CN104158709B - 一种光模块识别的方法及端口扩展设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纵向堆叠系统中Bootware阶段光模块识别方法。其中所述光模块设置于PE设备中，通过物理链路与CB设备连接。所述方法包括：接收来自CB设备的由普通以太网工作模式向级联的PE工作模式的切换指令，PE设备上的APP程序识别并存储光模块的类型；重启PE设备并通过PE设备上的上电启动程序读取所述光模块的类型，根据读取该光模块的类型适配转发单元，建立和CB设备的PEX物理连接；然后，从CB设备上下载PE设备处于级联工作模式下的APP程序及对应的版本文件并重启，完成PE设备从普通的以太网工作模式向级联的PE工作模式的切换。

Description

一种光模块识别的方法及端口扩展设备

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种纵向堆叠系统中端口扩展设备由普通的以太网工作模式切换为级联的以太网工作模式后在Bootware阶段的光模块识别的方法及端口扩展设备。

背景技术

当前数据中心技术的一个发展趋势是通过组建纵向堆叠系统的方式实现CB设备(Control Bridge，控制桥设备)的端口扩展，从而达到单一、扁平化管理，减少网络层次。在组建纵向堆叠系统的过程中，为了进一步实现智能化，需要PE设备(Port Extender，端口扩展设备)在接入CB设备后可以自动从普通的以太网工作模式切换至级联的以太网工作模式，也就是实现PE设备在接入CB设备中的即插即用功能。光模块是一种起到光电转换作用的数据传输模块，通过光模块配合光纤，可以实现各种通信设备端口间数据的高速传输。对于设置了光模块的PE设备，实现在接入CB设备中的即插即用功能首先要求PE设备在Bootware阶段(上电启动阶段)对光模块类型进行正确识别，进而进而根据识别出来的光模块类型进行PHY(Physical Layer Device，物理层设备)和MAC芯片的适配，以保证PE设备和CB设备间物理链路通畅，以便PE设备从CB设备上下载对应的版本文件创建条件。

然而，现有技术实现识别光模块类型的一种方法是：通过PE设备Bootware阶段的APP程序(通常为网络操作系统软件)自带的I2C(Inter-Integrated Circuit，两线试串行总线)读写模块访问光模块的EEPROM(带电可擦可编程只读存储器)单元中存储的光模块的类型信息，但是，对于不同厂商的CPU以及不同厂商的MAC芯片，I2C的硬件单元连接方式差异较大，例如：有些是用CPU提供的I2C总线，有些是用的GPIO模拟，还有的用的是MAC芯片提供的I2C总线等。而目前PE设备的上电启动程序中没有通用I2C读写模块接口。如果在上电启动程序中开发统一的I2C访问单元，不仅难度很高，会大大增加上电启动程序的复杂度，降低稳定性。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种光模块识别的方法及端口扩展设备。

本发明提供的光模块识别方法，具体是通过如下技术方案实现的：

一种光模块识别方法，应用在纵向堆叠系统中的PE设备上，所述纵向堆叠系统包括CB设备和PE设备，其中，所述PE设备的光模块通过PEX物理链路与CB设备连接，所述光模块设置于PE设备中，其中，所述方法包括：

接收来自所述CB设备的由普通以太网工作模式向级联的PE工作模式的切换指令，所述PE设备上的APP程序识别并存储所述光模块的类型；

重启所述PE设备并通过所述PE设备上的上电启动程序读取所述光模块的类型，根据读取该光模块类型适配的转发单元，建立和所述CB设备的PEX物理链路连接；

从所述CB设备上下载所述PE设备处于级联工作模式下的APP程序及对应的版本文件并重启所述PE设备，完成所述PE设备从普通的以太网工作模式向级联的PE工作模式的切换。

进一步地，所述PE设备上的APP程序是所述PE设备工作在普通的以太网工作模式下的网络操作系统软件，

所述APP识别出的光模块类型信息具体存储到所述PE设备上的非易失性物理存储介质中。

进一步地，所述根据读取的光模块的类型进行转发单元的适配具体为：PE设备与CB设备间级联的PE工作模式下的PHY芯片和MAC芯片的适配。

进一步地，从所述CB设备上下载所述PE设备处于级联工作模式下的APP程序及对应的版本文件具体为：CB设备经由PEX物理链路主动推送给PE设备。

进一步地，所述方法还包括：

当检测到PE设备与CB设备连接的光模块或者PEX物理链路进行了更换，所述PE设备上的APP程序将重新识别光模块类型并对之加以保存。

本发明同时提供一种光模块识别的端口扩展设备，该端口扩展设备应用在纵向堆叠系统中并与CB设备之间通过光模块进行PEX物理链路连接，其中，所述PE设备(端口扩展设备)包括识别模块、适配模块以及下载模块，

识别模块，用以在所述PE设备接收来自CB设备的由普通以太网工作模式向级联的PE工作模式的切换指令时，识别并存储光模块的类型；

适配模块，用以在所述PE设备重启时读取所述光模块的类型，根据读取该光模块的类型适配转发单元，建立PE设备和CB设备之间的PEX物理连接；

下载模块，用于从CB设备上下载PE设备处于级联工作模式下的APP程序及对应的版本文件并重启所述PE设备，完成PE设备会从普通的以太网工作模式向级联的PE工作模式的切换。

进一步地，所述PE设备还包括有重启模块，用以

在所述PE设备接收来自CB设备的由普通以太网工作模式向级联的PE工作模式的切换指令，完成光模块类型的识别并存储后，对所述PE设备进行重启；

在下载模块完成从CB设备上下载PE设备处于级联工作模式下的APP程序及对应的版本文件后，再次对所述PE设备进行重启。

进一步地，所述PE设备还包括：存储模块，用以在所述识别模块识别出光模块的类型后存储所述光模块的类型信息。

进一步地，所述PE设备还包括：检测模块，用于当检测到PE设备与CB设备连接的光模块或者PEX物理链路进行更换时，通知识别模块和适配模块分别重新对光模块的类型进行识别、存储和对转发单元进行适配。

进一步地，所述适配模块根据读取该光模块的类型适配的转发单元，具体为：所述PE设备上的PHY转发单元和MAC转发单元。

通过本发明，可以使得端口扩展设备由普通的以太网工作模式切换为级联的以太网工作模式后，在Bootware阶段能够正确地识别光模块的类型。解决了PE设备难以在Bootware阶段读取光模块类型的技术问题，且具有不增加上电启动程序复杂度的有益效果，实现了PE设备的即插即用。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的步骤或部件。在附图中：

图1是根据本发明的本发明提供的纵向堆叠系统中Bootware阶段识别光模块的方法的流程图；

图2是根据本发明的一实施方式中的纵向堆叠系统的组网示意图；

图3是根据本发明的一实施方式中的纵向堆叠系统中的PE设备与CB设备之间的工作模式切换方法的流程图；

图4是根据本发明的一实施方式中PE设备的结构示意图。

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。

本领域技术人员应该理解，说明书附图中呈现的框图表示实现本发明的结构或电路的示意性图示。类似地，应该理解，说明书附图中呈现的任何流程图等表示实际可以由各种计算机或者处理器执行的各种处理，而不管在图中是否明确显示了此类计算机或者处理器。

参考图1，本发明提供的光模块识别的方法，应用在纵向堆叠系统中的PE设备上，所述纵向堆叠系统包括CB设备和PE设备，其中，所述PE设备的光模块通过PEX(PeerExchange，节点信息交换)物理链路与CB设备连接，所述光模块设置于PE设备中，所述方法包括以下步骤：

步骤21、接收来自CB设备的由普通以太网工作模式向级联的PE工作模式的切换指令，PE设备上的APP程序识别并存储光模块的类型；

步骤22、重启PE设备并通过PE设备上的上电启动程序读取所述光模块的类型，根据读取的该光模块的类型适配转发单元，建立和CB设备的PEX物理链路连接；

步骤23、从CB设备上下载PE设备处于级联的PE工作模式下的APP程序及对应的版本文件并重启PE设备，完成PE设备会从普通的以太网工作模式向级联的PE工作模式的切换。

由于对于已经完全启动的PE设备来说，无论其是工作在普通的以太网工作模式还是工作在级联的PE模式，其上的APP始终可以正确识别光模块的类型。因此，本发明方案先利用普通以太网工作模式下的APP识别出光模块的类型并对之进行存储，然后在PE重启后Bootware阶段利用上电启动程序对光模块类型进行识别，并根据识别出的光模块类型进行转发单元的适配。从而完成PE设备在级联的工作模式下从CB设备上版本的正确下载。

进一步地，

步骤21中PE设备上的APP程序是PE设备工作在普通的以太网工作模式下的网络操作系统软件，所述APP识别出的光模块类型信息具体存储到PE设备上的非易失性物理存储介质中。

步骤22中根据光模块的类型进行转发单元的适配具体为：PE设备与CB设备间级联的PE工作模式下的PHY芯片和MAC芯片的适配。

步骤23中从CB设备上下载PE设备处于级联的PE工作模式下的APP程序及对应的版本文件具体为：CB设备经由PEX物理链路主动推送给PE设备。

在步骤23之后，如果检测到PE设备与CB设备连接的光模块或者PEX物理链路进行了更换，则步骤21中的PE设备上的APP程序将重新识别光模块类型并对之加以保存。

为使本领域的技术人员更加清楚和明白，下面以图2所示的纵向堆叠系统中的PE设备B(C)与CB设备A之间的工作模式切换参考举例，进一步说明本发明纵向堆叠系统中PE设备B(C)在Bootware阶段的光模块识别的方法。参考图2，在该纵向堆叠系统中，PE设备B(C)分别通过PEX物理链路与CB设备A连接。为了实现PE设备B(C)在接入CB设备A后，从Switch模式(普通的以太网工作模式)自动切换至PE模式(级联的以太网工作模式)。本发明方法包括如下步骤，具体参见图3：

步骤S31：PE设备B(C)首先运行在普通的以太网工作模式。

交换机B(C)此时运行在普通以太网工作模式，在该工作模式下，交换机B可以执行收发数据的功能，但是不能作为交换机A的一个端口工作，即不能实现通过交换机A来统一进行管理。

步骤S32：PE设备B(C)接收从所述CB设备A发送的切换至级联的PE工作模式的命令。

在该步骤中，运行普通以太网工作模式的PE设备B(C)与CB设备A进行工作模式切换的协商，接收CB设备A发送的切换至级联的PE工作模式的命令。其中，PE设备由普通的以太网工作模式向级联的PE工作模式切换可以通过现有的PE设备和CB设备之间工作模式协商方式实现，例如，PE设备B接收从CB设备A发送的模式协商请求(Mode NegotiateRequest)报文、PE设备B向CB设备A发送模式协商响应(Mode Negotiate Reply)报文、PE设备B从CB设备A接收模式协商确认(Mode Negotiate Acknowledge)报文来实现。

步骤S33：PE设备B(C)工作在普通的以太网工作模式下的操作系统软件(APP程序)的总线读写模块读取所述光模块类型并存储所述光模块类型，然后重新启动所述PE设备B(C)。

PE设备B(C)在接收到CB设备A的模式切换命令后，为了实现本发明目的，PE设备B(C)工作在普通的以太网工作模式下的操作系统软件需要事先通过其上设置的I2C总线读写模块读取所述光模块类型并存储所述光模块类型。由于对于已经完全启动的交换机来说，无论是工作在普通的以太网模式下还是级联的PE模式下，PE设备的操作系统程序始终可以正确识别光模块的类型。因此，PE设备工作在普通的以太网工作模式下的操作系统软件可以正确读取所述光模块的类型，并在正确读取之后，将所述光模块的类型信息存储在所述PE设备的非易失性存储介质上，例如：例如带电可擦可编程只读存储器、闪存(Flash存储器)、铁电存储器(FRAM)，以实现存储的所述光模块类型不会因为掉电而丢失。

在所述PE设备B(C)将识别出的光模块类型保存在非易失性的物理存储介质后，为了激活PE设备B(C)和CB设备间的PEX物理链路，所述PE设备B(C)会自动重启。随后PE设备B(C)将进入到上电启动程序阶段。

S34：PE设备B(C)通过上电启动程序读取所述光模块的类型并根据该光模块类型对转发单元进行适配，以建立与CB设备A之间的通信。

对于PE设备B(C)，正常启动过程通常是：硬件上电后，首先需要通过固定的内存指针跳转，加载上电启动程序，例如Bootware程序，目前Bootware程序一般采用的是两段式结构，基本段和扩展段。基本段所含功能比较少，主要完成对硬件设备，例如中央处理单元(CPU，Central Processing Unit)、内存等的初始化，并完成从存储设备上读取扩展段并引导扩展段的启动，扩展段主要完成上层应用程序的引导和启动。由于在步骤S34中，光模块的类型已经存储在PE设备B(C)的非易失性存储器中，同时，PE设备B(C)与CB设备A之间级联的PEX物理链路的建立，对于光模块和光纤来讲，没有任何特殊性，它和普通的以太网链路一样，因此，在PE设备B(C)重新启动并进入Bootware阶段后，Bootware程序不再需要访问光模块，而是可以直接跳转读取在步骤S33中已经存储在PE设备B(C)的非易失性存储器上的光模块类型，然后根据读取的所述光模块类型初始化配置PE设备B(C)的转发单元，例如：PE设备的PHY转发单元及MAC转发单元，进而完成PE设备B(C)与CB设备A之间的物理PEX物理链路连接和通信。

经过步骤S33和S34，PE设备B(C)利用操作系统软件和Bootware程序的配合使用，完成了对光模块的识别及对通信转发单元的配置，实现了PE设备B(C)与CB设备A之间的级联PEX物理链路的通信。

步骤S35：PE设备B(C)接收并存储从CB设备A发送的所述级联的PE工作模式下的程序软件及对应的版本文件。

在完成PE设备B(C)的PHY转发单元及MAC转发单元进行初始化设置后，PE设备B(C)与CB设备A之间的级联PEX物理链路已激活，因此PE设备B(C)能够通过PEX级联链路从CB设备A上接收级联以太网工作模式操作系统软件及对应的版本文件，并将接收到的级联以太网工作模式操作系统软件进行存储。

步骤S36：所述PE设备B(C)重新启动并运行在所述PE工作模式。

再次启动PE设备B(C)后，通过上电启动程序引导加载级联以太网工作模式操作系统软件，从而实现PE设备B(C)工作在级联以太网工作模式上。

通过上述步骤S31至S36实现了PE设备B(C)从普通的以太网工作模式到级联的PE工作模式的自动切换，实现即插即用的有益技术效果。

在一实施方式中，所述PE设备为以太网交换机。诚然，所述PE设备也可以是其他支持端口扩展功能的以太网设备。

根据本发明的实施方式，运行普通的以太网工作模式操作系统软件的两线式串行总线读写模块可以访问硬件布线为中央处理器提供的两线式串行总线，或者访问媒体接入控制器芯片提供的两线式串行总线，又或者是访问通用输入/输出(GPIO)模拟两线式串行总线。

进一步地，在一优选的实施方式中，在完成步骤S36后，方法3还包括以下步骤：检测所述光模块是否被替换，在检测到所述光模块被替换时重新通过步骤S31至S33读取并存储所述替换后的光模块类型。

根据本发明的第二方面，提供了一种光模块识别的端口扩展设备。该扩展设备应用在纵向堆叠系统中并通过光模块与CB设备之间进行PEX物理链路连接，参考图4，所述PE设备包括：识别模块41、适配模块42以及下载模块43。其中，

识别模块41，用以在所述PE设备接收来自CB设备的由普通以太网工作模式向级联的PE工作模式的切换指令时，识别并存储光模块的类型；

适配模块42，用以在所述PE设备重启时读取所述光模块的类型，根据读取该光模块的类型适配转发单元，建立PE设备和CB设备之间的PEX物理链路连接；

下载模块43，用于从CB设备上下载PE设备处于级联的PE工作模式下的APP程序及对应的版本文件并重启PE设备，完成PE设备会从普通的以太网工作模式向级联的PE工作模式的切换。

进一步地，所述PE设备还包括

重启模块，用以在所述PE设备接收来自CB设备的由普通以太网工作模式向级联的PE工作模式的切换指令，识别模块41完成识别并存储光模块的类型后，对所述PE设备进行重启；在下载模块43完成从CB设备上下载PE设备处于级联的PE工作模式下的APP程序及对应的版本文件后，再次对所述PE设备进行重启。

存储模块，用以在所述识别模块41识别出光模块的类型后存储所述光模块的类型信息。

检测模块，用于当检测到PE设备与CB设备连接的光模块或者PEX物理链路进行更换时，通知识别模块41和适配模块42分别重新对光模块的类型进行识别和转发单元进行适配。

进一步地，

适配模块42根据读取该光模块的类型适配转发单元，具体为适配所述PE设备上的PHY转发单元和MAC转发单元。

本发明提供的上述可以在上电启动阶段识别光模块类型的方法及其设备，解决了现有技术中PE设备在上电启动阶段难以读取光模块类型的技术问题，实现了PE设备的即插即用，并且具有不增加上电启动程序复杂程度的有益效果。

在本说明书中，说明了大量的具体细节。然而，应当理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在一些实施例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不使读者混淆对本说明书的原理的理解。

本领域技术人员可以理解，可以对各实施例中的装置中的模块进行自适应性地改变，并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个装置中。可以把实施例中的若干模块组合成一个模块或单元或组件，还可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了特征和/或处理相互排斥的情况之外，可以采用任何组合，对本说明书中公开的任何方法的所有步骤或者任何装置的所有模块进行组合。除非另外明确陈述，本说明书中公开的每个特征都可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。

Claims (10)

1.一种光模块识别方法，应用在纵向堆叠系统中的端口扩展PE设备上，所述纵向堆叠系统包括控制桥CB设备和PE设备，其中，所述PE设备的光模块通过节点信息交换PEX物理链路与CB设备连接，所述光模块设置于PE设备中，其特征在于，所述方法包括：

接收来自所述CB设备的由普通以太网工作模式向级联的PE工作模式的切换指令，所述PE设备上的APP程序识别并存储所述光模块的类型；

重启所述PE设备并通过所述PE设备上的上电启动程序读取所述光模块的类型，根据读取的该光模块的类型适配转发单元，建立和所述CB设备的PEX物理链路连接；

从所述CB设备上下载所述PE设备处于级联的PE工作模式下的APP程序及对应的版本文件并重启所述PE设备，完成所述PE设备从普通的以太网工作模式向级联的PE工作模式的切换。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述PE设备上的APP程序是所述PE设备工作在普通的以太网工作模式下的网络操作系统软件，

所述APP识别出的光模块类型信息具体存储到所述PE设备上的非易失性物理存储介质中。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据读取的光模块的类型进行转发单元的适配具体为：PE设备与CB设备间级联的PE工作模式下的物理层设备PHY芯片和MAC芯片的适配。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述CB设备上下载所述PE设备处于级联的PE工作模式下的APP程序及对应的版本文件具体为：CB设备经由PEX物理链路主动推送给PE设备。

5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当检测到PE设备与CB设备连接的光模块或者PEX物理链路进行了更换，所述PE设备上的APP程序将重新识别光模块类型并对之加以保存。

6.一种光模块识别的端口扩展设备，该端口扩展设备应用在纵向堆叠系统中并与控制桥CB设备之间通过光模块进行节点信息交换PEX物理链路连接，其特征在于，所述端口扩展PE设备包括识别模块、适配模块以及下载模块，

识别模块，用以在所述PE设备接收来自CB设备的由普通以太网工作模式向级联的PE工作模式的切换指令时，识别并存储光模块的类型；

适配模块，用以在所述PE设备重启时读取所述光模块的类型，根据读取该光模块的类型适配转发单元，建立PE设备和CB设备之间的PEX物理链路连接；

下载模块，用于从CB设备上下载PE设备处于级联的PE工作模式下的APP程序及对应的版本文件并重启所述PE设备，完成PE设备从普通的以太网工作模式向级联的PE工作模式的切换。

7.如权利要求6所述的端口扩展设备，其特征在于，所述PE设备还包括有重启模块，用以

在所述PE设备接收来自CB设备的由普通以太网工作模式向级联的PE工作模式的切换指令，完成光模块类型的识别并存储后，对所述PE设备进行重启；

在下载模块完成从CB设备上下载PE设备处于级联的PE工作模式下的APP程序及对应的版本文件后，再次对所述PE设备进行重启。

8.如权利要求6所述的端口扩展设备，其特征在于，所述PE设备还包括：

存储模块，用以在所述识别模块识别出光模块的类型后存储所述光模块的类型信息。

9.如权利要求6所述的端口扩展设备，其特征在于，所述PE设备还包括：

检测模块，用于当检测到PE设备与CB设备连接的光模块或者PEX物理链路进行更换时，通知识别模块和适配模块分别重新对光模块的类型进行识别、存储和对转发单元进行适配。

10.如权利要求6-9任何一项所述的端口扩展设备，其特征在于，所述适配模块根据读取该光模块的类型适配的转发单元，具体为：

所述PE设备上的物理层设备PHY转发单元和MAC转发单元。