CN108600106B - 一种低时延的数据交换装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种低时延的数据交换装置及方法，其中数据交换装置包括：至少两个边界硬件模块以及至少一个光转发模块，其中，第一边界硬件模块，用于通过第一数据转发表，匹配主机路由器发送的信令报文对应的信令报文信息，获取主机路由器发送的业务请求，在第二数据转发表中，查找业务请求对应的光通道；至少一个光转发模块，用于将业务请求映射成与每个光转发模块的粒度对应粒度的第二业务请求，并按照光通道依次将第二业务请求转发；第二边界硬件模块，用于从第三数据转发表中，获取业务请求对应于数据交换装置的下一跳路由信息，并将业务请求转发到数据交换装置的下一跳路由。本发明实现了降低信息传输延时。

Description

一种低时延的数据交换装置及方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是一种低时延的数据交换装置及方法。

背景技术

近年来，移动边缘计算技术、4K视频、VR(Virtual Reality，虚拟现实)、物联网等新兴业务的蓬勃发展，为整个IT(Information Technology，信息科技和产业)行业带来了巨大变革，使得互联网流量快速增长。为了保证网络的服务和管理的质量，具备应付高度复杂性能力的AI(Artificial Intelligence，人工智能)技术具有很好的发展空间。

上述业务的开展运行，都依赖于网络的低时延传输与交换。目前网络层的传输与交换时延优化是通过在路由器技术不断发展来实现的，但是路由器的交换是基于网络层(OSI(Open System Interconnection，开放式系统互联)第三层)地址转发的，需要逐层去掉第一层和第二层的数据结构才能实现，因此基于第三层的路由器转发交换模式很难达到非常低的时延效果。与此对比，光交换的优势很明显，基于物理层(OSI第一层)或者媒介层(OSI第0层)的交换和转发，可以实现10us级的单节点转发时延。如何发挥光交换的优势满足数据交换低时延需求就成为亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种低时延的数据交换装置及方法，以实现降低信息交互过程的延时。具体技术方案如下：

为实现上述发明目的，本发明实施例的第一方面公开了一种低时延的数据交换装置，包括：至少两个边界硬件模块以及至少一个光转发模块，至少两个边界硬件模块中包括第一边界硬件模块和第二边界硬件模块，其中，

所述第一边界硬件模块，用于通过第一数据转发表，匹配主机路由器发送的信令报文对应的信令报文信息，当匹配成功后，获取所述主机路由器发送的业务请求，在第二数据转发表中，查找所述业务请求对应的光通道；所述第一数据转发表为用于匹配所述主机路由器发送的信令报文的转发表；所述第二数据转发表为用于确定所述主机路由器发送的业务请求的光通道；

所述至少一个光转发模块，用于针对所述光通道确定的转发所述业务请求的每个光转发模块，将所述业务请求映射成与每个光转发模块的粒度对应粒度的第二业务请求，并按照所述光通道依次将所述第二业务请求转发至最后一个光转发模块，以使所述最后一个光转发模块将所述第二业务请求反映射成所述业务请求，并将所述业务请求转发至所述第二边界硬件模块；所述第二边界硬件模块为所述数据交换装置中与目的IP网络相连的边界硬件模块；

所述第二边界硬件模块，用于接收所述业务请求，并从第三数据转发表中，获取所述业务请求对应于所述数据交换装置的下一跳路由信息，并将所述业务请求转发到所述数据交换装置的下一跳路由；所述第三数据转发表为用于存储路由信息的路由表。

可选地，所述装置还包括：信息处理模块，用于接收所述主机路由器通过所述第一边界硬件模块发送的地址解析协议ARP请求，通过协议处理后将所述ARP请求所请求的所述数据交换装置的MAC地址回复给所述主机路由器，并根据所述数据交换装置的MAC地址、IP地址，以及预先获取的各项参数信息，建立所述第一数据转发表。

可选地，所述信息处理模块，具体用于通过预先获取的各所述第一边界硬件模块的标识信息、端口信息，与各所述第一边界硬件模块相连的各主机服务器的网络之间互连协议IP地址、MAC地址，以及所述数据交换装置的IP地址、MAC地址，建立路由协议转发表；将所述路由协议转发表进行封装，生成下发到对应的所述第一边界硬件模块的所述第一数据转发表。

可选地，所述信息处理模块，具体用于解析所述ARP请求，获取所述主机路由器的IP地址、MAC地址；获取接收所述ARP请求的所述第一边界硬件模块的端口信息以及标识信息；通过所述主机路由器的IP地址以及MAC地址，建立表一；通过所述主机路由器的IP地址以及接收所述ARP请求的所述第一边界硬件模块的端口信息，建立表二；通过接收所述ARP请求的所述第一边界硬件模块的端口信息以及所述第一边界硬件模块的标识信息，建立表三；将所述表一、所述表二以及所述表三组合，形成包含所述IP地址、所述MAC地址、所述端口信息以及所述标识信息的表四；将所述表四进行封装，生成下发到对应的所述第一边界硬件模块、光转发模块、所述第二边界硬件模块的所述第二数据转发表。

可选地，所述信息处理模块，具体用于获取发送所述信令报文的上一跳路由信息以及接收所述信令报文的下一跳路由信息，以及所述数据交换装置的IP地址、MAC地址，建立路由表；将所述路由表进行封装，生成下发到对应的所述第一边界硬件模块、光转发模块、所述第二边界硬件模块的所述第三数据转发表。

可选地，所述装置还包括：

路径计算模块，用于计算所述数据交换装置中每两个所述第一边界硬件模块、所述第二边界硬件模块之间的路由路径，所述路由路径为所述业务请求映射后经过的光通道路径。

为达到上述发明目的，本发明实施例公开了一种数据传输方法，所述方法应用于数据交换装置，所述数据交换装置包括至少两个边界硬件模块以及至少一个光转发模块，至少两个边界硬件模块中包括第二边界硬件模块，所述方法包括：

通过第一数据转发表，匹配主机路由器发送的信令报文对应的信令报文信息，当匹配成功后，获取所述主机路由器发送的业务请求，在第二数据转发表中，查找所述业务请求对应的光通道；所述第一数据转发表为用于匹配所述主机路由器发送的信令报文的转发表；所述第二数据转发表为用于确定所述主机路由器发送的业务请求的光通道；

针对所述光通道确定的转发所述业务请求的每个光转发模块，将所述业务请求映射成与每个光转发模块的粒度对应粒度的第二业务请求，并按照所述光通道依次将所述第二业务请求转发至最后一个光转发模块，以使所述最后一个光转发模块将所述第二业务请求反映射成所述业务请求，并将所述业务请求转发至所述第二边界硬件模块；

接收所述业务请求，并从第三数据转发表中，获取所述业务请求对应于所述数据交换装置的下一跳路由信息，并将所述业务请求转发到所述数据交换装置的下一跳路由；所述第三数据转发表为用于存储路由信息的路由表。

可选地，所述至少两个边界硬件模块还包括第一边界硬件模块，所述第一数据转发表的建立过程，包括：

接收所述主机路由器通过所述第一边界硬件模块发送的地址解析协议ARP请求，通过协议处理后将所述ARP请求所请求的所述数据交换装置的MAC地址回复给所述主机路由器，并根据所述数据交换装置的MAC地址、IP地址，以及预先获取的各项参数信息，建立所述第一数据转发表。

可选地，所述根据所述数据交换装置的MAC地址、IP地址，以及预先获取的各项参数信息，建立所述第一数据转发表，包括：

通过预先获取的各所述第一边界硬件模块的标识信息、端口信息，与各所述第一边界硬件模块相连的各主机服务器的网络之间互连协议IP地址、MAC地址，各所述第二边界硬件模块的标识信息、端口信息，与各所述第二边界硬件模块相连的各主机服务器的网络之间互连协议IP地址、MAC地址，以及所述数据交换装置的IP地址、MAC地址，建立路由协议转发表；

将所述路由协议转发表进行封装，生成下发到对应的所述第一边界硬件模块的所述第一数据转发表。

可选地，所述第二数据转发表的建立过程，包括：

获取所述主机路由器的IP地址、MAC地址；

获取接收所述ARP请求的所述第一边界硬件模块的端口信息以及标识信息；

通过所述主机路由器的IP地址以及MAC地址，建立表一；

通过所述主机路由器的IP地址以及接收所述ARP请求的所述第一边界硬件模块的端口信息，建立表二；

通过接收所述ARP请求的所述第一边界硬件模块的端口信息以及所述第一边界硬件模块的标识信息，建立表三；

将所述表一、所述表二以及所述表三组合，形成包含所述IP地址、所述MAC地址、所述端口信息以及所述标识信息的表四；

将所述表四进行封装，生成下发到对应的所述第一边界硬件模块、光转发模块、所述第二边界硬件模块的所述第二数据转发表。

可选地，所述第三数据转发表的建立过程，包括：

获取发送所述信令报文的上一跳路由信息以及接收所述信令报文的下一跳路由信息，以及所述数据交换装置的IP地址、MAC地址，建立路由表；将所述路由表进行封装，生成下发到对应的所述第一边界硬件模块、光转发模块、所述第二边界硬件模块的所述第三数据转发表。

可选地，所述方法还包括：

计算所述数据交换装置中每两个所述第一边界硬件模块、所述第二边界硬件模块之间的路由路径，所述路由路径为所述业务请求映射后经过的光通道路径。

为达到上述发明目的，本发明实施例的又一方面公开了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现上述数据传输方法中任一所述的方法步骤。

为达到上述发明目的，本发明实施例又一方面公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述数据传输方法中任一所述的方法步骤。

为达到上述发明目的，在本发明实施还公开了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得执行上述数据传输方法中任一所述的方法步骤。

本发明实施例提供的一种低时延的数据交换装置及方法，以实现降低信息交互过程的延时。当源主机的IP网络为数据交换装置的上一跳路由器，目的主机的IP网络为数据交换装置的下一跳路由器时，通过本发明实施例的数据交换装置的第一边界硬件模块接收信息，进而通过第一数据转发表以及第二数据转发表匹配业务请求的光通路，最后通过光转发模块将该业务请求按照对应的光通道转发到第二边界硬件模块，最后在该第二边界硬件模块通过第二数据转发表，获取该业务请求对应于本发明实施例数据交换装置的下一跳路由信息，并将该业务请求转发到该下一跳路由，即为目的主机的IP网络。本发明实施例的数据交换装置具有和IP路由器相同的属性特点，容易加入现有的IP网络，实现了将IP网络和光网络的数据面融合。另外，源主机IP网络发送的信息，直接通过本发明实施例的数据交换装置构建的光网络传输到目的主机的IP网络，不需要将数据在IP网络与光网络之间来回交互传输。进而解决了现有技术中，源主机与目的主机进行数据传输时，信息在传输过程中需要在光网络以及电网络中多次交互传输，使得信息传输过程延时较大的技术问题，使得通过本发明实施例的数据交换装置的光网络进行数据交互时降低数据传输的时延。最终，通过本发明实施例的数据交换装置，可满足AI、5G等新兴技术对时延的需求。

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。

图1为本发明实施例的一种低时延的数据交换装置结构示意图；

图2为本发明实施例的一种低时延的数据交换装置的组网示意图；

图3为本发明实施例的一种低时延的数据交换装置的组网示意图；

图4为本发明实施例的一种低时延的数据交换装置的结构示意图；

图5为本发明实施例的一种数据传输方法的方法流程图；

图6为本发明实施例的一种数据传输方法的方法流程图；

图7为本发明实施例的一种电子设备结构示意图。

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描述。

本发明旨在使用光交换代替路由器的核心交换部件，进而使得在设备内部形成基于物理层和媒介层的低时延交换结构；同时通过在第一边界硬件模块、第二边界硬件模块和数据交换装置处实现对网络层协议的支持，实现该装置对外特性上与路由器趋同，从而很好的实现低时延与兼容性的统一。

为实现上述发明目的，在本发明实施例的第一方面公开了一种低时延的数据交换装置，如图1所示。图1为本发明实施例的一种低时延的数据交换装置结构示意图，包括：至少两个边界硬件模块以及至少一个光转发模块102，至少两个边界硬件模块中包括第一边界硬件模块101和第二边界硬件模块103。

其中，第一边界硬件模块101，用于通过第一数据转发表，匹配主机路由器发送的信令报文对应的信令报文信息，当匹配成功后，获取主机路由器发送的业务请求，在第二数据转发表中，查找业务请求对应的光通道；第一数据转发表为用于匹配主机路由器发送的信令报文的转发表；第二数据转发表为用于确定主机路由器发送的业务请求的光通道。

本发明实施例的数据交换装置将光网络以及电网络融合，进而实现将源主机的IP网络发送的数据，通过本发明实施例的数据交换装置传输与转发到目的主机的IP网络。该数据交换装置至少包括第一边界硬件模块101、光转发模块102以及第二边界硬件模块103，第一边界硬件模块101表示与源主机IP网络连接的边界硬件模块，第二边界硬件模块103表示与目的主机IP网络连接的边界硬件模块，两者并没有固定先后顺序，是相对于当前数据传输方向确定的第一、第二。

在本发明实施例中，第一边界硬件模块101连接源主机IP网络，第二边界硬件模块103连接目的主机IP网络，第一边界硬件模块101与至少一个光转发模块102连接，进而与第二边界硬件模块103连接，形成本发明实施例的数据交换装置。

为了更好地说明本发明实施例的一种低时延的数据交换装置实现源主机与目的主机的数据传输过程，可有如图2所示的本发明实施例的一种低时延的数据交换装置的组网示意图，在该图2中源主机IP网络与本发明实施例的数据交换装置连接，本发明实施例的数据交换装置与目的主机IP网络连接，进而实现源主机与目的主机进行数据传输的过程。具体为，源主机IP网络中的路由器与本发明实施例的数据交换装置的第一边界硬件模块101连接，目的主机IP网络中的路由器与本发明实施例的数据交换装置的第二边界硬件模块103连接。以下具体说明源主机通过本发明实施例的数据交换装置与目的主机进行数据传输的过程。

本步骤为第一边界硬件模块101接收源主机发送的信息的处理过程。具体为与本发明实施例的数据交换装置建立连接关系的源主机路由器发送信令报文，该信令报文表示告知本发明实施例的数据交换装置与源主机采用的通信报文协议，以及告知本发明实施例的数据交换装置源主机的路由信息以及源主机的IP地址、MAC地址。

本发明实施例的数据交换装置可根据据自身的MAC地址、IP地址等各项参数信息，以及预先获取的与本发明实施例的数据交换装置相连接的各IP网络的参数信息，建立匹配对应主机路由器发送的信令报文对应的第一数据转发表，将该第一数据转发表下发到对应的第一边界硬件模块101。

本发明实施例的数据交换装置还可根据据自身的MAC地址、IP地址，第一边界硬件模块101、光转发模块102以及第二边界硬件模块103的链路信息、端口信息，以及发送信令报文的路由信息等各项参数信息，建立确定主机路由器发送的业务请求光通道对应的第二数据转发表。

当第一边界硬件模块101接收到信令报文后，会根据预先建立的第一数据转发表，匹配该源主机路由器发送的信令报文是否在预先建立的第一数据转发表中。当在第一数据转发表中匹配成功后，该源主机路由器即可正式发送传输给目的主机的业务请求。

该第一边界硬件模块101获取该源主机路由器发送到的业务请求后，在预先建立的第二数据转发表查找该业务请求对应的光通道。光通道表示将源主机发送的业务请求传输给目的主机经过的光转发路经形成的通道。光通道可以基于时分、波分、空分等或其组合进行划分。

至少一个光转发模块，用于针对光通道确定的转发业务请求的每个光转发模块102，将业务请求映射成与每个光转发模块102的粒度对应粒度的第二业务请求，并按照光通道依次将第二业务请求转发至最后一个光转发模块102，以使最后一个光转发模块102将第二业务请求反映射成业务请求，并将业务请求转发至第二边界硬件模块103；第二边界硬件模块103为数据交换装置中与目的IP网络相连的边界硬件模块。

在信息传输过程中，确定了该业务请求对应的光通道后，将该业务请求在该数据交换装置内部按照该光通道传输到该数据交换装置的第二边界硬件模块103。在本发明实施例中需要使用该数据交换装置的光转发模块102将业务请求按照该光通道进行传输，该光通道即为业务请求在该数据交换装置内部的转发路径，转发路径即为对应经过的光转发模块102确定的路径，进而实现通过光转发模块将该业务请求进行转发。

每个光转发模块102自身有数据粒度，在接受到业务请求后需要将该业务请求映射成与该光转发模块102粒度对应粒度的第二业务请求，在转发该业务请求的光通道对应转的最后一个光转发模块102将该第二业务请求再反映射为该源主机路由器发送到业务请求。例如，该源主机路由器发送到业务请求为1G，光通道确定的第一个转发该业务请求的光转发模块A的粒度为1.25G，该光转发模块A给该业务请求加上包头，将该业务请求映射为1.25G的第二业务请求，在将该第二数据到转发到下一个光转发模块102，当到达最后一个光转发模块102时，将该第二业务请求的包头去掉，将该第二业务请求还原为1G的业务请求。进而，通过最后一个光转发模块102将该1G的业务请求转发到第二边界硬件模块103。

第二边界硬件模块103，用于接收业务请求，并从第三数据转发表中，获取业务请求对应于数据交换装置的下一跳路由信息，并将业务请求转发到数据交换装置的下一跳路由；第三数据转发表为用于存储路由信息的路由表。

上述步骤通过光转发模块102将业务请求转发到该第二边界硬件模块103后，在该第二边界硬件模块103的第三数据转发表中，获取该业务请求对应于数据交换装置的下一跳路由信息，该下一跳路由信息即为图2中所示目的IP网络的路由信息，进而使得通过该第二边界硬件模块103将该业务请求转发到该目的IP网络。

本发明实施例提供的一种低时延的数据交换装置，实现了降低网络资源开销，提高网络资源利用率的目的。当源主机的IP网络为数据交换装置的上一跳路由器，目的主机的IP网络为数据交换装置的下一跳路由器时，通过本发明实施例的数据交换装置的第一边界硬件模块接收信息，进而通过第一数据转发表以及第二数据转发表匹配业务请求的光通路，最后通过光转发模块将该业务请求按照对应的光通道转发到第二边界硬件模块，最后在该第二边界硬件模块通过第二数据转发表，获取该业务请求对应于本发明实施例数据交换装置的下一跳路由信息，并将该业务请求转发到该下一跳路由，即为目的主机的IP网络。本发明实施例的数据交换装置具有和IP路由器相同的属性特点，容易加入现有的IP网络，实现了将IP网络和光网络的数据面融合。另外，源主机IP网络发送的信息，直接通过本发明实施例的数据交换装置构建的光网络传输到目的主机的IP网络，不需要将数据在IP网络与光网络之间来回交互传输。进而解决了现有技术中，源主机与目的主机进行数据传输时，信息在传输过程中需要在光网络以及电网络中多次交互传输，使得信息传输过程延时较大的技术问题，使得通过本发明实施例的数据交换装置的光网络进行数据交互时降低数据传输的时延。最终，通过本发明实施例的数据交换装置，可满足AI、5G等新兴技术对时延的需求。

可选地，在本发明的数据交换装置的一种实施例中，装置还包括：信息处理模块，用于接收主机路由器通过第一边界硬件模块发送的地址解析协议ARP请求，通过协议处理后将ARP请求所请求的数据交换装置的MAC地址回复给主机路由器，并根据数据交换装置的MAC地址、IP地址，以及预先获取的各项参数信息，建立第一数据转发表。

本发明实施例为数据交换装置与IP网络建立邻居关系的方法步骤。具体为，主机路由器通过通信协议发送ARP请求，本发明实施例的数据交换装置的信息处理模块接收该ARP请求，该请求为主机与数据交换装置建立关联的请求。其中，该通信协议可以标准openflow协议。

具体为，本发明实施例的数据交换装置的信息处理模块，接收源主机路由器通过第一边界硬件模块发送的地址解析协议ARP请求后，获取该ARP请求携带的地址信息，包括发送该ARP请求的源主机的IP地址、源主机的MAC地址以及源主机路由器的路由信息。当数据交换装置识别了发送该ARP请求的源主机的IP地址以及源主机的MAC地址后，将自身的MAC地址返回给该源主机，告知该源主机已经与数据交换装置建立了邻居关系。

与此同时，数据交换装置的信息处理模块还将获取的该源主机的地址信息、路由信息以及预先获取的各项参数信息，建立第一数据转发表。本发明实施例的第一数据转发表为用于匹配主机路由器发送的报文的流表。

具体建立第一数据转发表的实施方式可如下：

通过各第一边界硬件模块的标识信息、端口信息，与各第一边界硬件模块相连的各主机服务器的网络之间互连协议IP地址、MAC地址，以及数据交换装置的IP地址、MAC地址，建立路由协议转发表；将路由协议转发表进行封装，生成下发到对应的第一边界硬件模块的第一数据转发表。

具体为，通过预先获取的与该源主机连接的第一边界硬件模块的标识信息、端口信息，与该第一边界硬件模块相连的各主机服务器的IP地址、MAC地址，以及该数据交换装置的IP地址、MAC地址，建立关于该第一边界硬件模块路由协议流表，进而通过标准openflow协议封装该路由协议流表，生成下发到该第一边界硬件模块的第一数据转发表。

另外，数据交换装置与目的主机建立邻居关系的方法与上述源主机与数据交换装置建立了邻居关系的实施方式中类似，以及生成下发到与目的主机连接的边界硬件模块的第一数据转发表与上述生成下发到与源主机连接的边界硬件模块的第一数据转发表类似，此处不再赘述。

可见，通过本发明实施例可实现将数据交换装置与IP网络建立连接，以及生成下发到每个边界硬件模块的第一数据转发表，便于后期IP网络的路由器发送的报文信息与数据交换装置的第一数据转发表中各流表信息匹配，实现数据交换装置与IP网络边界路由器的报文互通。

可选地，在本发明的数据交换装置的一种实施例中，信息处理模块，具体解析ARP请求，获取主机路由器的IP地址、MAC地址；获取接收ARP请求的第一边界硬件模块的端口信息以及标识信息；通过主机路由器的IP地址以及MAC地址，建立表一；通过主机路由器的IP地址以及接收ARP请求的第一边界硬件模块的端口信息，建立表二；通过接收ARP请求的第一边界硬件模块的端口信息、第一边界硬件模块的标识信息、第二边界硬件模块的端口信息以及标识信息，建立表三；将表一、表二以及表三组合，形成包含IP地址、MAC地址、端口信息以及标识信息的表四；表四进行封装，生成下发到对应的第一边界硬件模块、光转发模块、第二边界硬件模块的第二数据转发表。

本发明实施例为建立第二数据转发表的实施方法。本发明实施例的第二数据转发表为确定主机路由器发送的业务请求光通道以及存储路由信息的转发表。

具体建立过程如下：

为主机路由器的地址信息建立表一，即为将主机路由器的IP地址以及MAC地址存储在一张表中。

按照主机路由器的IP地址以及接收该ARP请求的第一边界硬件模块的端口信息，建立表二。在本发明实施例中为源主机的IP地址以及接收源主机发送的ARP请求的第一边界硬件模块的端口信息建立一张表二。

在本发明实施例中为接收源主机发送的ARP请求的第一边界硬件模块的端口信息以及该第一边界硬件模块的标识信息，第二边界硬件模块的端口信息以及标识信息，建立一张表三。

将表一、表二以及表三组合，形成包含源主机IP地址、源主机MAC地址、接收源主机发送的ARP请求的第一边界硬件模块的端口信息PORT1、第一边界硬件模块的标识信息DPID1，以及第二边界硬件模块的端口信息PORT2、第二边界硬件模块的标识信息DPID2的表四，该表四可表示为MAC-IP-PORT1-DPID1-PORT2-DPID2。进而通过封装技术，将该表四进行封装，形成第二数据转发表。

可见，通过本发明实施例建立的第二数据转发表，使得通过该第二数据转发表确定将源主机发送给目的主机的业务请求所对应的光通道，进而实现将该业务请求在该交换装置内部通过光网络进行转发，降低数据在原有的光网络以及电网络中多次交互传输造成的延时。

可选地，在本发明的数据交换装置的一种实施例中，信息处理模块，具体用于获取发送信令报文的上一跳路由信息以及接收信令报文的下一跳路由信息，以及数据交换装置的IP地址、MAC地址，建立路由表；将路由表进行封装，生成下发到对应的第一边界硬件模块、光转发模块、第二边界硬件模块的第三数据转发表。

本发明实施例为建立路由表的实施例，即为本发明实施例的第三数据转发表。具体如下：

获取发送信令报文的上一跳路由信息以及接收信令报文的下一跳路由信息，以及数据交换装置的IP地址、MAC地址，建立路由表。

将发送信令报文的源主机的路由信息作为该数据交换装置的上一跳路由信息，以及将接收该信令报文的目的主机的路由信息作为该数据交换装置的下一跳路由信息，以及本发明实施例的数据交换装置的IP地址、MAC地址，建立包含源主机的路由信息以及目的主机的路由信息的路由表。

按照预先获取的数据交换装置的链路信息，组合表四以及路由表，生成路由路径转发表；将路由路径转发表进行封装，生成下发到对应的第一边界硬件模块、光转发模块、第二边界硬件模块的第三数据转发表。

可见，通过本发明实施例，可预先构建通过该数据交换装置进行数据传输的各路由信息对应的第三数据转发表，进而在实际数据传输过程中直接通过该第三数据转发表可确定传输的数据对应于该数据交换装置的下一跳路由，最终实现将数据从该数据交换装置中输出到下一跳路由所在的IP网络。

可选地，在本发明的数据交换装置的一种实施例中，装置还包括：

路径计算模块，用于计算数据交换装置中每两个第一边界硬件模块、第二边界硬件模块之间的路由路径，路由路径为业务请求映射后经过的光通道路径。

本发明实施例为计算路由路径的方法实施例。可参考图3所示的本发明实施例的一种低时延的数据交换装置的组网示意图。该图3中包括4个IP网络，即为源主机IP网络、目的主机IP网络以及剩余2个IP网络，其中A、B表示本发明实施例的数据交换装置的边界硬件模块、1-6分别表示本发明实施例的数据交换装置包含的6个光转发模块。源主机IP网络包括源主机以及边界路由器1、目的主机IP网络包括目的主机以及边界路由器2。每个IP网络均通过边界路由器与本发明实施例的数据交换装置连接，即为源主机IP网络的边界路由器1与本发明实施例的第一边界硬件模块连接、目的IP网络的边界路由器2与本发明实施例的第二边界硬件模块连接。剩余2个IP网络中每个IP网络分别通过边界路由器3与本数据交换装置的边界硬件模块相连，通过边界路由器4与本数据交换装置的边界硬件模块相连。

在本发明实施例中，与源主机的边界路由器1相连接的第一边界硬件模块，接收该源主机的边界路由器1发送的业务请求，进而通过与该第一边界硬件模块连接的多个光转发模块，将该业务请求转发到对应的目的主机的第二边界硬件模块，通过该第二边界硬件模块将该业务请求转发到该目的主机的边界路由器2，实现业务请求从源主机到目的主机的传输过程。

在本发明实施例中，通过该数据交换装置的路径计算模块，计算每两个第一边界硬件模块、第二边界硬件模块之间的路由路径，进而使得源主机发送的业务请求可在所有的路由路径中找到合适的路由路径，传递到对应的目的主机。为了提升数据传输效率，该路由路径可以是第一边界硬件模块与第二边界硬件模之间的最短路径。

可见，通过本发明实施例可确定出每两个边界硬件模块之间的路由路径，可便于源主机边界路由器与目的主机边界路由器在信息传输时找到对应的路由路径，以及易于对路由路径进行优化。

为了更好地说明本发明实施例的数据交换装置，本发明实施例还公开了一种低时延的数据交换装置，可参见图4。图4为本发明实施例的一种低时延的数据交换装置的结构示意图。在该图4中，数据交换装置分为控制单元以及转发平面：控制单元执行本发明实施例中信息处理模块的功能，即为对数据流的控制处理；转发平面的作用为按照控制单元对数据流的控制进行实际的数据转发。

其中，控制单元具体包括路由协议处理模块、协议转换模块、路径计算模块、ARP代理模块、边界信息模块以及域内信息收集模块。转发平面具体包括第一边界硬件模块、第二边界硬件模块以及多个光转发模块。

在本发明实施例中，光转发模块以OTN(OpticalTransportNetwork，光传送网)转发设备，控制单元与边界硬件模块之间以openflow协议为例，说明本发明实施例的数据交换装置各部分的信息交互过程。具体如下：

域内信息收集模块，存在于控制单元中，用于收集数据交换装置内所有OTN转发设备的拓扑、OTN转发设备的端口工作状态和连接的链路状态，同时，域内信息收集模块还需要收集第一边界硬件模块的端口信息及地址信息、第二边界硬件模块的端口信息及地址信息、OTN转发设备各个端口的流量统计、各个OTN转发设备的路由信息匹配次数以及链路的流量、时延、QoS(Quality of Service，服务质量)等信息，并且域内信息收集模块定期将收集到的信息发送给路径计算模块。

本实施例中，域内信息收集模块运行LLTD(Link Layer Topology Discovery，链接层拓扑结构发现协议)协议，收集本发明实施例的数据交换装置的OTN转发设备的网络拓扑信息、链路状态、转发设备地址及端口信息。

ARP代理模块，存在于控制单元中，用于接收第一边界硬件模块接收的主机边界路由器发送的ARP请求，并且通过标准的openflow协议封装回复信息，将封装好的回复信息回复给IP网络中边界路由器，使得IP网络中的边界路由器与本发明的数据交换装置建立邻居关系，同时生成ARP地址表格对ARP请求的业务请求进行记录。

具体为，ARP代理模块接收到边界硬件模块发送的ARP请求后，检查该ARP请求的ARP地址表，确认是否经过重复处理，如果没有经过重复处理则添加表项，然后根据信令报文特征建立路由协议表项，发送至协议转换模块。进而生成匹配IP网络信令报文的第一数据转发表，并将该第一数据转发表下发到数据交换装置的第一边界硬件模块中，同时将收到的ARP请求发送至边界信息模块进行解析处理。

边界信息模块，存在于控制单元中，用于接收并处理ARP代理模块转发的ARP请求。边界信息模块收到ARP代理模块转发来的ARP请求后，将与接收该ARP请求的第一边界硬件模块相连的OTN转发设备指定为边界OTN转发设备，并解析ARP请求的ARP包获取外部路由器的IP地址、MAC地址，以及接收该ARP请求的边界硬件模块的地址信息及端口号并保存。

根据从ARP请求中得到的信息建立三张表，具体为：通过主机路由器的IP地址以及MAC地址，建立表一；通过主机路由器的IP地址以及接收ARP请求的第一边界硬件模块的端口信息PORT，建立表二；通过接收ARP请求的第一边界硬件模块的端口信息PORT以及第一边界硬件模块的标识信息DPID，建立表三；将表一、表二以及表三组合，形成包含IP地址、MAC地址、端口信息PORT以及标识信息DPID的表四，即形成本发明实施例的第二数据转发表MAC-IP-PORT-DPID表。同时边界信息模块定期将收集到的边界硬件模块的端口信息PORT以及标识信息DPID，发送给路径计算模块以便进行路由路径的更新。

路径计算模块，存在于控制单元中，用于计算并建立数据交换装置内各个边界OTN转发设备之间的路由路径，其中边界OTN转发设备的信息通过第一边界信息模块提供的信息获得，各个OTN转发设备之间拓扑及链路信息通过信息收集模块提供的信息获得；同时将发送信令报文的上一跳路由信息以及接收信令报文的下一跳路由信息，以及数据交换装置的IP地址、MAC地址，建立路由表；按照预先获取的数据交换装置的链路信息，组合表四以及路由表，生成路由路径转发表。

协议转换模块,存在于控制单元中，用于对路径计算模块生成的路径转发表进行协议封装，生第二数据转发表。并将第二数据转发表下发至转发平面的OTN转发设备的第一边界硬件模块、光转发模块、第二边界硬件模块，使得IP网络发送的业务请求根据该第二数据转发表在本发明实施例的数据交换装置内进行数据转发。

路由协议处理模块，存在于控制单元中，用于对第一边界硬件模块发送的信令报文进行协议解析，建立指定第一边界硬件模块的端口信息的路由协议转发表，在本实施例中端口号为179的TCP(Transmission Control Protocol传输控制协议)报文流表项，然后将该路由协议转发表进行封装，生成下发到对应的第一边界硬件模块的第一数据转发表，使得通过第一边界硬件模块，实现本发明实施例的数据交换装置与IP网络的边界路由器的报文互通。

第一边界硬件模块，存在于转发平面中，用于对IP网络发送的ARP信息进行ARP信息进行接收，并将ARP信息发送到控制单元的边界信息模块进行处理，以及通过第一数据转发表，匹配IP网络主机路由器发送的信令报文对应的信令报文信息，当匹配成功后，获取该IP网络主机路由器发送的业务请求，在第二数据转发表中，查找业务请求对应的光通道。具体为对端口号为179的TCP报文进行匹配。

光转发模块，存在于转发平面中，针对光通道确定的转发业务请求的每个光转发模块，将业务请求映射成与每个光转发模块的粒度对应粒度的第二业务请求，并按照光通道依次将第二业务请求转发至最后一个光转发模块，以使最后一个光转发模块将第二业务请求反映射成业务请求，并将业务请求转发至第二边界硬件模块。同时光转发模块运行链路发现协议，定期将拓扑信息上传给控制单元的域内信息模块。

第二边界硬件模块，存在于转发平面中，接收业务请求，并从第三数据转发表中，获取业务请求对应于数据交换装置的下一跳路由信息，并将业务请求转发到数据交换装置的下一跳路由；第三数据转发表为用于存储路由信息的路由表。

另外，第二边界硬件模块还可向控制单元返回当前业务请求对应的光通道的选路结果，控制单元根据该光通道使用情况更新网络阻塞率，并根据OTN转发设备链路状况定期更新边界OTN转发设备之间的路由路径，以及更新周期大于业务请求在光交换装置中的最大流通时间。

可见，通过本发明实施例的数据交换装置，可实现对IP网络的业务进行高速传输与处理，从而完成IP网络与光融合的数据转发。

为实现上述发明目的，在本发明实施例的第二方面公开了一种数据传输方法，如图5所示。需要说明的是，本发明一种数据传输方法是应用于上述数据交换装置的方法，该数据交换装置包括至少两个边界硬件模块以及至少一个光转发模块，至少两个边界硬件模块中包括第二边界硬件模块。其具体实施方式与上述数据交换装置的类似，以下不再具体赘述。

图5为本发明实施例的一种数据传输方法的方法流程图；包括：

S501，通过第一数据转发表，匹配主机路由器发送的信令报文对应的信令报文信息，当匹配成功后，获取主机路由器发送的业务请求，在第二数据转发表中，查找业务请求对应的光通道；第一数据转发表为用于匹配主机路由器发送的信令报文的转发表；第二数据转发表为用于确定主机路由器发送的业务请求的光通道。

S502，针对光通道确定的转发业务请求的每个光转发模块，将业务请求映射成与每个光转发模块的粒度对应粒度的第二业务请求，并按照光通道依次将第二业务请求转发至最后一个光转发模块，以使最后一个光转发模块将第二业务请求反映射成业务请求，并将业务请求转发至第二边界硬件模块。

S503，接收业务请求，并从第三数据转发表中，获取业务请求对应于数据交换装置的下一跳路由信息，并将业务请求转发到数据交换装置的下一跳路由；第三数据转发表为用于存储路由信息的路由表。

本发明实施例提供的一种数据传输方法，实现了降低网络资源开销，提高网络资源利用率的目的。当源主机的IP网络为数据交换装置的上一跳路由器，目的主机的IP网络为数据交换装置的下一跳路由器时，通过本发明实施例的数据交换装置的第一边界硬件模块接收信息，进而通过第一数据转发表以及第二数据转发表匹配业务请求的光通路，最后通过光转发模块将该业务请求按照对应的光通道转发到第二边界硬件模块，最后在该第二边界硬件模块通过第二数据转发表，获取该业务请求对应于本发明实施例数据交换装置的下一跳路由信息，并将该业务请求转发到该下一跳路由，即为目的主机的IP网络。本发明实施例的数据交换装置具有和IP路由器相同的属性特点，容易加入现有的IP网络，实现了将IP网络和光网络的数据面融合。另外，源主机IP网络发送的信息，直接通过本发明实施例的数据交换装置构建的光网络传输到目的主机的IP网络，不需要将数据在IP网络与光网络之间来回交互传输。进而解决了现有技术中，源主机与目的主机进行数据传输时，信息在传输过程中需要在光网络以及电网络中多次交互传输，使得信息传输过程延时较大的技术问题，使得通过本发明实施例的数据交换装置的光网络进行数据交互时降低数据传输的时延。最终，通过本发明实施例的数据交换装置，可满足AI、5G等新兴技术对时延的需求。

可选地，在本发明的数据传输方法的一种实施例中，至少两个边界硬件模块还包括第一边界硬件模块，第一数据转发表的建立过程，包括：

接收主机路由器通过第一边界硬件模块发送的地址解析协议ARP请求，通过协议处理后将ARP请求所请求的数据交换装置的MAC地址回复给主机路由器，并根据数据交换装置的MAC地址、IP地址，以及预先获取的各项参数信息，建立第一数据转发表。

可选地，在本发明的数据传输方法的一种实施例中，根据数据交换装置的MAC地址、IP地址，以及预先获取的各项参数信息，建立第一数据转发表，包括：

通过预先获取的各第一边界硬件模块的标识信息、端口信息，与各第一边界硬件模块相连的各主机服务器的网络之间互连协议IP地址、MAC地址，各第二边界硬件模块的标识信息、端口信息，与各第二边界硬件模块相连的各主机服务器的网络之间互连协议IP地址、MAC地址，以及数据交换装置的IP地址、MAC地址，建立路由协议转发表；

将路由协议转发表进行封装，生成下发到对应的第一边界硬件模块的第一数据转发表。

可选地，在本发明的数据传输方法的一种实施例中，第二数据转发表的建立过程，包括：

获取主机路由器的IP地址、MAC地址；

获取接收ARP请求的第一边界硬件模块的端口信息以及标识信息；

通过主机路由器的IP地址以及MAC地址，建立表一；

通过主机路由器的IP地址以及接收ARP请求的第一边界硬件模块的端口信息，建立表二；

通过接收ARP请求的第一边界硬件模块的端口信息以及第一边界硬件模块的标识信息，建立表三；

将表一、表二以及表三组合，形成包含IP地址、MAC地址、端口信息以及标识信息的表四；

将表四进行封装，生成下发到对应的第一边界硬件模块、光转发模块、第二边界硬件模块的第二数据转发表。

可选地，在本发明的数据传输方法的一种实施例中，第三数据转发表的建立过程，包括：

获取发送信令报文的上一跳路由信息以及接收信令报文的下一跳路由信息，以及数据交换装置的IP地址、MAC地址，建立路由表；将路由表进行封装，生成下发到对应的第一边界硬件模块、光转发模块、第二边界硬件模块的第三数据转发表。

可选地，在本发明的数据传输方法的一种实施例中，方法还包括：

计算数据交换装置中每两个第一边界硬件模块、第二边界硬件模块之间的路由路径，路由路径为业务请求映射后经过的光通道路径。

为了更好地说明本发明实施例的数据传输方法，本发明实施例还公开了一种数据传输方法，可参见图6，该数据传输方法可应用于上述图4所示的数据交换装置。图6为本发明实施例的一种数据传输方法的方法流程图。

S601，收集本发明实施例的数据交换装置的链路信息以及拓扑信息。

S602，第一边界硬件模块接收主机路由器发送的ARP请求，并通过内部管理口将该ARP请求发送到ARP代理模块，ARP代理模块解析该ARP请求，并将该ARP请求所请求的本发明实施例的数据交换装置的MAC地址，通过该第一边界硬件模块回复给该主机路由器，使得该主机IP网络与本发明实施例的数据交换装置建立连接关系。

S603，根据本发明实施例的数据交换装置的MAC地址、IP地址，以及预先获取的各项参数信息，建立匹配源主机路由器发送的信令报文的转发表对应的第一数据转发表，并将该第一数据转发表下发到对应的第一边界硬件模块。

S604，第一边界硬件模块接收源主机路由器发送的信令报文，并根据该第一数据转发表的流表项匹配该信令报文，当匹配成功时，执行S605。当没有匹配成功时，说明该信令报文无法被本发明实施例的数据交换装置识别，则直接丢弃该信令报文。

S605，建立包含IP网络以及本数据交换装置的IP地址、MAC地址、本数据交换装置中各端口信息以及各标识信息的信息表，路径计算模块计算每两个第一边界硬件模块、第二边界硬件模块之间的路由路径，获取发送信令报文的上一跳路由信息以及接收该信令报文的下一跳路由信息，建立路由表。组合该信息表以及路由表，并将组合完成的信息表进行封装，得到本发明实施例的第二数据转发表。

S606，第一边界硬件模块接收该源主机路由器发送的业务请求，进而将该业务请求传输到路由协议处理模块进行解析，并通过第二数据转发表查找该业务请求对应的光通道，当查找成功时，执行S607，查找失败时，将该业务请求丢弃。

S607，针对光通道确定的转发业务请求的每个光转发模块，将业务请求映射成与每个光转发模块的粒度对应粒度的第二业务请求，并按照光通道依次将第二业务请求转发至最后一个光转发模块，以使最后一个光转发模块将第二业务请求反映射成业务请求，并将业务请求转发至第二边界硬件模块。进而在该第二边界硬件模块的第三数据转发表中，获取该业务请求对应于该数据交换装置的下一跳路由信息，并将该业务请求转发到该数据交换装置的下一跳路由。

为达到上述发明目的，在本发明实施的还公开了一种电子设备，如图7所示。图7为本发明实施例的一种电子设备结构示意图，包括处理器701、通信接口702、存储器703和通信总线704，其中，处理器701、通信接口702、存储器703通过通信总线704完成相互间的通信；

存储器703，用于存放计算机程序；

处理器701，用于执行存储器703上所存放的程序时，执行如下方法步骤：

通过第一数据转发表，匹配主机路由器发送的信令报文对应的信令报文信息，当匹配成功后，获取主机路由器发送的业务请求，在第二数据转发表中，查找业务请求对应的光通道；第一数据转发表为用于匹配主机路由器发送的信令报文的转发表；第二数据转发表为用于确定主机路由器发送的业务请求的光通道；

针对光通道确定的转发业务请求的每个光转发模块，将业务请求映射成与每个光转发模块的粒度对应粒度的第二业务请求，并按照光通道依次将第二业务请求转发至最后一个光转发模块，以使最后一个光转发模块将第二业务请求反映射成业务请求，并将业务请求转发至第二边界硬件模块；

接收业务请求，并从第三数据转发表中，获取业务请求对应于数据交换装置的下一跳路由信息，并将业务请求转发到数据交换装置的下一跳路由；第三数据转发表为用于存储路由信息的路由表。

上述电子设备提到的通信总线704可以是外设部件互连标准(PeripheralComponent Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线704可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口702用于上述电子设备与其他终端设备之间的通信。

存储器703可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器703还可以是至少一个位于远离前述处理器701的存储装置。

上述的处理器701可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

本发明实施例提供的一种电子设备，实现了降低网络资源开销，提高网络资源利用率的目的。当源主机的IP网络为数据交换装置的上一跳路由器，目的主机的IP网络为数据交换装置的下一跳路由器时，通过本发明实施例的数据交换装置的第一边界硬件模块接收信息，进而通过第一数据转发表以及第二数据转发表匹配业务请求的光通路，最后通过光转发模块将该业务请求按照对应的光通道转发到第二边界硬件模块，最后在该第二边界硬件模块通过第二数据转发表，获取该业务请求对应于本发明实施例数据交换装置的下一跳路由信息，并将该业务请求转发到该下一跳路由，即为目的主机的IP网络。本发明实施例的数据交换装置具有和IP路由器相同的属性特点，容易加入现有的IP网络，实现了将IP网络和光网络的数据面融合。另外，源主机IP网络发送的信息，直接通过本发明实施例的数据交换装置构建的光网络传输到目的主机的IP网络，不需要将数据在IP网络与光网络之间来回交互传输。进而解决了现有技术中，源主机与目的主机进行数据传输时，信息在传输过程中需要在光网络以及电网络中多次交互传输，使得信息传输过程延时较大的技术问题，使得通过本发明实施例的数据交换装置的光网络进行数据交互时降低数据传输的时延。最终，通过本发明实施例的数据交换装置，可满足AI、5G等新兴技术对时延的需求。

为达到上述发明目的，在本发明实施的又一方面还公开了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，执行上述一种数据传输方法的方法步骤。

本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质，实现了降低网络资源开销，提高网络资源利用率的目的。当源主机的IP网络为数据交换装置的上一跳路由器，目的主机的IP网络为数据交换装置的下一跳路由器时，通过本发明实施例的数据交换装置的第一边界硬件模块接收信息，进而通过第一数据转发表以及第二数据转发表匹配业务请求的光通路，最后通过光转发模块将该业务请求按照对应的光通道转发到第二边界硬件模块，最后在该第二边界硬件模块通过第二数据转发表，获取该业务请求对应于本发明实施例数据交换装置的下一跳路由信息，并将该业务请求转发到该下一跳路由，即为目的主机的IP网络。本发明实施例的数据交换装置具有和IP路由器相同的属性特点，容易加入现有的IP网络，实现了将IP网络和光网络的数据面融合。另外，源主机IP网络发送的信息，直接通过本发明实施例的数据交换装置构建的光网络传输到目的主机的IP网络，不需要将数据在IP网络与光网络之间来回交互传输。进而解决了现有技术中，源主机与目的主机进行数据传输时，信息在传输过程中需要在光网络以及电网络中多次交互传输，使得信息传输过程延时较大的技术问题，使得通过本发明实施例的数据交换装置的光网络进行数据交互时降低数据传输的时延。最终，通过本发明实施例的数据交换装置，可满足AI、5G等新兴技术对时延的需求。

为达到上述发明目的，在本发明实施的又一方面还公开了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，执行上述一种数据传输方法的方法步骤。

本发明实施例提供的一种包含指令的计算机程序产品，实现了降低网络资源开销，提高网络资源利用率的目的。当源主机的IP网络为数据交换装置的上一跳路由器，目的主机的IP网络为数据交换装置的下一跳路由器时，通过本发明实施例的数据交换装置的第一边界硬件模块接收信息，进而通过第一数据转发表以及第二数据转发表匹配业务请求的光通路，最后通过光转发模块将该业务请求按照对应的光通道转发到第二边界硬件模块，最后在该第二边界硬件模块通过第二数据转发表，获取该业务请求对应于本发明实施例数据交换装置的下一跳路由信息，并将该业务请求转发到该下一跳路由，即为目的主机的IP网络。本发明实施例的数据交换装置具有和IP路由器相同的属性特点，容易加入现有的IP网络，实现了将IP网络和光网络的数据面融合。另外，源主机IP网络发送的信息，直接通过本发明实施例的数据交换装置构建的光网络传输到目的主机的IP网络，不需要将数据在IP网络与光网络之间来回交互传输。进而解决了现有技术中，源主机与目的主机进行数据传输时，信息在传输过程中需要在光网络以及电网络中多次交互传输，使得信息传输过程延时较大的技术问题，使得通过本发明实施例的数据交换装置的光网络进行数据交互时降低数据传输的时延。最终，通过本发明实施例的数据交换装置，可满足AI、5G等新兴技术对时延的需求。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储终端设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于电子设备、计算机可读存储介质以及计算机程序产品实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种低时延的数据交换装置，其特征在于，包括：至少两个边界硬件模块以及至少一个光转发模块，至少两个边界硬件模块中包括第一边界硬件模块和第二边界硬件模块，其中，

所述第一边界硬件模块，用于通过第一数据转发表，匹配主机路由器发送的信令报文对应的信令报文信息，当匹配成功后，获取所述主机路由器发送的业务请求，在第二数据转发表中，查找所述业务请求对应的光通道；所述第一数据转发表为用于匹配所述主机路由器发送的信令报文的转发表；所述第二数据转发表为用于确定所述主机路由器发送的业务请求的光通道；

所述至少一个光转发模块，用于针对所述光通道确定的转发所述业务请求的每个光转发模块，将所述业务请求映射成与每个光转发模块的粒度对应粒度的第二业务请求，并按照所述光通道依次将所述第二业务请求转发至最后一个光转发模块，以使所述最后一个光转发模块将所述第二业务请求反映射成所述业务请求，并将所述业务请求转发至所述第二边界硬件模块；所述第二边界硬件模块为所述数据交换装置中与目的IP网络相连的边界硬件模块；

所述第二边界硬件模块，用于接收所述业务请求，并从第三数据转发表中，获取所述业务请求对应于所述数据交换装置的下一跳路由信息，并将所述业务请求转发到所述数据交换装置的下一跳路由；所述第三数据转发表为用于存储路由信息的路由表。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：信息处理模块，用于接收所述主机路由器通过所述第一边界硬件模块发送的地址解析协议ARP请求，通过协议处理后将所述ARP请求所请求的所述数据交换装置的MAC地址回复给所述主机路由器，并根据所述数据交换装置的MAC地址、IP地址，以及预先获取的各项参数信息，建立所述第一数据转发表。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述信息处理模块，具体用于通过预先获取的各所述第一边界硬件模块的标识信息、端口信息，与各所述第一边界硬件模块相连的各主机服务器的网络之间互连协议IP地址、MAC地址，以及所述数据交换装置的IP地址、MAC地址，建立路由协议转发表；将所述路由协议转发表进行封装，生成下发到对应的所述第一边界硬件模块的所述第一数据转发表。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述信息处理模块，具体用于解析所述ARP请求，获取所述主机路由器的IP地址、MAC地址；获取接收所述ARP请求的所述第一边界硬件模块的端口信息以及标识信息；通过所述主机路由器的IP地址以及MAC地址，建立表一；通过所述主机路由器的IP地址以及接收所述ARP请求的所述第一边界硬件模块的端口信息，建立表二；通过接收所述ARP请求的所述第一边界硬件模块的端口信息、所述第一边界硬件模块的标识信息、所述第二边界硬件模块的端口信息以及标识信息，建立表三；将所述表一、所述表二以及所述表三组合，形成包含所述IP地址、所述MAC地址、所述第一边界硬件模块的端口信息、所述第一边界硬件模块的标识信息、所述第二边界硬件模块的端口信息及所述第二边界硬件模块的标识信息的表四；将所述表四进行封装，生成下发到对应的所述第一边界硬件模块、光转发模块、所述第二边界硬件模块的所述第二数据转发表。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述信息处理模块，具体用于获取发送所述信令报文的上一跳路由信息以及接收所述信令报文的下一跳路由信息，以及所述数据交换装置的IP地址、MAC地址，建立路由表；将所述路由表进行封装，生成下发到对应的所述第一边界硬件模块、光转发模块、所述第二边界硬件模块的所述第三数据转发表。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

路径计算模块，用于计算所述数据交换装置中每两个所述第一边界硬件模块、所述第二边界硬件模块之间的路由路径，所述路由路径为所述业务请求映射后经过的光通道路径。

7.一种数据传输方法，其特征在于，所述方法应用于数据交换装置，所述数据交换装置包括至少两个边界硬件模块以及至少一个光转发模块，至少两个边界硬件模块中包括第二边界硬件模块，所述方法包括：

通过第一数据转发表，匹配主机路由器发送的信令报文对应的信令报文信息，当匹配成功后，获取所述主机路由器发送的业务请求，在第二数据转发表中，查找所述业务请求对应的光通道；所述第一数据转发表为用于匹配所述主机路由器发送的信令报文的转发表；所述第二数据转发表为用于确定所述主机路由器发送的业务请求的光通道；

针对所述光通道确定的转发所述业务请求的每个光转发模块，将所述业务请求映射成与每个光转发模块的粒度对应粒度的第二业务请求，并按照所述光通道依次将所述第二业务请求转发至最后一个光转发模块，以使所述最后一个光转发模块将所述第二业务请求反映射成所述业务请求，并将所述业务请求转发至所述第二边界硬件模块；

接收所述业务请求，并从第三数据转发表中，获取所述业务请求对应于所述数据交换装置的下一跳路由信息，并将所述业务请求转发到所述数据交换装置的下一跳路由；所述第三数据转发表为用于存储路由信息的路由表。

8.根据权利要求7所述的数据传输方法，其特征在于，所述至少两个边界硬件模块还包括第一边界硬件模块，所述第一数据转发表的建立过程，包括：

接收所述主机路由器通过所述第一边界硬件模块发送的地址解析协议ARP请求，通过协议处理后将所述ARP请求所请求的所述数据交换装置的MAC地址回复给所述主机路由器，并根据所述数据交换装置的MAC地址、IP地址，以及预先获取的各项参数信息，建立所述第一数据转发表。

9.根据权利要求8所述的数据传输方法，其特征在于，所述根据所述数据交换装置的MAC地址、IP地址，以及预先获取的各项参数信息，建立所述第一数据转发表，包括：

通过预先获取的各所述第一边界硬件模块的标识信息、端口信息，与各所述第一边界硬件模块相连的各主机服务器的网络之间互连协议IP地址、MAC地址，各所述第二边界硬件模块的标识信息、端口信息，与各所述第二边界硬件模块相连的各主机服务器的网络之间互连协议IP地址、MAC地址，以及所述数据交换装置的IP地址、MAC地址，建立路由协议转发表；

将所述路由协议转发表进行封装，生成下发到对应的所述第一边界硬件模块的所述第一数据转发表。

10.根据权利要求8所述的数据传输方法，其特征在于，所述第二数据转发表的建立过程，包括：

获取所述主机路由器的IP地址、MAC地址；

获取接收所述ARP请求的所述第一边界硬件模块的端口信息以及标识信息；

通过所述主机路由器的IP地址以及MAC地址，建立表一；

通过所述主机路由器的IP地址以及接收所述ARP请求的所述第一边界硬件模块的端口信息，建立表二；

通过接收所述ARP请求的所述第一边界硬件模块的端口信息、所述第一边界硬件模块的标识信息、所述第二边界硬件模块的端口信息以及标识信息，建立表三；

将所述表一、所述表二以及所述表三组合，形成包含所述IP地址、所述MAC地址、所述第一边界硬件模块的端口信息、所述第一边界硬件模块的标识信息、所述第二边界硬件模块的端口信息及所述第二边界硬件模块的标识信息的表四；

将所述表四进行封装，生成下发到对应的所述第一边界硬件模块、光转发模块、所述第二边界硬件模块的所述第二数据转发表。