CN108768897A - 端口扩展设备和堆叠系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出一种端口扩展设备和堆叠系统，涉及通信技术领域。该端口扩展设备包括一个以上上行口及多个交换芯片，每个上行口包括多个内部连接点和外部端口，多个内部连接点均与外部端口电连接,每个交换芯片通过电路板布线的方式与每个上行口的一个以上内部连接点电连接,外部端口用于供一光模块可插拔连接，以使多个交换芯片通过上行口的外部端口和光模块与外部控制设备通信。由于端口扩展设备中的每个交换芯片与每个上行口均电连接，故端口扩展设备上仅需要较少的上行口和光模块甚至使用一个上行口和一个光模块即可实现外部控制设备与所有交换芯片通信，有效节省了硬件成本。

Description

端口扩展设备和堆叠系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种端口扩展设备和堆叠系统。

背景技术

IEEE802.1BR协议是支持网络虚拟化的一种协议，它的核心思想是将多台端口扩展(Port Extend，PE)设备连接到CB(Controlling Bridge，控制桥)设备,进行必要的配置后，CB设备作为父设备,每台PE设备虚拟化成CB设备的一块远程业务板，由CB设备统一管理。如图1所示，为现有技术中基于IEEE802.1BR协议的一种组网示意图，PE设备中仅包括一个交换芯片，该交换芯片上采用4个上行接口分别与PE设备对外设置的4个外部端口对应连接，使得交换芯片通过该4个外部端口实现与CB设备通信，此种采用单芯片的方式使得PE设备提供的端口密度较小。

为提高PE设备的端口密度，现有的解决方案是在PE设备中设置多个交换芯片,如图2所示，多个交换芯片之间互联，每个交换芯片包括四个上行接口，其中两个上行接口分别连接其他交换芯片，另外两个上行接口分别与PE设备上两个互相独立的外部端口相连,PE设备对外显示多个互相独立的外部端口,由于外部端口为光口,每个外部端口与CB设备进行连接时,需要在外部端口插上一个光模块,并采用光纤线缆将光模块与CB设备进行连接，因此需要使用多个光模块和多根线缆才能实现CB设备与PE设备上的所有交换芯片通信，增加了硬件成本。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种端口扩展设备和堆叠系统，以改善上述问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提出一种端口扩展设备，包括一个以上上行口及多个交换芯片，每个所述上行口包括多个内部连接点和外部端口，所述多个内部连接点均与所述外部端口电连接,每个所述交换芯片通过电路板布线的方式与每个所述上行口的一个以上所述内部连接点电连接,所述外部端口用于供一光模块可插拔连接，以使所述多个交换芯片通过所述上行口的外部端口和所述光模块与外部控制设备通信。

第二方面，本发明实施例还提出一种堆叠系统，包括外部控制设备以及上述第一方面所述的端口扩展设备，所述端口扩展设备上的所述多个交换芯片通过所述上行口的外部端口和所述光模块与所述外部控制设备通信。

相对现有技术，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例所提供的端口扩展设备包括一个以上上行口及多个交换芯片，每个上行口包括多个内部连接点和外部端口，所述多个内部连接点均与所述外部端口电连接,每个所述交换芯片通过电路板布线的方式与每个所述上行口的一个以上所述内部连接点电连接,所述外部端口用于供一光模块可插拔连接，以使所述多个交换芯片通过所述上行口的外部端口和所述光模块与外部控制设备通信。在本实施例中,每个交换芯片与每个上行口的内部连接点之间通过电路板布线的方式连接,能够有效减小端口扩展设备的体积,节省成本；由于端口扩展设备中的每个交换芯片与每个上行口均电连接，故端口扩展设备上仅需要较少的上行口和光模块甚至使用一个上行口和一个光模块即可实现外部控制设备与所有交换芯片通信，相比现有技术，减少了光模块以及线缆的使用数量，进而有效节省了硬件成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1示出了现有技术中PE设备使用单芯片的一种组网示意图。

图2示出了现有技术中PE设备使用多个交换芯片的一种组网示意图。

图3示出了本发明实施例所提供的端口扩展设备的一种结构框图。

图4示出了本发明实施例所提供的端口扩展设备的另一种结构框图。

图5示出了本发明实施例所提供的端口扩展设备的另一种结构框图。

图6示出了本发明实施例所提供的端口扩展设备的另一种结构框图。

图7示出了本发明实施例所提供的端口扩展设备的另一种结构框图。

图8示出了本发明实施例所提供的端口扩展设备的另一种结构框图。

图标：10-堆叠系统；100-端口扩展设备；200-外部控制设备；300-光模块；400-光纤线缆；110-上行口；120-交换芯片；111-内部连接点；112-外部端口；121-第一接口；122-第二接口；130-业务口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图3至图8，本发明实施例所提供的堆叠系统10基于IEEE802.1BR协议实现,包括端口扩展设备100和外部控制设备200，光模块300的一端可插拔地设置在端口扩展设备100，光模块300的另一端通过光纤线缆400与外部控制设备200连接，从而使端口扩展设备100可以通过光模块300及光纤线缆400与外部控制设备200进行通信，其中，该外部控制设备200作为父设备，端口扩展设备100作为外部控制设备200的远程业务板，外部控制设备200可以对端口扩展设备100进行管理和控制。在本实施例中，与外部控制设备200连接的端口扩展设备100可以为多个，本申请对此不做限制。

该端口扩展设备100包括一个以上上行口110及多个交换芯片120，每个上行口110包括多个内部连接点111和外部端口112，多个内部连接点111均与外部端口112电连接,每个交换芯片120通过电路板布线的方式与每个上行口110的一个以上内部连接点111电连接，以使多个交换芯片120均连接到一个以上上行口110,所述外部端口112用于供一光模块300可插拔连接，以使多个交换芯片120通过上行口110的外部端口112和光模块300与外部控制设备200通信。

在本实施例中，该内部连接点111为电路板上的焊点，当光模块300插入该外部端口112时，该焊点通过外部端口112与光模块300上的一对信号差分引脚电连接。由于每个交换芯片120与每个上行口110的内部连接点111之间通过电路板布线的方式连接,有效减小了端口扩展设备100的体积,并节省成本。

在本实施例中，每个交换芯片120包括用于与内部连接点111电连接的第一接口121和用于与端口扩展设备100上的业务口130电连接的第二接口122，其中，第一接口121和第二接口122均为并行总线接口(Serdes)，每个交换芯片120中包括的第一接口121和第二接口122可以为一个或多个，本申请对第一接口121和第二接口122的数量不做限制；每个交换芯片120可以通过一个以上第一接口121与每个上行口110中的一个以上内部连接点111电连接。

在本实施例中，该多个交换芯片120相互之间不连接，因此，不需要占用交换芯片120上的第一接口121来连接其他交换芯片120，相比现有技术中将多个交换芯片120进行互联的方式，能使每个交换芯片120上的上下行流量的收敛比更接近于1:1，从而有效提高整个端口扩展设备100的数据转发性能。

在本实施例中，每个上行口110中的外部端口112的数量为1个，端口扩展设备100上的每个上行口110对外显示为一个端口；但每个上行口110为拆分口，每个上行口110中的多个内部连接点111为拆分口的成员变量，分别来自端口扩展设备100上的每个交换芯片120，即每个交换芯片120上均有一个以上第一接口121与每个上行口110中的一个以上内部连接点111电连接。由于目前所有的上行口110都是光口，每个上行口110都需要使用一个光模块300，通过光模块300连接光纤线缆400，进而实现与外部控制设备200连接，而光模块300的成本较高，因此使用尽可能少的光模块300实现外部控制设备200与端口扩展设备100上的所有交换芯片120通信，能够有效地节省成本。

在本实施例中，由于端口扩展设备100上的每个上行口110对外显示为一个端口,且端口扩展设备100上的所有交换芯片120均连接到一个以上上行口110，那就意味着端口扩展设备100只使用一个上行口110和一个光模块300就可以实现外部控制设备200与端口扩展设备100上的所有交换芯片120进行通信，并且在布置网络时，只需要插一根光纤线缆400与外部控制设备200相连。因此，本实施例提供的端口扩展设备100仅需使用较少的上行口110、光模块300以及光纤线缆400与外部控制设备200连接，例如，使用一个上行口110、一个光模块300以及一根光纤线缆400，便可实现外部控制设备200对端口扩展设备100上的所有交换芯片120进行管理和控制，减少了光模块300和光纤线缆400的使用数量，进而有效节省了硬件成本。

在本实施例中，该一个以上上行口110可以为一个，也可以为多个，无论上行口110的数量为一个还是多个，端口扩展设备100上的每个交换芯片120应当有一个以上第一接口121与每个上行口110的一个以上内部连接点111电连接，以保证端口扩展设备100上的所有交换芯片120与每个上行口110都电连接，进而使外部控制设备200与端口扩展设备100上的所有交换芯片120都可以进行通信。下面，分别对端口扩展设备100中的上行口110为一个和多个时的情形进行举例说明。

如图3所示，该端口扩展设备100包括一个上行口110和两个交换芯片120，该上行口110包括四个内部连接点111，每个交换芯片120均包括两个25G的第一接口121和12个10G的第二接口122，每个交换芯片120分别出两个第一接口121并通过电路板布线的方式连接至上行口110，每个第一接口121对应连接四个内部连接点111中的一个内部连接点111，使得上行口110与该两个交换芯片120均电连接，如此，该两个交换芯片120均可以通过该上行口110和光模块300与外部控制设备200通信。

如图4所示，该端口扩展设备100包括一个上行口110和四个交换芯片120，该上行口110包括四个内部连接点111，每个交换芯片120均包括一个25G的第一接口121和12个10G的第二接口122，每个交换芯片120出一个第一接口121与上行口110中的一个内部连接点111电连接，使得上行口110与该四个交换芯片120均电连接，如此，该四个交换芯片120均可以通过该上行口110和光模块300与外部控制设备200通信。

如图5所示，该的端口扩展设备100包括两个上行口110和两个交换芯片120，每个上行口110均包括四个内部连接点111，每个交换芯片120包括四个25G的第一接口121和12个10G的第二接口122，第一个交换芯片120的两个第一接口121分别与第一个上行口110中的两个内部连接点111电连接，第一个交换芯片120的另外两个第一接口121分别与第二个上行口110中的两个内部连接点111电连接，第二个交换芯片120的两个第一接口121分别与第一个上行口110中的另外两个内部连接点111电连接，第二个交换芯片120的另外两个第一接口121分别与第二个上行口110中的另外两个内部连接点111电连接，使得每个上行口110均与该两个交换芯片120电连接。

如图6所示，该端口扩展设备100包括两个上行口110和四个交换芯片120，每个上行口110均包括四个内部连接点111，每个交换芯片120包括两个25G的第一接口121和12个10G的第二接口122，每个交换芯片120中的两个第一接口121分别与两个上行口110中的一个内部连接点111电连接，使得每个上行口110中的四个内部连接点111分别与该四个交换芯片120中的一个第一接口121电连接，即每个上行口110均与该四个交换芯片120电连接，此时该端口扩展设备100上的四个交换芯片120通过该两个上行口110中的任一个上行口110均可以与外部控制设备200通信。

如图7所示，该端口扩展设备100包括三个上行口110和四个交换芯片120，每个上行口110均包括四个内部连接点111，每个交换芯片120包括三个25G的第一接口121和12个10G的第二接口122，每个交换芯片120中的三个第一接口121分别与三个上行口110中的一个内部连接点111电连接，使得每个上行口110中的四个内部连接点111分别与该四个交换芯片120中的一个第一接口121电连接，即每个上行口110均与该四个交换芯片120电连接，此时该端口扩展设备100上的四个交换芯片120通过该三个上行口110中的任一个上行口110均可以与外部控制设备200通信。

如图8所示，该端口扩展设备100包括四个上行口110和四个交换芯片120，每个上行口110均包括四个内部连接点111，每个交换芯片120包括四个25G的第一接口121和12个10G的第二接口122，每个交换芯片120中的四个第一接口121分别与四个上行口110中的一个内部连接点111电连接，使得每个上行口110中的四个内部连接点111分别与该四个交换芯片120中的一个第一接口121电连接，即每个上行口110均与该四个交换芯片120电连接，此时该端口扩展设备100上的四个交换芯片120通过该四个上行口110中的任一个上行口110均可以与外部控制设备200通信。

可以理解的是，在本实施例中，端口扩展设备100上的上行口110的数量可以基于成本的考虑选择使用1个、2个、3个或者4个，本申请对此不做限制。其中，在端口扩展设备100中的交换芯片120数量相同的情形下，通过增加上行口110可以可以进一步提高端口扩展设备100的数据转发性能。

例如，图5所示的端口扩展设备100的上下行流量的收敛比为相比于图3所示的的端口扩展设备100的上下行流量的收敛比图5所示的端口扩展设备100的收敛比更接近于1:1，数据转发性能更好。

同理，对于图6所示的端口扩展设备100来说，其上下行流量的收敛比为相比于图4所示的端口扩展设备100的上下行流量的收敛比图6所示的端口扩展设备100的收敛比更接近于1:1，数据转发性能更好；对于图7所示的端口扩展设备100来说，其上下行流量的收敛比为相比于图6所示的的端口扩展设备100的上下行流量的收敛比图7所示的端口扩展设备100的收敛比更接近于1:1，数据转发性能更好；对于图8所示的端口扩展设备100来说，其上下行流量的收敛比为相比于图7所示的的端口扩展设备100的上下行流量的收敛比图8所示的端口扩展设备100的收敛比更接近于1:1，数据转发性能更好。

进一步地，参照图5至图8所示的端口扩展设备100，当上行口110为多个时，由于端口扩展设备100中的所有交换芯片120与每个上行口110都连接，当其中一个上行口110对应的光模块300坏了或者其中一个上行口110对应连接的外部控制设备200的接口出现故障时，外部控制设备200依旧可以通过其他上行口110及其他上行口110对应的光模块300控制端口扩展设备100上的所有交换芯片120，从而保证了端口扩展设备100上数据流量转发的高可靠性，避免原本要发往端口扩展设备100上某一个交换芯片120的流量全部丢失，从而影响业务。

进一步地，在本实施例中，每个交换芯片120均与每个上行口110中的一个以上内部连接点111具有对应关系，每个交换芯片120根据对应关系连接到每个上行口110中对应的内部连接点111，从而便于外部控制设备200对端口扩展设备100上的所有交换芯片120进行管理。以图3所示的端口扩展设备100为例，将上行口110中的四个内部连接点111分别标记为“A”、“B”、“C”和“D”，预先定义标记为“A”和“B”的内部连接点111用于连接其中一个交换芯片120(这里称作第一交换芯片)，标记为“C”和“D”的内部连接点111用于连接另一个交换芯片120(这里称作第二交换芯片)，这样当外部控制设备200接收到端口扩展设备100发送的数据时，就可以准确地区分数据是来自第一交换芯片还是第二交换芯片。同理，以图4所示的端口扩展设备100为例，仍可将上行口110中的四个内部连接点111分别标记为“A”、“B”、“C”和“D”，预先定义标记为“A”的内部连接点111用于连接四个交换芯片120中的第一交换芯片，标记为“B”的内部连接点111用于连接四个交换芯片120中的第二交换芯片，标记为“C”的内部连接点111用于连接四个交换芯片120中的第三交换芯片，标记为“D”的内部连接点111用于连接四个交换芯片120中的第四交换芯片，这样当外部控制设备200接收到端口扩展设备100发送的数据时，就可以准确地区分数据是来自四个交换芯片120中的第一交换芯片、第二交换芯片、第三交换芯片或第四交换芯片。

综上所述，本发明实施例提供的端口扩展设备和堆叠系统，该端口扩展设备包括一个以上上行口及多个交换芯片，每个所述上行口包括多个内部连接点和外部端口，所述多个内部连接点均与所述外部端口电连接,每个所述交换芯片通过电路板布线的方式与每个所述上行口的一个以上所述内部连接点电连接,所述外部端口用于供一光模块可插拔连接，以使所述多个交换芯片通过所述上行口的外部端口和所述光模块与外部控制设备通信。由于端口扩展设备中的每个交换芯片与每个上行口均电连接，故端口扩展设备上仅需要较少的上行口和光模块甚至使用一个上行口和一个光模块即可实现外部控制设备与所有交换芯片通信，相比现有技术，减少了光模块以及线缆的使用数量，进而有效节省了硬件成本；该端口扩展设备的多个交换芯片相互之间不连接，保证了端口扩展设备上下行流量的收敛比能够更接近于1:1；当端口扩展设备中有多个上行口时，由于端口扩展设备中的所有交换芯片与每个上行口都连接，若其中一个上行口对应的光模块坏了或者其中一个上行口对应连接的外部控制设备的接口出现故障，外部控制设备仍然可以通过其他上行口控制所有交换芯片，保证了端口扩展设备上数据流量转发的高可靠性，避免原本要发往端口扩展设备上的某一个交换芯片的流量全部丢失，从而影响业务。

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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (6)

1.一种端口扩展设备，其特征在于，包括一个以上上行口及多个交换芯片，每个所述上行口包括多个内部连接点和外部端口，所述多个内部连接点均与所述外部端口电连接,每个所述交换芯片通过电路板布线的方式与每个所述上行口的一个以上所述内部连接点电连接,所述外部端口用于供一光模块可插拔连接，以使所述多个交换芯片通过所述上行口的外部端口和所述光模块与外部控制设备通信。

2.如权利要求1所述的端口扩展设备，其特征在于，所述多个交换芯片相互之间不连接。

3.如权利要求1所述的端口扩展设备，其特征在于，每个所述上行口的外部端口的数量为1个。

4.如权利要求1所述的端口扩展设备，其特征在于，每个所述交换芯片均与每个所述上行口中的一个以上内部连接点具有对应关系，每个所述交换芯片根据所述对应关系连接到每个所述上行口中对应的所述内部连接点。

5.如权利要求1所述的端口扩展设备，其特征在于，所述内部连接点为电路板上的焊点，所述焊点通过所述外部端口与所述光模块上的一对信号差分引脚电连接。

6.一种堆叠系统，其特征在于，包括外部控制设备以及如权利要求1-5任一项所述的端口扩展设备，所述端口扩展设备上的所述多个交换芯片通过所述上行口的外部端口和所述光模块与所述外部控制设备通信。