的，所述第二保护间隔的时间长度小于对所述当前数据包中的数据帧封装成的光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

第三方面，本发明实施例提供一种数据交换装置，该装置包括一个以上输入端口和一个以上输出端口，数据包分发调度单元和电交换单元，其中：所述数据包分发调度单元，连接所述数据交换装置的输入端口用于通过所述数据交换装置的输入端口接收数据包，所述数据包携带控制信息，所述数据包分发调度单元还用于根据所述控制信息确定将所述数据包进行光交换或进行电交换；所述数据包分发调度单元还连接所述电交换单元的输入端口以将确定进行电交换的数据包发送给所述电交换单元；所述电交换单元，用于将所述数据包分发调度单元所发送的数据包进行电交换；所述电交换单元包括一个以上所述输入端口用于接收所述数据包分发调度单元发送的数据包，和一个以上与所述数据包分发调度单元连接的输出端口用于将经过所述电交换后的数据包发送给所述数据包分发调度单元；所述数据包分发调度单元还连接所述数据交换装置的输出端口，接收所述电交换单元发送的经过所述电交换后的数据包，并通过连接的所述数据交换装置的输出端口发送所述经过所述电交换后的数据包。

结合第三方面，在第一种实现方式下，所述装置还包括光交换单元。所述数据包分发调度单元还连接所述光交换单元的输入端口以将确定进行光交换的数据包发送给所述光交换单元；所述光交换单元，用于将所述数据包分发调度单元所发送的数据包进行光交换；所述光交换单元包括一个以上所述输入端口用于接收所述数据包分发调度单元发送的数据包，和一个以上与所述数据包分发调度单元连接的输出端口用于将经过光交换后的数据包发送给所述数据包分发调度单元；所述数据包分发调度单元还用于接收所述光交换单元发送的所述经过光交换后的数据包，并通过连接的所述数据交换装置的输出端口发送所述经过光交换后的数据包。

结合第三方面的第一种实现方式，在第二种实现方式下，所述数据包分发调度单元具体包括：一个以上数据包分发模块、中央控制调度模块以及一个以上数据包发送模块，其中：每个所述数据包分发模块与所述一个所述数据交换装置的输入端口连接以通过所连接的所述数据交换装置的输入端口接收数据包，并从所述数据包中提取所述数据包的控制信息，将所述控制信息发送给所述中央控制调度模块；所述中央控制调度模块用于：接收所述数据包分发模块发送的所述数据包的控制信息，根据所述控制信息确定与所述数据包对应的分发信息，并将所述分发信息发送给所述数据包分发模块，所述分发信息用于指示所述数据包由光交换单元交换或电交换单元交换；并根据所述数据包的控制信息控制所述光交换单元或所述电交换单元对所述数据包进行交换；每个所述数据包分发模块还连接一个所述光交换单元的输入端口以及一个所述电交换单元的输入端口；所述每个所述数据包分发模块用于，接收所述中央控制调度模块发送的所述数据包的分发信息，并根据所述分发信息确定将所述数据包发送给所述光交换单元或将所述数据包发送给所述电交换单元，其中：若所述分发信息指示所述数据包由光交换单元交换，则将所述数据包转化成光包，并将所述光包通过连接的所述光交换单元的输入端口发送给所述光交换单元，以使所述光交换单元在所述中央控制调度模块根据所述光包的控制信息的控制下对所述光包进行光交换并将光交换后的所述光包通过光交换单元的输出端口发送给与该输出端口连接的数据包发送模块；若所述分发信息指示所述数据包由所述电交换单元交换，则将所述数据包通过连接的所述电交换单元的输入端口发送给所述电交换单元，以使所述电交换单元在所述中央控制调度模块根据所述数据包的控制信息的控制下对所述数据包进行电交换并将电交换后的所述数据包通过电交换单元的输出端口发送给与该输出端口连接的数据包发送模块；每个所述数据包发送模块，连接一个所述光交换单元的输出端口及一个所述电交换单元的输出端口用于通过连接的所述光交换单元的输出端口接收所述光交换单元发送的数据包或通过连接的所述电交换单元的输出端口接收所述电交换单元发送的数据包；每个所述数据包发送模块，还连接一个所述数据交换装置的输出端口用于通过连接的所述数据交换装置的输出端口发送所接收到的经过光交换后的数据包或者经过电交换后的数据包。

结合第三方面的第二种实现方式，在第三种实现方式下，所述数据包的控制信息包括所述数据包的路由信息和数据包的包长。所述中央控制调度模块具体用于：接收所述数据包分发模块发送的所述数据包的路由信息和数据包的包长；若所述数据包的包长大于或等于包长阈值，则确定与所述数据包对应的分发信息为指示所述数据包由光交换单元交换；若所述数据包的包长小于包长阈值，则确定与所述数据包对应的分发信息为指示所述数据包由电交换单元交换；将所述分发信息发送给所述数据包分发模块；以及根据所述数据包的路由信息控制所述光交换单元或所述电交换单元对所述数据包进行交换。

结合第三方面的第二种实现方式，在第四种实现方式下，所述数据包的控制信息包括所述数据包的路由信息和所述数据包的优先级信息。所述中央控制调度模块具体用于：接收所述数据包分发模块发送的所述数据包的路由信息和所述数据包的优先级信息；确定与所述路由信息中携带的目的地址对应的数据交换装置的输出端口，并根据所确定的所述数据交换装置的输出端口确定通过所述数据包发送模块与所述数据交换装置的输出端口连接的所述光交换单元的输出端口；若所确定的所述数据包对应的光交换单元的输出端口为非空闲，则确定所述数据包的分发信息为指示所述数据包由电交换单元交换；若所确定的所述数据包对应的光交换单元的输出端口为空闲，则判断当前是否存在冲突数据包，其中，所述冲突数据包对应的光交换单元的输入端口与所述数据包对应的光交换单元的输入端口不同，且所述冲突数据包对应的光交换单元的输出端口与所述数据包对应的光交换单元的输出端口相同；所述冲突数据包对应的光交换单元的输入端口为所述冲突数据包的路由信息中的源地址对应的数据交换装置的输入端口连接的光交换单元的输入端口，所述数据交换装置的输入端口和所述光交换单元的输入端口通过数据包分发模块连接，其中，若不存在所述冲突数据包，则确定所述数据包的分发信息为指示所述数据包由光交换单元交换；若存在所述冲突数据包，则根据所述数据包的优先级信息判断所述数据包的优先级是否高于所有所述冲突数据包的优先级，若所述数据包的优先级高于所有所述冲突数据包的优先级，则确定所述数据包的分发信息为指示所述数据包由光交换单元交换；以及根据所述数据包的路由信息控制所述光交换单元或所述电交换单元对所述数据包进行交换。

结合第三方面的第四种实现方式，在第五种实现方式下，所述中央控制调度模块具体还用于：若所确定的所述数据包对应的光交换单元的输出端口为空闲，且存在所述冲突数据包，且所述数据包的优先级低于或等于任意一个所述冲突数据包的优先级，则确定所述数据包的分发信息为指示所述数据包由电交换单元交换。

结合第三方面第二种实现方式至第五种实现方式中的任意一种，在第六种实现方式中，所述数据包分发模块具体包括：数据包接收处理子模块、第一存储子模块、以及光包封装子模块，其中：所述数据包接收处理子模块连接所述数据交换装置的输入端口以通过连接的所述数据交换装置的输入端口接收数据包，并从所述数据包中解析出数据帧，从所述数据帧中提取所述数据包的控制信息，将所述控制信息发送给所述中央控制调度模块；将所述数据帧存储到所述第一存储子模块中；所述中央控制调度模块具体用于：接收所述数据包接收处理子模块发送的所述数据包的控制信息，根据所述控制信息确定所述数据包的分发信息；若所述分发信息指示所述数据包由光交换单元交换，则通知所述第一存储子模块将存储的所述数据包的数据帧发送到所述数据包分发模块的光包封装子模块中；所述光包封装子模块连接所述光交换单元的输入端口；所述光包封装子模块用于将从所述第一存储子模块接收到的数据帧封装成光包，并通过连接的光交换单元的输入端口发送所述光包到所述光交换单元。

结合第三方面的第六种实现方式，在第七种实现方式下，所述中央控制调度模块还用于：在通知所述数据包分发模块的第一存储子模块发送下一个数据帧到所述数据包分发模块的光包封装子模块中之前，判断所述下一个数据帧对应的路由信息中的目的地址对应的光交换单元的输出端口是否与当前数据帧对应的光交换单元的输出端口相同，若相同，则通知所述光包封装子模块发送完当前数据帧封装成的光包的帧结束标志后发送所述下一个数据帧封装成的光包的帧开始标志；所述下一个数据帧封装成的光包包括帧开始标志、所述下一个数据帧以及帧结束标志。

结合第三方面的第六种实现方式，在第八种实现方式下，所述中央控制调度模块还用于：在通知所述数据包分发模块的第一存储子模块发送下一个数据帧到所述数据包分发模块的光包封装子模块中之前，判断所述下一个数据帧对应的路由信息中的目的地址对应的光交换单元的输出端口是否与当前数据帧对应的光包交换单元的输出端口相同，若相同，则通知所述光包封装子模块发送完当前数据帧封装成的光包的帧结束标志后先设置第二保护间隔，再发送所述下一个数据帧封装成的下一个光包的帧开始标志，所述下一个数据帧封装成的下一个光包包括帧开始标志、所述下一个数据帧以及帧结束标志。优选的，所述第二保护间隔的时间长度小于对所述下一个光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

第四方面，本发明实施例还提供另一种数据交换装置，该装置包括一个以上输入端口、一个以上输出端口、电交换单元、光交换单元以及控制单元，其中：所述电交换单元连接所述数据交换装置的输入端口以通过连接的所述数据交换装置的输入端口接收数据包，并提取所述数据包中的控制信息，将所述控制信息发送给所述控制单元；所述电交换单元在所述控制单元根据所述控制信息的控制下将所述数据包进行电交换；所述电交换单元连接所述数据交换装置的输出端口以通过连接的所述数据交换装置的输出端口发送所述电交换后的数据包；所述光交换单元连接所述数据交换装置的输入端口以通过连接的所述数据交换装置的输入端口接收数据包，并提取所述数据包中的控制信息，将所述控制信息发送给所述控制单元；所述光交换单元用于，在所述控制单元根据所述控制信息的控制下将所述数据包进行光交换；所述光交换单元连接所述数据交换装置的输出端口以通过连接的所述数据交换装置的输出端口发送所述光交换后的数据包；所述控制单元用于，接收所述电交换单元或所述光交换单元发送的数据包的控制信息，根据所述控制信息控制所述电交换单元或所述光交换单元进行所述数据包的电交换或光交换。

结合第四方面，在第一种实现方式下，所述光交换单元具体包括：前置处理模块、后置处理模块以及光交换模块，其中：所述前置处理模块连接所述数据交换装置的一个或一个以上输入端口以通过连接的所述数据交换装置的输入端口接收数据包；并提取所述数据包中的控制信息和数据帧，将所述控制信息发送给所述控制单元，将所述数据帧封装成光包，将所述光包发送给所述光交换模块；所述光交换模块包括一个以上输入端口和一个以上输出端口；所述光交换模块用于通过自身的输入端口接收所述前置处理模块发送的光包，在所述控制单元根据所述控制信息的控制下将所述光包进行光交换，并将交换后的光包通过自身的输出端口发送给所述后置处理模块；所述后置处理模块连接所述数据交换装置的一个或一个以上输出端口以接收所述光交换模块通过所述光交换模块的输出端口发送的光包，提取所述光包中的数据帧，将所述数据帧封装成数据包，并通过连接的所述数据交换装置的输出端口发送所述数据包。

第五方面，本发明实施例提供一种网络设备，所述网络设备包括至少一个第一物理链路端口、至少一个第二物理链路端口、以及数据包分发模块，其中：所述数据包分发模块用于，将接收到的数据包分发到第一物理链路端口以通过所述第一物理链路端口连接的第一物理链路发送所述数据包以便于所述数据包被接收者进行光交换；或者将接收到的所述数据包分发到第二物理链路端口以通过所述第二物理链路端口连接的第二物理链路发送所述数据包，以便于所述数据包被接收者进行电交换。

结合第五方面，在第一种实现方式下，所述数据包分发模块具体用于，若接收到的所述数据包的包长大于或等于包长阈值，则将所述数据包分发到第一物理链路端口以通过所述第一物理链路端口连接的第一物理链路发送所述数据包以便于所述数据包被接收者进行光交换；否则，则将所述数据包分发到第二物理链路端口以通过所述第二物理链路端口连接的第二物理链路发送所述数据包，以便于所述数据包被接收者进行电交换。

第六方面，本发明实施例提供一种数据交换系统，所述系统包括：网络设备、以及本发明实施例提供的任一种数据交换装置，其中：所述网络设备连接所述数据交换装置的输入端口以通过连接的所述数据交换装置的输入端口向所述数据交换装置发送数据包；所述数据交换装置用于通过所述数据交换装置的输入端口从所述网络设备接收数据包，将所述数据包进行交换后通过所述数据交换装置的输出端口发送给其它网络设备。

第七方面，本发明实施例还提供另一种数据交换系统，所述系统包括：本发明实施例提供的任意一种网络设备以及与所述网络设备连接的本发明实施例对应提供的数据交换装置；所述网络设备的第一物理链路端口通过第一物理链路连接所述数据交换装置的输入端口；所述网络设备的第二物理链路端口通过第二物理链路连接所述数据交换装置的其它输入端口；所述网络设备用于通过所述第一物理链路以及连接的所述数据交换装置的输入端口向所述数据交换装置发送数据包，以便于所述数据交换装置将所述数据包进行光交换；以及通过所述第二物理链路以及连接的所述数据交换装置的输入端口向所述数据交换装置发送数据包，以便于所述数据交换装置将所述数据包进行电交换。

可见，本发明实施例提供的数据调度和交换方法、装置以及系统，根据数据包中携带的控制信息确定将所述数据包进行光交换或进行电交换，若确定所述数据包进行光交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行光交换的控

制，若确定所述数据包进行电交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行电交换的控制，从而实现将电交换技术和光交换技术有效结合，数据包既可以通过电交换单元进行交换，也可以通过光交换单元进行交换，更好地综合调度光交换资源及电交换资源，在降低能耗的同时提高了数据交换网络的容量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为数据中心网络模型示意图；

图2为光包交换的过程示意图；

图3a-图3b为本发明实施例提供的一种数据交换装置的结构示意图；

图3c为本发明实施例提供的数据交换装置的应用示意图；

图4为本发明实施例提供的一种数据交换装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种数据交换装置的功能模块结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种数据交换方法的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的一种数据交换装置的结构示意图；

图8a-图8c为本发明实施例提供的光包结构以及光包与光包之间的示意图；

图9为本发明实施例提供的一种数据交换装置的结构示意图；

图10和图11为本发明实施例提供的另一种数据交换装置的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的一种网路设备的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的一种网路系统的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的另一种网路系统的结构示意图；

图15a和图15b为本发明实施例提供的一种数据调度方法的流程示意图；

图16a-图16c为本发明实施例提供的一种数据调度装置的结构示意图；

图17为本发明实施例提供的另一种数据调度装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了清楚的理解本发明，下面以典型的大容量数据中心网路模型为例介绍，但应当理解的是，本发明实施例提供的数据交换装置、系统以及方法并不局限应用于数据中心。

图1为传统的数据中心网络模型，服务器构成树型结构的叶节点，一般通过1Gps网口和TOR交换机连接。TOR交换机、汇聚交换机和核心交换机分别构成树的其它节点，其中核心交换机可以作为根节点。TOR交换机通过更高速率的接口，如10Gps接口，连接到汇聚交换机，汇聚交换机通过进一步更高的速率的接口，如40Gps，连接到核心的交换机。服务器产生的流量通过TOR交换机、汇聚交换机和核心交换机一层一层汇聚，因此越靠近根节点的交换机需提供更高交换容量以满足需求。

光包交换技术也可称为光分组交换技术，它是电包交换技术在光域的延伸，即是在光域以分组(称之为“光包”)为颗粒度实现交换技术。通常光包是由光包净荷和光包头构成，在控制模块中通过读取光包头的信息获得路由信息，并根据此路由信息在光包净荷到达光开关之前调整好光开关的状态，然后光包净荷通过光开关交换到期望的输出端口。光包交换技术是一种多点到多点的通信方式，如图2所示，来自不同输入端口(输入端口11-1N)的光包(光包1-3等)经过光包交换机交换时，没有经过任何处理，通过交换单元被交换到不同的输出端口(输出端口21-2N)，送往不同的光包接收端，因此同一个光包接收端接收到的光包可能来自不同的发射端，例如与输出端口22连接的光包接收端接收到来自输入端口11的光包12和来自输入端口12的光包1和光包3。

请参阅图3a，为本发明实施例提供的一种数据交换装置100的逻辑结构示意图。如图3a所示，该装置100包括一个以上输入端口(图3a中装置100上的圆形所示)和一个以上输出端口(图3a中装置100上的方形所示)，数据包分发调度单元110以及电交换单元120，其中：

数据包分发调度单元110连接数据交换装置100的各个输入端口用于通过数据交换装置100的输入端口接收数据包，所述数据包携带控制信息，根据所述控制信息确定将所述数据包进行光交换或进行电交换。

数据包分发调度单元110还连接电交换单元120上的各个输入端口(电交换单元120上的圆形所示)和输出端口(电交换单元120上的方形所示)；通过数据交换装置100的输入端口接收数据包，并通过电交换单元120的输入端口将确定进行电交换的数据包发送给所述电交换单元120。

电交换单元120，将数据包分发调度单元110所发送的数据包进行电交换；所述电交换单元120包括一个以上所述输入端口用于接收所述数据包分发调度单元110发送的数据包，和一个以上与所述数据包分发调度单元110连接的输出端口用于将经过所述电交换后的数据包发送给所述数据包分发调度单元110。

数据包分发调度单元110还连接数据交换装置100的输出端口，接收所述电交换单元130发送的经过所述电交换后的数据包，并通过连接的所述数据交换装置100的输出端口发送所述经过所述电交换后的数据包。

在一种实现方式下，由数据包分发调度单元110确定的进行光交换的数据包发送给独立于所述数据交换装置100之外的一个或多个光交换装置，由所述光交换装置对所述数据包进行光交换。所述光交换装置可以是现有的光交换装置，在此不再详述其实现。

在另一种实现方式下，如图3b所示，本发明实施例提供的数据交换装置100还可以包括光交换单元130。所述数据包分发调度单元110还连接所述光交换单元130的输入端口(图3b中光交换单元上的圆形所示)以将确定进行光交换的数据包发送给所述光交换单元130。所述光交换单元130，用于将所述数据包分发调度单元110所发送的数据包进行光交换；所述光交换单元130包括一个以上所述输入端口用于接收所述数据包分发调度单元发送的数据包，和一个以上与所述数据包分发调度单元110连接的输出端口(图3b中光交换单元上的方形所示)用于将经过光交换后的数据包发送给所述数据包分发调度单元110。所述数据包分发调度单元110还用于接收所述光交换单元130发送的所述经过光交换后的数据包，并通过连接的所述数据交换装置100的输出端口发送所述经过光交换后的数据包。

本领域人员应当理解的是，本发明实施例中发送给光交换单元130的是所述数据包对应的光包，发送给电交换单元120的是所述数据包对应的电包。

以典型数据中心为例，如图3c，多个TOR交换机分别拥有各自的服务器组，并通过传统的物理接口(比如10GE光口)的输出端口和数据交换装置100的输入端口连接，输入端口和数据交换装置100的输出端口连接，进而与数据分发调度单元110连接。数据分发调度单元110接收来自TOR交换机发送的需要交换的以太网数据包，这些待换的以太网数据包中的一部分由数据包分发调度单元110分发到电交换单元120，由电交换单元120完成交换后再发回到数据分发调度单元110；另一部分则由数据包分发调度单元110分发到光交换单元130，由光交换单元完成交换后再发回到数据包分发调度单元110，数据包分发调度单元110最后将交换后的数据包发送给TOR交换机。

需说明的是，本发明实施例所述的“数据包”可以为电包、也可以为光包；或者所述数据包为符合某一种特定的网络传输协议的数据包。数据交换装置接收到的数据包和被交换的数据包可以是完全相同的一个数据包，也可以是结构或类型不同的数据包。例如，在光交换单元对数据包进行光交换之前，若所述数据包是光包，则可以对所述光包进行光交换，若所述数据包是非光包，例如电包，则需要将所述电包转化为光包，再对转化为的所述光包进行光交换。

需说明的是，在一种实现方式下，本发明实施例提供的数据交换装置100以及TOR交换机中的输入端口和输出端口可以由一个物理接口实现，例如，图3c中一个TOR交换机的一个物理接口的输入端口可以连接数据交换装置100的输出端口，而该物理接口的输出端口可以连接数据交换装置100的输入端口，数据交换装置100的这个输入端口和输出端口可以是物理上的一个接口。在另一种实现方式下，本发明实施例提供的数据交换装置100以及TOR交换机中的输入端口和输出端口也可以由物理上两个独立的接口实现。

可见，本发明实施例提供的数据交换装置，将电交换技术和光交换技术有效的结合，数据包既可以通过电交换单元进行交换，也可以通过光交换单元进行交换，可以显著地提高大容量核心交换装置的交换容量，并得以更好得综合调度光交换资源及电交换资源。

数据包分发调度单元110通过接收数据包，提取所述数据包中的控制信息，根据所述控制信息确定所述数据包需要进行电交换还是需要进行光交换。具体的，图4为本发明实施例提供的数据交换装置100的结构示例图，其中数据交换装置100具有输入端口1-N和输出端口1-N，光交换单元120和电交换单元130也分别具有N个输入端口和N个输出端口。

如图4所示，数据分发调度单元110包括N个数据包分发模块，N个数据包发送模块以及中央控制调度模块111。其中，每个数据包分发模块与数据交换装置100的一个输入端口连接，并与光交换单元120和电交换单元130的一个输入端口连接；每个数据包发送模块与数据交换装置100的一个输出端口连接，并与光交换单元120和电交换单元130的一个输出端口连接。

下面以数据包发送模块1为例介绍装置的功能实现。

数据包分发模块1通过连接的数据交换装置100的输入端口1接收数据包，并从所述数据包中提取所述数据包的控制信息，将所述控制信息发送给中央控制调度模块111。

中央控制调度模块111用于，接收数据包分发模块1发送的所述数据包的控制信息，根据所述控制信息确定所述数据包的分发信息，并将所述分发信息发送给数据包分发模块1，所述分发信息用于指示所述数据包由光交换单元或电交换单元交换；以及根据所述数据包的控制信息控制光交换单元120或电交换单元130对所述数据包进行交换。

具体的，所述控制信息可以包括数据包属性信息和数据包路由信息，根据所述数据包的属性信息或所述数据包的路由信息中的一种或两种来确定将所述数据包进行光交换还是进行电交换。若确定进行光交换，则根据所述数据包路由信息控制所述数据包进行光交换；若确定进行电交换，则根据所述数据包路由信息控制所述数据包进行电交换。其中，所述数据包属性信息为数据包本身的长度、优先级等属性信息；所述数据包路由信息为数据包中携带的源地址和/或目的地址等跟路由相关的信息。

数据包分发模块1接收中央控制调度模块111发送的所述数据包的分发信息，并根据所述分发信息确定将所述数据包发送给所述光交换单元或将所述数据包发送给所述电交换单元，其中：

若所述分发信息指示所述数据包由光交换单元120交换，则将所述数据包转化成光包，并将所述光包通过连接的光交换单元120的输入端口发送给光交换单元120，以便于光交换单元120在中央控制调度模块111根据所述光包的控制信息的控制下对所述光包进行交换并将交换后的所述光包通过光交换单元120的输出端口发送给与该输出端口连接的数据包发送模块。例如一个来自数据包分发模块1的光包被交换到光交换单元的输出端口j(1≤j≤N)，该输出端口j连接数据包发送模块j，则该光包被发送到数据包发送模块j，由数据包发送模块j做接收处理以及后续的发送处理。

若所述分发信息指示所述数据包由电交换单元130交换，则将所述数据包通过连接的电交换单元130的输入端口发送给电交换单元130，以便于电交换单元130在中央控制调度模块111根据所述数据包的控制信息的控制下对所述数据包进行交换并将交换后的所述数据包通过电交换单元130的输出端口发送给与该输出端口连接的数据包发送模块。例如一个来自数据包分发模块1的数据包被交换到电交换单元的输出端口i(1≤i≤N)，该输出端口i连接数据包发送模块i，则该数据包被发送到数据包发送模块i，由数据包发送模块i做后续的发送处理。

数据包发送模块1通过连接的光交换单元120的输出端口接收光交换单元120发送的数据包，或通过连接的电交换单元130的输出端口接收电交换单元130发送的数据包；通过连接的数据交换装置100的输出端口发送所接收到的经过光交换后的数据包或者经过电交换后的数据包。

需说明的是，本发明实施例中所述的“数据帧”包括IP(Internet Protocol，互联网协议)包，也包括MAC(MediumAccess Control，介质访问控制层)帧、SONET(Synchronous Optical Network，同步光纤网络)帧或满足其它协议的数据帧。

以该数据交换装置100为某一数据中心的大容量核心交换装置为例，需要交换的N路信息分别从数据交换装置100的N个输入端进入到数据包分发模块1-N。这N路信息可以是来自TOR交换机，也可以来自数据中心的其它的网络设备，比如路由器、汇聚交换机等。每个数据包分发模块对一路需要交换的信息完成数据包的接收处理，该数据包可以为以太网协议的数据包，从该以太网数据包中恢复出MAC帧以及提取每个MAC帧的控制信息，该控制信息包括数据包的路由信息，还可以包括数据包属性信息(包长、协议类型等)、以及数据包优先级信息等信息中的一种或多种。将提取到的控制信息传给中央控制调度模块111请求路径分配，中央控制调度模块111收到所有数据包分发模块的请求后分析计算决定数据包是由电交换单元130还是由光交换单元120完成交换，并将这个分发信息传给对应的数据包分发模块。数据包分发模块收到中央控制调度模块111的分发信息后，根据分发信息将MAC帧传给电包交换模块或者是光包交换模块。对于发送到光交换单元120的MAC帧，数据包分发模块要将MAC帧进行重新封装，以满足光交换单元120的需求。同时中央控制调度模块111还要根据数据包的控制信息，例如数据包的路由信息，控制电交换单元130和光交换单元120对分发到此的数据包进行交换。电交换单元130通过其输入端口接收来自数据包分发模块的MAC帧，然后在中央控制调度模块111的控制下将MAC帧转发到对应的电交换单元的输出端口。本发明实施例中电交换单元130完成的工作和传统的电交换机中的交换模块的功能是一样的，在此不再赘述。光交换单元120通过其输入端口接收来自数据包分发模块的光包，然后在中央控制调度模块111的控制下将光包转发到对应的光交换单元120的输出端口。图5给出光交换单元120的一种实现方法，光交换单元120主要由光开关矩阵121、控制驱动模块122构成。光开关矩阵121有N个输入端口，分别和N个数据包分发模块一一对应，以及N个输出端口分别和N个数据包发送模块一一对应。控制驱动模块122接收来中央控制调度模块111的控制信息，再根据这个控制信息计算出调整光开关矩阵121所需要的信息，驱动光开关的状态调整。光开关矩阵121在控制驱动模块122的驱动下，通过调整光开关的状态，建立光开关矩阵的输入端口和输出端口之间的链路连接关系，可以将来自任意输入端口的数据包交换到期望的输出端口。在本发明方案中控制信息是由中央控制调度模块111以电信号方式传输过来的，因此光交换单元120不需要从光包中提取控制信息，这样可以减少光电转换模块的使用，降低能耗，也易于光交换单元120的集成。

在一种实现方式下，数据包分发模块提取的数据包的控制信息可以包括所述数据包的路由信息和数据包的包长。此时如图4所示，中央控制调度模块111接收数据包分发模块发送的数据包的路由信息和数据包的包长；若所述数据包的包长大于或等于包长阈值，则确定所述数据包的分发信息为指示所述数据包由光交换单元120交换，若所述数据包的包长小于包长阈值，则确定所述数据包的分发信息为指示所述数据包由电交换单元130交换；将所述分发信息发送给所述数据包分发模块；以及根据所述数据包的路由信息控制所述光交换单元或所述电交换单元对所述数据包进行交换。其中，包长阈值可以根据需求自行设定，即将比较长的数据包发送到光交换单元120进行交换，较短的数据包发送到电交换单元130进行交换，从而提高数据包的交换效率。

在另一种实现方式下，数据包的控制信息包括数据包的路由信息和数据包的优先级信息。此时参考图4和图6所示，以一个数据包分发模块为例说明中央控制调度模块111的功能实现：

S501、接收数据包分发模块i发送的数据包的路由信息和数据包的优先级信息；

需说明的是，在本发明实施例中数据包分发模块i连接光交换单元的输入端口i。

S502、确定与所述数据包的路由信息中的目的地址对应的光交换单元的输出端口为输出端口j。

数据包的路由信息中的目的地址与数据交换装置100的输出端口具有对应关系。在一种实现方式下，一个输出端口可以与一个或多个目的MAC地址具备对应关系，此时可以根据数据包路由信息中的目的MAC地址确定与之对应的输出端口；在另一种实现方式下，如表1所示，输出端口1对应多个VLANID号(VLAN ID号可以为所述数据包的源VLAN的ID号)与目的MAC地址的组合，假设一个数据包的路由信息中包含VLANID号为1且其目的MAC地址的为00e0.fc00.5518，那么该数据包即对应输出端口1。

表1.输出端口号与目的MAC地址以及V-LAN ID号的对应关系

输出端口号	VLAN ID号	目的MAC地址
			输出端口1	1	00e0.fc00.5518
输出端口1	2	00e0.fc00.5420
			输出端口1	1	00e0.fc10.f620
输出端口1	2	00e0.fc56.f670
			输出端口1	2	00e0.fc56.f671
输出端口1	3	00e0.fc56.f672

因此，首先确定与所述数据包的路由信息中的目的地址对应的数据交换装置100的输出端口，进而根据所述数据交换装置100的输出端口确定与该输出端口连接的光交换单元120的输出端口(假设该输出端口为输出端口j)，所述光交换单元的输出端口与所述数据交换装置的输出端口通过与二者分别连接的数据包发送模块连接。

S503、判断光交换单元120的输出端口j是否空闲。

若所述光交换单元120的输出端口j为非空闲，则执行步骤506；

若所述光交换单元120的输出端口j为空闲，则执行步骤504。

S504、判断当前时刻是否存在冲突数据包。所述冲突数据包与该数据包的请求同时到达中央控制调度模块111。所述冲突数据包对应的光交换单元的输入端口与所述数据包对应的光交换单元的输入端口i不同，且所述冲突数据包对应的光交换单元的输出端口与所述数据包对应的光交换单元的输出端口j相同，即冲突数据包是与该数据包来自于不同的数据包分发模块i，但目的地址都是数据包发送模块j的数据包。所述冲突数据包对应的光交换单元的输入端口为所述冲突数据包的路由信息中的源地址对应的数据交换装置的输入端口连接的光交换单元的输入端口，所述数据交换装置的输入端口和所述光交换单元的输入端口通过与二者分别连接的数据包分发模块连接。

若不存在所述冲突数据包，则执行步骤507；

若存在所述冲突数据包，则执行步骤505。

S505、判断该数据包与所有冲突数据包相比优先级是否最高；

根据所述数据包的优先级信息判断所述数据包的优先级是否高于所有所述冲突数据包的优先级，若所述数据包的优先级高于所有所述冲突数据包的优先级，则执行步骤507；

S506、确定所述数据包由电交换单元130交换。在本发明实施例即确定所述数据包的分发信息为指示所述数据包由电交换单元交换。

S507、确定所述数据包由光交换单元120交换。在本发明实施例即确定所述数据包的分发信息为指示所述数据包由光交换单元交换。

进一步的，在一种实现方式下，如图6所示，若步骤505中判断结果为该数据包的优先级低于或等于任意一个所述冲突数据包的优先级，则执行步骤506。在另一种实现方式下，若步骤505中判断结果为该数据包的优先级低于或等于任意一个所述冲突数据包的优先级，则由中央控制调度模块111控制所述数据包等待，先发送优先级最高的一个冲突数据包，等待一定的时间之后，重新获取冲突数据包信息，并判断该数据包的优先级是否最高，再执行相应操作。为避免出现该数据包长时间得不到发送的状况，“等待”设置时间限制，比如等待一轮需要时间t，设置时间限制为2t，即最多等待两轮，等待两轮之后该数据包的优先级仍不是最高，就确定其由电交换单元进行交换。

中央控制调度模块111按照上述方式实现数据包的分发之后，将分发信息发送给数据包分发模块，数据包分发模块根据该分发信息将数据包发送到光交换单元120或电交换单元130。之后，中央控制调度模块111根据数据包分发模块之前发送的数据包的路由信息控制所述光交换单元或所述电交换单元对所述数据包进行交换。该路由信息可以指示光交换单元或电交换单元将数据包交换到对应的输出端口。具体交换方式可以参考图5及其描述，另外本领域技术人员还可以根据需要以其它方式实现，在此不再赘述。

可见，本发明实施例中采用中央控制调度模块统一调度数据包的分发，使得发往光交换单元的数据包是无冲突的，从而有效解决了光交换单元的冲突问题。

进一步的，图7为本发明实施例提供的数据交换装置100中数据包分发模块的逻辑结构示意图，需说明的是，图7所示仅为数据包分发模块1的实现方式的一种示例，其它数据包分发模块2-N的实现方式可以参考图7所示，也可以是其它与图7不相同的实现方式，本发明实施例并不限定所有数据包分发模块的实现方式一致。

如图7所示，数据交换装置100包括N个输入端口以及与其连接的N个数据包分发模块，中央控制调度模块111统一控制这个N个数据包分发模块。每个数据包分发模块有两条链路，分别与电交换单元130和光交换单元120的一个输入端口连接。数据交换装置100还包括N个输出端口以及与其连接的N个数据包发送模块，每个数据包发送模块有两条链路，分别与电交换单元130和光交换单元120的一个输出端口连接。

其中，数据包分发模块1包括数据包接收处理子模块141、第一存储子模块142、以及光包封装子模块143。在图7中，第一存储子模块142以存储阵列为例，但在本发明的其它一些实现方式中，第一存储子模块142也可以实现具有一定容量的缓存，用于缓存数据帧的全部或部分内容，即到数据包分发模块的数据帧几乎不用存储，就可在中空控制调度模块11的控制下发送出去。

数据包接收处理子模块141，用于连接数据交换装置110的一个输入端口(图中数据交换装置110上的圆形所示)，通过连接的数据交换装置110的输入端口接收数据包，并从所述数据包中解析出数据帧，从所述数据帧中提取所述数据帧的控制信息，将所述控制信息发送给所述中央控制调度模块；将所述数据帧存储到所述第一存储子模块142中。可选的，该第一存储子模块142可以设置为包括一个以上虚拟队列，每个所述虚拟队列对应一个数据交换装置的输出端口，存储在该虚拟队列中的数据帧的目的地址对应该数据交换装置的输出端口，这样可以有效防止线头阻塞。

以接收到的数据包为以太网数据包为例，从以太网数据包中解析出MAC帧，接收处理主要是指以太网的标准中规定的一些物理层的功能，比如块同步，64/66B解码以及解扰等。然后提取MAC帧的控制信息，所述控制信息包括路由信息，MAC帧的路由信息主要包括源MAC地址、目的MAC地址，还可以包括V-LAN ID号，目的MAC地址和V-LAN ID号可以用来确定MAC帧要交换到的目的端口；所述控制信息还可以包括数据包的优先级信息，当多个输入端口的MAC帧同时请求交换到同一个输出端口的时候，中央控制调度模块需要根据这些优先级信息判决分配路径。

中央控制调度模块111具体用于：接收数据包接收处理子模块141发送的所述数据包的控制信息，根据所述控制信息确定所述数据包的分发信息，若所述分发信息指示所述数据包由光交换单元交换，则通知第一存储子模块142将存储的所述数据包的数据帧发送到光包封装子模块143中；

光包封装子模块143用于，连接光交换单元120的输入端口；将从第一存储子模块142接收到的数据帧封装成光包；

光包封装子模块143还用于，在发送完当前光包之后先设置第一保护间隔，再发送下一个光包。

图8a为本发明实施例提供的一种光包的结构示意图，所述光包包括前导码、帧开始标志、所述数据帧以及帧结束标志，将所述光包通过连接的所述光交换单元的输入端口发送给所述光交换单元交换；所述前导码的长度大于或等于所述光包的接收者为正确接收所述光包进行状态调整所需要花费的比特数。为完成光包的正确接收，光包接收者检测接收前导码，提取前导码的光功率、时钟相位等信息以调整自己的状态，得以匹配光包的特性，这个状态调整主要包括放大器的阈值调整以及数据时钟恢复等。

在一种实现方式下，光包封装子模块143还用于，在发送完当前光包之后先设置第一保护间隔(如图8a所示)，再发送下一个光包，所述第一保护间隔的时间长度大于或等于对所述下一个光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

以MAC帧为例，为保证光包在经过交换后可以正确接收，首先需要在MAC帧的前面加入一些前导码，这个前导码用于光包接收机的判决阈值调整，时钟恢复等处理。这是由于在光开关调整的时候只有极小一部分的光可以通过光开光到输出端口，这段时间内对端的光包接收机接收不到光，这样接收机需要重新调整其内部限幅放大器的判决门限值；其次由光包交换模块交换后，其输出端口输出的光包都是来自不同的输入端口，每个光包之间的相位差是不确定的，这样接收机内的时钟恢复电路需要重新对每个光包中提取同步时钟，才能对光包进行正确的采样。前导码的长度需要满足接收机完成上述描述以及其它的状态调整处理，使得接收机可以调整到适当的状态确保对光包中后续数据的正确的接收。再次，光包封装子模块143还要在MAC帧开始部分加上帧开始标志，在MAC帧结束部分加上帧结束标志，通过开始和结束标志可以定位MAC帧在数据流中的位置。一个光包发送完毕后，光包封装子模块143暂停一段时间发送数据后再发送下一个光包，或者发送一些空闲的比特后再发送下一个光包，这个暂停发送的时间或者是空闲比特占用的时间就是光包之间的第一保护间隔。第一保护间隔的长短需满足光交换模块光开关调整的需求。目前一些商用的光开关的调整速度需要几十ns，因此光包之间的保护间隔应该大于等于这个时间。

在另一种实现方式下，中央控制调度模块111在通知所述数据包分发模块的第一存储子模块142发送下一个数据帧到光包封装子模块143中之前，判断所述下一个数据帧对应的路由信息中的目的地址对应的光交换单元的输出端口是否与当前数据帧对应的光包交换单元的输出端口相同，若相同，则通知光包封装子模块143发送完当前数据帧封装成的光包的帧结束标志后发送所述下一个数据帧封装成的光包的帧开始标志；所述下一个数据帧封装成的光包包括帧开始标志、所述下一个数据帧以及帧结束标志。

再一种实现方式下，中央控制调度模块111在通知所述数据包分发模块的第一存储子模块142发送下一个数据帧到光包封装子模块143中之前，判断所述下一个数据帧对应的路由信息中的目的地址对应的光交换单元的输出端口是否与当前数据帧对应的光包交换单元的输出端口相同，若相同，则通知光包封装子模块143发送完当前数据帧封装成的光包的帧结束标志后先设置第二保护间隔，再发送所述下一个数据帧封装成的光包的帧开始标志，所述下一个数据帧封装成的光包包括帧开始标志、所述下一个数据帧以及帧结束标志。优选的，所述第二保护间隔的时间长度可以小于对所述下一个数据帧封装成的光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

如图8c所示，当连续m(m＞＝2)个MAC帧要交换到同一光交换单元的输出端口时，这连续m个的MAC帧在中央控制调度模块111控制下由光包封装子模块143封装成如图8c所示的数据流格式。当中央控制调度模块111通知第一存储子模块142发送下一个MAC帧到光包封装子模块143之前，先判断这个要将要发送到光包封装子模块143的MAC帧是否和前一个MAC帧到达光交换单元的同一个输出端口，如果是则中央控制调度模块111通知光包封装子模块143发送完当前光包的帧结束标志后再发送长度为t1的空闲比特作为光包之间的第二保护间隔(或空闲t1长的时间不发送比特)，接着直接发送下一个光包的帧开始标志，MAC帧以及帧结束标志；否则中央控制调度模块111通知光包封装子模块143将下一个MAC帧封装成前导码、帧开始标志、所述MAC帧以及帧结束标志的形式，并发送完当前光包的帧结束标志后发送长度为t2的空闲比特作为光包之间的第一保护间隔，接着发送下一个光包的前导码、帧开始标志、MAC帧以及帧结束标志(如图8a所示)。前面提到的t2的长度要满足光开关调整的时间的需求，按照当前光开关的技术这个时间一般需要几十ns左右，而t1的长度不需要满足光开关调整的时间的需求，这个时间可以很短，一般就是几十比特的数据，因此t1的长度可以小于或等于t2。如上所述，若连续出现到达同一输出端口的光包，则在中央控制调度模块111的控制下，光包封装子模块143只在对第一个MAC帧封装成光包时在MAC帧前加上前导码，后续m-一个光包不包含前导码；其次缩短每个光包之间的保护间隔，这个间隔不需要满足光开关调整的需求，并且可以在保护间隔填上空闲比特即无效的比特数据。

在另一种实现方式下，如图8b所示，t1的长度也可以为0，即两个或多个要到光交换单元的同一个输出端口的光包之间不需要保护间隔。

应当理解的是，本发明实施例中第一保护间隔和第二保护间隔的时间长度为当前光包和下一个光包之间的空闲时间或当前光包与下一个光包之间的空闲比特所占用的时间。

本发明实施例提供的光包的格式都能有效保证光包经过光交换单元的交换后可以被突发接收机正确接收。另外，本发明实施例提供的由中央控制调度模块控制光包封装的方法，可以将达到同一目的端口的连续的数据帧以连续数据流的形式发送，这样提高了线路的利用率，从而提高了光包交换模块的利用率。

如图7所示，数据包分发模块1还包括光/电和电/光两个转换模块，光/电装换模块用于将接收到的光信号转换为电信号，既可以接受固定波长的光信号也可以接收可调波长的光信号。电/光转换模块用于将光包转换为光信号发送出去，既可以将光包转换为固定波长的光信号，也可以将光包转换为可调波长的光信号。以数据中心为例，TOR交换机发送的信号为光信号，数据包分发模块1接收到来自TOR交换机发送的光信号后，先将其转换为电信号。这种情况下，数据包接收处理子模块141、第一存储子模块142、光包封装子模块143以及中央控制调度模块111处理的都是电信号，而由于本发明实施例提供的光交换单元120处理的是光信号，所以在将光包发送给光交换单元120之前进行电/光转换。在一些实现方式中，例如来自TOR交换机的是电信号，那么光/电转换模块就不是必须的。在另一些实现方式中，若数据包接收处理子模块141、第一存储子模块142、光包封装子模块143以及中央控制调度模块111都能处理光信号，那么即使来自TOR交换机的是光信号，光/电和电/光两个转换模块也都不是必要的。至于光/电或电/光转换的技术是本领域的公知技术，本发明实施例不再赘述。

本发明实施例提供的数据交换系统中数据包的路由信息由中央控制调度模块以电信号的形式传给光交换单元，从而控制光交换单元对数据包的交换，避免了光交换单元中光包标签的生成、插入及提取，进而减少了光包交换单元的光电转换模块以及插入提取电路，从而降低了能耗、复杂度及成本。

请参阅图9，为本发明实施例提供的数据交换装置100中的一个数据包发送模块的逻辑结构示意图。该数据交换装置100内部功能模块的连接关系和前述图7类似，在此不再赘述。如图9所示，该数据包发送模块1包括：光包接收处理子模块151、第二存储子模块152以及数据包发送处理子模块153，可选的，还包括光/电和电/光转换模块。

光包接收处理子模块151，用于连接所述光交换单元的一个输出端口，通过连接的所述光交换单元的输出端口接收光包，对来自不同的光交换单元的输入端口的数据包进行状态调整处理；从光包中解析出数据帧；将所述数据帧存储到所述第二存储子模块152中。

在一种实现方式下，所述第二存储子模块152包括两个虚拟队列，其中一个虚拟队列用于存储所述光包接收处理子模块发送的数据帧，另一个虚拟队列用于存储所述电交换单元发送的数据帧。

在另一种实现方下，第二存储子模块152可以包括一个以上虚拟队列，每个所述虚拟队列对应数据交换装置的一个输入端口，存储在该虚拟队列中的数据帧的源地址对应该数据交换装置的输入端口。

在其它实现方式下，第二存储子模块152也可以实现为缓存，在发送处理速度很快的情况下，数据帧可以不需要存储，只适当缓存全部或部分内容即可发送出去。第二存储子模块152除了存储光包之外，还可以存储电交换单元130发送过来的数据包。

经过光交换单元的交换后，光包都是独立的突发包，这是由于每个光包来自不同的数据包分发模块，每个包之间的相位偏差、时钟抖动以及光功率是不一样的。光包接收处理子模块151要对每一个光包进行时钟提取、数据恢复、帧同步等状态调整处理。

数据包发送处理子模块153，用于连接数据交换装置100的一个输出端口；获取所述第二存储子模块152中存储的数据帧，并将所述数据帧封装成数据包，所述数据包为符合物理链路上实际传输格式的数据包；并通过连接的数据交换装置的输出端口发送所述数据包。以MAC帧为例，数据包发送处理子模块153将从第二存储子模块152中获取的MAC帧封装成符合以太网协议的以太网数据包，然后将此数据包发送给TOR交换机。封装过程主要指以太网的标准中规定的一些物理层的操作，比如64/66B编码以及加扰等。

数据包发送模块中数据包的发送可以采用简单的“先进先出”原则，当然也可以采用轮询(轮流发送来自光交换单元和电交换单元的数据帧)原则，或者采用更复杂的控制机制。控制机制可以采用独立的控制模块，也可以将该功能集成在中央控制调度模块111中。

本发明实施例提供的数据交换装置可以应用于现有的以太网数据中心系统，首先先对来自TOR交换机或其它网络设备的数据进行处理，将以太网数据包处理成满足光交换单元需要的光包，再对交换后的光包进行逆处理恢复出MAC帧，最后将MAC帧按照以太网的协议处理传给TOR交换机或其它网络设备，从而使得现有的数据中心可以平滑升级。

请参阅图10，本发明实施例还提供另一种数据交换装置，该数据交换装置200包括一个以上输入端口(圆形所示)、一个以上输出端口(方形所示)、电交换单元230、光交换单元220以及控制单元210，其中：

电交换单元230连接所述数据交换装置200的输入端口和输出端口以通过连接的数据交换装置200的输入端口接收数据包，并提取所述数据包中的控制信息，将所述控制信息发送给控制单元210；电交换单元230用于在控制单元210根据所述控制信息的控制下将所述数据包进行电交换，通过连接的数据交换装置200的输出端口发送交换后的数据包。

光交换单元220连接数据交换装置200的输入端口和输出端口以通过连接的数据交换装置200的输入端口接收数据包，并提取所述数据包中的控制信息，将所述控制信息发送给所述控制单元；光交换单元220用于在所述控制单元根据所述控制信息的控制下将所述数据包进行光交换，通过连接的所述数据交换装置的输出端口发送交换后的数据包。

控制单元210，用于接收电交换单元230或光交换单元220发送的数据包的控制信息，根据所述控制信息控制电交换单元230或光交换单元220进行所述数据包的交换。

优选的，本发明实施例中，数据包的控制信息至少包括数据包的路由信息，即控制单元210至少根据数据包的路由信息来控制电交换单元230或光交换单元220对数据包的交换。

进一步的，如图11所示，光交换单元220包括前置处理模块221、后置处理模块223以及光交换模块222，

前置处理模块221用于，连接所述数据交换装置200的一个或一个以上输入端口；通过连接的数据交换装置200的输入端口接收数据包，提取所述数据包中的控制信息和数据帧，将所述控制信息发送给控制单元210，将所述数据帧封装成光包，并将所述光包发送给所光交换模块222；

光交换模块222包括一个以上输入端口和一个以上输出端口，用于通过所述输入端口接收所述前置处理模块221发送的光包，在控制单元210根据所述控制信息的控制下将所述光包进行光交换，并将交换后的光包通过所述输出端口发送给后置处理模块223；

后置处理模块223用于，连接所述数据交换装置的一个或一个以上输出端口；接收光交换模块222通过光交换模块222的输出端口发送的光包，提取所述光包中的数据帧，将所述数据帧封装成数据包，并通过连接的数据交换装置222的输出端口发送所述数据包。

需说明的是，本发明实施例中前置处理模块221和后置处理模块223的功能可以由物理上独立的一个模块实现，也可以由物理上分开的多个模块实现。例如，光交换模块222包括N个输入端口和N个输出端口，那么该数据交换装置200可以包含N个前置处理模块和N个后置处理模块，分别于光交换模块222的N个输入端口和N个输出端口连接。这N个前置处理模块和N个后置处理模块还分别与N条来自其它网络设备，例如TOR交换机，的输出链路和N条其它网络设备的输入链路连接。

具体的，前置处理模块211可以包括第一子模块、第二子模块和第三子模块。其中，所述第一子模块通过连接的数据交换装置200的输入端口接收数据包，提取所述数据包中的控制信息和数据帧，将所述控制信息发送给控制单元210，将所述数据帧存储到第三子模块中；所述第二子模块用于从所述第三子模块中提取出数据帧，并将所述数据帧封装成光包，将所述光包通过连接的光交换模块222的输入端口发送给光交换模块222。所述光包的结构可以如图8a-8c任一所述。

具体的，后置处理模块223可以包括第四子模块、第五子模块和第六子模块。其中，所述第四子模块通过连接光交换模块222的输出端口接收光包，提取出所述光包的数据帧，并将所述数据帧封装成数据包，通过连接的数据交换装置200的输出端口发送所述数据包。此处封装的过程可以是根据传输协议对数据帧进行封装。

在一种实现方式下，前置处理模块221在发送完当前光包之后先设置第一保护间隔，再发送下一个光包，所述第一保护间隔的时间长度大于或等于对所述下一个光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。两个光包都包括前导码、帧开始标志、数据帧以及帧结束标志。

在另一种实现方式下，控制单元210用于判断下一个待发送的光包对应的路由信息中的目的地址对应的光交换单元的输出端口是否与上一个光包对应的光包交换单元的输出端口相同，若相同，则通知前置处理模块221在发送完所述上一个光包之后直接发送所述下一个待发送的光包的帧开始标志。因为两个光包是连续的发往同一目的地址的，所以发送中间可以不设置保护间隔和前导码。

再一种实现方式下，控制单元210用于判断下一个待发送的光包对应的路由信息中的目的地址对应的光交换单元的输出端口是否与上一个光包对应的光包交换单元的输出端口相同，若相同，则通知前置处理模块221在发送完所述上一个光包之后发送第二保护间隔，在发送所述下一个待发送的光包的帧开始标志。优选的，所述第二保护间隔的时间长度小于对所述下一个待发送的光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。此时由于两个光包是连续的发往同一目的地址的，可以不设置前导码，保护间隔可以设置，但保护间隔的时间长度可以较小。

如图11所示，电交换单元230包括数据包接收模块、电交换模块以及数据包发送模块，其中：

数据包接收模块用于连接数据交换装置200的一个或多个输入端口，通过连接的数据交换装置200的输入端口接收数据包，提取所述数据包中的控制信息，将所述控制信息发送给控制单元210，将所述数据包发送给电交换模块。

电交换模块用于接收所述数据包接收模块发送的数据包，在控制单元210根据所述数据包的控制信息的控制下将所述数据包进行电交换，并将交换后的数据包发送给所述数据包发送模块；

数据包发送模块用于连接数据交换装置200的一个或多个输出端口，接收电交换模块发送的数据包，将所述数据包通过连接的数据交换装置200的输出端口发送出去。

数据包接收模块和数据包发送模块的实现类似于前述前置处理模块221和后置处理模块223，可以是物理上独立的模块，也可以物理上分开的多个模块。具体功能实现与现有技术的电交换类似，或也可参考前述实施例所述的实现，在此不再赘述。

前述实施例中，数据交换装置200虽然同时具有电交换和光交换的功能，但并不具有数据包分配的功能，数据包分配的实现由于该数据交换装置200连接的网络设备实现。

相应的，如图12所示，本发明实施例提供一种网络设备，该网络设备可以与图10或图11所示的数据交换装置连接，以完成数据交换和通信。该网络设备可以为TOR交换机、汇聚交换机、路由器或其它网络设备。该网络设备300包括至少一个第一物理链路端口320、至少一个第二物理链路端口330、以及数据包分发模块310，其中：

数据包分发模块310用于将接收到的数据包分发到第一物理链路端口320或第二物理链路端口330；通过第一物理链路端口320连接的第一物理链路发送所述数据包，以便于所述数据包被接收者进行光交换；以及通过第二物理链路端口330连接的第二物理链路发送所述数据包，以便于所述数据包被接收者进行电交换。

以图12为例，数据包分发模块310根据分配策略对接收到的数据包进行分配，有的数据包被分配到第一物理链路端口320，有的被分配到第二物理链路端口330，两个端口分别连接两条物理链路，两条物理链路分别连接本发明实施例提供的数据交换装置的光交换单元和电交换单元。

在一种实现方式下，数据包分发模块310对数据包的分配策略可以采取前述实施例所述的包长策略。具体的，若接收到的所述数据包的包长大于或等于包长阈值，则将所述数据包分发到第一物理链路端口以通过所述第一物理链路端口连接的第一物理链路发送所述数据包以便于所述数据包被接收者进行光交换；否则，则将所述数据包分发到第二物理链路端口以通过所述第二物理链路端口连接的第二物理链路发送所述数据包，以便于所述数据包被接收者进行电交换。即将包长较长的数据包进行光交换，将包长较短的进行电交换。

在另一种实现方式下，数据包分发模块310也可以采取前述实施例所述的检测冲突数据包的策略，在检测冲突数据包之前要获取数据交换装置中光交换单元的端口使用情况，具体实现可以参考前述实施例或方法实施例所述。

当然，如图12所示的网络设备300还可以包括一个或多个输入端口，用于接收其它网络设备发送的数据包。

请参阅图13，为本发明实施例提供的一种数据交换系统的逻辑结构示意图，该系统包括：多个网络设备、以及数据交换装置100，其中：

所述网络设备可以是相同的，也可以是不同的，可以是现有技术中存在TOR交换机、汇聚交换机、路由器等。所述网络设备与数据交换装置100的输入端口连接；网络设备通过连接的数据交换装置100的输入端口向数据交换装置100发送数据包。其中，网络设备的连接关系与数据交换装置100的输入端口的连接关系可以是一对一，也可以是多对一或一对多，通常情况下，多个网络设备连接数据交换装置的同一个输入端口时，需在连接输入端口之前连接复用设备，通过复用设备连接同一个输入端口，且数据交换装置内包含相应的解复用设备。

数据交换装置100用于通过所述数据交换装置的输入端口从所述网络设备接收数据包，将所述数据包进行电交换或进行光交换后通过数据交换装置100的输出端口发送给其它网络设备。

其中，数据交换装置100的具体功能划分和实现可以参考装置实施例或方法实施例所述。

请参阅图14，为本发明实施例提供的另一种数据交换系统的逻辑结构示意图，该系统包括多个网络设备300以及一个数据交换装置200。网络设备300的第一物理链路端口320通过第一物理链路连接数据交换装置200的一个输入端口；网络设备300的第二物理链路端口330通过第二物理链路连接数据交换装置200的另一个输入端口；

网络设备300用于通过所述第一物理链路以及连接的数据交换装置200的输入端口向数据交换装置200发送数据包，以便于数据交换装置200将所述数据包进行光交换；以及通过所述第二物理链路以及连接的所述数据交换装置的输入端口向所述数据交换装置发送数据包，以便于数据装置200将所述数据包进行电交换。

网络设备300以及数据交换装置200中的功能划分和具体实现可以参考装置实施例或方法实施例所述。

请参与图15a，为本发明实施例提供的一种数据调度方法，该方法可以应用于数据中心的核心数据交换装置、汇聚交换机、TOR交换机、路由器或其它网络设备。该方法可以应用于本发明实施例提供的数据交换装置100、数据交换装置200或网络设备300。如图15a所示，该方法包括：

S101、接收数据包，所述数据包携带控制信息。

具体的，所述控制信息可以包括数据包属性信息和数据包路由信息，根据所述数据包的属性信息或所述数据包的路由信息中的一种或两种来确定将所述数据包进行光交换还是进行电交换。若确定进行光交换，则根据所述数据包路由信息控制所述数据包进行光交换；若确定进行电交换，则根据所述数据包路由信息控制所述数据包进行电交换。

其中，所述数据包属性信息为数据包本身的长度、优先级等属性信息；所述数据包路由信息为数据包中携带的源地址和/或目的地址等跟路由相关的信息。

S102、根据所述控制信息确定将所述数据包进行光交换或进行电交换；

S103、若确定所述数据包进行光交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行光交换的控制。

具体的，若确定所述数据包进行光交换，则根据所述控制信息控制光交换单元对所述数据包进行光交换。本领域技术人员可以理解的是，这里进行光交换的可以是所述数据包对应的光包，即若所述数据包是光包，那可以直接对所述光包进行光交换；若所述数据包不是光包，则可以将所述数据包转化为光包，再对所述转化为光包的数据包进行光交换。

S104、若确定所述数据包进行电交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行电交换的控制。

具体的，若确定所述数据包进行光交换，则根据所述控制信息控制电交换单元对所述数据包进行电交换。

本领域技术人员可以理解的是，这里进行电交换的可以是所述数据包对应的电包，即若所述数据包是电包，那可以直接对所述电包进行光交换；若所述数据包不是电包，则可以将所述数据包转化为电包，再对所述转化为电包的数据包进行电交换。

进一步的，如图15b所示，该方法还可以包括：

S105、发送经过所述光交换或所述电交换后的数据包，所述光交换和所述电交换是在所述根据所述控制信息实现的控制下完成的。

具体的，将经过所述光交换或所述电交换后的数据包发送给与该方法应用的网络设备具有通信联系的其它网络设备。

在一种实现方式下，所述控制信息包括所述数据包的路由信息和所述数据包的包长。步骤S102包括：若所述数据包的包长大于或等于包长阈值，则确定所述数据包进行光交换，若所述数据包的包长小于包长阈值，则确定所述数据包进行电交换。然后根据所述数据包的路由信息实现所述数据包进行光交换或电交换的控制。

其中，所述包长阈值，本领域技术人员可以根据实际具体数据交换情况以及需求自行设定。在另一种实现方式下，所述控制信息包括所述数据包的路由信息和数据包的优先级信息。步骤S102包括(可参考图6所示)：确定与所述数据包的路由信息中的目的地址对应的光交换单元的输出端口，所述光交换单元用于对所述数据包进行光交换；若所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口为非空闲，则确定将所述数据包进行电交换；若所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口为空闲，则判断当前是否存在冲突数据包，所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输入端口与所述数据包对应的所述光交换单元的输入端口不同，且所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输出端口与所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口相同，所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输入端口为所述冲突数据包的路由信息中的源地址对应的所述光交换单元的输入端口。

若不存在所述冲突数据包，则确定将所述数据包进行光交换。

若存在所述冲突数据包，则根据所述数据包的优先级信息判断所述数据包的优先级是否高于所有所述冲突数据包的优先级，若所述数据包的优先级高于所有所述冲突数据包的优先级，则确定将所述数据包进行光交换；进一步的，若所述数据包的优先级低于或等于任意一个所述冲突数据包的优先级，则确定将所述数据包进行电交换。然后根据所述数据包的路由信息实现所述数据包进行光交换或电交换的控制。

在其它一些实现方式下，若所述数据包的优先级低于或等于任意一个所述冲突数据包的优先级，则控制所述数据包等待。

进一步的，若接收到的数据包不满足光包交换的需求，那么在确定所述数据包进行光交换之后的步骤之后，所述方法还包括：提取所述数据包中的数据帧，将所述数据帧封装成光包；根据所述控制信息实现所述光包进行光交换的控制。

本发明实施例中的光包可以包括前导码、帧开始标识、数据帧以及帧结束标识，所述前导码的时间长度大于或等于所述光包的接收者对光包进行状态调整的时间；或者在某些情况下，本发明实施例所述的光包也可以不包括前导码。

在一种实现方式下，所述方法还包括：在实现所述光包的下一个光包进行光交换的控制之前，在所述光包的帧结束标志之后和所述下一个光包的前导码之前设置第一保护间隔，所述第一保护间隔的时间长度大于或等于对所述下一个光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。参考图8a所示，此时光包都包括前导码。

在另一种实现方式下，在将所述数据帧封装成光包之前，所述方法还包括：判断所述数据包中的数据帧对应的光交换单元的输出端口是否与上一个数据包的数据帧对应的光交换单元的输出端口一致，若一致，则将所述数据包中的数据帧封装成光包，所述光包包括帧开始标志、所述当前数据帧以及帧结束标志。参考图8b所示，连续m(m＞＝2)个光包对应的光交换单元的输出端口都相同，那在封装的时候只有第一个光包封装上前导码，后续的光包都不包含前导码。

进一步的，所述方法还包括：在实现所述数据包的数据帧封装成的光包进行光交换的控制之前，在所述上一个数据包的数据帧封装成的光包的帧结束标志之后和所述数据包的数据帧封装成的光包的帧开始标志之前设置第二保护间隔。如图8c所示，连续m个发往同一个光交换单元输出端口的MAC帧封装成的光包之间还可以设置第二保护间隔。优选的，所述第二保护间隔的时间长度小于对所述数据包中的数据帧封装成的光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

这样处理可以将连续发往同一个输出端口的多个光包作为一个数据流发送(参考图8b和8c所示)，这个数据中只有第一个光包具备前导码，且由于光交换单元发送这些光包时无需做开关调整，所以光包之间的保护间隔可以小于光交换单元做状态调整的时间。

需说明的是，本发明实施例提供的数据调度方法还可以包括前述装置实施例中所述的数据包处理、存储以及光包封装等功能，具体实现可以参考前述装置或系统实施例所述。

可见，本发明实施例提供的数据调度方法，通过接收数据包，根据数据包中携带的控制信息确定将所述数据包进行光交换或进行电交换；若确定所述数据包进行光交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行光交换的控制；若确定所述数据包进行电交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行电交换的控制，实现将电交换技术和光交换技术有效结合，数据包既可以通过电交换单元进行交换，也可以通过光交换单元进行交换，有效提高数据交换效率，并得以更好地综合调度光交换资源及电交换资源。

请参阅图16a，为本发明实施例提供的一种数据调度装置，该装置可以独立存在，也可以布局在数据交换装置中。如图16a所示，该装置包括：接收单元101、确定单元102以及控制单元103。所述接收单元101，用于接收数据包，并将所述数据包发送给所述确定单元102。所述确定单元102，用于接收所述接收单元101发送的数据包，所述数据包携带控制信息，根据所述控制信息确定将所述数据包进行光交换或进行电交换。所述控制单元103，用于若确定所述数据包进行光交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行光交换的控制；若确定所述数据包进行电交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行电交换的控制。

需要说明的是，本发明实施例提供的单元划分仅是举例而言。例如确定单元102和控制单元103可以实现为独立的两个单元，也可以合并为一个单元。

进一步的，如图16b所示，该装置还可以包括发送单元104，用于发送经过所述光交换或电交换后的数据包，所述光交换和所述电交换是在所述控制单元根据所述控制信息实现的控制下完成的。

进一步的，如图16c所示，还装置还可以包括：

电交换单元105，用于对所述数据包进行电交换；

控制单元103，具体用于若确定所述数据包进行电交换，则根据所述控制信息控制所述电交换单元对所述数据包进行电交换。

光交换单元106，用于对所述数据包进行光交换；

控制单元103，具体用于若确定所述数据包进行光交换，则根据所述控制信息控制所述光交换单元对所述数据包进行光交换。

在一种实现方式下，电交换单元105和光交换单元106还可以将经过交换后的数据包发送给发送单元104，由发送单元104将所述经过交换后的数据包发送给与该数据调度装置具有通信关系的其它网络设备；另一种实现方式下，电交换单元105和光交换单元106可以将经过交换后的数据包直接发送给与该数据调度装置具有通信关系的其它网络设备。

需说明的是，电交换单元105和光交换单元106可以都布局在本发明实施例提供的数据调度装置中，也可以只布局一个单元，另一个单元则可以布局在与本发明实施例提供的数据调度装置具有通信联系的其它装置中。

在一种实现方式下，所述控制信息包括所述数据包的路由信息和所述数据包的包长。所述确定单元102具体用于：若所述数据包的包长大于或等于包长阈值，则确定所述数据包进行光交换，若所述数据包的包长小于包长阈值，则确定所述数据包进行电交换。在另一种实现方式下，所述控制信息包括所述数据包的路由信息和数据包的优先级信息。

所述确定单元102具体用于：确定与所述数据包的路由信息中携带的目的地址对应的光交换单元的输出端口，所述光交换单元用于对所述数据包进行光交换；若所确定的所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口为非空闲，则确定将所述数据包进行电交换；若所确定的所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口为空闲，则判断当前是否存在冲突数据包，其中，所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输入端口与所述数据包对应的所述光交换单元的输入端口不同，且所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输出端口与所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口相同；所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输入端口为所述冲突数据包的路由信息中的源地址对应的所述光交换单元的输入端口，其中，若不存在所述冲突数据包，则确定将所述数据包进行光交换。若存在所述冲突数据包，则根据所述数据包的优先级信息判断所述数据包的优先级是否高于所有所述冲突数据包的优先级，若所述数据包的优先级高于所有所述冲突数据包的优先级，则确定将所述数据包进行光交换。这里的“光交换单元”可以是本发明实施例提供的数据调度装置中集成的光交换单元，也可以是其它装置中提供的光交换单元。

在上述两种或其它等同替代的实现方式下，控制单元103具体可用于：若确定所述数据包进行光交换，则根据所述数据包的路由信息实现所述数据包进行光交换的控制，若确定所述数据包进行电交换，则根据所述数据包的路由信息实现所述数据包进行电交换的控制。

进一步的，所述确定单元102还用于：若所确定的所述数据包对应的光交换单元的输出端口为空闲，且存在所述冲突数据包，且所述数据包的优先级低于或等于任意一个所述冲突数据包的优先级，则确定将所述数据包进行电交换。

若确定所述数据包进行光交换，所述控制单元103还具体还用于：提取所述数据包中的数据帧，将所述数据帧封装成光包；根据所述控制信息实现所述光包进行光交换的控制。

在一种实现方式下，所述光包包括前导码、帧开始标识、所述数据帧以及帧结束标识；所述前导码的长度大于或等于所述光包的接收者为正确接收所述光包进行状态调整所需要花费的比特数。进一步的，所述控制单元103还用于：在实现当前光包的下一个光包进行光交换的控制之前，在所述当前光包的帧结束标志之后和所述下一个光包的前导码之前设置第一保护间隔，所述第一保护间隔的时间长度大于或等于对所述下一个光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

在另一种实现方式下，所述控制单元103具体用于：提取所述数据包(也即当前的一个数据包)中的数据帧，判断所述数据包中的数据帧对应的光交换单元的输出端口是否与所述数据包的上一个数据包(也即当前的这个数据包之前的那个数据包)中的数据帧对应的所述光交换单元的输出端口一致，若一致，则将所述数据包中的数据帧封装成光包，所述光包包括帧开始标志、所述数据包中的的数据帧以及帧结束标志；根据所述数据包的控制信息实现所述数据包中的数据帧封装成的光包进行光交换的控制。

进一步的，所述控制单元103在根据所述数据包的控制信息实现所述数据包中的数据帧封装成的光包进行光交换的控制之前，在所述数据包的所述上一个数据包的数据帧封装成的光包的帧结束标志之后和所述数据包中的数据帧封装成的光包的帧开始标志之前设置第二保护间隔。优选的，所述第二保护间隔的时间长度小于对所述当前数据包中的数据帧封装成的光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

可见，本发明实施例提供的数据调度装置，通过接收数据包，根据数据包中携带的控制信息确定将所述数据包进行光交换或进行电交换；若确定所述数据包进行光交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行光交换的控制；若确定所述数据包进行电交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行电交换的控制，实现将电交换技术和光交换技术有效结合，数据包既可以通过电交换单元进行交换，也可以通过光交换单元进行交换，有效提高数据交换效率，并得以更好地综合调度光交换资源及电交换资源。

请参阅图17，为本发明实施例提供的另一种数据调度装置的结构示意图。该装置可以实现为一个或多个通用的计算机系统。该数据调度装置包括接收器201、处理器202、存储器203以及发送器204，四者通过总线205连接。其中，接收器201用于接收数据包，所述数据包携带控制信息。存储器203用于存储计算机程序。处理器202用于读取存储器203中的计算机程序，并执行如下操作：根据所述数据包携带的控制信息确定将所述数据包进行光交换或进行电交换，若确定所述数据包进行光交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行光交换的控制；若确定所述数据包进行电交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行电交换的控制。

进一步的，该数据交换装置还可集成电交换单元和光交换单元中的一个或两个。若该数据调度装置未集成电交换单元和光交换单元，则发送器204可以用于根据处理器202确定的结果将数据包发送到电交换单元或光交换单元。若该数据调度装置集成有电交换单元和/或光交换单元，则发送器204可以用于将所述电交换单元和/或光交换单元返回的经过交换后的数据包发送给其它网络设备。

在一种实现方式下，所述控制信息包括所述数据包的路由信息和所述数据包的包长，则处理器202可具体执行如下步骤：若所述数据包的包长大于或等于包长阈值，则确定所述数据包进行光交换，若所述数据包的包长小于包长阈值，则确定所述数据包进行电交换；若确定所述数据包进行光交换，则根据所述数据包的路由信息实现所述数据包进行光交换的控制，若确定所述数据包进行电交换，则根据所述数据包的路由信息实现所述数据包进行电交换的控制。

在另一种实现方式下，所述控制信息包括所述数据包的路由信息和数据包的优先级信息，则处理器202可具体执行如下步骤：确定与所述数据包的路由信息中携带的目的地址对应的光交换单元的输出端口，所述光交换单元用于对所述数据包进行光交换；若所确定的所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口为非空闲，则确定将所述数据包进行电交换；若所确定的所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口为空闲，则判断当前是否存在冲突数据包，其中，所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输入端口与所述数据包对应的所述光交换单元的输入端口不同，且所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输出端口与所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口相同；所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输入端口为所述冲突数据包的路由信息中的源地址对应的所述光交换单元的输入端口，其中，若不存在所述冲突数据包，则确定将所述数据包进行光交换。若存在所述冲突数据包，则根据所述数据包的优先级信息判断所述数据包的优先级是否高于所有所述冲突数据包的优先级，若所述数据包的优先级高于所有所述冲突数据包的优先级，则确定将所述数据包进行光交换；若确定所述数据包进行光交换，则根据所述数据包的路由信息实现所述数据包进行光交换的控制，若确定所述数据包进行电交换，则根据所述数据包的路由信息实现所述数据包进行电交换的控制。进一步的，若所确定的所述数据包对应的光交换单元的输出端口为空闲，且存在所述冲突数据包，且所述数据包的优先级低于或等于任意一个所述冲突数据包的优先级，则确定将所述数据包进行电交换。

若确定所述数据包进行光交换，所述处理器202还用于：提取所述数据包中的数据帧，将所述数据帧封装成光包；根据所述控制信息实现所述光包进行光交换的控制。

在一种实现方式下，所述光包包括前导码、帧开始标识、所述数据帧以及帧结束标识；所述前导码的长度大于或等于所述光包的接收者为正确接收所述光包进行状态调整所需要花费的比特数。所述处理器202还用于：在实现所述光包的下一个光包进行光交换的控制之前，在所述光包的帧结束标志之后和所述下一个光包的前导码之前设置第一保护间隔，所述第一保护间隔的时间长度大于或等于对所述下一个光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

在另一种实现方式下，所述处理器202具体用于：提取所述数据包中的数据帧，判断所述数据包中的数据帧对应的光交换单元的输出端口是否与所述数据包的上一个数据包中的数据帧对应的所述光交换单元的输出端口一致，若一致，则将所述数据包中的数据帧封装成光包，所述光包包括帧开始标志、所述数据包中的的数据帧以及帧结束标志；根据所述数据包的控制信息实现所述数据包中的数据帧封装成的光包进行光交换的控制。

进一步的，在根据所述数据包的控制信息实现所述数据包中的数据帧封装成的光包进行光交换的控制之前，在所述上一个数据包的数据帧封装成的光包的帧结束标志之后和所述数据包中的数据帧封装成的光包的帧开始标志之前设置第二保护间隔。优选的，所述第二保护间隔的时间长度小于对所述当前数据包中的数据帧封装成的光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

可见，本发明实施例提供的数据调度装置，通过接收数据包，根据数据包中携带的控制信息确定将所述数据包进行光交换或进行电交换；若确定所述数据包进行光交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行光交换的控制；若确定所述数据包进行电交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行电交换的控制，实现将电交换技术和光交换技术有效结合，数据包既可以通过电交换单元进行交换，也可以通过光交换单元进行交换，有效提高数据交换效率，并得以更好地综合调度光交换资源及电交换资源。

综上所述，本发明实施例提供的数据调度与交换方法、装置以及系统，通过结合使用光交换单元和电交换单元，得以更好得综合调度光交换资源和电交换资源，克服了电交换设备的交换瓶颈。同时提供控制策略使得大量数据包可以同时进行电交换和光交换，在显著提高交换容量和效率的同时一定程度上避免了光交换出现的冲突问题。

进一步的，本发明实施例提供的光包格式保证了光包经过光交换后可以被突发接收机正确接收，另外还提供了一种发送到同一端口的光包形成的数据流，提高了线路的利用效率。

需说明的是，本发明实施例中所述的“连接”指的是两个或两个以上虚拟模块之间、两个或两个以上实体模块之间、或者实体模块与虚拟模块之间具有通信连接，其具体实现可以为一条或多条通信线路或信号线路。除非明确说明，否则该“连接”可以是直接连接，可以是通过接口或端口连接，还可以是通过其它的虚拟模块或实体模块间接连接。本发明实施例中所述的“第一”和“第二”等仅是为了区分而言，并非特定顺序限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元或模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元或模块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单元或模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，单元或模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。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。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，通用硬件包括通用集成电路、通用CPU、通用存储器、通用元器件等，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现。一般情况下，凡由计算机程序完成的功能都可以很容易地用相应的硬件来实现，而且，用来实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多样的，例如模拟电路、数字电路或专用电路等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (50)

1.一种数据调度方法，其特征在于，所述方法包括：

接收数据包，所述数据包携带控制信息；

根据所述控制信息确定将所述数据包进行光交换或进行电交换；

若确定所述数据包进行光交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行光交换的控制；若确定所述数据包进行电交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行电交换的控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

发送经过所述光交换或所述电交换后的数据包，所述光交换和所述电交换是在所述根据所述控制信息实现的控制下完成的。

3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述控制信息包括所述数据包的路由信息和所述数据包的包长；

所述根据所述控制信息确定将所述数据包进行光交换或进行电交换，包括：

若所述数据包的包长大于或等于包长阈值，则确定所述数据包进行光交换，若所述数据包的包长小于包长阈值，则确定所述数据包进行电交换。

4.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述控制信息包括所述数据包的路由信息和数据包的优先级信息；

所述根据所述控制信息确定将所述数据包进行光交换或进行电交换，包括：

确定与所述数据包的路由信息中携带的目的地址对应的光交换单元的输出端口，所述光交换单元用于对所述数据包进行光交换；

若所确定的所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口为非空闲，则确定将所述数据包进行电交换；

若所确定的所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口为空闲，则判断当前是否存在冲突数据包，其中，所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输入端口与所述数据包对应的所述光交换单元的输入端口不同，且所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输出端口与所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口相同；所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输入端口为所述冲突数据包的路由信息中的源地址对应的所述光交换单元的输入端口，其中，

若不存在所述冲突数据包，则确定将所述数据包进行光交换；

若存在所述冲突数据包，则根据所述数据包的优先级信息判断所述数据包的优先级是否高于所有所述冲突数据包的优先级，若所述数据包的优先级高于所有所述冲突数据包的优先级，则确定将所述数据包进行光交换。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述若确定所述数据包进行光交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行光交换的控制，包括：若确定所述数据包进行光交换，则根据所述数据包的路由信息实现所述数据包进行光交换的控制；

所述若确定所述数据包进行电交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行电交换的控制，包括：若确定所述数据包进行电交换，则根据所述数据包的路由信息实现所述数据包进行电交换的控制。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述根据所述控制信息确定将所述数据包进行光交换或进行电交换还包括：

若所确定的所述数据包对应的光交换单元的输出端口为空闲，且存在所述冲突数据包，且所述数据包的优先级低于或等于任意一个所述冲突数据包的优先级，则确定将所述数据包进行电交换。

7.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，在所述若确定所述数据包进行光交换之后，所述方法还包括：

提取所述数据包中的数据帧，将所述数据帧封装成光包；

所述根据所述控制信息实现所述数据包进行光交换的控制，包括：

根据所述控制信息实现所述光包进行光交换的控制。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述光包包括前导码、帧开始标识、所述数据帧以及帧结束标识；所述前导码的长度大于或等于所述光包的接收者为正确接收所述光包进行状态调整所需要花费的比特数。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在实现所述光包的下一个光包进行光交换的控制之前，在所述光包的帧结束标志之后和所述下一个光包的前导码之前设置第一保护间隔，所述第一保护间隔的时间长度大于或等于对所述下一个光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在将所述数据帧封装成光包之前，所述方法还包括：判断所述数据包中的数据帧对应的光交换单元的输出端口是否与上一个数据包中的数据帧对应的光交换单元的输出端口一致，若一致，则将所述数据包中的数据帧封装成光包，所述光包包括帧开始标志、所述数据包中的的数据帧以及帧结束标志。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在实现所述数据包的数据帧封装成的光包进行光交换的控制之前，在所述上一个数据包的数据帧封装成的光包的帧结束标志之后和所述数据包的数据帧封装成的光包的帧开始标志之前设置第二保护间隔。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二保护间隔的时间长度小于对所述数据包中的数据帧封装成的光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

13.一种数据调度装置，其特征在于，包括：接收单元、确定单元以及控制单元，

所述接收单元，用于接收数据包，并将所述数据包发送给所述确定单元；

所述确定单元，用于接收所述接收单元发送的数据包，所述数据包携带控制信息，根据所述控制信息确定将所述数据包进行光交换或进行电交换；

所述控制单元，用于若所述确定单元确定所述数据包进行光交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行光交换的控制；若确定所述数据包进行电交换，则根据所述控制信息实现所述数据包进行电交换的控制。

14.根据权利要求13所述的装置，还包括发送单元，

所述发送单元，用于发送经过所述光交换或电交换后的数据包，所述光交换和所述电交换是在所述控制单元根据所述控制信息实现的控制下完成的。

15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，还包括：

电交换单元，用于对所述数据包进行电交换；

所述控制单元，具体用于若确定所述数据包进行电交换，则根据所述控制信息控制所述电交换单元对所述数据包进行电交换。

16.根据权13-15任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

光交换单元，用于对所述数据包进行光交换；

所述控制单元，具体用于若确定所述数据包进行光交换，则根据所述控制信息控制所述光交换单元对所述数据包进行光交换。

17.根据权利要求13-16任一项所述的装置，其特征在于，所述控制信息包括所述数据包的路由信息和所述数据包的包长；

所述确定单元具体用于：若所述数据包的包长大于或等于包长阈值，则确定所述数据包进行光交换，若所述数据包的包长小于包长阈值，则确定所述数据包进行电交换。

18.根据权利要求13-16任一项所述的装置，其特征在于，所述控制信息包括所述数据包的路由信息和数据包的优先级信息；

所述确定单元具体用于：

确定与所述数据包的路由信息中携带的目的地址对应的光交换单元的输出端口，所述光交换单元用于对所述数据包进行光交换；

若所确定的所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口为非空闲，则确定将所述数据包进行电交换；

若所确定的所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口为空闲，则判断当前是否存在冲突数据包，其中，所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输入端口与所述数据包对应的所述光交换单元的输入端口不同，且所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输出端口与所述数据包对应的所述光交换单元的输出端口相同；所述冲突数据包对应的所述光交换单元的输入端口为所述冲突数据包的路由信息中的源地址对应的所述光交换单元的输入端口，其中，

若不存在所述冲突数据包，则确定将所述数据包进行光交换；

若存在所述冲突数据包，则根据所述数据包的优先级信息判断所述数据包的优先级是否高于所有所述冲突数据包的优先级，若所述数据包的优先级高于所有所述冲突数据包的优先级，则确定将所述数据包进行光交换。

19.根据权利要求17或18所述的装置，其特征在于，所述控制单元具体用于：若确定所述数据包进行光交换，则根据所述数据包的路由信息实现所述数据包进行光交换的控制，若确定所述数据包进行电交换，则根据所述数据包的路由信息实现所述数据包进行电交换的控制。

20.根据权利要求18或19所述的装置，其特征在于，所述确定单元还用于：若所确定的所述数据包对应的光交换单元的输出端口为空闲，且存在所述冲突数据包，且所述数据包的优先级低于或等于任意一个所述冲突数据包的优先级，则确定将所述数据包进行电交换。

21.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述控制单元具体用于：若确定所述数据包进行光交换，提取所述数据包中的数据帧，将所述数据帧封装成光包，根据所述控制信息实现所述光包进行光交换的控制。

22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述光包包括前导码、帧开始标识、所述数据帧以及帧结束标识；所述前导码的长度大于或等于所述光包的接收者为正确接收所述光包进行状态调整所需要花费的比特数。

23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述控制单元还用于：在实现当前光包的下一个光包进行光交换的控制之前，在所述当前光包的帧结束标志之后和所述下一个光包的前导码之前设置第一保护间隔，所述第一保护间隔的时间长度大于或等于对所述下一个光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

24.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述控制单元具体还用于：判断所述数据包中的数据帧对应的光交换单元的输出端口是否与所述数据包的上一个数据包中的数据帧对应的所述光交换单元的输出端口一致，若一致，则将所述数据包中的数据帧封装成光包，所述光包包括帧开始标志、所述数据包中的的数据帧以及帧结束标志；根据所述数据包的控制信息实现所述数据包中的数据帧封装成的光包进行光交换的控制。

25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述控制单元具体还用于：在根据所述数据包的控制信息实现所述数据包中的数据帧封装成的光包进行光交换的控制之前，在所述数据包的所述上一个数据包的数据帧封装成的光包的帧结束标志之后和所述数据包中的数据帧封装成的光包的帧开始标志之前设置第二保护间隔。

26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述第二保护间隔的时间长度小于对所述当前数据包中的数据帧封装成的光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

27.一种数据交换装置，其特征在于，所述数据交换装置包括一个以上输入端口和一个以上输出端口，数据包分发调度单元和电交换单元，其中：

所述数据包分发调度单元，连接所述数据交换装置的输入端口用于通过所述数据交换装置的输入端口接收数据包，所述数据包携带控制信息，所述数据包分发调度单元还用于根据所述控制信息确定将所述数据包进行光交换或进行电交换；所述数据包分发调度单元还连接所述电交换单元的输入端口以将确定进行电交换的数据包发送给所述电交换单元；

所述电交换单元，用于将所述数据包分发调度单元所发送的数据包进行电交换；所述电交换单元包括一个以上所述输入端口用于接收所述数据包分发调度单元发送的数据包，和一个以上与所述数据包分发调度单元连接的输出端口用于将经过所述电交换后的数据包发送给所述数据包分发调度单元；

所述数据包分发调度单元还连接所述数据交换装置的输出端口，接收所述电交换单元发送的经过所述电交换后的数据包，并通过连接的所述数据交换装置的输出端口发送所述经过所述电交换后的数据包。

28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述装置还包括光交换单元，

所述数据包分发调度单元还连接所述光交换单元的输入端口以将确定进行光交换的数据包发送给所述光交换单元；

所述光交换单元，用于将所述数据包分发调度单元所发送的数据包进行光交换；所述光交换单元包括一个以上所述输入端口用于接收所述数据包分发调度单元发送的数据包，和一个以上与所述数据包分发调度单元连接的输出端口用于将经过光交换后的数据包发送给所述数据包分发调度单元；

所述数据包分发调度单元还用于接收所述光交换单元发送的所述经过光交换后的数据包，并通过连接的所述数据交换装置的输出端口发送所述经过光交换后的数据包。

29.根据权利要求28所述的装置，其特征在于，所述数据包分发调度单元具体包括：一个以上数据包分发模块、中央控制调度模块以及一个以上数据包发送模块，其中：

每个所述数据包分发模块与所述一个所述数据交换装置的输入端口连接以通过所连接的所述数据交换装置的输入端口接收数据包，并从所述数据包中提取所述数据包的控制信息，将所述控制信息发送给所述中央控制调度模块；

所述中央控制调度模块用于：

接收所述数据包分发模块发送的所述数据包的控制信息，根据所述控制信息确定与所述数据包对应的分发信息，并将所述分发信息发送给所述数据包分发模块，所述分发信息用于指示所述数据包由光交换单元交换或电交换单元交换；

并根据所述数据包的控制信息控制所述光交换单元或所述电交换单元对所述数据包进行交换；

每个所述数据包分发模块还连接一个所述光交换单元的输入端口以及一个所述电交换单元的输入端口；所述每个所述数据包分发模块用于，接收所述中央控制调度模块发送的所述数据包的分发信息，并根据所述分发信息确定将所述数据包发送给所述光交换单元或将所述数据包发送给所述电交换单元，其中：

若所述分发信息指示所述数据包由光交换单元交换，则将所述数据包转化成光包，并将所述光包通过连接的所述光交换单元的输入端口发送给所述光交换单元，以使所述光交换单元在所述中央控制调度模块根据所述光包的控制信息的控制下对所述光包进行光交换并将光交换后的所述光包通过光交换单元的输出端口发送给与该输出端口连接的数据包发送模块；

若所述分发信息指示所述数据包由所述电交换单元交换，则将所述数据包通过连接的所述电交换单元的输入端口发送给所述电交换单元，以使所述电交换单元在所述中央控制调度模块根据所述数据包的控制信息的控制下对所述数据包进行电交换并将电交换后的所述数据包通过电交换单元的输出端口发送给与该输出端口连接的数据包发送模块；

每个所述数据包发送模块，连接一个所述光交换单元的输出端口及一个所述电交换单元的输出端口用于通过连接的所述光交换单元的输出端口接收所述光交换单元发送的数据包或通过连接的所述电交换单元的输出端口接收所述电交换单元发送的数据包；每个所述数据包发送模块，还连接一个所述数据交换装置的输出端口用于通过连接的所述数据交换装置的输出端口发送所接收到的经过光交换后的数据包或者经过电交换后的数据包。

30.根据权利要求29所述的装置，其特征在于，所述数据包的控制信息包括所述数据包的路由信息和数据包的包长；

所述中央控制调度模块具体用于：

接收所述数据包分发模块发送的所述数据包的路由信息和数据包的包长；

若所述数据包的包长大于或等于包长阈值，则确定与所述数据包对应的分发信息为指示所述数据包由光交换单元交换；

若所述数据包的包长小于包长阈值，则确定与所述数据包对应的分发信息为指示所述数据包由电交换单元交换；

将所述分发信息发送给所述数据包分发模块；

以及根据所述数据包的路由信息控制所述光交换单元或所述电交换单元对所述数据包进行交换。

31.根据权利要求29所述的装置，其特征在于，所述数据包的控制信息包括所述数据包的路由信息和所述数据包的优先级信息；

所述中央控制调度模块具体用于：

接收所述数据包分发模块发送的所述数据包的路由信息和所述数据包的优先级信息；

确定与所述路由信息中携带的目的地址对应的数据交换装置的输出端口，并根据所确定的所述数据交换装置的输出端口确定通过所述数据包发送模块与所述数据交换装置的输出端口连接的所述光交换单元的输出端口；

若所确定的所述数据包对应的光交换单元的输出端口为非空闲，则确定所述数据包的分发信息为指示所述数据包由电交换单元交换；

若所确定的所述数据包对应的光交换单元的输出端口为空闲，则判断当前是否存在冲突数据包，其中，所述冲突数据包对应的光交换单元的输入端口与所述数据包对应的光交换单元的输入端口不同，且所述冲突数据包对应的光交换单元的输出端口与所述数据包对应的光交换单元的输出端口相同；所述冲突数据包对应的光交换单元的输入端口为所述冲突数据包的路由信息中的源地址对应的数据交换装置的输入端口连接的光交换单元的输入端口，所述数据交换装置的输入端口和所述光交换单元的输入端口通过数据包分发模块连接，其中，

若不存在所述冲突数据包，则确定所述数据包的分发信息为指示所述数据包由光交换单元交换；

若存在所述冲突数据包，则根据所述数据包的优先级信息判断所述数据包的优先级是否高于所有所述冲突数据包的优先级，若所述数据包的优先级高于所有所述冲突数据包的优先级，则确定所述数据包的分发信息为指示所述数据包由光交换单元交换；

以及根据所述数据包的路由信息控制所述光交换单元或所述电交换单元对所述数据包进行交换。

32.根据权利要求31所述的装置，其特征在于，所述中央控制调度模块具体还用于：若所确定的所述数据包对应的光交换单元的输出端口为空闲，且存在所述冲突数据包，且所述数据包的优先级低于或等于任意一个所述冲突数据包的优先级，则确定所述数据包的分发信息为指示所述数据包由电交换单元交换。

33.根据权利要求29-32任一项所述的装置，其特征在于，所述数据包分发模块具体包括：数据包接收处理子模块、第一存储子模块、以及光包封装子模块，其中：

所述数据包接收处理子模块连接所述数据交换装置的输入端口以通过连接的所述数据交换装置的输入端口接收数据包，并从所述数据包中解析出数据帧，从所述数据帧中提取所述数据包的控制信息，将所述控制信息发送给所述中央控制调度模块；将所述数据帧存储到所述第一存储子模块中；

所述中央控制调度模块具体用于：

接收所述数据包接收处理子模块发送的所述数据包的控制信息，根据所述控制信息确定所述数据包的分发信息；

若所述分发信息指示所述数据包由光交换单元交换，则通知所述第一存储子模块将存储的所述数据包的数据帧发送到所述数据包分发模块的光包封装子模块中；

所述光包封装子模块连接所述光交换单元的输入端口；所述光包封装子模块用于将从所述第一存储子模块接收到的数据帧封装成光包，并通过连接的光交换单元的输入端口发送所述光包到所述光交换单元。

34.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，所述第一存储子模块包括一个以上虚拟队列，每个所述虚拟队列对应一个所述数据交换装置的输出端口，存储在该虚拟队列中的数据帧的目的地址对应于所述数据交换装置的输出端口。

35.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，所述第一存储子模块为缓存，用于缓存所述数据帧的全部或部分内容。

36.根据权利要求33-35任一项所述的装置，其特征在于，

所述光包包括前导码、帧开始标志、所述数据帧以及帧结束标志；所述前导码的长度大于或等于所述光包的接收者为正确接收所述光包进行状态调整所需要花费的比特数。

37.根据权利要求33-36任一项所述的装置，其特征在于，

所述光包封装子模块还用于，在发送完当前光包之后先设置第一保护间隔，再发送下一个光包，所述第一保护间隔的时间长度大于或等于对所述下一个光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

38.根据权利要求33-35任一项所述的装置，其特征在于，

所述中央控制调度模块还用于：在通知所述数据包分发模块的第一存储子模块发送下一个数据帧到所述数据包分发模块的光包封装子模块中之前，判断所述下一个数据帧对应的路由信息中的目的地址对应的光交换单元的输出端口是否与当前数据帧对应的光交换单元的输出端口相同，若相同，则通知所述光包封装子模块发送完当前数据帧封装成的光包的帧结束标志后发送所述下一个数据帧封装成的光包的帧开始标志；所述下一个数据帧封装成的光包包括帧开始标志、所述下一个数据帧以及帧结束标志。

39.根据权利要求33-35任一项所述的装置，其特征在于，

所述中央控制调度模块还用于：在通知所述数据包分发模块的第一存储子模块发送下一个数据帧到所述数据包分发模块的光包封装子模块中之前，判断所述下一个数据帧对应的路由信息中的目的地址对应的光交换单元的输出端口是否与当前数据帧对应的光包交换单元的输出端口相同，若相同，则通知所述光包封装子模块发送完当前数据帧封装成的光包的帧结束标志后先设置第二保护间隔，再发送所述下一个数据帧封装成的下一个光包的帧开始标志，所述下一个数据帧封装成的下一个光包包括帧开始标志、所述下一个数据帧以及帧结束标志。

40.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述第二保护间隔的时间长度小于对所述下一个光包进行光交换之前所述光交换单元进行状态调整的时间。

41.根据权利要求29-40任一项所述的装置，其特征在于，所述数据包发送模块具体包括：光包接收处理子模块、第二存储子模块以及数据包发送处理子模块，其中：

所述光包接收处理子模块连接所述光交换单元的输出端口以通过所述连接的光交换单元的输出端口接收光包；对来自不同的光交换单元的输入端口的光包进行状态调整处理；从光包中解析出数据帧；将所述数据帧存储到所述第二存储子模块中；

所述数据包发送处理子模块连接所述数据交换装置的输出端口；以及获取所述第二存储子模块中存储的数据帧，并将所述数据帧封装成数据包，通过连接的所述数据交换装置的输出端口发送所述数据包。

42.根据权利要求41所述的装置，其特征在于，所述第二存储子模块包括两个虚拟队列，其中一个虚拟队列用于存储所述光包接收处理子模块发送的数据帧，另一个虚拟队列用于存储所述电交换单元发送的数据帧。

43.根据权利要求41所述的装置，其特征在于，所述第二存储子模块包括一个以上虚拟队列，每个所述虚拟队列对应一个数据交换装置的输入端口，存储在该虚拟队列中的数据帧的源地址对应该数据交换装置的输入端口。

44.根据权利要求41所述的装置，其特征在于，所述第二存储子模块为缓存，用于缓存所述数据帧的全部或部分内容。

45.一种数据交换装置，其特征在于，所述装置包括一个以上输入端口、一个以上输出端口、电交换单元、光交换单元以及控制单元，其中：

所述电交换单元连接所述数据交换装置的输入端口以通过连接的所述数据交换装置的输入端口接收数据包，并提取所述数据包中的控制信息，将所述控制信息发送给所述控制单元；所述电交换单元在所述控制单元根据所述控制信息的控制下将所述数据包进行电交换；所述电交换单元连接所述数据交换装置的输出端口以通过连接的所述数据交换装置的输出端口发送所述电交换后的数据包；

所述光交换单元连接所述数据交换装置的输入端口以通过连接的所述数据交换装置的输入端口接收数据包，并提取所述数据包中的控制信息，将所述控制信息发送给所述控制单元；所述光交换单元用于，在所述控制单元根据所述控制信息的控制下将所述数据包进行光交换；所述光交换单元连接所述数据交换装置的输出端口以通过连接的所述数据交换装置的输出端口发送所述光交换后的数据包；

所述控制单元用于，接收所述电交换单元或所述光交换单元发送的数据包的控制信息，根据所述控制信息控制所述电交换单元或所述光交换单元进行所述数据包的电交换或光交换。

46.根据权利要求45所述的装置，其特征在于，所述光交换单元具体包括：前置处理模块、后置处理模块以及光交换模块，其中：

所述前置处理模块连接所述数据交换装置的一个或一个以上输入端口以通过连接的所述数据交换装置的输入端口接收数据包；并提取所述数据包中的控制信息和数据帧，将所述控制信息发送给所述控制单元，将所述数据帧封装成光包，将所述光包发送给所述光交换模块；

所述光交换模块包括一个以上输入端口和一个以上输出端口；所述光交换模块用于通过自身的输入端口接收所述前置处理模块发送的光包，在所述控制单元根据所述控制信息的控制下将所述光包进行光交换，并将交换后的光包通过自身的输出端口发送给所述后置处理模块；

所述后置处理模块连接所述数据交换装置的一个或一个以上输出端口以接收所述光交换模块通过所述光交换模块的输出端口发送的光包，提取所述光包中的数据帧，将所述数据帧封装成数据包，并通过连接的所述数据交换装置的输出端口发送所述数据包。

47.一种网络设备，其特征在于，所述网络设备包括至少一个第一物理链路端口、至少一个第二物理链路端口、以及数据包分发模块，其中：

所述数据包分发模块用于，将接收到的数据包分发到第一物理链路端口以通过所述第一物理链路端口连接的第一物理链路发送所述数据包以便于所述数据包被接收者进行光交换；或者将接收到的所述数据包分发到第二物理链路端口以通过所述第二物理链路端口连接的第二物理链路发送所述数据包，以便于所述数据包被接收者进行电交换。

48.根据权利要求47所述的网络设备，其特征在于，所述数据包分发模块具体用于，若接收到的所述数据包的包长大于或等于包长阈值，则将所述数据包分发到第一物理链路端口以通过所述第一物理链路端口连接的第一物理链路发送所述数据包以便于所述数据包被接收者进行光交换；否则，则将所述数据包分发到第二物理链路端口以通过所述第二物理链路端口连接的第二物理链路发送所述数据包，以便于所述数据包被接收者进行电交换。

49.一种数据交换系统，其特征在于，所述系统包括：网络设备、以及如权利要求27-44任一项所述的数据交换装置，其中：

所述网络设备连接所述数据交换装置的输入端口以通过连接的所述数据交换装置的输入端口向所述数据交换装置发送数据包；

所述数据交换装置用于通过所述数据交换装置的输入端口从所述网络设备接收数据包，将所述数据包进行交换后通过所述数据交换装置的输出端口发送给其它网络设备。

50.一种数据交换系统，其特征在于，所述系统包括：如权利要求45或46所述的网络设备以及与所述网络设备连接的如权利要求45或46所述的数据交换装置；所述网络设备的第一物理链路端口通过第一物理链路连接所述数据交换装置的输入端口；所述网络设备的第二物理链路端口通过第二物理链路连接所述数据交换装置的其它输入端口；

所述网络设备用于通过所述第一物理链路以及连接的所述数据交换装置的输入端口向所述数据交换装置发送数据包，以便于所述数据交换装置将所述数据包进行光交换；以及通过所述第二物理链路以及连接的所述数据交换装置的输入端口向所述数据交换装置发送数据包，以便于所述数据交换装置将所述数据包进行电交换。