CN113676793A - 一种电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电子设备，涉及通信技术领域，用来解决现有技术中实现全连接组网布线复杂以及组网成本较高的问题。该电子设备包括第一处理芯片和第二处理芯片，以及按顺序依次排列的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；所述第一处理芯片与所述第一端口耦合，所述第一处理芯片还与所述第四端口耦合；所述第二处理芯片与所述第二端口耦合，所述第二处理芯片还与所述第三端口耦合；所述第一端口、所述第二端口、所述第三端口和所述第四端口包括光纤通道，用于连接可插拔光模块，所述可插拔光模块能够通过光纤线缆连接其他电子设备。

Description

一种电子设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种电子设备。

背景技术

为了使包括多个节点的网络系统整体性能达到最优，当前的组网技术一般采用全连接(full mesh)的组网方式，即如图1所示的，网络中任意两个节点之间都连通。例如，网络系统中的同一个服务器包括的多个处理芯片之间互连、服务器与交换机连接、存储器与交换机连接、交换机与交换机连接或者存储阵列中的多个存储单元之间连接等。当网络系统中网络设备数量较多时，全连接的组网方式布线较复杂，组网容易出错。

示例性的，目前对于100G带宽组网中，可以使用四通道小型可插拔光模块(QuadSmall Form-factor Pluggable，QSFP)实现全连接组网。如使用低密度的QSFP28端口，四个节点的点对点互连需要四根外部线缆；如果节点数量增加一个，则需要增加四根外部线缆，也就是连接复杂度增加一倍，组网布线复杂且线缆成本较高。

另外一种现有的实施方案是，通过配置外部交换机解决互连问题，即所有节点都通过外部线缆连接至外部交换机，由外部交换机的内部线路实现各节点的互连。但该方案仍需配置与节点数量相同数量的外部线缆，此外还需要配置外部交换机，组网的成本较高。

发明内容

本申请提供一种电子设备，解决了现有技术中实现全连接组网布线复杂及组网成本较高的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，提供一种电子设备，该电子设备包括第一处理芯片和第二处理芯片，以及按顺序依次排列的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；第一处理芯片与第一端口耦合，第一处理芯片还与第四端口耦合；第二处理芯片与第二端口耦合，第二处理芯片还与第三端口耦合；第一端口、第二端口、第三端口和第四端口包括光纤通道，用于连接可插拔光模块，可插拔光模块能够通过光纤线缆连接其他电子设备。

上述技术方案中，通过两个端口交叉互连的布线方式，可以实现四个节点的交叉互连，例如，将第三端口和第四端口交叉互连到第一处理芯片和第二处理芯片，即第二处理芯片与第三端口耦合，第一处理芯片与第四端口耦合，从而通过两两端口连接外部可插拔光模块，通过可插拔光模块能够通过光纤线缆连接其他电子设备，实现四个节点的全连接组网。相比现有技术，能够节省外部线缆的成本开销，还能降低组网布线的复杂度，避免光模块的插拔出错。

在一种可能的设计方式中，第一端口与第二端口相邻，第三端口与第四端口相邻。上述可能的实现方式中，将相邻的两个端口与电子设备上的不同芯片进行交叉互连，从而该两两相邻的端口在连接可插拔光模块后，能够实现对外部通信节点的交叉互连，从而降低组网的外部线缆成本和布线的复杂度。

在一种可能的设计方式中，该电子设备还包括：当第一端口、第二端口、第三端口和第四端口包括四芯光纤通道时，第一端口和第二端口通过第一双密度四通道小型可插拔光模块QSFP-DD与其他电子设备连通；第三端口和第四端口通过第二QSFP-DD与其他电子设备连通。

上述可能的实现方式中，对于四芯光纤通道的端口，可以通过QSFP-DD光模块进行组网，第一端口和第二端口通过第一QSFP-DD光模块将第一处理芯片和第二处理芯片分别连接到网络中的两个其他通信节点，例如，节点3和节点4(第一处理芯片连通节点3，第二处理芯片连通节点4)。而由于第三端口和第四端口与第一处理芯片和第二处理芯片是交叉互连的，即可以通过第三端口和第四端口通过第二QSFP-DD光模块将第一处理芯片和第二处理芯片交叉连接到所述网络中的所述两个其他通信节点，例如，第一处理芯片连通节点4，第二处理芯片连通节点3。从而用节省外部线缆的方式，提高组网的性能。

在一种可能的设计方式中，该电子设备还包括：当第一端口、第二端口、第三端口和第四端口包括四芯光纤通道时，第一端口和第二端口通过第一四通道小型可插拔光模块QSFP28与第二QSFP28与其他电子设备连通；第三端口和第四端口通过第三QSFP28与第四QSFP28与其他电子设备连通。

上述可能的实现方式中，对于四芯光纤通道的端口，可以通过双层QSFP28光模块进行组网，也就是两两相邻的端口分别插入双层连接器的两个QSFP28光模块。例如，第一端口和第二端口通过两个QSFP28光模块将第一处理芯片和第二处理芯片分别连接到网络中的两个其他通信节点，例如，节点3和节点4(第一处理芯片通过第一QSFP28连通节点3，第二处理芯片通过第二QSFP28连通节点4)。而由于第三端口和第四端口与第一处理芯片和第二处理芯片是交叉互连的，即第三端口和第四端口通过两个QSFP28光模块可以将第一处理芯片和第二处理芯片交叉连接到所述网络中的所述两个其他通信节点，例如，第一处理芯片通过第三QSFP28连通节点4，第二处理芯片通过第四QSFP28连通节点3。从而用节省外部线缆的方式，提高组网的性能。

在一种可能的设计方式中，该电子设备为存储阵列、处理器集群、服务器集群或者节点阵列。

上述可能的实现方式中，上述电子设备具体可以为交换机、路由器、存储阵列、处理器集群、服务器集群或者节点阵列等，通过本申请提供的电子设备，能够实现网络中多个节点中两两之间的通信互连，提高组网的性能以及通信的可靠性，并且节省组网的成本开销。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种全连接的组网结构示意图；

图2为本申请实施例提供的两种可插拔光模块的对比示意图；

图3为一种电子设备之间组网的连接示意图；

图4a为另一种电子设备之间组网的连接示意图；

图4b为另一种电子设备之间组网的连接示意图；

图5为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种电子设备之间的连接示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种电子设备之间的连接示意图。

具体实施方式

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

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，所描述的实施例仅仅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。

在通信网络的组网中，如图1中的全连接方式使得任意两个节点之间都有连通，因此其组网方式是性能最优的，可以使得网络系统中的多个电子设备之间都能实现互相访问及数据传输。

示例性的，网络系统中可以包括多个交换机，一个交换机可以包括多个交换芯片，所述多个交换机中的每两个交换芯片之间可以通过线缆互连。或者，网络系统中包括多个服务器构成的服务器集群，或多个存储单元构成的存储阵列等，每个服务器或存储单元可以包括多个处理芯片，所述网络系统中的任意两个处理芯片之间可以通过线缆互连。此外，还可能有存储器与交换机互连或者处理器与交换机互连等等。

目前的100G带宽组网中，通常使用可插拔光模块通过光纤线缆连接其他电子设备，例如，四通道小型可插拔光模块(Quad Small Form-factor Pluggable，QSFP)或者双密度四通道小型可插拔光模块(Quad Small Form Factor Pluggable-Double Density，QSFP-DD)等。

其中，QSFP是紧凑型的可热插拔的收发器，可以用于数据通信。QSFP具有四个独立的全双工收发通道，每个通道支持100Mb/s到10Gb/s的传输速率。另外，在QSFP技术的基础上扩展出了QSFP+光模块，以及QSFP28光模块。其中，QSFP+的四个通道能够支持10Gb/s传输速率，是QSFP的加强版。相对于QSFP，QSFP+有更高的带宽。而QSFP28光模块是为100Gb/s的应用而设计的高密度、高速传输的收发器。它具有与QSFP+收发器相同的外形。QSFP28提供四通道高速信号，每一路通道数据速率范围从25Gb/s到40Gb/s，能够100Gb/s以太网(4×25Gb/s)增强数据速率的传输要求。

QSFP-DD具有八个独立的全双工收发通道，每个通道的传输速率高达25Gb/s(NRZ调制)或50Gb/s(PAM4调制)，提供高达200Gb/s或者400Gb/s聚合的解决方案。QSFP-DD可在单个交换机插槽中实现高达14.4Tb/s的聚合带宽。

如图2所示，QSFP-DD和QSFP+/QSFP28光模块的系统端口宽度相同，而QSFP-DD的端口密度是QSFP28光模块的2倍。由于每个QSFP28光模块可以容纳四个光纤通道，而QSFP-DD光模块可以容纳八个光纤通道。从而QSFP-DD将其支持的现有接口的专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)端口数量增加了一倍，QSFP-DD更利于实现大量节点的组网互联。

通常在电子设备之间的组网中，可以使用QSFP28光模块实现组网互连。示例性的，如图3所示，第一电子设备上配置有处理芯片1和处理芯片2，第二电子设备上配置有处理芯片3和处理芯片4。在第一电子设备上通过走线将处理芯片1连通端口1和端口2，处理芯片2连通端口3和端口4，处理芯片1和处理芯片2可以通过内部走线连通。在第二电子设备上通过走线将处理芯片3连通端口1和端口2，处理芯片4连通端口3和端口4，处理芯片3和处理芯片4可以通过内部走线连通。如图3所示，可以通过四个QSFP28光模块和四根外部光纤线缆，将处理芯片1、处理芯片2、处理芯片3和处理芯片4两两互连实现全连接方式的组网。其中，可以将第一电子设备的端口1与第二电子设备的端口2连通，将第一电子设备的端口2与第二电子设备的端口4连通，将第一电子设备的端口3与第二电子设备的端口3连通，将第一电子设备的端口4与第二电子设备的端口1连通。

结合组网连线布局图可见，四个节点通过四个QSFP28光模块以及四根外部光纤线缆实现点对点互连。但四根外部线缆交叉排布，布线复杂，插拔QSFP28光模块容易出错。另外，当电子设备的个量或者增加电子设备内部的处理芯片个数增加时，网络内节点数量增加，组网需要的外部线缆将增加一倍，布线的复杂度增加一倍，成本较高。

另外，目前通常还可以使用QSFP-DD光模块实现组网互连。示例性的，如图4a和图4b所示，第一电子设备上配置有处理芯片1和处理芯片2，第二电子设备上配置有处理芯片3和处理芯片4。如图4a所示，在第一电子设备上通过走线将处理芯片1连通端口1和端口2，处理芯片2连通端口3和端口4，处理芯片1和处理芯片2可以通过内部走线连通。在第二电子设备上通过走线将处理芯片3连通端口1和端口2，处理芯片4连通端口3和端口4，处理芯片3和处理芯片4可以通过内部走线连通。通过一个QSFP-DD光模块和外部光纤线缆，将第一电子设备的端口1和端口2与第二电子设备的端口1和端口2连通。其中，由于光模块连通的光纤线缆内部排布的对称性，第一电子设备的端口1和第二电子设备的端口1连通，第一电子设备的端口2和第二电子设备的端口2连通。另外，再通过一个QSFP-DD光模块和外部光纤线缆，将第一电子设备的端口3和端口4与第二电子设备的端口3和端口4连通。其中，第一电子设备的端口3和第二电子设备的端口3连通，第一电子设备的端口4和第二电子设备的端口4连通。如此，处理芯片1与处理芯片3实现互连，处理芯片2与处理芯片4实现互连，处理芯片1余处理芯片4没有实现互连，处理芯片2与处理芯片3没有实现互连。因此，采用QSFP-DD光模块虽然外部线缆数量减少了，布线复杂度也降低了，但是无法实现四个节点的两两互连，组网性能不佳。

因此，本申请实施提供一种端口交叉布线的电子设备和组网的方式，通过在电子设备内部的端口走线交叉互连，使用端口堆叠增加传输通道密度(例如，QSFP-DD光模块或者QSFP28双层连接器等)实现节点互连。从而解决现有的端口组网技术布线复杂、外部线缆成本较高或者网路性能不佳等问题。

本申请实施例提供一种端口交叉布线的电子设备，该电子设备包括第一处理芯片和第二处理芯片，以及按顺序依次排列的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口。第一处理芯片与第一端口耦合，第一处理芯片还与第四端口耦合。第二处理芯片与第二端口耦合，第二处理芯片还与第三端口耦合。第一端口、第二端口、第三端口和第四端口包括光纤通道，用于连接可插拔光模块，可插拔光模块能够通过光纤线缆连接其他电子设备。

其中，第一端口可以与第二端口相邻，第三端口可以与第四端口相邻。

需要说明的是，耦合是指能量从一个介质(例如一个金属线、光导纤维)传播到另一种介质的过程。耦合指从一个电路部分到另一个电路部分的能量传递，可以通过直接的电气连接或者间接连接来实现。本申请的实施例中对耦合的形式不做具体限定，下述实施例中仅示例性的以连通或者互连来表示耦合关系。

结合图5所示的，电子设备上部署有处理芯片1与处理芯片2，该电子设备的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口分别为图5中的1、2、3和4，处理芯片1和处理芯片2通过走线交叉互连到上述的四个端口。也即，处理芯片1与端口1耦合，处理芯片还与端口4耦合。处理芯片2与端口2耦合，处理芯片2还与端口3耦合。

从而该电子设备可以通过在第一端口-1、第二端口-2、第三端口-3和第四端口-4连接可插拔光模块，通过光纤线缆连接其他的电子设备。示例性的，如图6所示的，电子设备1可以通过可插拔光模块，通过外部的光纤线缆连接电子设备2上的处理芯片3和处理芯片4。

上述的电子设备1中，通过端口交叉互连的布线方式，可以实现四个节点的交叉互连。从而能够节省外部线缆的成本开销，还能降低布线的复杂度，避免插拔出错。

进一步的，当第一端口、第二端口、第三端口和第四端口包括四芯光纤通道时，第一端口和第二端口通过第一双密度四通道小型可插拔光模块QSFP-DD与其他电子设备连通。第三端口和第四端口通过第二QSFP-DD与其他电子设备连通。

示例性的，结合图6所示的，电子设备1上的端口1、2、3和4都是四芯的光纤通道，将第一QSFP-DD插入电子设备1上的端口1和端口2，第一QSFP-DD连通的光纤线缆的另一端的QSFP-DD插入电子设备2上的端口1和端口2。将第二QSFP-DD插入电子设备1上的端口3和端口4，第二QSFP-DD连通的光纤线缆的另一端的QSFP-DD插入电子设备2上的端口3和端口4。

从而，电子设备1上的处理芯片1通过第一QSFP-DD和外部线缆与电子设备2上的处理芯片3连通，电子设备1上的处理芯片2通过第一QSFP-DD和外部线缆与电子设备2上的处理芯片4连通；电子设备1上的处理芯片1通过第二QSFP-DD和外部线缆与电子设备2上的处理芯片4连通，电子设备1上的处理芯片2通过第二QSFP-DD和外部线缆与电子设备2上的处理芯片3连通。由于QSFP-DD单端口即是2个100Gb/s传输速率的合并，即通过非对称的方式组合成200Gb/s的端口。

可见，上述本申请提供的电子设备，可以实现通过两个可插拔光模块以及对应的两根外部线缆，实现四个节点之间的全连接组网，减少外部线缆的数量，还能降低外部线缆的布线复杂度，节省组网的成本开销。另外，当网络中某个节点损坏或者访问异常的情况下，这种组网的方式不会影响网络中其他节点之间的通信，组网可靠性也有保障。

在另一种可能的实施方式中，当第一端口、第二端口、第三端口和第四端口包括四芯光纤通道时，第一端口和第二端口通过第一四通道小型可插拔光模块QSFP28与第二QSFP28与其他电子设备连通。第三端口和第四端口通过第三QSFP28与第四QSFP28与其他电子设备连通。

也就是说，可以通过两个QSFP28组成的QSFP28双层连接器实现组网。例如，可以将第一QSFP28与第二QSFP28组合成双层连接器，将第三QSFP28与第四QSFP28组合成双层连接器。将第一QSFP28与第二QSFP28分别插入第一电子设备的第一端口和第二端口，将第三QSFP28与第四QSFP28分别插入第一电子设备的第三端口和第四端口，从而与其他电子设备连通。

上述本申请提供的电子设备，可以实现通过两个组合而成的双层连接器以及对应的外部线缆，实现四个节点之间的全连接组网，减少外部线缆的数量，还能降低外部线缆的布线复杂度，节省组网的成本开销。

在另一种可能的实施方式中，当网络中的节点数量增加，例如，网络中还包括处理芯片5和处理芯片6。则实现全连接组网所需要的端口数量也需要增加，电子设备上需要用到端口1、2、3、4、5、6、7和8。其中，电子设备上的两个处理芯片可以分别与按照顺序排列的8个端口通过走线两两连通，有两个相邻的端口实现交叉互连，例如图7所示的，电子设备1上的端口7和端口8的走线交叉互连，即电子设备1上的处理芯片1分别与端口1、3、5和8耦合，处理芯片2分别与端口2、4、6和7耦合。网络中其他的电子设备的端口走线方式也与电子设备1的相同，从而根据图7所示的组网示意图，可以实现电子设备1、2和3上的8个处理芯片之间的全连接组网。

由图7可以看出，通过可插拔光模块连接外部光纤线缆，可以实现处理芯片1和处理芯片4连通，处理芯片2和处理芯片3连通，处理芯片1和处理芯片3连通，处理芯片2和处理芯片4连通，处理芯片1和处理芯片5连通，处理芯片2和处理芯片6连通，处理芯片1和处理芯片6连通，处理芯片2和处理芯片5连通，处理芯片3和处理芯片6连通，处理芯片4和处理芯片5连通，处理芯片3和处理芯片5连通，处理芯片4和处理芯片6连通。

需要说明的是，上述电子设备上的交叉走线的端口只是示例性的，不是必须按照上述的方式，例如，还可以将电子设备上的端口5和端口6实现交叉走线，即将处理芯片1与端口6耦合，处理芯片2与端口5耦合，或者其他的两个相邻的端口进行交叉走线，都可以实现本申请的技术方案。

上述本申请提供的电子设备，可以实现通过六个可插拔光模块以及对应的六根外部线缆，实现六个节点之间的全连接组网，减少外部线缆的数量，还能降低外部线缆的布线复杂度，节省组网的成本开销。

进一步的，上述电子设备具体可以为交换机、路由器、存储阵列、处理器集群、服务器集群或者节点阵列等，通过本申请提供的电子设备，能够实现网络中多个节点中两两之间的通信互连，提高组网的性能，并且节省组网的成本开销。

最后应说明的是：以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括第一处理芯片和第二处理芯片，以及按顺序依次排列的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；

所述第一处理芯片与所述第一端口耦合，所述第一处理芯片还与所述第四端口耦合；

所述第二处理芯片与所述第二端口耦合，所述第二处理芯片还与所述第三端口耦合；

所述第一端口、所述第二端口、所述第三端口和所述第四端口包括光纤通道，用于连接可插拔光模块，所述可插拔光模块能够通过光纤线缆连接其他电子设备。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一端口与所述第二端口相邻，所述第三端口与所述第四端口相邻。

3.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：

当所述第一端口、所述第二端口、所述第三端口和所述第四端口包括四芯光纤通道时，所述第一端口和所述第二端口通过第一双密度四通道小型可插拔光模块QSFP-DD与其他电子设备连通；

所述第三端口和所述第四端口通过第二QSFP-DD与其他电子设备连通。

4.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：

当所述第一端口、所述第二端口、所述第三端口和所述第四端口包括四芯光纤通道时，所述第一端口和所述第二端口通过第一四通道小型可插拔光模块QSFP28与第二QSFP28与其他电子设备连通；

所述第三端口和所述第四端口通过第三QSFP28与第四QSFP28与其他电子设备连通。

5.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为存储阵列、处理器集群、服务器集群或者节点阵列。

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