CN113259006A - 一种光纤网络通信系统、方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光纤网络通信系统、方法及装置。该系统包括：写内存管理模块、数据内存模块、数据转发查询模块、数据信息交换模块及读内存管理模块；所述写内存管理模块获取待转发的光纤通道数据帧，从数据转发查询模块中查询数据内存申请地址发送到数据信息交换模块，并按照数据内存地址将所述光纤通道数据帧写入到数据内存模块进行缓存；所述数据信息交换模块用于对路由申请进行调度，并分配相应数据内存地址；所述读内存管理模块用于按照数据内存地址和目标端口信息读取缓存的光纤通道数据帧，并传输到输出端口协议处理模块实现转发。采用本发明公开的系统，占用资源少，能够提高网络数据传输性能以及实时性，有效降低了转发延时。

Description

一种光纤网络通信系统、方法及装置

技术领域

本发明涉及光纤网络通信技术领域，具体涉及一种光纤网络通信系统，另外，还涉及一种光纤网络通信方法及装置。

背景技术

在数据转发过程中，通常需要进行数据接收、数据转发和数据发送三次处理。转发时延则为数据接收时延、数据转发时延和数据发送时延三者总和。其中，数据接收时延和数据发送时延主要包括物理层处理时延，该物理层处理时延包括物理层信号同步、编解码和串/并转换等处理时延，这些时延基本上可以认为是固定的。目前，光纤通道（FC，FibreChannel）网络数据的转发方式通常可以分为直接转发和存储转发两种。直接转发方式的交换设备缓存了特定长度的光纤通道数据帧头字段后，就进行数据转发；存储转发方式则是缓存了完整的光纤通道数据帧后才进行转发。直接转发方式的时延只跟端口速率有关，存储转发方式时延不仅和输入端口速率相关，还与光纤通道数据帧长度有关系。其中，数据转发时延则跟转发方式和逻辑架构有着很大的关系。在现有光纤通道网络数据通信系统中，数据的转发时延较高会影响到网络的性能以及实时性。

因此，如何降低光纤通道网络数据转发延时、实现光纤通道网络数据快速转发，提高系统性能是当前面临的主要问题。

发明内容

为此，本发明提供一种光纤网络通信系统及方法，以解决现有技术在光纤通道网络通信系统中，数据的转发时延较高，导致严重影响到系统性能以及实时性的问题。

第一方面，本发明提供一种光纤网络通信系统，包括：写内存管理模块、数据内存模块、数据转发查询模块、数据信息交换模块、读内存管理模块；所述写内存管理模块，用于获取输入端口协议处理模块确定的待转发的光纤通道数据帧，并从所述光纤通道数据帧中提取帧标识信息；向所述数据转发查询模块发送携带有所述帧标识信息的数据转发查询请求，并将所述数据转发查询模块响应的数据内存申请地址发送到所述数据信息交换模块；接收所述数据信息交换模块分配的数据内存地址，并根据所述数据内存地址将所述光纤通道数据帧写入到所述数据内存模块；所述数据内存模块，用于存储所述光纤通道数据帧；

所述数据转发查询模块，用于利用预设的转发路由地址查找模型对所述帧标识信息进行分析生成相应的数据内存申请地址，并将所述数据内存申请地址返回到所述写内存管理模块；

所述数据信息交换模块，用于接收多个通道的路由申请进行调度，根据所述数据内存申请地址分配相应的数据内存地址，并将所述光纤通道数据帧对应的数据内存地址发送到所述读内存管理模块；

所述读内存管理模块，用于获取所述数据信息交换模块提供的数据内存地址和目标端口信息，根据所述数据内存地址和所述目标端口信息获取所述数据内存模块中存储的相应的光纤通道数据帧，并将所述光纤通道数据帧转发到输出端口协议处理模块，以实现数据转发。

进一步的，所述输入端口协议处理模块，用于接收初始光纤通道数据帧，并根据识别字段判断所述初始光纤通道数据帧是否为待转发的光纤通道数据帧，若是，则提取所述光纤通道数据帧发送到所述写内存管理模块。

进一步的，所述输入端口协议处理模块还用于：基于光纤通道协议建立相应的物理链路连接；校验获取的所述识别字段；以及对输入的所述初始光纤通道数据帧进行流控和接收信息统计；

所述输出端口协议处理模块用于：基于所述光纤通道协议建立相应的物理链路连接；生成相应的识别字段，并将所述识别字段发送到所述输入端口协议处理模块进行校验；接收所述读内存管理模块发送的光纤通道数据帧，并进行发送信息统计。

进一步的，所述的光纤网络通信系统，还包括：扩展链路服务帧收发模块；所述扩展链路服务帧收发模块用于：当交换机需要发送扩展链路服务帧时，接收系统配置模块下发的待发送的扩展链路服务帧，并将所述扩展链路服务帧发送到所述输出端口协议处理模块；或者，当所述输入端口协议处理模块接收到所述扩展链路服务帧后，产生接收中断信号，并通知所述系统配置模块来读取所述扩展链路服务帧。

进一步的，所述的光纤网络通信系统，还包括：镜像监控模块；所述镜像监控模块用于：设置监控端口和过滤字段，在开启镜像监控功能后，基于所述过滤字段对所述输入端口协议处理模块发送的数据帧进行过滤，将过滤后得到的目标数据帧发送到所述监控端口对应的所述输出端口协议处理模块；其中，所述数据帧包含所述光纤通道数据帧和扩展链路服务帧。

进一步的，所述数据转发查询模块具体包括：路由查找表子模块、地址管理子模块以及端口汇聚表子模块；

所述数据转发查询模块，具体用于通过所述路由查找表子模块获取所述帧标识信息，并根据所述帧标识信息查询出所述光纤通道数据帧是否有对应端口汇聚组，若是，则根据所述端口汇聚组查询到相应的端口汇聚表，得到相应的目标端口；其中，所述帧标识信息包括查询标识和目的端口标识；基于所述目标端口向所述地址管理子模块申请地址空间，通过所述地址管理子模块将相应的所述数据内存申请地址发送到所述路由查找表子模块，并通过所述路由查找表子模块将所述数据内存申请地址和所述目标端口发送到所述写内存管理模块，同时将相应的地址分配信息发送到所述数据内存模块。

进一步的，所述数据内存模块具体包括：写数据控制子模块、读数据控制子模块以及共享内存子模块；

所述数据内存模块，具体用于通过所述写数据控制子模块根据地址分配信息将所述光纤通道数据帧写入到所述共享内存子模块进行存储，并通过所述读数据控制子模块根据所述地址分配信息读取所述共享内存子模块中存储的所述光纤通道数据帧，发送到所述读内存管理模块。

进一步的，所述写内存管理模块还用于，将所述光纤通道数据帧对应的优先级信息输出到所述数据信息交换模块；所述数据信息交换模块还用于，将所述优先级信息转发到所述读内存管理模块；

所述读内存管理模块具体用于：根据所述数据内存地址、所述目标端口信息以及当前数据交换的内存状态信息读取所述光纤通道数据帧，并根据优先级信息将读取的所述光纤通道数据帧写入对应的优先级队列；读取所述优先级队列中的目标数据发送到所述输出端口协议处理模块，通过所述输出端口协议处理模块将数据发出。

第二方面，本发明还提供一种光纤网络通信方法，包括：

基于写内存管理模块，获取输入端口协议处理模块确定的待转发的光纤通道数据帧，并从数据转发查询模块中查询相应的数据内存申请地址，将所述数据内存申请地址发送到数据信息交换模块；

基于所述数据信息交换模块，对多个通道的路由申请进行调度，并根据所述数据内存申请地址分配相应的数据内存地址，将所述数据内存地址分别发送到所述写内存管理模块和相应的读内存管理模块；

基于所述写内存管理模块，按照所述数据内存地址将所述光纤通道数据帧写入到数据内存模块进行缓存；

基于所述读内存管理模块，按照所述数据内存地址和对应目标端口信息读取所述数据内存模块中缓存的相应光纤通道数据帧，并将所述光纤通道数据帧传输到输出端口协议处理模块，以实现数据转发。

第三方面，本发明还提供一种光纤网络通信装置，包括：

地址申请单元，用于基于写内存管理模块，获取输入端口协议处理模块确定的待转发的光纤通道数据帧，并从数据转发查询模块中查询相应的数据内存申请地址，将所述数据内存申请地址发送到数据信息交换模块；

内存地址确定单元，用于基于所述数据信息交换模块，对多个通道的路由申请进行调度，并根据所述数据内存申请地址分配相应的数据内存地址，将所述数据内存地址分别发送到所述写内存管理模块和相应的读内存管理模块；

数据缓存单元，用于基于所述写内存管理模块，按照所述数据内存地址将所述光纤通道数据帧写入到数据内存模块进行缓存；

数据读取单元，用于基于所述读内存管理模块，按照所述数据内存地址和对应目标端口信息读取所述数据内存模块中缓存的相应光纤通道数据帧，并将所述光纤通道数据帧传输到输出端口协议处理模块，以实现数据转发。

采用本发明所述的光纤网络通信系统，能够利用内存共享直接转发方式，使用资源少，数据转发延迟小，提高了光纤网络通信系统的性能以及稳定性，有效降低了光纤网络通信系统中数据的转发延时，能够实现数据快速转发。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种光纤网络通信系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种光纤网络通信方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种光纤网络通信装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开的光纤网络通信系统能够实现高效、稳定的网络数据转发功能，具体可应用于网络系统中的交换设备，比如FC网络交换机设备。下面基于本发明所述的光纤网络通信系统，对其实施例进行详细描述。如图1所示，其为本发明实施例提供的光纤网络通信系统的结构图，具体实现过程至少包括以下部分：输入端口协议处理模块、写内存管理模块、数据内存模块、数据转发查询模块、数据信息交换模块、读内存管理模块、输出端口协议处理模块。

具体的，所述写内存管理模块，用于获取输入端口协议处理模块确定的待转发的光纤通道数据帧，并从所述光纤通道数据帧中提取帧标识信息；向所述数据转发查询模块发送携带有所述帧标识信息的数据转发查询请求，并将所述数据转发查询模块响应的数据内存申请地址发送到所述数据信息交换模块；接收所述数据信息交换模块分配的数据内存地址，并根据所述数据内存地址将所述光纤通道数据帧写入到所述数据内存模块。其中，所述数据内存模块，用于存储所述光纤通道数据帧。所述数据转发查询模块，用于利用预设的转发路由地址查找模型对所述帧标识信息进行分析生成相应的数据内存申请地址，并将所述数据内存申请地址返回到所述写内存管理模块。所述输入端口协议处理模块，用于接收初始光纤通道数据帧，并根据识别字段判断所述初始光纤通道数据帧是否为待转发的光纤通道数据帧，若是，则提取所述光纤通道数据帧发送到所述写内存管理模块。除此之外，所述输入端口协议处理模块还用于：基于光纤通道协议建立相应的物理链路连接；校验获取的所述识别字段；以及对输入的所述初始光纤通道数据帧进行流控和接收信息统计。相应的，所述输出端口协议处理模块用于：基于所述光纤通道协议建立相应的物理链路连接；生成相应的识别字段，并将所述识别字段发送到所述输入端口协议处理模块进行校验；接收所述读内存管理模块发送的光纤通道数据帧，并进行发送信息统计。

所述数据信息交换模块，用于接收多个通道的路由申请进行调度，根据所述数据内存申请地址分配相应的数据内存地址，并将所述光纤通道数据帧对应的数据内存地址发送到所述读内存管理模块。

所述读内存管理模块，用于获取所述数据信息交换模块提供的数据内存地址和目标端口信息，根据所述数据内存地址和所述目标端口信息获取所述数据内存模块中存储的相应的光纤通道数据帧，并将所述光纤通道数据帧转发到输出端口协议处理模块，以实现数据转发。

需要说明的是，在具体实施过程中，所述数据转发查询模块具体包括：路由查找表子模块、地址管理子模块以及端口汇聚表子模块。所述数据转发查询模块，具体用于通过所述路由查找表子模块获取所述帧标识信息，并根据所述帧标识信息查询出所述光纤通道数据帧是否有对应端口汇聚组，若是，则根据所述端口汇聚组查询到相应的端口汇聚表，得到相应的目标端口；其中，所述帧标识信息包括查询标识和目的端口标识；基于所述目标端口向所述地址管理子模块申请地址空间，通过所述地址管理子模块将相应的所述数据内存申请地址发送到所述路由查找表子模块，并通过所述路由查找表子模块将所述数据内存申请地址和所述目标端口发送到所述写内存管理模块，同时将相应的地址分配信息发送到所述数据内存模块。

所述数据内存模块具体包括：写数据控制子模块、读数据控制子模块以及共享内存子模块。所述数据内存模块，具体用于通过所述写数据控制子模块根据地址分配信息将所述光纤通道数据帧写入到所述共享内存子模块进行存储，并通过所述读数据控制子模块根据所述地址分配信息读取所述共享内存子模块中存储的所述光纤通道数据帧，发送到所述读内存管理模块。

进一步的，所述写内存管理模块还用于，将所述光纤通道数据帧对应的优先级信息输出到所述数据信息交换模块；所述数据信息交换模块还用于，将所述优先级信息转发到所述读内存管理模块。相应的，所述读内存管理模块具体用于：根据所述数据内存地址、所述目标端口信息以及当前数据交换的内存状态信息读取所述光纤通道数据帧，并根据优先级信息将读取的所述光纤通道数据帧写入对应的优先级队列；读取所述优先级队列中的目标数据发送到所述输出端口协议处理模块，通过所述输出端口协议处理模块将数据发出。

在本发明实施例中，所述光纤网络通信系统还包括：扩展链路服务帧收发模块、镜像监控模块以及系统配置模块。具体的，所述扩展链路服务帧收发模块用于：当交换机需要发送扩展链路服务帧时，接收系统配置模块下发的待发送的扩展链路服务帧，并将所述扩展链路服务帧发送到所述输出端口协议处理模块；或者，当所述输入端口协议处理模块接收到所述扩展链路服务帧后，产生接收中断信号，并通知所述系统配置模块来读取所述扩展链路服务帧。所述镜像监控模块用于：设置监控端口和过滤字段，在开启镜像监控功能后，基于所述过滤字段对所述输入端口协议处理模块发送的数据帧进行过滤，将过滤后得到的目标数据帧发送到所述监控端口对应的所述输出端口协议处理模块。其中，所述数据帧包含所述光纤通道数据帧和扩展链路服务帧。

在一个具体实施例中，所述输入端口协议处理模块用于转发光纤通道数据帧，根据控制字段产生动态表或静态表的查询标识，并将所述查询标识及相应的目的端口标识发送到所述数据转发查询模块中。所述输入端口协议处理模块还可用于建立FC协议物理链路连接、FC数据帧的CRC生成和校验、FC协议的B2B流控等、交换数据的输入输出、FC数据帧信息统计等。具体的，所述输入端口协议处理模块可用于将接收到的光纤通道数据帧发送到写内存管理模块，并通过所述写内存管理模块将所述光纤通道数据帧写入到所述数据内存模块中；以及根据控制字段产生动态表或静态表的查询标识，并将所述查询标识及相应的目的端口标识发送到所述数据转发查询模块中的路由查找表子模块。

在本发明实施例中，所述数据转发查询模块用于根据获取的所述查询标识和所述目的端口标识动态路由表的查询、静态路由表的查询以及端口汇聚表（Trunk表）的查询，并根据查询结果对所述数据内存模块的共享内存子模块进行地址分配。

所述数据转发查询模块包括路由查找表子模块、地址管理子模块以及端口汇聚表。具体的，所述数据转发查询模块可用于通过所述路由查找表子模块获取所述查询标识和所述目的端口标识，并根据所述查询标识和所述目的端口标识查询出所述光纤通道数据帧是否对应有端口汇聚组，若是，则根据所述端口汇聚组查询到相应的端口汇聚表，得到目标端口信息；基于所述目标端口信息向所述地址管理子模块申请地址空间，通过所述地址管理子模块将相应的地址信息反馈到所述路由查找表子模块并通过所述路由查找表子模块将所述地址信息和所述目标端口信息发送到所述写内存管理模块；同时将相应的所述地址分配信息发送到所述数据内存模块。

在本发明实施例中，所述数据内存模块用于获取所述数据转发查询模块产生的地址分配信息，根据所述地址分配信息将所述光纤通道数据帧缓存到共享内存子模块，通过内存状态子模块对所述共享内存子模块进行状态管理。所述数据内存模块包括共享内存子模块、写数据控制子模块、读数据控制子模块以及内存状态子模块。主要实现多路输入数据缓存以及共享内存的状态管理等功能。具体的，所述数据内存模块用于根据所述地址分配信息，通过所述写数据控制子模块将所述光纤通道数据帧写入到所述共享内存子模块，并通过读数据控制子模块读取所述共享内存子模块中缓存的所述光纤通道数据帧。

其中，所述写内存管理模块具体用于根据所述地址信息将所述光纤通道数据帧发送到所述数据内存模块的共享内存子模块中，并将所述地址信息及对应目标端口的优先级信息传输到所述数据信息交换模块；所述数据信息交换模块根据所述优先级信息通过相应的目标端口将所述光纤通道数据帧发送到所述读内存管理模块。除此之外，所述写内存管理模块还可用于接收FC数据帧并进行缓存，对静态路由表和动态路由表进行查询，并根据查询结果将FC数据帧写入到相应的共享存储区；识别ELS数据帧（扩展链路服务帧），根据识别结果进行上报或者转发。其中，所述数据信息交换模块实现的功能包括：单播路由、多播路由和广播路由；接收端口帧的信息到目的端口之间的传递。

所述读内存管理模块根据所述地址信息和数据交换的内存状态信息获取所述光纤通道数据帧；并将获取的所述光纤通道数据帧按照所述优先级信息写入对应的数据队列；读取所述数据队列中的目标光纤通道数据帧并发送给所述输入端口协议处理模块，通过所述输入端口协议处理模块将所述目标光纤通道数据帧发出。除外之外，所述读内存管理模块还可用于发送数据时锁定存储区内发送区域，数据发送完成后释放该区域，并支持两级优先级控制。

进一步的，所述的光纤总线网络通信系统还包括扩展链路服务帧收发模块。该扩展链路服务帧收发模块用于实现多路扩展链路服务帧（ELS数据帧）的接收和发送功能。所述扩展链路服务帧收发模块包括扩展链路服务帧收发子模块、多路数据分发子模块以及扩展链路通道ELS数据流汇聚模块。比如可以是32链路通道ELS数据流汇聚、配置系统PCIE接口ELS数据帧收发分和32链路通道ELS数据流分发子模块三个子模块。其中，所述扩展链路服务帧收发模块，用于当发送扩展链路服务序列时，主控模块通过PCIe接口将待发送的扩展链路服务帧序列写入所述扩展链路服务帧收发子模块，写入完成后配置目的端口和启动寄存器；配置完成后，通过所述扩展链路服务帧收发子模块将数据发送到所述多路数据分发子模块，通过所述多路数据分发子模块将扩展链路服务帧发送到对应端口的输入端口协议处理模块进行输出。

相应的，所述输入端口协议处理模块还用于当端口接收到扩展链路服务帧后，将所述扩展链路服务帧发送到所述写内存管理模块；所述多路数据选择模块，还用于将所述扩展链路服务帧发送到所述扩展链路服务帧收发子模块，当所述扩展链路服务帧收发子模块接收完成后，产生中断信号通知所述主控模块读取所述扩展链路服务帧。

除此之外，所述的光纤总线网络通信系统还包括镜像监控模块。所述镜像监控模块能够实现的功能为对输入端口选择进行数据监控，支持对输入数据做过滤或保留配置。该镜像监控模块包括监控数据流过滤、32链路数据流汇聚、监控端口选择以及监控数据转发数据切换等子模块。其具体用于当所述输入端口协议处理模块接收到光纤通道数据帧后，通过预设的帧过滤模块对所述光纤通道数据帧进行过滤，将过滤后的所述光纤通道数据帧通过所述多路数据选择模块发送到读内存管理模块，完成跨时钟域处理后，通过光纤总线监控端口模块将数据发送到监控端口上。

另外，在本发明实施例中，所述的光纤总线网络通信系统还包括系统配置模块。所述系统配置模块用于通过所述PCIe接口和内部AXI总线进行转换，对设备内部寄存器和内存进行访问，对所有模块的寄存器进行配置和状态读取，以及对路由表配置模块和端口汇聚表配置模块进行配置查询。

采用本发明实施例所述的光纤网络通信系统，能够利用内存共享直接转发方式，使用资源少，数据转发延迟小，提高了光纤网络通信系统的性能以及稳定性，有效降低了光纤网络通信系统中数据的转发延时，能够实现数据快速转发。

与上述提供的一种光纤网络通信系统相对应，本发明还提供一种光纤网络通信方法。由于该方法的实施例相似于上述系统实施例，所以描述得比较简单，相关之处请参见上述系统实施例部分的说明即可，下面描述的光纤网络通信方法的实施例仅是示意性的。请参考图2所示，其为本发明实施例提供的一种光纤网络通信方法的流程示意图。

本发明所述的一种光纤网络通信方法，具体包括如下步骤：

步骤201：基于写内存管理模块，获取输入端口协议处理模块确定的待转发的光纤通道数据帧，并从数据转发查询模块中查询相应的数据内存申请地址，将数据内存申请地址发送到数据信息交换模块。

步骤202：基于数据信息交换模块，对多个通道的路由申请进行调度，并根据数据内存申请地址分配相应的数据内存地址，将数据内存地址分别发送到所述写内存管理模块和相应的读内存管理模块。

步骤203：基于所述写内存管理模块，按照所述数据内存地址将所述光纤通道数据帧写入到数据内存模块进行缓存。

步骤204：基于所述读内存管理模块，按照所述数据内存地址和对应目标端口信息读取所述数据内存模块中缓存的相应光纤通道数据帧，并将所述光纤通道数据帧传输到输出端口协议处理模块，以实现数据转发。

上电复位后，通过系统配置模块根据用户的输入信息配置数据转发查询模块的算法查找表、输入端口协议处理模块的帧识别字段和输入\输出端口协议处理模块接口速率等参数。初始化完成后，进入正常的数据交换处理流程。具体的，也就是上电复位后，利用预设的系统配置模块先根据用户配置对路由查找表子模块中的动态路由表、静态路由表和Trunk（端口汇聚）表进行初始化处理，依次配置各个表的内容、接收写内存管理模块ID判断、信用值、监控端口使能、监控端口过滤或保留参数、FC端口协议处理模块接口速率等参数。初始化完成后，进入正常的数据交换处理流程。

该数据交换处理流程具体流程如下：基于输入端口协议处理模块，接收初始光纤通道（FC）数据帧后，判断帧识别字段，将确定的需要转发的光纤通道数据发送给写内存管理模块。基于内存管理模块收到数据后，向数据转发查询模块查询相应的数据内存申请地址（即路由地址），根据查询到的数据内存申请地址申请内存，并将路由地址发给数据信息交换模块；基于数据信息交换模块，对包含路由地址的路由申请进行调度，并分配各个通道的数据内存地址，将待转发光纤通道数据帧对应的数据内存地址分别告知写\读内存管理模块；基于写内存管理模块，按照所述数据内存地址负责将相应的数据写入数据内存模块；基于读内存管理模块，按照所述数据内存地址和相应的目标端口信息负责将数据读出，发送给输出端口协议处理模块，实现数据的转发。

具体的，也就是基于输入端口协议处理模块接收到FC数据帧后，通过写内存管理模块进行时钟域转换后实现缓存，所述输入端口协议处理模块同时根据控制字段产生动态表或静态表的查询标识，将该查询标识和目的端口标识发送到路由查找表子模块，由路由查找表子模块根据查询出当前FC数据帧是否有Trunk组，若有则根据Trunk组查询Trunk表得到目标端口，得到目标端口向地址管理子模块申请地址空间，得到相应的数据内存地址；基于地址管理子模块反馈的数据内存地址给路由查找表子模块，同时将地址分配状态发送给数据内存模块；基于路由查找表子模块将数据内存地址、目标端口发送写内存管理模块；基于写内存管理模块根据数据内存地址将FC数据帧写入到数据内存模块中，同时将数据内存地址、优先级信息输出给数据信息交换模块，由数据信息交换模块根据目标端口将该待转发的FC数据帧发送到读内存管理模块；基于读内存管理模块根据数据内存地址和数据交换的内存状态信息读取相应的FC数据帧，并根据优先级信息将读取的FC数据帧写入对应的数据队列；基于读内存管理模块读取数据队列中的目标FC数据帧并发送给输出端口协议处理模块，通过输出端口协议处理模块将该目标FC数据帧发出。

进一步的，在链路服务处理流程中：当交换机需要发送链路服务序列时，首先基于系统配置模块将待发送的扩展链路服务帧写入相应的扩展链路服务帧收发模块，基于该扩展链路服务帧收发模块启动发送，将扩展链路服务帧发送给输出端口协议处理模块。另外，当基于输入端口协议处理模块接收到扩展链路服务帧后，基于扩展链路服务帧收发模块产生接收中断信号，并通知系统配置模块来读取扩展链路服务帧。

具体的，也就是当光纤交换机需要发送扩展链路服务序列时，主控预先通过PCIe接口将待发送的扩展链路服务帧（ELS数据帧）写入扩展扩展链路服务帧收发模块中的扩展链路服务帧收发子模块，写入完成后配置目的端口和启动寄存器。配置完成后，通过扩展链路服务帧收发子模块将数据发送到多路数据分发子模块，并通过该多路数据分发子模块将扩展链路服务帧发送到对应目标端口信息的输出端口协议处理模块进行数据输出；反之，输入端口协议处理模块接收到扩展链路服务帧后，基于输入端口协议处理模块将扩展链路服务帧发送给写内存管理模块，然后通过多路数据选择模块发送到扩展链路服务帧收发子模块，接收完成后扩展链路服务帧收发子模块产生中断通知后，通过统配置模块来读取扩展链路服务帧。

进一步的，在数据镜像处理流程中，系统配置模块对镜像模块进行设置，设置端口选择和过滤字段，开启镜像监控功能后，镜像模块对输入端口协议处理模块过来的FC数据帧进行过滤，将过滤后的FC数据帧发送到监控端口所对应的输出端口协议处理模块。

具体的，输入端口协议处理模块接收到FC数据帧后，通过预设的帧过滤模块对FC数据帧进行过滤，将过滤后的FC数据帧通过多路数据选择模块发送到读内存管理模块，通过监控端口所对应的输出端口协议处理模块进行输出。

与上述提供的一种光纤网络通信方法相对应。本发明还提供光纤网络通信装置。由于该装置的实施例相似于上述方法和系统实施例，所以描述得比较简单，相关之处请参见上述方法和系统实施例部分的说明即可，下面描述的光纤网络通信装置的实施例仅是示意性的。请参考图3所示，其为本发明实施例提供的一种光纤网络通信装置的结构示意图。

地址申请单元301，用于基于写内存管理模块，获取输入端口协议处理模块确定的待转发的光纤通道数据帧，并从数据转发查询模块中查询相应的数据内存申请地址，将所述数据内存申请地址发送到数据信息交换模块。

内存地址确定单元302，用于基于所述数据信息交换模块，对多个通道的路由申请进行调度，并根据所述数据内存申请地址分配相应的数据内存地址，将所述数据内存地址分别发送到所述写内存管理模块和相应的读内存管理模块。

数据缓存单元303，用于基于所述写内存管理模块，按照所述数据内存地址将所述光纤通道数据帧写入到数据内存模块进行缓存。

数据读取单元304，用于基于所述读内存管理模块，按照所述数据内存地址和对应目标端口信息读取所述数据内存模块中缓存的相应光纤通道数据帧，并将所述光纤通道数据帧传输到输出端口协议处理模块，以实现数据转发。

采用本发明实施例所述的光纤网络通信方法和装置，使用资源少，数据转发延迟小，提高了光纤网络通信系统的性能以及稳定性，有效降低了光纤网络通信系统中数据的转发延时，能够实现数据快速转发。

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的说明，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 (10)

1.一种光纤网络通信系统，其特征在于，包括：写内存管理模块、数据内存模块、数据转发查询模块、数据信息交换模块、读内存管理模块；

所述写内存管理模块，用于获取输入端口协议处理模块确定的待转发的光纤通道数据帧，并从所述光纤通道数据帧中提取帧标识信息；向所述数据转发查询模块发送携带有所述帧标识信息的数据转发查询请求，并将所述数据转发查询模块响应的数据内存申请地址发送到所述数据信息交换模块；接收所述数据信息交换模块分配的数据内存地址，并根据所述数据内存地址将所述光纤通道数据帧写入到所述数据内存模块；所述数据内存模块，用于存储所述光纤通道数据帧；

所述数据转发查询模块，用于利用预设的转发路由地址查找模型对所述帧标识信息进行分析生成相应的数据内存申请地址，并将所述数据内存申请地址返回到所述写内存管理模块；

所述数据信息交换模块，用于接收多个通道的路由申请进行调度，根据所述数据内存申请地址分配相应的数据内存地址，并将所述光纤通道数据帧对应的数据内存地址发送到所述读内存管理模块；

所述读内存管理模块，用于获取所述数据信息交换模块提供的数据内存地址和目标端口信息，根据所述数据内存地址和所述目标端口信息获取所述数据内存模块中存储的相应的光纤通道数据帧，并将所述光纤通道数据帧转发到输出端口协议处理模块，以实现数据转发。

2.根据权利要求1所述的光纤网络通信系统，其特征在于，所述输入端口协议处理模块，用于接收初始光纤通道数据帧，并根据识别字段判断所述初始光纤通道数据帧是否为待转发的光纤通道数据帧，若是，则提取所述光纤通道数据帧发送到所述写内存管理模块。

3.根据权利要求2所述的光纤网络通信系统，其特征在于，所述输入端口协议处理模块还用于：基于光纤通道协议建立相应的物理链路连接；校验获取的所述识别字段；以及对输入的所述初始光纤通道数据帧进行流控和接收信息统计；

所述输出端口协议处理模块用于：基于所述光纤通道协议建立相应的物理链路连接；生成相应的所述识别字段，并将所述识别字段发送到所述输入端口协议处理模块进行校验；接收所述读内存管理模块发送的光纤通道数据帧，并进行发送信息统计。

4.根据权利要求1所述的光纤网络通信系统，其特征在于，还包括：扩展链路服务帧收发模块；所述扩展链路服务帧收发模块用于：当交换机需要发送扩展链路服务帧时，接收系统配置模块下发的待发送的扩展链路服务帧，并将所述扩展链路服务帧发送到所述输出端口协议处理模块；或者，当所述输入端口协议处理模块接收到所述扩展链路服务帧后，产生接收中断信号，并通知所述系统配置模块来读取所述扩展链路服务帧。

5.根据权利要求1所述的光纤网络通信系统，其特征在于，还包括：镜像监控模块；所述镜像监控模块用于：设置监控端口和过滤字段，在开启镜像监控功能后，基于所述过滤字段对所述输入端口协议处理模块发送的数据帧进行过滤，将过滤后得到的目标数据帧发送到所述监控端口对应的所述输出端口协议处理模块；其中，所述数据帧包含所述光纤通道数据帧和扩展链路服务帧。

6.根据权利要求1所述光纤网络通信系统，其特征在于，所述数据转发查询模块具体包括：路由查找表子模块、地址管理子模块以及端口汇聚表子模块；

所述数据转发查询模块，具体用于通过所述路由查找表子模块获取所述帧标识信息，并根据所述帧标识信息查询出所述光纤通道数据帧是否有对应端口汇聚组，若是，则根据所述端口汇聚组查询到相应的端口汇聚表，得到相应的目标端口；其中，所述帧标识信息包括查询标识和目的端口标识；基于所述目标端口向所述地址管理子模块申请地址空间，通过所述地址管理子模块将相应的所述数据内存申请地址发送到所述路由查找表子模块，并通过所述路由查找表子模块将所述数据内存申请地址和所述目标端口发送到所述写内存管理模块，同时将相应的地址分配信息发送到所述数据内存模块。

7.根据权利要求1所述光纤网络通信系统，其特征在于，所述数据内存模块具体包括：写数据控制子模块、读数据控制子模块以及共享内存子模块；

所述数据内存模块，具体用于通过所述写数据控制子模块根据地址分配信息将所述光纤通道数据帧写入到所述共享内存子模块进行存储，并通过所述读数据控制子模块根据所述地址分配信息读取所述共享内存子模块中存储的所述光纤通道数据帧，发送到所述读内存管理模块。

8.根据权利要求1所述光纤网络通信系统，其特征在于，包括：所述写内存管理模块还用于，将所述光纤通道数据帧对应的优先级信息输出到所述数据信息交换模块；所述数据信息交换模块还用于，将所述优先级信息转发到所述读内存管理模块；

所述读内存管理模块具体用于：根据所述数据内存地址、所述目标端口信息以及当前数据交换的内存状态信息读取所述光纤通道数据帧，并根据优先级信息将读取的所述光纤通道数据帧写入对应的优先级队列；读取所述优先级队列中的目标数据发送到所述输出端口协议处理模块，通过所述输出端口协议处理模块将数据发出。

9.一种光纤网络通信方法，其特征在于，包括：

基于写内存管理模块，获取输入端口协议处理模块确定的待转发的光纤通道数据帧，并从数据转发查询模块中查询相应的数据内存申请地址，将所述数据内存申请地址发送到数据信息交换模块；

基于所述数据信息交换模块，对多个通道的路由申请进行调度，并根据所述数据内存申请地址分配相应的数据内存地址，将所述数据内存地址分别发送到所述写内存管理模块和相应的读内存管理模块；

基于所述写内存管理模块，按照所述数据内存地址将所述光纤通道数据帧写入到数据内存模块进行缓存；

基于所述读内存管理模块，按照所述数据内存地址和对应目标端口信息读取所述数据内存模块中缓存的相应光纤通道数据帧，并将所述光纤通道数据帧传输到输出端口协议处理模块，以实现数据转发。

10.一种光纤网络通信装置，其特征在于，包括：

地址申请单元，用于基于写内存管理模块，获取输入端口协议处理模块确定的待转发的光纤通道数据帧，并从数据转发查询模块中查询相应的数据内存申请地址，将所述数据内存申请地址发送到数据信息交换模块；

内存地址确定单元，用于基于所述数据信息交换模块，对多个通道的路由申请进行调度，并根据所述数据内存申请地址分配相应的数据内存地址，将所述数据内存地址分别发送到所述写内存管理模块和相应的读内存管理模块；

数据缓存单元，用于基于所述写内存管理模块，按照所述数据内存地址将所述光纤通道数据帧写入到数据内存模块进行缓存；

数据读取单元，用于基于所述读内存管理模块，按照所述数据内存地址和对应目标端口信息读取所述数据内存模块中缓存的相应光纤通道数据帧，并将所述光纤通道数据帧传输到输出端口协议处理模块，以实现数据转发。

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