CN104579697A - 网络扩展模块及多网络处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络扩展模块及多网络处理系统，该网络扩展模块包括：网络接口模块，用于连接外部网络设备；以及交换芯片，通过网络接口总线与网络接口模块相连，其中，网络接口总线包括第一网络接口总线和第二网络接口总线，交换芯片用于实现数据传输的网络接口总线的切换，第一网络接口总线和第二网络接口总线为不同类型的总线。通过发明，解决了网络扩展模块无法兼容多种网络接口总线的问题，进一步达到了网络扩展模块无法兼容多种接口总线。

Description

网络扩展模块及多网络处理系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种网络扩展模块及多网络处理系统。

背景技术

由于现场应用需要多样性，现有的许多设备都可以在其基本功能的条件下进行扩展，例如，通过扩展插槽实现处理器的网络扩展。但是，有些扩展插槽的兼容性较差，例如，基于无内部互锁流水级(Microprocessor without interlocked piped stage，简称为MIPS)架构的处理器，已实现了多网络扩展功能，但每个网络扩展插槽只能单一的使用基于串行千兆位介质独立接口(Serial Gigabit Medium Independent Interface，简称为SGMII)总线的千兆网络接口或是基于万兆附属单元接口(10Gigabit attachment unitinterface，简称为XAUI)总线的万兆网络接口。面对多样的数据传输需求，以及网络扩展接口的随机调配性增加，现有单一接口总线扩展方式无法满足需求。

针对相关技术中网络扩展模块无法兼容多种网络接口总线的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种网络扩展模块及多网络处理系统，以解决相关技术中网络扩展模块无法兼容多种接口总线的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种网络扩展模块。该网络扩展模块包括：网络接口模块，用于连接外部网络设备；以及交换芯片，通过网络接口总线与网络接口模块相连，其中，网络接口总线包括第一网络接口总线和第二网络接口总线，交换芯片用于实现数据传输的网络接口总线的切换，第一网络接口总线和第二网络接口总线为不同类型的总线。

进一步地，网络接口模块包括：网络扩展插槽；第一网络接口，通过第三网络接口总线与网络扩展插槽相连；以及第二网络接口，通过第四网络接口总线与网络扩展插槽相连，其中，第三网络接口总线和第四网络接口总线为不同类型的总线，其中，第一网络接口总线和第三网络接口总线为相同类型的总线，第二网络接口总线和第四网络接口总线为相同类型的总线。

进一步地，网络扩展插槽包括第一检测模块，第一检测模块用于检测网络扩展插槽接收的数据的类型，数据的类型包括第一数据类型和第二数据类型，第一数据类型的数据来源于第一网络接口，第二数据类型的数据来源于第二网络接口。

进一步地，网络扩展插槽包括第二检测模块，第二检测模块用于检测信号类型，其中，信号包括第一信号和第二信号，第一信号用于表示第一网络接口处于工作状态，第二信号用于表示第二网络接口处于工作状态。

进一步地，第一网络接口为千兆网络接口，第一网络接口总线为千兆网络接口总线，第二网络接口为万兆网络接口，第二网络接口总线为万兆网络接口总线。

进一步地，网络接口模块包括多个网络接口模块，多个网络接口模块中的每一个网络接口模块均通过第一网络接口总线和第二网络接口总线与交换芯片相连。

进一步地，交换芯片包括：多个接口，其中，多个接口中每个接口均连接至第一网络接口总线和第二网络接口总线；以及接口控制器，用于控制数据在多个接口之间切换。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种多网络处理系统。该多网络处理系统包括：网络扩展模块；以及处理器，与网络扩展模块相连。

进一步地，处理器为无内部互锁流水级微处理器。

通过本发明，采用在网络接口模块上连接多种不同网络接口总线，并通过交换芯片实现多种不同网络接口总线的切换，解决了网络扩展模块无法兼容多种接口总线的问题，进而达到了网络扩展模块能够兼容多种接口总线的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明第一实施例的网络扩展模块的示意图；

图2是根据本发明第二实施例的网络扩展模块的示意图；以及

图3是根据本发明实施例的多网络处理系统的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种网络扩展模块，图1是根据本发明实施例的网络扩展模块的示意图。

如图1所示，该网络扩展模块包括：网络接口模块，用于连接外部网络设备；以及交换芯片，通过网络接口总线与网络接口模块相连，其中，网络接口总线包括第一网络接口总线和第二网络接口总线，交换芯片用于实现数据传输的网络接口总线的切换，第一网络接口总线和第二网络接口总线为不同类型的总线。

网络扩展模块是指用于实现网络功能扩展的模块，例如，通过网络扩展插槽或是网络扩展接口实现以太网的扩展。网络接口模块用于连接外部网络设备，例如，防火墙、路由器、网关等设备。网络接口模块包括以太网总线接口，例如，介质独立接口(Medium Independent Interface，简称为MII)，简化介质独立接口(Reduced MediumIndependent Interface，简称为RMII)，串行介质独立接口(Serial Medium IndependentInterface，简称为SMII)，千兆位介质独立接口(Gigabit Medium Independent Interface，GMII)，串行千兆位介质独立接口(Serial Gigabit Medium Independent Interface，简称为SGMII)，万兆附属单元接口(10Gigabit attachment unit interface，简称为XAUI)等，其中，介质独立接口是指不用考虑媒体介质是铜轴、光纤、电缆等材料，该接口一般应用于以太网硬件平台的数据链路层和物理层之间。网络接口总线与网络接口模块相连，实现外部网络设备与处理器进行通信。网络接口总线与网络接口模块一一对应，例如，RMII与RMII总线相连，XAUI与XAUI总线相连，等等。交换芯片用于实现数据传输网络接口总线的切换，现有的交换芯片的类型较多，以常用的broadcom56504交换芯片为例进行说明，broadcom56504交换芯片由千兆以太网/十兆以太网接口模块、CPU接口模块、输入输出匹配/修改模块、内存管理单元模块、二级(L2)转发模块、三级(L3)转发模块、安全模块、流分类模块等模块组成。具体地，数据包由接口(例如，十兆以太网接口)进入交换芯片之后，首先进行数据包头字段匹配，为流分类做准备，然后经过一个安全引擎进行包过滤，符合安全的包进行转发或路由，并经过流分类处理器对匹配的数据包做相应操作(比如丢弃、限速等)，对于可以转发的数据包放到不同队列的缓冲器(buffer)中，调度器根据优先级等算法进行队列调度，在接口发出该数据包之前执行流分类修改动作，最终从相应接口(例如，千兆以太网接口)发送出去，从而实现数据传输的接口的切换，进一步实现数据传输的接口总线的切换，即数据包从十兆以太网接口总线上传输切换为在千兆以太网接口总线上进行传输。

本发明实施例通过在网络接口模块上连接多种不同网络接口总线，例如，同时连接第一网络接口总线和第二网络接口总线，第一网络接口总线和第二网络接口总线是不同的两种网络接口总线，例如，第一网络接口总线可以是十兆以太网接口总线，第二网络接口总线可以是一百兆以太网接口总线，并通过交换芯片实现多种不同网络接口总线的切换，从而使得在一个网络扩展模块上兼容多种的网络接口进行数据的传输，相对于现有技术中一个网络扩展模块只能扩展一种网络接口，提高了网络扩展的灵活性。

可选地，如图2所示，网络接口模块包括：网络扩展插槽；第一网络接口，通过第三网络接口总线与网络扩展插槽相连；以及第二网络接口，通过第四网络接口总线与网络扩展插槽相连，其中，第三网络接口总线和第四网络接口总线为不同类型的总线，其中，第一网络接口总线和第三网络接口总线为相同类型的总线，第二网络接口总线和第四网络接口总线为相同类型的总线。

第一网络接口和第二网络接口为任意不同的网络接口，例如，第一网络接口为千兆网络接口，第二网络接口为万兆网络接口，相应的，第三网络接口总线和第一网络接口总线都为千兆网络接口总线，第四网络接口总线和第二网络接口总线为万兆网络接口总线。第一网络接口和第二网络接口通过接口总线连接至网络扩展插槽上，网络扩展插槽上通过千兆网络接口总线和万兆网络接口总线连接至交换芯片实现网络接口总线的切换，具体地，如果处理器的网络接口为万兆网络接口，可以通过交换芯片将网络扩展插槽中来自于千兆网络接口的数据包路由至万兆网络接口输出，同样的，如果处理器的网络接口为千兆网络接口，可以通过交换芯片将网络扩展插槽中来自于万兆网络接口的数据包路由至千兆网络接口输出。

优选地，为了提高数据包传输的准确性，网络扩展插槽包括第一检测模块，第一检测模块用于检测网络扩展插槽接收的数据的类型，数据的类型包括第一数据类型和第二数据类型，第一数据类型的数据来源于第一网络接口，第二数据类型的数据来源于第二网络接口。

由于网络扩展插槽融合了多种的网络接口，因此，会接收到不同类型的数据包，通过检测数据包的类型可以判断输入该数据包的网络接口类型，本发明实施例以两个接口类型为例进行说明，即第一网络接口和第二网络接口两个类型。当网络扩展插槽接收到一个数据包后，首先通过检测模块，即第一检测模块进行检测，第一检测模块对数据包进行分析，确定数据包的类型，如果确定为第一数据类型则通过第一网络接口总线传输至交换芯片，如果确定为第二数据类型则通过第二网络接口总线传输至交换芯片，避免了数据包通过不兼容的网络接口总线进行传输导致数据包丢失或是数据包传输失败。

优选地，为了提高数据包传输的准确性，网络扩展插槽包括第二检测模块，第二检测模块用于检测信号类型，其中，信号包括第一信号和第二信号，第一信号用于表示第一网络接口处于工作状态，第二信号用于表示第二网络接口处于工作状态。

当网络接口接入外部网络设备时说明该网络接口处于工作状态，相应地，在该网络接口会产生电流、电压等信号，因此，信号可以是电流信号，可以是电压信号，也可以是任何其他能够表明网络接口处于工作状态的信号。第二检测模块可以任何能够检测上述信号的模块，具体地，第二检测模块可以是电流传感器，也可以是电压传感器，以第二检测模块为电流传感器为例进行说明，通过在第一网络接口和第二网络接口分别设置一个电流传感器，当第一网络接口连接外部网络设备工作时产生电流，第一网络接口的电流传感器检测到电流信号，表明第一网络接口处于工作状态，扩展插槽接收到的数据包来自于第一网络接口，因此，扩展插槽通过第一网络接口总线传输数据包至交换芯片。

优选地，为了提高数据包传输速率，第一网络接口为千兆网络接口，第一网络接口总线为千兆网络接口总线，第二网络接口为万兆网络接口，第二网络接口总线为万兆网络接口总线。

千兆网络接口是指传输速率达到1000Mb/s的网络接口，可以是GMII、SGMII、QSGMII等，万兆网络接口是指传输速率达到10000Mb/s网络接口，可以是XAUI、RXAUI等。千兆网络接口总线可以是GMII总线、SGMII总线、QSGMII总线等，万兆网络接口总线可以是XAUI总线、RXAUI总线等。

优选地，如图3所示，网络接口模块包括多个网络接口模块，多个网络接口模块中的每一个网络接口模块均通过第一网络接口总线和第二网络接口总线与交换芯片相连。通过交换芯片，可以实现多网络接口模块的扩展，每个网络接口模块均可以兼容多种网络接口总线，从而实现多样的数据传输方式。可选地，交换芯片包括：多个接口，其中，多个接口中每个接口均连接至第一网络接口总线和第二网络接口总线；以及接口控制器，用于控制数据在多个接口之间切换。

本发明实施例的采用的交换芯片集成度高，包含多个接口，具体地，包含24个千兆网络接口，2个万兆网络接口。接口控制器用于实现数据在多个接口之间转发，保证数据的准确转发。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种多网络处理系统，该多网络处理系统包括上述网络扩展模块；以及处理器，与网络扩展模块相连。可选地，该处理器为无内部互锁流水级微处理器。

从图3可以看出，从处理器端扩展了千兆网络接口和万兆网络接口，其中，万兆网络接口通过万兆网络接口总线连接至交换芯片，交换芯片的端口连接至多个网络扩展插槽，其中，每个网络插槽都融合了两种类型的总线，即千兆网络接口总线和万兆网络接口总线，每个网络插槽同时连接至千兆网络接口和万兆网络接口。此外，交换芯片的一个端口直接连接至千兆网络接口，实现板载网络接口扩展。

具体地，数据包的处理流程如下：

数据包通过网络接口输入，首先判断数据包输入的网络接口的类型，如果是千兆网络接口输入的数据包，则通过千兆网络接口总线将数据包传输至交换芯片，交换芯片对数据包传输端口进行切换，将数据包由交换芯片的万兆网络接口输出，传输至处理器进行处理。处理器对数据包处理后将数据返回至交换芯片的万兆网络接口，由于处理后的数据包中携带有该数据包输入的网络接口的标识，因此处理后数据包直接传输至指定的网络接口输出；如果是万兆网络接口输入的数据包，则通过万兆网络接口总线将数据包传输至交换芯片，交换芯片对数据包传输端口进行切换，将数据包由交换芯片的万兆网络接口输出，传输至处理器进行处理，处理后的数据包的输出同上所述。

通过上述说明可以看出，通过交换芯片可以实现从处理器端扩展的一个网络接口扩展出多个网络接口，并且每个网络接口都可以兼容多种的网络接口总线，用户可以根据需要选择对应的网络接口使用，增加了网络接口调配的灵活性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种网络扩展模块，其特征在于，包括：

网络接口模块，用于连接外部网络设备；以及

交换芯片，通过网络接口总线与所述网络接口模块相连，其中，所述网络接口总线包括第一网络接口总线和第二网络接口总线，所述交换芯片用于实现数据传输的网络接口总线的切换，所述第一网络接口总线和所述第二网络接口总线为不同类型的总线。

2.根据权利要求1所述的网络扩展模块，其特征在于，所述网络接口模块包括：

网络扩展插槽；

第一网络接口，通过第三网络接口总线与所述网络扩展插槽相连；以及

第二网络接口，通过第四网络接口总线与所述网络扩展插槽相连，

其中，所述第三网络接口总线和所述第四网络接口总线为不同类型的总线，其中，所述第一网络接口总线和所述第三网络接口总线为相同类型的总线，所述第二网络接口总线和所述第四网络接口总线为相同类型的总线。

3.根据权利要求2所述的网络扩展模块，其特征在于，所述网络扩展插槽包括第一检测模块，所述第一检测模块用于检测所述网络扩展插槽接收的数据的类型，所述数据的类型包括第一数据类型和第二数据类型，所述第一数据类型的数据来源于所述第一网络接口，所述第二数据类型的数据来源于所述第二网络接口。

4.根据权利要求2所述的网络扩展模块，其特征在于，所述网络扩展插槽包括第二检测模块，所述第二检测模块用于检测信号类型，其中，所述信号包括第一信号和第二信号，所述第一信号用于表示所述第一网络接口处于工作状态，所述第二信号用于表示所述第二网络接口处于工作状态。

5.根据权利要求2所述的网络扩展模块，其特征在于，所述第一网络接口为千兆网络接口，所述第一网络接口总线为千兆网络接口总线，所述第二网络接口为万兆网络接口，所述第二网络接口总线为万兆网络接口总线。

6.根据权利要求1所述的网络扩展模块，其特征在于，所述网络接口模块包括多个网络接口模块，所述多个网络接口模块中的每一个网络接口模块均通过所述第一网络接口总线和所述第二网络接口总线与所述交换芯片相连。

7.根据权利要求1所述的网络扩展模块，其特征在于，所述交换芯片包括：

多个接口，其中，所述多个接口中每个接口均连接至所述第一网络接口总线和所述第二网络接口总线；以及

接口控制器，用于控制数据在所述多个接口之间切换。

8.一种多网络处理系统，其特征在于，包括：

权利要求1至7中任一项所述的网络扩展模块；以及

处理器，与所述网络扩展模块相连。

9.根据权利要求8所述的多网络处理系统，其特征在于，所述处理器为无内部互锁流水级微处理器。