CN108462660B - 用于网络交换芯片的端口重映射电路及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于网络交换芯片的端口重映射电路，包括一个配置接口(1)和端口号互斥控制电路(2)、一组顺序排列的逻辑端口号映射寄存器(3)和物理端口路由电路(4)；配置接口(1)连接端口号互斥控制电路(2)及每个逻辑端口号映射寄存器(3)，端口号互斥控制电路(2)与逻辑端口号映射寄存器(3)及物理端口路由电路(4)相连，逻辑端口号映射寄存器(3)与物理端口路由电路(4)相连。本发明通过增加交换机物理端口号与逻辑端口号的映射寄存器组及互斥控制等简单电路，使其映射关系可编程，因此能够在网络系统硬件不变动的情况下，仅通过简单配置核心交换芯片的上述寄存器组，完成内部物理地址与逻辑地址关系的重映射。

Description

用于网络交换芯片的端口重映射电路及方法
技术领域
本发明属于集成电路设计技术，涉及一种用于网络交换芯片的端口重映射电路及实现方法。
背景技术
随着信息技术的飞速发展，现代通信网络所承载业务越来越多样化，对于交换网络本身的环境适应性、灵活性以及安全性要求也越来越高，网络设备的物理位置、与中心交换机的连接关系发生改变时会需要进行路由关系的调整或者恢复，而通信网络一般需要根据不同的应用场景支持多种物理地址与逻辑地址的映射关系，网络配置的可重构技术成为现代通信网络的主流需求。但是，单纯依靠软件去改变交换机的路由表配置，由于交换机硬件的交换电路未发生改变，无法完全实现通信网络的物理重构，仅硬件实现可重构的方法一般需要整个网络中的设备物理连接或者位置进行变动，代价巨大无法实现；同时也不能实现系统平滑升级。而现有的软硬件结合进行网络重映射的技术，一般需要软件配置路由表、启动硬件重新加载、路由电路重构等过程，过程复杂，涉及的软件、硬件均有较大的开发成本。
发明内容
发明目的：
为了解决背景技术中提及的上述问题，本发明提供了一种用于网络交换芯片的端口重映射电路，使物理端口号与逻辑端口号之间的映射关系可编程，因此能够在网络系统硬件不变动的情况下，仅通过简单配置核心交换芯片的上述寄存器组，完成内部物理地址与逻辑地址关系的重映射，即可实现新的网络的路由方案。
技术方案：
一种用于网络交换芯片的端口重映射电路，包括：
一个配置接口(1)和端口号互斥控制电路(2)、一组顺序排列的逻辑端口号映射寄存器(3)和物理端口路由电路(4)；配置接口(1)连接端口号互斥控制电路(2)及每个逻辑端口号映射寄存器(3)，端口号互斥控制电路(2)与逻辑端口号映射寄存器(3)及物理端口路由电路(4)相连，逻辑端口号映射寄存器(3)与物理端口路由电路(4)相连；
配置接口(1)为寄存器读写访问接口，包括寄存器访问地址、数据及控制信号和译码电路；
端口号互斥控制电路(2)监测配置接口(1)所发出的地址与数据，输出配置或控制信号至逻辑端口号映射寄存器(3)和物理端口路由电路(4)；
逻辑端口号映射寄存器组(3)共N个逻辑端口号映射寄存器，N为交换芯片端口数，寄存器m(0，1，2，…,N-1)中存储交换芯片物理端口m的逻辑端口号，其默认值为m；每个寄存器的输出信号线均输出至每个物理端口中的路由电路；
物理端口路由电路(4)由N个物理端口路由子电路组成，每个物理端口路由子电路的路由表以物理端口路由电路(3)输出的逻辑端口号为输入，建立端口之间的数据转发路由路径。
端口重映射实现方法为：包括下列步骤
1)网络控制器按照网络重构方案，通过配置接口(1)将需要重构的端口m的新逻辑端口号n写入对应的逻辑端口号映射寄存器组(3)寄存器m；
2)端口号互斥控制电路(2)监测到配置接口(1)的发生配置操作，通过译码其数据线和地址线，将被配置的逻辑端口号映射寄存器(3)中m的旧端口号p写入与新端口匹配的另外的逻辑端口号映射寄存器(3)寄存器q，执行互斥操作，避免端口号重复；同时发出暂停路由信号到物理端口路由电路(4)；
3)监测到配置接口(1)配置操作结束，端口号互斥控制电路(2)撤销输出到物理端口路由电路(4)的暂停路由信号；物理端口路由电路(4)以逻辑端口号映射寄存器(3)所输出的逻辑端口号为各自路由表输入，建立重构后的数据交换路由。
有益效果：
本发明提供一种用于网络交换芯片的端口重映射电路，通过增加交换机物理端口号与逻辑端口号的映射寄存器组及互斥控制等简单电路，使物理端口号与逻辑端口号之间的映射关系可编程，因此能够在网络系统硬件不变动的情况下，仅通过简单配置核心交换芯片的上述寄存器组，完成内部物理地址与逻辑地址关系的重映射，即可实现新的网络的路由方案。该电路易于实现，方案简单，有效增强交换芯片应用灵活性，使网络重构轻松实现，该通信网络的业务多样和环境适应性也得以增强，满足了现代交换网络因其本身环境适应性、灵活性以及安全性等要求发生变化，从而产生的不同网络架构需求，解决了单单依靠软件无法实现物理重构，传统硬件实现可重构的方法代价巨大无法实现，或是不能实现系统平滑升级，而现有软硬件结合的实现方式方案复杂，实现成本大的问题。基于FC交换网络协议规定单播通信以“port_id”即端口号寻址，通过增加交换机物理端口号与逻辑端口号的映射寄存器组及互斥控制等简单电路，使物理端口号与逻辑端口号之间的映射关系可编程，因此能够在网络系统硬件不变动的情况下，仅通过简单配置核心交换芯片的上述寄存器组，完成内部物理地址与逻辑地址关系的重映射，即可实现新的网络的路由方案。该电路易于实现，方案简单，有效增强交换芯片应用灵活性，使网络重构轻松实现，该通信网络的业务多样和环境适应性也得以增强。
附图说明
图1是本发明一种用于网络交换芯片的端口重映射电路及实现方法的架构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：
一个配置接口(1)和端口号互斥控制电路(2)、一组顺序排列的逻辑端口号映射寄存器(3)和物理端口路由电路(4)；配置接口(1)连接端口号互斥控制电路(2)及每个逻辑端口号映射寄存器(3)，端口号互斥控制电路(2)与逻辑端口号映射寄存器(3)及物理端口路由电路(4)相连，逻辑端口号映射寄存器(3)与物理端口路由电路(4)相连；
配置接口(1)为寄存器读写访问接口，包括寄存器访问地址、数据及控制信号和译码电路；
端口号互斥控制电路(2)监测配置接口(1)所发出的地址与数据，输出配置或控制信号至逻辑端口号映射寄存器(3)和物理端口路由电路(4)；
逻辑端口号映射寄存器组(3)共N个逻辑端口号映射寄存器，N为交换芯片端口数，寄存器m(0，1，2，…,N-1)中存储交换芯片物理端口m的逻辑端口号，其默认值为m；每个寄存器的输出信号线均输出至每个物理端口中的路由电路；
物理端口路由电路(4)由N个物理端口路由子电路组成，每个物理端口路由子电路的路由表以物理端口路由电路(3)输出的逻辑端口号为输入，建立端口之间的数据转发路由路径。
端口重映射实现方法为：包括下列步骤
1)网络控制器按照网络重构方案，通过配置接口(1)将需要重构的端口m的新逻辑端口号n写入对应的逻辑端口号映射寄存器组(3)寄存器m；
2)端口号互斥控制电路(2)监测到配置接口(1)的发生配置操作，通过译码其数据线和地址线，将被配置的逻辑端口号映射寄存器(3)中m的旧端口号p写入与新端口匹配的另外的逻辑端口号映射寄存器(3)寄存器q，执行互斥操作，避免端口号重复；同时发出暂停路由信号到物理端口路由电路(4)；
3)监测到配置接口(1)配置操作结束，端口号互斥控制电路(2)撤销输出到物理端口路由电路(4)的暂停路由信号；物理端口路由电路(4)以逻辑端口号映射寄存器(3)所输出的逻辑端口号为各自路由表输入，建立重构后的数据交换路由。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种用于网络交换芯片的端口重映射电路，其特征在于，包括一个配置接口(1)和端口号互斥控制电路(2)、一组顺序排列的逻辑端口号映射寄存器(3)和物理端口路由电路(4)；配置接口(1)连接端口号互斥控制电路(2)及每个逻辑端口号映射寄存器(3)，端口号互斥控制电路(2)与逻辑端口号映射寄存器(3)及物理端口路由电路(4)相连，逻辑端口号映射寄存器(3)与物理端口路由电路(4)相连，通过配置网络交换芯片的上的寄存器组，完成内部物理地址与逻辑地址关系的重映射，即可实现新的网络的路由；
配置接口(1)为寄存器读写访问接口，包括寄存器访问地址、数据及控制信号和译码电路；
端口号互斥控制电路(2)监测配置接口(1)所发出的地址与数据，输出配置或控制信号至逻辑端口号映射寄存器(3)和物理端口路由电路(4)；
逻辑端口号映射寄存器组共N个逻辑端口号映射寄存器，N为交换芯片端口数，寄存器m(0，1，2，…,N-1)中存储交换芯片物理端口m的逻辑端口号，其默认值为m；每个寄存器的输出信号线均输出至每个物理端口中的路由电路；
物理端口路由电路(4)由N个物理端口路由子电路组成，每个物理端口路由子电路的路由表以逻辑端口号映射寄存器(3)输出的逻辑端口号为输入，建立端口之间的数据转发路由路径。
2.一种用于如权利要求1所述的端口重映射电路的端口重映射方法，其特征在于，包括下列步骤
1)网络控制器按照网络重构方案，通过配置接口(1)将需要重构的端口m的新逻辑端口号n写入对应的逻辑端口号映射寄存器组中寄存器m；
2)端口号互斥控制电路(2)监测到配置接口(1)的发生配置操作，通过译码其数据线和地址线，将被配置的逻辑端口号映射寄存器(3)m的旧端口号p写入与新端口匹配的另外的逻辑端口号映射寄存器(3)q，执行互斥操作，避免端口号重复；同时发出暂停路由信号到物理端口路由电路(4)；
3)监测到配置接口(1)配置操作结束，端口号互斥控制电路(2)撤销输出到物理端口路由电路(4)的暂停路由信号；物理端口路由电路(4)以逻辑端口号映射寄存器(3)所输出的逻辑端口号为各自路由表输入，建立重构后的数据交换路由。
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