CN104954291B - 一种交换端口分配装置、机箱及交换端口分配方法 - Google Patents

一种交换端口分配装置、机箱及交换端口分配方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种交换端口分配装置，机箱及交换端口分配方法，在本方案中，在交换端口和业务槽位之间增设端口连接器，该端口连接器中在每一个业务槽位和每一个交换端口之间均设置有一个开关，用于控制交换端口和业务槽位是否接通，故而，每一个交换端口都可以按需分配给任何一个业务槽位，从而可以实现交换端口的动态分配。相对于现有技术能够避免交换端口资源的浪费。

Description

一种交换端口分配装置、机箱及交换端口分配方法
技术领域
本发明涉及电气技术领域，尤其涉及一种交换端口分配装置、机箱及交换端口分配方法。
背景技术
通信机箱的示意图如图1所示，包括背板、CPU(Central Processing Unit，中央处理器)和交换芯片，其中：背板上有至少一个业务槽位，用于插放业务板卡；交换芯片上包括至少一个交换端口，该交换端口被分配给不同的业务槽位，以便于业务板卡插入业务槽位时可以使用分配的交换端口与交换芯片进行数据交互；此外，交换芯片上还包括控制端口，以便于CPU通过该控制端口控制交换芯片。
现有技术中交换端口和业务槽位的连接关系是固定的。例如，若背板上有三个业务槽位(分别标记为A、B、C)，交换芯片上有9个交换端口(分别编号1-9)，现有技术中一种交换端口分配方案例如是，将编号为1-3的交换端口分配给业务槽位A；编号为4-6的交换端口分配给业务槽位B；编号为7-9的交换端口分配给业务槽位C。
然而，依据上述的交换端口分配方案，只有插入业务槽位A的业务板卡才可以使用编号为1-3的交换端口。若插入业务槽位A的业务板卡实际只需要2个交换端口，那么就造成业务槽位A中有一个交换端口资源被浪费。
发明内容
本发明实施例提供了一种交换端口分配装置、机箱及交换端口分配方法，用以解决目前存在的由于交换端口和业务槽位的连接关系是固定的，造成交换端口资源浪费的问题。
本发明实施例提供了一种交换端口分配装置，包括交换芯片、背板和端口连接器，其中：
背板上有n个业务槽位；其中，n为大于等于1的整数；
交换芯片上有m个交换端口；其中，m为大于等于1的整数；
端口连接器，包括一组导线和m*n个开关，其中：针对每个开关，该开关一端通过导线连接一个业务槽位，另一端通过导线连接一个交换端口；针对每个交换端口，该交换端口和每个业务槽位之间均设置有一个开关，且同一时间该交换端口最多和一个业务槽位接通。
进一步地，本发明实施例还提供了一种端口分配机箱，包括端口分配装置。
进一步地，本发明实施例还提供了一种端口分配方法，包括：
检测到有新的业务板卡插入背板上的业务槽位时，为新的业务板卡分配闲置交换端口；
生成并发送开关控制信息给开关控制器；其中，开关控制信息用于指示开关控制器将指定开关设置为接通状态；其中，指定开关为端口连接器中的位于新的业务板卡插入的业务槽位与分配的闲置交换端口之间的开关；闲置交换端口为未被背板上的业务槽位占用的交换端口；其中，背板上有n个业务槽位；交换端口有m个，且均位于交换芯片上；端口连接器，包括一组导线和m*n个开关，其中：针对每个开关，该开关一端通过导线连接一个业务槽位，另一端通过导线连接一个交换端口；针对每个交换端口，该交换端口和每个业务槽位之间均设置有一个开关，且同一时间该交换端口最多和一个业务槽位接通；其中，n、m均为大于等于1的整数。
本发明有益效果如下：在本发明实施例所述技术方案中，在交换端口和业务槽位之间增设端口连接器，该端口连接器中在每一个业务槽位和每一个交换端口之间均设置有一个开关，故而，每一个交换端口都可以按需分配给任何一个业务槽位，从而可以实现交换端口的动态分配。相对于现有技术能够避免交换端口资源的浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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所示为现有技术中机箱示意图；
图2所示为本发明实施例一中交换端口分配装置的示意图之一；
图3所示为本发明实施例一中交换端口连接器的示意图；
图4所示为本发明实施例一中图3所示的端口连接器的开关设置示意图；
图5所示为本发明实施例一中交换端口分配装置的示意图之二；
图6所示为本发明实施例一中开关控制器的示意图；
图7示为本发明实施例一中CPU和开关控制器以及三态门的连接关系示意图；
图8示为本发明实施例一中交换端口分配装置的示意图之三；
图9所示为本发明实施例二中交换端口分配方法的示例性流程图之一；
图10所示为本发明实施例三中交换端口分配方法的示例性流程图之二；
图11所示为本发明实施例四中交换端口分配方法的示例性流程图之三。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种交换端口分配装置、机箱及端口分配方法，在本发明实施例所述技术方案中，在交换端口和业务槽位之间增设端口连接器，该端口连接器中在每一个业务槽位和每一个交换端口之间均设置有一个开关，用于控制交换端口和业务槽位是否接通，故而，每一个交换端口都可以按需分配给任何一个业务槽位，从而可以实现交换端口的动态分配。相对于现有技术能够避免交换端口资源的浪费。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图2所示，其为本发明实施例一中所述交换端口分配装置的示意图，所述端口分配装置，包括交换芯片201、背板202和端口连接器203，其中：
背板202上有n个业务槽位(图中未示出)；其中，n为大于等于1的整数；
交换芯片201上有m个交换端口(图中未示出)；其中，m为大于等于1的整数；
端口连接器203，包括一组导线和m*n个开关(图中未示出)，其中：针对每个开关，该开关一端通过导线连接一个业务槽位，另一端通过导线连接一个交换端口；针对每个交换端口，该交换端口和每个业务槽位之间均设置有一个开关，且同一时间该交换端口最多和一个业务槽位接通。
其中，本发明提供的交换端口分配装置应用于网络路由设备(例如路由器、交换机等)、台式电脑主机或承载业务板卡的服务器中，
其中，在一个实施例中，所述开关为三态门、三极管开关，MOS管开关，场效应管开关、无触点可控硅开关等，任何可用作开关的电子器件均适用于本发明实施例，本发明对此不做限定。
其中，在一个实施例中，端口连接器203具体包括：
n条沿第一方向排列的第一导线，以及m条沿第二方向排列的第二导线；其中，第一方向与第二方向具有预设角度；第一导线用于与业务槽位相连，且一条第一导线连接一个业务槽位；第二导线用于与交换端口相连，且一条第二导线连接一个交换端口；且，
第一导线与第二导线交叠排列以形成网格，开关设置在网格的交叉点处，用于连接交叉点处的第一导线和交叉点处的第二导线，且一个交叉点处设置一个开关。
为便于理解端口连接器的具体构造，这里以图3为例，对端口连接器进行详细说明。如图3所示，为端口连接器203的一种示意图，该图中示出了9个交换端口(编号为1-9，图3中每一个三角形表示一个交换端口)和9个业务槽位(分别标记为A1-A9，图3中每一个五角星表示一个槽位)之间的连接关系，其中：方向为上下的双向箭头301表示第一方向，方向为左右的双向箭头302表示第二方向。图中用黑点表示的B点为第一导线和第二导线构成的网格中的一交叉点。每一个交叉点处设置一个开关，从图中可以看出，每一个交换端口和每一个业务槽位之间都设置有一个开关。其中，位于B点的开关为控制编号为8的交换端口和标记为A9的业务槽位之间的开关。当该开关处于接通状态时表示将编号为8的交换端口分配给标记为A9的业务槽位使用，当该开关处于断开状态时表示编号为8的交换端口不能被标记为A9的业务槽位占用。由图3可以看出，本发明实施例提供的端口连接器线路布局简单、易于集成、不影响业务信号、结构灵活、也便于控制。
其中，具体实施时，第一方向与第二方向之间的预设角度可以根据实际需要，例如根据业务槽位与交换芯片之间的位置关系确定，本发明对此做限定。
其中，在一个实施例中，当开关为三态门时，在交叉点处设置三态门的示意图如图4所示。其中，ENB(Enable Base electrode，使能基极)为三态门的控制管脚。
其中，在一个实施例中，用户可以手动控制开关的通断，当然也可以通过其它方式控制开关的通断。例如，如图5所示，端口连接器还包括第一控制端口204，所述装置还包括：
开关控制器205，该开关控制器205包括第二控制端口206，第二控制端口206与第一控制端口204连接，开关控制器205用于控制端口连接器203中的每一个开关的通断。
其中，在一个实施例中，如图5所示，所述装置还包括：
CPU207，用于通过交换芯片的控制端口(图中未示出)控制交换芯片。
其中，在一个实施例中，如图5所示，当所述装置包括CPU207时，开关控制器205中还可以包括第三控制端口208；该CPU207，还可以通过第三控制端口208与开关控制器205连接。
其中，该CPU207可以控制开关控制器205，具体的，该CPU207用于检测到有新的业务板卡插入背板上的业务槽位时，为新的业务板卡分配闲置交换端口；然后，生成并发送开关控制信息给开关控制器205；其中，开关控制信息用于指示开关控制器将指定开关设置为接通状态；其中，指定开关为位于新的业务板卡插入的业务槽位与分配的闲置交换端口之间的开关；闲置交换端口为未被背板上的业务槽位占用的交换端口。
其中，在本发明实施例中，新的业务板卡指当前未在CPU207中注册的业务板卡。例如，当一业务板卡第一次插入业务槽位时，CPU检测到该业务板卡时，会识别业务板卡的类型，并在自身维护的业务板卡集合中添加该检测到的业务板卡。然后若该业务板卡被拔出，并且CPU207已经在自身维护的业务板卡集合中删除该业务板卡，那么，当该业务板卡再次被插入业务槽位，再次被CPU207识别时，仍被认为是新的业务板卡。
其中，在一个实施例中，CPU207可以根据当前闲置交换端口情况自动为新的业务板卡分配交换端口，也可以根据用户的指令为新的业务板卡分配交换端口。即，用户可以手动设置新的业务板卡占用哪些闲置交换端口。例如，CPU207在检测到有新的业务板卡插入背板202上的业务槽位时，判断预置的分配方式是否为手动分配方式，若是，则提示用户手动为新的业务板卡分配交换端口，并根据用户输入的分配信息为新的业务板卡分配交换端口。
其中，在一个实施例中，所述CPU207与所述开关控制器205之间可以无线通信方式通信，或有线通信方式通信。
其中，当所述CPU207与所述开关控制器205之间以无线通信方式通信时，可以在CPU和开关控制器中分别设置无线通信模块。
其中，在一个实施例中，为了提高数据传输的准确性，当所述CPU207与所述开关控制器205之间以有线通信方式通信时，第三控制端口208可以为串口。
当然，为了提高数据传输的速度，当CPU207与开关控制器205之间以有线通信方式通信时，第三控制端口可以为并行接口。
其中，在一个实施例中，CPU207具体用于在为新的业务板卡分配闲置交换端口之后，在预置的开关状态信息表中，将指定开关的状态信息更新为接通状态；并根据更新后的开关状态信息表，将开关控制器中的每一个开关的状态信息按照设定顺序排列以生成开关控制信息。在本发明实施例中，当通信接口为串口时，可以根据状态信息在开关控制信息中的位置确定该状态信息对应的开关。例如用1个二进制位表示开关的状态信息，具体的，二进制位值为0时表示要求开关处于断开状态，二进制位值为1时表示要求开关处于接通状态；若有8个开关，则用8位二进制位便可以表示所有开关的状态信息。按照二进制从高位到低位的顺序，第1位二进制位与第1个开关对应，依次类推，第2位二进制位与第2个开关对应、第3位二进制位与第3个开关对应、第4位二进制位与第4个开关对应、第5位二进制位与第5个开关对应、第6位二进制位与第6个开关对应、第7位二进制位与第7个开关对应、第8位二进制位与第8个开关对应。那么串口发送开关控制信息时，可以从高位二进制位开始发送，那么开关控制器，接收到的第1个二进制数即对应第1个开关的状态信息，可以根据该状态信息，控制第1个开关处于接通状态或断开状态。
其中，在一个实施例中，当CPU207与开关控制器通过串口通信时，如图6所示，开关控制器205具体包括串行数据接收接口209和串并转换功能模组210，其中：
串行数据接收接口209，用于接收CPU207通过串口发送来的开关控制信息；
串并转换功能模组210，用于对接收到的开关控制信息的比特数进行计数；当计数的数值等于预设值时，将接收到的开关控制信息转换为并行数据，并针对开关控制信息中的每一个状态信息，根据该状态信息在开关控制信息中的排序，确定该状态信息对应的开关；并根据该状态信息控制与该状态信息对应的开关。
其中，预设值为表示接收完各开关的状态信息的值，具体实施时，可以根据开关的数量，以及各开关的状态信息所需的比特数确定，例如开关有10个，每个开关的状态信息均有2位比特数，那么预设值为10*20＝20；加入开关控制信息还有表示开关控制信息开始位置的比特位(例如2位)和表示结束位置的比特位(例如1位)，那么预设值为20+2+1＝23。用户可以根据实际需要确定预设值，本发明对此不做限定。
其中，在一个实施例中，当开关为三态门时，CPU与开关控制器和三态门的连接关系如图7所示，其中：用于控制三态门的引脚(该引脚与三态门一一对应，如图中P00、P01......Pij均各表示一个三态门的引脚)可以设置在串并转换功能模组中，该引脚与三态门的控制管脚ENB相连(为了便于说明，仅示出了标识为P00的引脚控制的三态门的连接关系)，用于控制三态门处于接通状态或断开状态。例如，串并转换功能模组可以通过置引脚高/低电平，实现对三态门的控制，具体的，例如，将引脚置高电平时，使三态门呈现高阻态，而使三态门处于断开状态；将引脚置低电平时，使三态门处于接通状态。需要说明的是，图6中虽然标出了标识为P14的引脚，但是图7仅用于示例性说明本发明实施例中的引脚，并不用于限定引脚的数量。
其中，在一个实施例中，如图8所示，所述装置还包括计时器211，用于在接收到CPU207发送的计时信号时，开始计时；计时信号为CPU207针对任一业务板卡，当检测到与该业务板卡通信中断时，并根据该业务板卡的预设配置信息确定不为该业务板卡保留交换端口时发送的；
CPU207还用于根据计时器所记录的时长，确定在预设时长内与通信中断的业务板卡未恢复通信时，确定该业务板卡在通信中断前占用的交换端口为闲置交换端口。例如，当业务板卡被拔出后，CPU与该业务板卡通信中断，那么如果在预设时长内确定未与该业务板卡恢复通信，则确定该业务板卡不再需要占用交换端口。此时，便可以通过确定该业务板卡在通信中断前占用的交换端口为闲置交换端口，从而实现对交换端口资源的回收，以便于有新的业务板卡插入时分给新的业务板卡。从而实现对交换端口资源的动态分配，避免浪费交换端口资源。
其中，在一个实施例中，例如可以在业务板卡预设配置信息中设置表示是否保留交换端口的字段，用户可以根据自身需要对该字段进行设置。若该字段被设置的信息为预设的保留交换端口信息时，CPU则确定在与该业务板卡通信中断时保留该业务板卡所占用的交换端口；若该字段被设置的信息为预设的不保留交换端口信息时，则确定在与该业务板卡通信中断时不保留该业务板卡所占用的交换端口。
其中，在一个实施例中，CPU207还用于针对任一业务板卡，当检测到与该业务板卡通信中断时，并根据该业务板卡的预设配置信息确定为该业务板卡保留交换端口时，保留该业务板卡通信中断前所占用的交换端口。这样在与该业务卡恢复通信时，可以保证通信中断的业务板卡在与CPU207恢复通信后仍可使用之前占用的交换端口。
其中，在一个实施例中，CPU当确定在预设时长内与通信中断的业务板卡恢复通信时，确定该业务板卡所使用的交换端口仍为该业务板卡在通信中断前占用的交换端口。例如，业务板卡A插入业务槽位B中，使用的交换端口为交换端口C，当与业务板卡A通信中断后，预设时长内仍然为业务板卡A保留交换端口C；若CPU与业务板卡A在预设时长内恢复通信，那么业务板卡A仍然可以继续使用交换端口C。例如，由于异常故障导致业务板卡闪断时，上述处理方式不会立即回收业务板卡占用的交换端口，可以在与业务板卡恢复通信时，无需为该业务板卡重新分配交换端口，能够提高业务板卡获得交换端口的速度，使得业务板卡能够尽快的处理业务。
其中，在一个实施例中，CPU207可以根据以下操作为该业务板卡提供保留的交换端口：
步骤A1：当与业务板卡通信中断时，检测预设时长内是否与该业务板卡恢复通信。
其中，恢复通信例如是与业务板卡通信中断后，再次检测到该业务板卡。
步骤A2：确定该业务板卡所在的业务槽位是否是通信中断前所在的业务槽位，若是，则结束操作，若否，则执行步骤A3。
步骤A3：生成并发送端口重分配信息给开关控制器，该端口重分配信息用于指示开关控制器将该业务板卡所占用的交换端口与通信中断前所在的业务槽位之间的开关设置为断开状态，并将该业务板卡所占用的交换端口与恢复通信后所在的业务槽位之间的开关设置为接通状态。
具体的，步骤A3可执行为以下两种方式：
方式一：当CPU与开关控制器之间通过串口通信，且CPU内维护有开关状态信息表时，将开关信息表中该业务板卡所占用的交换端口与通信中断前所在的业务槽位之间的开关的状态信息设置为断开状态，并将该业务板卡所占用的交换端口与恢复通信后所在的业务槽位之间的开关的状态信息设置为接通状态，然后根据状态信息表，将所述开关控制器中的每一个开关的状态信息按照设定顺序排列以生成端口重分配信息。这样，如前所述的原理，可以根据状态信息在开关控制信息中的位置确定该状态信息对应的开关，然后根据各开关的状态信息重设各开关的通断状态。这样便实现了业务板卡在预设时长内恢复通信后仍可使用之前占用的交换端口。
方式二：端口重分配信息中包括该业务板卡通信中断前所在的业务槽位标识，恢复通信后所在的业务槽位标识，以及通信中断前所占用的交换端口的端口标识。这样开关控制器可以根据端口重分配信息，将业务板卡所占用的交换端口与通信中断前所在的业务槽位之间的开关设置为断开状态，并将业务板卡所占用的交换端口与恢复通信后所在的业务槽位之间的开关设置为接通状态。这样，可以在不重设其他开关的状态的情况下，实现业务板卡在预设时长内恢复通信后仍可使用之前占用的交换端口。
其中，在一个实施例中，CPU207具体用于在确定业务板卡在通信中断前占用的交换端口为闲置交换端口之后，将确定的闲置交换端口从预置的已占用交换端口集合中删除，并将确定的闲置交换端口添加到预置的闲置交换端口集合中。这样，CPU通过已占用交换端口集合便可以确认哪些交换端口已经被占用，通过闲置交换端口集合便可以确认哪些交换端口为闲置交换端口，以便于为新的业务板卡分配交换端口。
综上，本发明实施例提供的端口分配装置，在交换端口和业务槽位之间增设端口连接器，该端口连接器中在每一个业务槽位和每一个交换端口之间均设置有一个开关，用于控制交换端口和业务槽位是否接通，故而，每一个交换端口都可以按需分配给任何一个业务槽位，从而可以实现交换端口的动态分配。相对于现有技术能够避免交换端口资源的浪费。
此外，本发明实施例提供的端口分配装置，可以提供自动分配和手动分配两种分配方式，便于用户根据自身需要选择分配方式。
此外，本发明实施例提供的端口分配装置，当与业务板卡通信中断时，根据该业务板卡的预设配置信息确定是否为该业务板卡保留交换端口，若是，则为该业务板卡保留交换端口，以便于CPU与该业务板卡恢复通信时，该业务板卡可以继续使用通信中断前所占用的交换端口。保证该业务板卡有足够的交换端口可以使用，还可以省略为该业务板卡重新分配交换端口的操作；若否，则确定在预设时长内未与该业务板卡恢复通信时，则回收交换端口，避免交换端口资源的浪费。
基于相同的发明构思，本发明还提供一种机箱，该机箱可以包括上述的任一种可能的交换端口分配装置。
实施例二
基于相同的发明构思，本发明还提供一种交换端口分配方法，如图9所示，该方法包括以下步骤：
步骤901：检测到有新的业务板卡插入背板上的业务槽位时，为新的业务板卡分配闲置交换端口。
步骤902：生成并发送开关控制信息给开关控制器；其中，开关控制信息用于指示开关控制器将指定开关设置为接通状态；其中，指定开关为端口连接器中的位于新的业务板卡插入的业务槽位与分配的闲置交换端口之间的开关；闲置交换端口为未被背板上的业务槽位占用的交换端口；其中，背板上有n个业务槽位；交换端口有m个，且均位于交换芯片上；端口连接器，包括一组导线和m*n个开关，其中：针对每个开关，该开关一端通过导线连接一个业务槽位，另一端通过导线连接一个交换端口；针对每个交换端口，该交换端口和每个业务槽位之间均设置有一个开关，且同一时间该交换端口最多和一个业务槽位接通；其中，n、m均为大于等于1的整数。
其中，新的业务板卡的含义已在实施例一中说明，在此不再赘述。
其中，在一个实施例中，步骤902中“生成并发送开关控制信息给开关控制器”可具体包括以下步骤：
步骤B1：在预置的开关状态信息表中，将指定开关的状态信息更新为接通状态；并根据更新后的开关状态信息表，将开关控制器中的每一个开关的状态信息按照设定顺序排列以生成开关控制信息。
其中，步骤B1的实施方式，已在实施例一中进行详细阐述，这里不再赘述。
步骤B2：将生成的开关控制信息发送给开关控制器。
其中，在一个实施例中，为提高开关控制信息发送的准确性，步骤B2可具体执行为：将开关控制信息转换为串行数据发送给开关控制器。
其中，当通过将所述开关控制信息转换为串行数据发送给所述开关控制器时，针对每一个状态信息，开关控制器可以根据该状态信息在开关控制信息中的排序，确定该状态信息对应的开关，并根据该状态信息控制该开关，具体方式如实施例一所述，在此不再赘述。
其中，在一个实施例中，在运行过程中，业务板卡可能与CPU通信中断，业务板卡与CPU通信中断的原因可以分为两种：第一种原因是不再需要使用业务板卡或者业务板卡损坏，那么这种情况下，该业务板卡占用的交换端口资源应该回收；第二种原因可能是闪断等异常原因导致业务板卡与CPU的通信异常中断，这种情况下，应该为该类业务板卡保留通信中断前占用的交换端口，以便于该业务板卡与CPU恢复通信后仍可以使用通信中断前占用的交换端口以节约为该业务板卡重新分配交换端口的流程。故此，本发明实施例中，针对上述两种情况，本发明实能够实现针对第一种情况的业务板卡，及时回收交换端口资源，也能够针对第二种情况为异常中断的业务板卡保留交换端口，具体的，该方法包括以下步骤：
步骤C1：针对任一业务板卡，当检测到与该业务板卡通信中断时，根据该业务板卡的预设配置信息确定是否为该业务板卡保留交换端口。
其中，在一个实施例中，例如可以在业务板卡预设配置信息中设置表示是否保留交换端口的字段，用户可以根据自身需要对该字段进行设置。若该字段被设置的信息为预设的保留交换端口信息时，则确定在与该业务板卡通信中断时保留该业务板卡所占用的交换端口；若该字段被设置的信息为预设的不保留交换端口信息时，则确定在与该业务板卡通信中断时不保留该业务板卡所占用的交换端口。
其中，在一个实施例中，当检测到与该业务板卡通信中断时，并根据该业务板卡的设置信息确定为该业务板卡保留交换端口时，保留该业务板卡通信中断前所占用的交换端口。这样在与该业务卡回复通信时，可以保证通信中断的业务板卡在恢复通信后仍可使用之前占用的交换端口。
步骤C2：若确定为该业务板卡保留交换端口，则为该业务板卡保留交换端口。
例如，业务板卡A插入业务槽位B中，使用的交换端口为交换端口C，当与业务板卡A通信中断后，预设时长内仍然为业务板卡A保留交换端口C；若业务板卡A在预设时长内恢复通信，那么业务板卡A仍然可以继续使用交换端口C。例如，由于异常故障导致业务板卡闪断时，上述处理方式不会立即回收业务板卡占用的交换端口，可以在与业务板卡恢复通信时，无需为该业务板卡重新分配交换端口，能够提高业务板卡获得交换端口的速度。
步骤C3：若确定不为该业务板卡保留交换端口，则开始计时，并确定在预设时长内与该业务板卡未恢复通信时，确定该业务板卡在通信中断前占用的交换端口为闲置交换端口。
例如，当业务板卡被拔出后，与该业务板卡通信中断，那么如果在预设时长内确定未与该业务板卡恢复通信，则确定该业务板卡不再需要占用交换端口。此时，便可以通过确定该业务板卡在通信中断前占用的交换端口为闲置交换端口实现对交换端口资源的回收，以便于有新的业务板卡插入时分给新的业务板卡。从而实现对交换端口资源的动态分配，避免浪费交换端口资源。
其中，在一个实施例中，可以为恢复通信的业务板卡提供保留的交换端口的方法已在实施例一中说明，在此不再赘述。
其中，在一个实施例中，确定业务板卡在通信中断前占用的交换端口为闲置交换端口之后，还可以执行以下操作：将确定的闲置交换端口从预置的已占用交换端口集合中删除，并将确定的闲置交换端口添加到预置的闲置交换端口集合中。这样，通过已占用交换端口集合便可以确认哪些交换端口已经被占用，通过闲置交换端口集合便可以确认哪些交换端口为闲置交换端口，以便于为新的业务板卡分配交换端口。
综上，本发明实施例提供的端口分配方法，通过控制交换端口和业务槽位是否接通，可以实现交换端口的动态分配。相对于现有技术能够避免交换端口资源的浪费。
此外，本发明实施例提供的端口分配方法，当与业务板卡通信中断时，根据该业务板卡的设置信息确定是否为该业务板卡保留交换端口，若是，则为该业务板卡保留交换端口，以便于与该业务板卡恢复通信时，该业务板卡可以继续使用通信中断前所占用的交换端口。保证该业务板卡有足够的交换端口可以使用，还可以省略为该业务板卡重新分配交换端口的操作；若否，则确定在预设时长内未与该业务板卡恢复通信时，则回收交换端口，避免交换端口资源的浪费。
实施例三
以为插入的新的业务板卡分配交换端口为例，对本发明实施例中的交换端口分配方法进行详细说明，如图10所示，该方法包括以下步骤：
其中，CPU中包括预置的已占用交换端口集合、现在交换端口集合和开关状态信息表。开关为三态门，端口分配装置中CPU和开关控制器以及三态门的连接关系示意图如图6所示。
步骤1001：CPU检测到有新的业务板卡插入背板上的业务槽位时，为新的业务板卡分配闲置交换端口。
其中，步骤1001可具体执行为，检测到有新的业务板卡插入背板上的业务槽位时，根据该新的业务板卡的类型，确定该业务板卡所需的交换端口的数量，在确定预置的闲置交换端口集合中有足够的交换端口分配给该新的业务板卡时，从闲置交换端口集合中选择交换端口分配给该新的业务板卡。
其中，CPU在执行步骤1001之后，可以将分配的交换端口从闲置交换端口集合中删除，并添加至已占用交换端口集合中。
步骤1002：CPU在预置的开关状态信息表中，将所述指定开关的状态信息更新为接通状态；并根据更新后的开关状态信息表，将所述开关控制器中的每一个开关的状态信息按照设定顺序排列以生成所述开关控制信息。
其中，例如执行步骤1002之前，假设有8个交换端口(分别标记为S1-S8)，8个业务槽位(分别标记为A1-A8)，CPU中维护的开关状态信息表如表1所示，其中：在表1中，以二进制位的数值表示开关的通断状态，且二进制数值为1表示接通状态，二进制数值为0表示断开状态。
表1执行步骤1001前开关状态信息表示例
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8
A1 1 1 0 0 0 0 0 0
A2 0 0 0 0 0 0 0 0
A3 0 0 0 0 0 0 0 0
A4 0 0 0 0 0 0 0 0
A5 0 0 0 0 0 0 0 0
A6 0 0 0 0 0 0 0 0
A7 0 0 0 0 0 0 0 0
A8 0 0 0 0 0 0 0 0
根据表1所示的开关状态信息，在执行步骤1002之后，假设新的业务板卡插入业务槽位A2，并由CPU分配给该新的业务板卡交换端口S3和S4更新后的开关状态信息如表2所示，其中：A2与交换端口S3、S4之间的两个开关的状态信息更新为1。
表2执行步骤1002后开关状态信息表示例
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8
A1 1 1 0 0 0 0 0 0
A2 0 0 1 1 0 0 0 0
A3 0 0 0 0 0 0 0 0
A4 0 0 0 0 0 0 0 0
A5 0 0 0 0 0 0 0 0
A6 0 0 0 0 0 0 0 0
A7 0 0 0 0 0 0 0 0
A8 0 0 0 0 0 0 0 0
其中，CPU生成的开关控制信息为按照表2从上到下，从左至右的顺序读取的二进制数值(即11000000 00110000 00000000 00000000 00000000 00000000 0000000000000000)。
需要说明的是，上述表1和表2仅用于示例性解释本发明实施例，并不用于限定本发明。例如，在表1或表1中，插入业务板卡的槽位可以根据业务板卡的需要，占用1个或1个以上的交换端口。
步骤1003：CPU将生成的开关控制信息通过串口发送给开关控制器。
其中，CPU发送的开关控制信息的顺序，为读取的顺序。
步骤1004：开关控制器接收CPU通过串口发送来的开关控制信息，对接收到的所述开关控制信息的比特数进行计数；当计数的数值等于预设值时，将接收到的所述开关控制信息转换为并行数据，并针对所述开关控制信息中的每一个状态信息，根据该状态信息在所述开关控制信息中的排序，确定该状态信息对应的开关；并根据该状态信息控制与该状态信息对应的开关。
其中，开关控制器中默认接收到的第一个二进制数值对应第一个开关(业务槽位A1与交换端口S1之间的开关)，第二个二进制数值对应第二个开关(业务槽位A1与交换端口S2之间的开关)，以此类推，第81个二进制数值对应第81个开关(业务槽位A8与交换端口S8之间的开关)。当开关控制信息中的二进制数值为1时，开关控制器将对应的开关设置为接通状态，当开关控制信息中的二进制数值为0时，开关控制器将对应的开关设置为断开状态。
实施例四
在实施例三的基础上，以新的业务板卡出现闪断情况为例，对本发明实施例中的交换端口分配方法进行详细说明，如图11所示，该方法包括以下步骤：
步骤1101：CPU针对任一业务板卡，当检测到与该业务板卡通信中断时，根据该业务板卡的预设配置信息确定是否为该业务板卡保留交换端口，若是，则结束操作，若否，则执行步骤1102。
步骤1102：CPU开始计时，并判断在预设时长内与该业务板卡是否恢复通信，若否，则执行步骤1103，若是，则执行步骤1104。
当然，这里也可以是计数器开始计时。
步骤1103：CPU确定该业务板卡在通信中断前占用的交换端口为闲置交换端口，并将确定的闲置交换端口添加至闲置交换端口集合中，并在开关状态信息表中将确定的闲置交换端口的状态信息更新为断开状态。
其中，例如开关状态信息表为表1所示时，可以将步骤1103确定的闲置交换端口的二进制数值设置为0。
步骤1104：CPU确定该业务板卡所在的业务槽位是否是通信中断前所在的业务槽位，若是，则结束操作，若否，则执行步骤1105。
步骤1105：CPU生成并发送端口重分配信息给开关控制器，该端口重分配信息用于指示开关控制器将该业务板卡所占用的交换端口与通信中断前所在的业务槽位之间的开关设置为断开状态，并将该业务板卡所占用的交换端口与恢复通信后所在的业务槽位之间的开关设置为接通状态。
步骤1106：开关控制器接收端口重分配信息，并根据端口重分配信息将该业务板卡所占用的交换端口与设置为断开状态，并将该业务板卡所占用的交换端口与恢复通信后所在的业务槽位之间的开关设置为接通状态。
本发明实施例实现当与业务板卡通信中断时，若根据该业务板卡的设置信息确定为该业务板卡保留交换端口，则为该业务板卡保留通信中断前该业务板卡占用的交换端口。否则，在预设时长内若未与该业务板卡恢复通信，则回收该业务板卡占用的交换端口，以节约交换端口资源。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(装置)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理装置上，使得在计算机或其他可编程装置上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (17)

1.一种交换端口分配装置，其特征在于，包括交换芯片、背板和端口连接器，其中：
背板上有n个业务槽位；其中，n为大于等于1的整数；
交换芯片上有m个交换端口；其中，m为大于等于1的整数；
端口连接器，包括一组导线和m*n个开关，其中：针对每个开关，该开关一端通过导线连接一个业务槽位，另一端通过导线连接一个交换端口；针对每个交换端口，该交换端口和每个业务槽位之间均设置有一个开关，且同一时间该交换端口最多和一个业务槽位接通。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，端口连接器具体包括：
n条沿第一方向排列的第一导线，以及m条沿第二方向排列的第二导线；其中，第一方向与第二方向具有预设角度；第一导线用于与业务槽位相连，且一条第一导线连接一个业务槽位；第二导线用于与交换端口相连，且一条第二导线连接一个交换端口；且，
第一导线与第二导线交叠排列以形成网格，开关设置在网格的交叉点处，用于连接交叉点处的第一导线和交叉点处的第二导线，且一个交叉点处设置一个开关。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，端口连接器还包括第一控制端口，所述装置还包括：
开关控制器，开关控制器包括第二控制端口，第二控制端口与第一控制端口连接，开关控制器用于控制端口连接器中的每一个开关的通断。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
中央处理器CPU，用于通过交换芯片的控制端口控制交换芯片。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，开关控制器还包括第三控制端口；
CPU，还通过第三控制端口与开关控制器连接，用于检测到有新的业务板卡插入背板上的业务槽位时，为新的业务板卡分配闲置交换端口；然后，生成并发送开关控制信息给开关控制器；其中，开关控制信息用于指示开关控制器将指定开关设置为接通状态；其中，指定开关为位于新的业务板卡插入的业务槽位与分配的闲置交换端口之间的开关；闲置交换端口为未被背板上的业务槽位占用的交换端口；
其中，新的业务板卡指当前未在CPU中注册的业务板卡。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，CPU与开关控制器之间以无线通信方式通信，或有线通信方式通信。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当CPU与开关控制器之间以有线通信方式通信时，第三控制端口为串口。
8.根据权利要求5-7中任一所述的装置，其特征在于，CPU具体用于在为新的业务板卡分配闲置交换端口之后，在预置的开关状态信息表中，将指定开关的状态信息更新为接通状态；并根据更新后的开关状态信息表，将开关控制器中的每一个开关的状态信息按照设定顺序排列以生成开关控制信息。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，开关控制器具体包括串行数据接收接口和串并转换功能模组，其中：
串行数据接收接口，用于接收CPU通过串口发送来的开关控制信息；
串并转换功能模组，用于对接收到的开关控制信息的比特数进行计数；当计数的数值等于预设值时，将接收到的开关控制信息转换为并行数据，并针对开关控制信息中的每一个状态信息，根据该状态信息在开关控制信息中的排序，确定该状态信息对应的开关；并根据该状态信息控制与该状态信息对应的开关；
其中，所述预设值为表示接收完各开关的状态信息的值。
10.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括计时器，用于在接收到CPU发送的计时信号时，开始计时；计时信号为CPU针对任一业务板卡，当检测到与该业务板卡通信中断时，并根据该业务板卡的预设配置信息确定不为该业务板卡保留交换端口时发送的；
CPU还用于根据计时器所记录的时长，确定在预设时长内与通信中断的业务板卡未恢复通信时，确定该业务板卡在通信中断前占用的交换端口为闲置交换端口。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，CPU具体用于在确定业务板卡在通信中断前占用的交换端口为闲置交换端口之后，将确定的闲置交换端口从预置的已占用交换端口集合中删除，并将确定的闲置交换端口添加到预置的闲置交换端口集合中。
12.一种机箱，其特征在于，包括权利要求1-11中任一所述的装置。
13.一种交换端口分配方法，其特征在于，所述方法包括：
检测到有新的业务板卡插入背板上的业务槽位时，为新的业务板卡分配闲置交换端口；
生成并发送开关控制信息给开关控制器；其中，开关控制信息用于指示开关控制器将指定开关设置为接通状态；其中，指定开关为端口连接器中的位于新的业务板卡插入的业务槽位与分配的闲置交换端口之间的开关；闲置交换端口为未被背板上的业务槽位占用的交换端口；其中，背板上有n个业务槽位；交换端口有m个，且均位于交换芯片上；端口连接器，包括一组导线和m*n个开关，其中：针对每个开关，该开关一端通过导线连接一个业务槽位，另一端通过导线连接一个交换端口；针对每个交换端口，该交换端口和每个业务槽位之间均设置有一个开关，且同一时间该交换端口最多和一个业务槽位接通；其中，n、m均为大于等于1的整数；
其中，新的业务板卡指当前未在CPU中注册的业务板卡。
14.根据权利要求13的方法，其特征在于，生成并发送开关控制信息给开关控制器，具体包括：
在预置的开关状态信息表中，将指定开关的状态信息更新为接通状态；并根据更新后的开关状态信息表，将开关控制器中的每一个开关的状态信息按照设定顺序排列以生成开关控制信息；
将生成的开关控制信息发送给开关控制器。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，将生成的开关控制信息发送给开关控制器，具体包括：
将开关控制信息转换为串行数据发送给开关控制器。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
针对任一业务板卡，当检测到与该业务板卡通信中断时，根据该业务板卡的预设配置信息确定是否为该业务板卡保留交换端口；
若是，则为该业务板卡保留交换端口；
若否，则开始计时，并确定在预设时长内与该业务板卡未恢复通信时，确定该业务板卡在通信中断前占用的交换端口为闲置交换端口。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，确定业务板卡在通信中断前占用的交换端口为闲置交换端口之后，所述方法还包括：
将确定的闲置交换端口从预置的已占用交换端口集合中删除，并将确定的闲置交换端口添加到预置的闲置交换端口集合中。
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