CN111371707A - 一种交换机以及相关方法、相关装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种交换机，包括：交换机主板，用于实现数据交换功能；与所述交换机主板连接，用于实现业务功能的交换机板卡；其中，所述交换机板卡包括端口转换芯片和业务功能模块，所述端口转换芯片用于将所述业务功能模块的端口转换为交换机主板的端口，所述业务功能模块用于实现所述交换机板卡的业务功能。通过在交换机板卡中设置对应的端口转换芯片实现将不同型号的交换机板卡都可以与该交换机主板连接，提高了交换机连接的灵活性，降低了适配成本。本申请还公开了一种交换机板卡的适配方法、交换机控制器以及计算机可读存储介质，具有以上有益效果。
Description
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，特别涉及一种交换机、交换机板卡的适配方法、交换机控制器以及计算机可读存储介质。
背景技术
随着信息技术的不断发展，在电子信息的技术中出现了互联网技术。而在互联网技术中最重要的是通过交换技术将信息发送至指定的地址中。其中，交换是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。交换机根据工作位置的不同，可以分为广域网交换机和局域网交换机。广域的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，它应用在数据链路层。交换机有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接一个局域网或一台高性能服务器或工作站。实际上，交换机有时被称为多端口网桥。
网络交换机，是一个扩大网络的器材，能为子网络中提供更多的连接端口，以便连接更多的计算机。随着通信业的发展以及国民经济信息化的推进，网络交换机市场呈稳步上升态势。它具有性价比高、高度灵活、相对简单和易于实现等特点。以太网技术已成为当今最重要的一种局域网组网技术，网络交换机也就成为了最普及的交换机。
现有技术中，还在交换机的基础上添加了交换机板卡。交换机板卡主要是负责业务板卡之间数据转发使用的。为了减轻业务板卡的压力、提高速度效率，把本来业务板卡的数据交换功能分离开来，由于独立出来，所以设备的转发性能更高，也降低了主控板的负担，提高了设备的可靠性。但是，目前在交换机中只能适配单一型号的交换机板卡，导致适配性下降，交换机板卡的替换成本升高。
因此，如何使交换机可以适配多种不同的交换机板卡是本领域技术人员关注的重点问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种交换机、交换机板卡的适配方法、交换机控制器以及计算机可读存储介质，通过在交换机板卡中设置对应的端口转换芯片实现将不同型号的交换机板卡都可以与该交换机主板连接，提高了交换机连接的灵活性，降低了适配成本。
为解决上述技术问题，本申请提供一种交换机，包括：
交换机主板，用于实现数据交换功能；
与所述交换机主板连接，用于实现业务功能的交换机板卡；
其中，所述交换机板卡包括端口转换芯片和业务功能模块，所述端口转换芯片用于将所述业务功能模块的端口转换为交换机主板的端口，所述业务功能模块用于实现所述交换机板卡的业务功能。
可选的，所述交换机主板，还包括：
与所述交换机板卡连接，用于检测所述交换机板卡的型号并根据该型号初始化操作的板卡检测器。
可选的，所述板卡检测器，包括：
与所述交换机板卡连接，用于连接所述交换机板卡的总线开关；
与所述总线开关连接，用于根据所述型号执行初始化操作的中央处理器；
与所述中央处理器连接，用于检测所述交换机板卡的型号的CPLD芯片。
可选的，所述交换机板卡，还包括：
与所述板卡检测器连接，用于实现对应模块功能的多个I2C设备。
可选的，所述交换机板卡，还包括：
用于存储交换机板卡的型号的只读存储器。
可选的，所述CPLD芯片具体用于当检测到交换机板卡的在位信号时，通过所述中央处理器从交换机板卡的只读存储器中获取到所述交换机板卡的型号。
可选的，所述中央处理器执行的初始化操作包括：
根据所述型号对应的I2C器件连接拓扑数据对交换机板卡上的I2C设备进行初始化；
根据所述型号将所述端口转换芯片初始化为对应的转换模式；
根据所述型号创建对应协议的虚拟端口。
本申请还提供一种交换机板卡的适配方法，包括：
当检测到交换机板卡的在位信号时，CPLD芯片通过中央处理器从交换机板卡的只读存储器中获取到所述交换机板卡的型号。
所述中央处理器根据所述型号对应的I2C器件连接拓扑数据对所述交换机板卡上的I2C设备进行初始化；
根据所述型号将端口转换芯片初始化为对应的转换模式；
根据所述型号创建对应协议的虚拟端口，以便实现对所述交换机板卡的适配操作。
本申请还提供一种交换机控制器，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上所述的交换机板卡的适配方法的步骤。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的交换机板卡的适配方法的步骤。
本申请所提供的一种交换机，包括：交换机主板，用于实现数据交换功能；与所述交换机主板连接，用于实现业务功能的交换机板卡；其中，所述交换机板卡包括端口转换芯片和业务功能模块，所述端口转换芯片用于将所述业务功能模块的端口转换为交换机主板的端口，所述业务功能模块用于实现所述交换机板卡的业务功能。
通过在交换机板卡中设置的端口转换芯片将交换机板卡中业务功能模块的端口转换为与交换机板卡的端口适配的端口，实现将交换机板卡与交换机主板之间进行适配，而不是将交换机主板的端口进行更换，也不用更换不同额交换机主板，避免因适配问题而升高交换机主板的硬件成本，提高了交换机主板使用交换机板卡的灵活程度，使得交换机主板在不改变硬件的情况下，适配多种型号的交换机板卡。
本申请还提供一种交换机板卡的适配方法、交换机控制器以及计算机可读存储介质，具有以上有益效果，在此不做赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种交换机的结构示意图；
图2为本申请实施例所提供的一种交换机板卡的适配方法的流程图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种交换机、交换机板卡的适配方法、交换机控制器以及计算机可读存储介质，通过在交换机板卡中设置对应的端口转换芯片实现将不同型号的交换机板卡都可以与该交换机主板连接，提高了交换机连接的灵活性，降低了适配成本。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，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，都属于本申请保护的范围。
现有技术中，还在交换机的基础上添加了交换机板卡。交换机板卡主要是负责业务板卡之间数据转发使用的。为了减轻业务板卡的压力、提高速度效率，把本来业务板卡的数据交换功能分离开来，由于独立出来，所以设备的转发性能更高，也降低了主控板的负担，提高了设备的可靠性。但是，目前在交换机中只能适配单一型号的交换机板卡，导致适配性下降，交换机板卡的替换成本升高。
因此，本申请提供了一种交换机，通过在交换机板卡中设置的端口转换芯片将交换机板卡中业务功能模块的端口转换为与交换机板卡的端口适配的端口，实现将交换机板卡与交换机主板之间进行适配，而不是将交换机主板的端口进行更换，也不用更换不同额交换机主板，避免因适配问题而升高交换机主板的硬件成本，提高了交换机主板使用交换机板卡的灵活程度，使得交换机主板在不改变硬件的情况下，适配多种型号的交换机板卡。
以下通过一个实施例，对本申请提供的一种交换机进行说明。
请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种交换机的结构示意图。
本实施例中，该交换机可以包括：
交换机主板100，用于实现数据交换功能；
与所述交换机主板100连接，用于实现业务功能的交换机板卡200；
其中，所述交换机板卡200包括端口转换芯片210和业务功能模块220，所述端口转换芯片210用于将所述业务功能模块220的端口转换为交换机主板100的端口，所述业务功能模块220用于实现所述交换机板卡200的业务功能。
其中，交换机主板100主要是指交换机中主要的电路板，在现有技术中通过端口与交换机板卡200进行连接。但是，现有技术中的交换机主板100是通过固定数量和型号的端口与交换机板卡200进行连接，而固定数量和型号的端口对应了固定的交换机板卡200，使得交换机主板100只能连接固定型号的交换机板卡200。而如果同时更换不同的交换机主板100则需要对交换机主板100的端口进行更改，或者更换不同种类的交换机主板100，以便适应不同种类的交换机板卡200。可见，现有技术中为了实现不同种类的交换机板卡200，需要的付出的成本极大。
因此，本实施例中提供了一种交换机板卡200，该交换机板卡200包括端口转换芯片210210和业务功能模块220220。由于不同型号的交换机板卡200之间相互不匹配是由于端口不同造成的，因此，本实施例中在交换机板卡200中连接端口转换芯片210，以便通过该端口转换芯片210将不同规格之间的端口进行转换。
举例来说，本实施例中可以采用8颗BCM81724芯片作为端口转换芯片210。BCM81724是一款8X56Gbps PAM4到16X25Gbps NRZ前向后向转换(gearbox变速箱)芯片。每颗BCM81724芯片接到交换机主板100中的交换芯片的一个对应的8对SerDes接口。通过对端口转换芯片210的配置，就可以实现将不对应的交换机主板100的端口转换为交换机板卡200上的端口，以便是交换机板卡200适配该交换机主板100。
具体的，针对不同种类的交换机板卡200可以采用不同的端口转换芯片210的转换模式。举例来说：对于支持32个100G端口的交换机板卡200，从每个BCM81724扩展出16个25Gbps的SerDes接口，连接到4个100G光模块。对于支持8个400G端口的交换机板卡200，从每个BCM81724扩展出8个50Gbs的SerDes接口，连接到1个400G光模块。其中，100G光模块和400G光模块指的是交换机板卡200中的业务功能模块220，用于实现该交换机板卡200对应的业务功能。
此外，本实施例中的交换机主板100，还可以包括：
与所述交换机板卡200连接，用于检测所述交换机板卡200的型号并根据该型号初始化操作的板卡检测器。
也就是，在该交换机主板100上设置有用于对不同的交换机板卡200进行检测的板卡检测器。该板卡检测器主要用于对交换机板卡200的型号进行检测，然后根据该型号进行初始化操作，以便该交换机主板100与交换机板卡200之间可以相互适配。其中，板卡检测器检测得到的型号可以是预存在交换机板卡200中的型号代码。也可以是针对端口转换芯片210的转换模式进行检测得到的型号数据。在此不做具体限定，可以根据实际情况选择合适对应的检测方法。
可选的，所述板卡检测器，包括：
与所述交换机板卡200连接，用于连接所述交换机板卡200的总线开关；
与所述总线开关连接，用于根据所述型号执行初始化操作的中央处理器；
与所述中央处理器连接，用于检测所述交换机板卡200的型号的CPLD芯片。
可见，该板卡检测器主要由总线开关、中央处理器以及CPLD芯片组合而成。
可选的，该交换机板卡200，还包括：
与所述板卡检测器连接，用于实现对应模块功能的多个I2C设备。
在交换机板卡200中，除了交换机板卡200中的业务功能模块220实现对应的业务功能，还通过该交换机板卡200上的I2C设备实现其他检测功能。例如，该I2C设备可以是温度传感器，电压传感器。
可选的，该交换机板卡200，还包括：
用于存储交换机板卡200的型号的只读存储器。
在I2C设备之外，该交换机板卡200还可以包括用于存储型号的只读存储器，即EEPROM(Electrically Erasable Programmable read only memory带电可擦可编程只读存储器)。
可选的，所述CPLD芯片具体用于当检测到交换机板卡200的在位信号时，通过所述中央处理器从交换机板卡200的只读存储器中获取到所述交换机板卡200的型号。
可见，在上一可选方案中设置了只读存储器的基础上，本可选方案中的CPLD芯片，可以当检测到当检测到交换机板卡200的在位信号时，通过所述中央处理器从交换机板卡200的只读存储器中获取到所述交换机板卡200的型号。具体的，在交换机启动时，CPLD芯片首先检测交换机板卡200在位状态，当交换机板卡200在位时，CPLD芯片去读取各张交换机板卡200上EEPROM，判断当前插入交换机板卡200的型号并存入CPLD芯片的寄存器中。
可选的，所述中央处理器执行的初始化操作包括：
根据所述型号对应的I2C器件连接拓扑数据对交换机板卡200上的I2C设备进行初始化；
根据所述型号将所述端口转换芯片210初始化为对应的转换模式；
根据所述型号创建对应协议的虚拟端口。
可见，本可选方案中主要是对中央处理器执行的初始化操作进行说明。本实施例中主要进行的初始化操作包括：对I2C设备进行初始化操作，将端口转换芯片210初始化为对应的转换模式，以及创建虚拟端口。
综上所述，本实施例通过在交换机板卡中设置的端口转换芯片将交换机板卡中业务功能模块的端口转换为与交换机板卡的端口适配的端口，实现将交换机板卡与交换机主板之间进行适配，而不是将交换机主板的端口进行更换，也不用更换不同额交换机主板，避免因适配问题而升高交换机主板的硬件成本，提高了交换机主板使用交换机板卡的灵活程度，使得交换机主板在不改变硬件的情况下，适配多种型号的交换机板卡。
以下通过一个具体的实施例，对本申请提供的一种交换机做进一步说明。
本实施例中，可以设置多种型号的交换机板卡，一种交换机板卡支持32个100G端口，一种交换机板卡支持8个400G端口。
其中，交换机主板中的交换机主芯片采用Tomahawk 3，Tomahawk 3芯片单芯片处理能力12.8Tbps，最多支持32x400GbE，64x200GbE或128x100GbE端口。Tomahawk 3中有32个Blackhawk Core。每个Blackhawk Core有8对SerDes接口，每对SerDes速率为56Gbps。
在此基础上，交换机板卡中设置8颗BCM81724芯片，BCM81724是一款8X56GbpsPAM4到16X25Gbps NRZ前向后向转换(gearbox)芯片。每颗BCM81724芯片接到交换芯片Tomahawk 3的一个Blackhawk Core对应的8对SerDes接口。
对于支持32个100G端口的交换机板卡，从每个BCM81724扩展出16个25Gbps的SerDes接口，连接到4个100G光模块。对于支持8个400G端口的交换机板卡，从每个BCM81724扩展出8个50Gbs的SerDes接口，连接到1个400G光模块。
在交换机主板上设置一颗CPLD，用于检测4张交换机板卡在位状态及交换机板卡规格。该CPLD通过I2C连接到CPU的I2C0。在每张交换机板卡上部署一个EEPROM，在交换机启动时，CPLD首先检测交换机板卡在位状态，当交换机板卡在位时，CPLD去读取各张交换机板卡上EEPROM，判断当前插入板卡的型号存入相应的寄存器。CPU通过I2C0去读取CPLD寄存器，判断插入交换机板卡的在位状态及型号，进行相应的初始化。
交换机板卡上设置多个I2C从设备，如温度传感器，电压传感器，EEPROM，光模块等，所以在交换机板卡上设置两路I2C，一路接温度传感器，电压传感器，EEPROM，另一路接光模块。
不同型号的交换机板卡上面部署的温度传感器、电压传感器、光模块数量及型号可能不同，需要初始化及操作的I2C器件也不同。可以统一设置成两路I2C通道，因此不管对于100G还是400G的交换机板卡，从外部连接器上看都是统一的，也便于操作系统对于I2C器件进行处理。由于主CPU只有一路I2C0，所以在主板上设置一颗总线开关，也就是PCA9548芯片，扩展出另外8路I2C通道，分别接4张交换机板卡的I2C通道。
在本实施例的基础上，初始化程序中通过I2C0读取CPLD的交换机板卡在位寄存器，当交换机板卡在位时，再通过读取CPLD的板卡型号寄存器读取交换机板卡型号，判断当前插入的交换机板卡为32个100G端口的交换机板卡，还是8个400G端口的交换机板卡。
不同型号的交换机板卡上面部署的温度传感器、电压传感器、光模块数量及型号可能不同，需要初始化及操作的I2C器件也不同。如果当前获取的交换机板卡型号为32个100G端口交换机板卡，那么在按照32个100G端口的I2C器件连接拓扑初始化交换机板卡上的I2C设备，包括电压传感器、温度传感器、EEPROM、光模块。实现板上资源的监控。如果当前获取的交换机板卡型号为8个400G端口交换机板卡，那么在按照8个400G端口的I2C器件连接拓扑初始化交换机板卡上的I2C设备，包括电压传感器、温度传感器、EEPROM、光模块。实现板上资源的监控
此外，根据当前插入板卡的型号，将外部PHY(BCM81724)初始化成相应的模式。根据当前插入板卡的型号，创建相应的交换端口Kernel Ethernet端口，方便后面进行各端口收到的协议报文。
可见，本实施例通过在交换机板卡中设置的端口转换芯片将交换机板卡中业务功能模块的端口转换为与交换机板卡的端口适配的端口，实现将交换机板卡与交换机主板之间进行适配，而不是将交换机主板的端口进行更换，也不用更换不同额交换机主板，避免因适配问题而升高交换机主板的硬件成本，提高了交换机主板使用交换机板卡的灵活程度，使得交换机主板在不改变硬件的情况下，适配多种型号的交换机板卡。
下面对本申请实施例提供一种交换机板卡的适配方法进行介绍，下文描述的一种交换机板卡的适配方法与上文描述的一种交换机可相互对应参照。
请参考图2，图2为本申请实施例所提供的一种交换机板卡的适配方法的流程图。
本实施例中，该方法可以包括：
S101，当检测到交换机板卡的在位信号时，CPLD芯片通过中央处理器从交换机板卡的只读存储器中获取到交换机板卡的型号。
S102，中央处理器根据型号对应的I2C器件连接拓扑数据对交换机板卡上的I2C设备进行初始化；
S103，根据型号将端口转换芯片初始化为对应的转换模式；
S104，根据型号创建对应协议的虚拟端口，以便实现对交换机板卡的适配操作。
本申请实施例还提供一种交换机控制器，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如以上实施例所述的交换机板卡的适配方法的步骤。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如以上实施例所述的交换机板卡的适配方法的步骤。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本申请所提供的一种交换机、交换机板卡的适配方法、交换机控制器以及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种交换机，其特征在于，包括：
交换机主板，用于实现数据交换功能；
与所述交换机主板连接，用于实现业务功能的交换机板卡；
其中，所述交换机板卡包括端口转换芯片和业务功能模块，所述端口转换芯片用于将所述业务功能模块的端口转换为交换机主板的端口，所述业务功能模块用于实现所述交换机板卡的业务功能。
2.根据权利要求1所述的交换机，其特征在于，所述交换机主板，还包括：
与所述交换机板卡连接，用于检测所述交换机板卡的型号并根据该型号初始化操作的板卡检测器。
3.根据权利要求2所述的交换机，其特征在于，所述板卡检测器，包括：
与所述交换机板卡连接，用于连接所述交换机板卡的总线开关；
与所述总线开关连接，用于根据所述型号执行初始化操作的中央处理器；
与所述中央处理器连接，用于检测所述交换机板卡的型号的CPLD芯片。
4.根据权利要求3所述的交换机，其特征在于，所述交换机板卡，还包括：
与所述板卡检测器连接，用于实现对应模块功能的多个I2C设备。
5.根据权利要求4所述的交换机，其特征在于，所述交换机板卡，还包括：
用于存储交换机板卡的型号的只读存储器。
6.根据权利要求5所述的交换机，其特征在于，所述CPLD芯片具体用于当检测到交换机板卡的在位信号时，通过所述中央处理器从交换机板卡的只读存储器中获取到所述交换机板卡的型号。
7.根据权利要求5所述的交换机，其特征在于，所述中央处理器执行的初始化操作包括：
根据所述型号对应的I2C器件连接拓扑数据对交换机板卡上的I2C设备进行初始化；
根据所述型号将所述端口转换芯片初始化为对应的转换模式；
根据所述型号创建对应协议的虚拟端口。
8.一种交换机板卡的适配方法，其特征在于，包括：
当检测到交换机板卡的在位信号时，CPLD芯片通过中央处理器从交换机板卡的只读存储器中获取到所述交换机板卡的型号。
所述中央处理器根据所述型号对应的I2C器件连接拓扑数据对所述交换机板卡上的I2C设备进行初始化；
根据所述型号将端口转换芯片初始化为对应的转换模式；
根据所述型号创建对应协议的虚拟端口，以便实现对所述交换机板卡的适配操作。
9.一种交换机控制器，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求8所述的交换机板卡的适配方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8所述的交换机板卡的适配方法的步骤。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202010176086.9A CN111371707A (zh) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | 一种交换机以及相关方法、相关装置 |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN102364887A (zh) * | 2011-11-16 | 2012-02-29 | 迈普通信技术股份有限公司 | 一种降低路由器整机功耗的系统及方法 |
| CN106713149A (zh) * | 2015-11-12 | 2017-05-24 | 新华三技术有限公司 | 路由器的子卡和线卡板 |
| CN110162496A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-08-23 | 深圳市同泰怡信息技术有限公司 | 一种基于中央处理器实现pcie端口自动配置的方法 |
-
2020
- 2020-03-13 CN CN202010176086.9A patent/CN111371707A/zh active Pending
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