CN1741503B

CN1741503B - 一种交换设备和交换方法

Info

Publication number: CN1741503B
Application number: CN2005100906303A
Authority: CN
Inventors: 于洋
Original assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Current assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-08-18
Filing date: 2005-08-18
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2025-08-18
Also published as: CN1741503A

Abstract

本发明公开了一种交换设备，包括：入接口处理模块、出接口处理模块及连接于所述入接口处理模块和所述出接口处理模块之间的至少两个交换网平面，所述入接口处理模块将不同的业务分配到对应的交换网平面上；所述交换网平面将来自所述入接口处理模块的业务交换到所述出接口处理模块上。本发明还提供了一种交换方法，包括：入接口模块根据业务类型将其分配到业务交换网平面上；交换网平面对来自入接口模块的业务进行交换，并将其发到出接口处理模块；出接口处理模块将来自交换网平面的业务发到下行流量管理器或网络处理器。本发明可以减少不同的业务之间干扰，从而提高了交换网的交换效率。通过对不同交换网平面设置不同的加速比，可增加用户的满意度。

Description

一种交换设备和交换方法

技术领域

本发明涉及一种通信技术，尤其涉及一种交换系统和交换方法。

背景技术

随着对信息需求的逐渐扩大，人们希望有更高的带宽，同时宽带业务也逐渐成为各运营商拓展业务，增加收入、增强竞争力的焦点。因此，适应宽带业务的交换机和路由器等交换设备及其相应的交换方法也应运而生，在网络应用中占据越来越重要的位置。

在现有技术中，从交换设备的发展来分，共出现了4种交换技术：总线交换、环形交换、Crossbar(交叉点)交换和共享缓存交换。现在最常用到的是后面的两种技术，下面对其进行简要介绍。

1、Crossbar交换网技术

Crossbar(即CrossPoint)被称为交叉开关矩阵或纵横式交换矩阵，它是目前常用的构建大容量系统的交换网络技术。如图1所示，这种交换网结构的原理是线路卡到交换结构的连接为点到点连接，在Crossbar芯片内部实现无阻塞交换。Crossbar内部从每一个输入到每一个输出都有交叉节点，只要选通相应的交叉节点，相应的输入端口与输出端口之间就可以进行数据交换。多个输入输出端口对之间可以同时进行数据交换。

2、共享缓存交换网技术

共享缓存交换网技术也是一种常见的交换网技术。如图2所示，其基本原理是所有输入端口的业务进到交换网以后，都被存储在一个共享缓冲区中，然后根据各个业务的目的地址情况，被交换到相应的输出端口。

一个交换网平面可以理解为一个互连所有的交换网输入输出端口的交换网络。即在这个交换网络中，所有的输入输出端口都可以进行业务数据的交换。如图3所示，多交换网平面技术是指交换网具有多个交换平面的技术，即从输入端口到输出端口之间可以走多个交换网平面，有多个交换路径。

然而，在上述的现有技术中，所有的交换技术的实现都是所有的业务(比如单播业务和多播业务)在所有的交换网平面上混合传输，不能根据不同的业务对业务进行交换，由于各种不同的业务在进行交换时，其中部分业务的交换有调度，部分业务的交换没有调度，这样一来各种业务相互之间必然存在影响，降低了交换设备的交换效率。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明的目的是提供一种交换装置和交换方法，可提高交换效率。

本发明是通过下述技术方案实现的，本发明提供了一种交换设备，包括：入接口处理模块、出接口处理模块及连接于所述入接口处理模块和所述出接口处理模块之间的至少两个交换网平面；所述至少两个交换网平面由所述交换设备中的交换网芯片划分得到；所述入接口处理模块将不同的业务分配到对应的交换网平面上；所述交换网平面将来自所述入接口处理模块的业务交换到所述出接口处理模块上。

所述的入接口处理模块包括：识别模块，用于判断和识别不同的业务；分配模块，用于将识别的业务分配到不同的交换网平面上；冗余备份模块，用于将一个交换网平面上的业务切换到另一交换网平面上。

所述的交换网平面被划分成不同的逻辑交换平面，并可对不同逻辑交换平面的资源进行隔离。

所述的交换网平面包括各自的业务缓冲存储空间、交换网业务队列、调度器，用于对业务进行交换。

本发明还提供了一种交换方法，应用于包括入接口处理模块、出接口处理模块及连接于所述入接口处理模块和所述出接口处理模块之间的至少两个交换网平面的交换设备中，所述至少两个交换网平面由所述交换设备中的交换网芯片划分得到；所述方法包括：

A、所述入接口模块根据业务类型将不同的业务分配到对应的交换网平面上；

B、交换网平面对来自入接口处理模块的业务进行交换，并将其发到出接口处理模块；

C、出接口处理模块将来自交换网平面的业务发到相应的下行流量管理器或网络处理器。

所述的业务种类包括单播业务、多播业务、视频业务和语音业务。

所述的步骤A还包括：入接口处理模块对业务进行识别。

所述的步骤A进一步包括：将不同类型的业务分配到不同的交换网平面上。

所述的步骤B还包括将所述的交换网平面划分成不同的逻辑交换平面，并对不同逻辑交换平面的资源进行隔离。

所述交换网平面被划分成不同的逻辑交换平面包括：将交换网芯片的多个物理端口划分为至少二个部分物理端口；所述的每一部分物理端口组成一个逻辑交换平面。

所述的步骤B还包括：同一交换网平面处理相同的业务。

所述的步骤C还包括：出接口处理模块根据来自各个交换网平面的业务的优先级对业务进行处理。

所述的步骤C还包括：各个交换网平面采用各自的交换网业务缓冲存储空间、交换网业务队列、调度器。

本发明还提供了一种交换设备，所述的交换设备包括入接口处理模块、出接口处理模块及连接于所述入接口处理模块和所述出接口处理模块之间的至少两个交换资源，所述至少两个交换资源由所述交换设备中的交换网芯片划分得到；所述入接口处理模块将不同的业务分配到对应的交换资源上；所述交换资源将来自所述入接口处理模块的业务交换到所述出接口处理模块上。

所述的交换资源包括交换网平面和通道。

所述的交换资源包括通道。

根据本发明，通过使不同的业务在不同的交换网平面进行交换，从而可以减少不同的业务之间干扰，从而提高了交换网的交换效率。另一方面，通过对不同交换网平面设置不同的加速比，使各种不同业务的加速比也不相同，可更好地满足各种不同业务的QOS，增加了用户的满意度。

附图说明

图1示出了现有技术的Crossbar交换网的结构示意图；

图2示出了现有技术的共享缓存交换网的结构示意图；

图3示出了现有技术的多交换网平面的结构示意图；

图4示出了本发明的交换装置的示意图；

图5示出了本发明的交换方法的流程图。

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。

本发明的基本思想是：将业务与交换网的交换平面进行联系，使得不同的业务在不同的交换网平面上进行交换，以满足不同的业务对交换网资源的不同需求，如，当不同业务在不同交换网平面上进行交换时，可使在不同的交换平面的交换加速比不同，从而可保证不同业务的QOS，增加用户的满意度。

具体做法是针对不同的业务，入接口处理模块分配不同的交换网平面资源，让不同的业务在不同的交换网平面上进行交换。在交换网的各个不同平面上对其所使用的资源进行严格隔离，确保进行交换的业务对资源的独占性。在出交换网接口芯片处将来自不同的交换网平面的业务数据包重新交给后面的NP(网络处理器)或TM(流量管理器)处理。

如图4所示，本发明提供了一种交换设备，包括：入接口处理模块、交换网平面和出接口处理模块。下面对它们进行详细的描述。

入接口处理模块用于将不同类型的业务分配到不同的交换网平面上。所述入接口处理模块包括：识别模块，用于识别业务的类型；分配模块，用于将不同的业务种类分配到不同的交换网平面上。所述业务类型包括单播业务、多播业务、视频业务、语音业务等。例如，给单播高优先级业务分配给一个单独的交换网平面进行交换，给视频组播业务单独分配一个交换网平面进行交换处理，给单播低优先级业务和组播业务共同分配给一个交换网平面进行交换处理等。

将业务分给不同的交换网平面除了可以做到不同业务的隔离以外，还可以做到对不同的业务提供不同的交换网加速比。比如说，假设一个10G端口的单播高优先级业务是一个3G的流量，而低优先级业务是一个7G的流量，该10G端口的上交换网端口为2个10G接口。那么可以将这20G的上网带宽划分成两个10G的交换网平面，其中正常情况下3G的高优先级单播业务走一个10G的交换网平面，为其提供3.33倍的交换网加速比，而7G的低优先级单播业务走一个10G的交换网平面，为其提供1.43倍的交换网加速比。这样一来，不同的业务在交换网环节所需要的资源就有了严格的资源和加速比保证。

为了防止某些意外情况发生，如某个交换网平面出现故障，入交换网接口模块还需要有冗余与备份功能，即入交换网接口模块还包括冗余备份模块，当某交换网平面出现问题以后，可以切换到其它的交换网平面，以保持不同交换网平面对不同业务的畅通。在一个交换网平面内部的不同通道出现的问题，可以靠目前交换网的冗余和备份技术解决。

根据本发明，由于可将不同的业务分配到不同的交换网平面上，不仅可以为不同的业务提供不同的上网带宽和不同的业务加速比，更好地满足不同业务的QOS，提高了用户的满意度；而且还可做到业务在交换网环节的严格隔离，避免有调度的单播业务容易受到没有调度的多播业务的影响和冲击。

交换网平面用于对来自入交换网接口的业务进行交换。

根据本发明，首先将交换网芯片划分成不同的逻辑交换平面。划分逻辑交换平面的方法是有多种的，例如，在本发明的一种具体实施方式中，我们针对实际中广泛采用二层交换机转发芯片兼作设备的交换网片的设备，采用了如下的划分方法进行改进：将交换网芯片的多个物理端口划分为至少二个部分物理端口；所述的每一部分物理端口组成一个逻辑交换平面。为了正确使用每一逻辑交换平面，还要为每个逻辑交换平面设置转发表和数据缓冲存储区。所述转发表项包括至少逻辑平面编号和地址编号。

以上我们示范了一种可能的逻辑交换平面的划分方法，但这并不能构成对本发明保护范围的限制，事实上，根据上述实施例，本领域中的普通人员会毫无困难的得知其他将交换网芯片划分成不同的逻辑交换网平面的方法，本发明的保护范围当然及于这些变化。

因为交换设备的线卡槽位数目(如3/6/8/12等)一般较少，而交换网片的高速串行接口数目(如单片64/80对双向)比较多，高速串行接口的数目除以槽位数就是希望交换网芯片能够支持的逻辑交换平面数目，如对6槽位系统来说，一个单片双向160G的交换网片原则上可以提供64/6＝16个交换网平面。

优选地，每一交换平面的物理端口数据与线卡槽位数相等。当然，每一交换平面的物理端口数也可以大于槽位数，但不能小于需要交换的槽位数。

为了保证不同交换网平面的独立性，对不同的交换网平面要保证资源的独占性，比如说每个交换网平面有各自的交换网业务缓冲存储空间、交换网业务队列、调度器等。

因此，根据本发明，由于各个交换网平面之间资源的隔离性，即不同的交换网平面之间的资源相互之间没有影响、也没有干扰，保证不同种类的业务在不同的交换网平面中按照各自的资源情况和业务的QOS情况到达交换网的目的出口。

出接口处理模块用于将不同交换网平面来的业务进行处理，然后交给后面的下行TM或者是NP。在处理过程中，为了保证不同业务的QOS，可事先根据每种业务的QOS将其划分优先级，然后对优先级较高的业务进行优先处理，以保证对优先级较高的业务进行线速处理。实际上，对不同业务提供不同的上网加速比的做法已经要求下行的交换网出接口处理模块对加速比大的业务提供更多的资源保障，以做到可以线速接收较高加速比的高优先级业务。

为了更好地隔离不同的业务，可对每个交换网平面设置一个出接口处理模块，以处理不同的交换网平面下来的业务。

根据上面的交换设备，本发明还提供了一种交换方法，下面将详细描述本发明的交换方法。

如图5所示，在步骤1中，入接口处理模块从上行TM和上行NP接收业务。

在步骤2中，入接口处理模块的识别模块识别业务的类型，可根据业务信息将业务识别为单播业务、多播业务、视频业务、语音业务。

在步骤3中，入接口处理模块的分配模块根据业务类型将其分配到不同的交换网平面上。这样，可方便地对不同业务提供不同的上网加速比和上网带宽，更好地满足不同业务的QOS，提高了用户的满意度；而且还可做到业务在交换网环节的严格隔离，避免有调度的单播业务容易受到没有调度的多播业务的影响和冲击。

在步骤4中，交换网平面对来自入接口模块的业务进行交换，并将其发到出接口处理模块。为了保证各个不同交换网平面的独立性，各个交换网平面采用各自的交换网业务缓冲存储空间、交换网业务队列、调度器等。

在步骤5中，出接口处理模块根据业务的优先级对来自交换网平面的业务进行处理。所述的业务优先级事先根据每种业务的QOS进行划分，然后对优先级较高的业务进行优先处理，以保证对优先级较高的业务进行线速处理。如，对上网加速比高的业务提供更多的资源保障，以便可以线速接收加速比较高的业务。

在步骤6中，出接口处理模块将处理的业务发到下行NP或下行TM。

出接口处理模块接收到从各个交换网平面来的不同种类的业务以后，按照各自配置好的资源和QOS处理策略，仍然按照业务分类对待的处理方法，将业务处理完以后，交给后面的下行NP或者是下行TM进行处理。

根据本发明，通过使不同的业务在不同的交换网平面进行交换，从而可以减少不同的业务之间干扰，从而提高了交换网的交换效率。另一方面，通过对不同交换网平面设置不同的加速比，使各种不同业务的加速比也不相同，也可更好地满足各种不同业务的QOS，增加了用户的满意度。

应该注意到，本发明的交换设备不仅包括交换机，而且也包括路由器等网络设备。

应该注意到，本发明的原理既可以应用在定长交换网上，也可以应用在非定长交换网上，因此可以满足交换机和路由器等不同产品的不同交换网上。也可以应用在堆叠设备的堆叠接口，以对不同的堆叠业务提供相应的不同逻辑堆叠带宽和逻辑堆叠通道。当本发明应用到堆叠设备时，可将堆叠设备的Trunk通道(或者说通道资源)看作交换网平面的交换资源，然后将通道资源与业务挂钩，即，不同的业务走不同的通道，以便对不同的业务进行不同的处理。

虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，本发明的范围由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种交换设备，其特征在于，包括：入接口处理模块、出接口处理模块及连接于所述入接口处理模块和所述出接口处理模块之间的至少两个交换网平面；所述至少两个交换网平面由所述交换设备中的交换网芯片划分得到；所述入接口处理模块将不同的业务分配到对应的交换网平面上；所述交换网平面将来自所述入接口处理模块的业务交换到所述出接口处理模块上。

2.根据权利要求1所述的交换设备，其特征在于，所述的入接口处理模块包括：

识别模块，用于判断和识别不同的业务；

分配模块，用于将识别的业务分配到不同的交换网平面上。

3.根据权利要求2所述的交换设备，其特征在于，所述的入接口处理模块包括：

冗余备份模块，用于将一个交换网平面上的业务切换到另一交换网平面上。

4.根据权利要求1所述的交换设备，其特征在于，所述的交换网平面被划分成不同的逻辑交换平面，并可对不同逻辑交换平面的资源进行隔离。

5.根据权利要求4所述的交换设备，其特征在于，所述的交换网平面被划分成不同的逻辑交换平面包括：将交换网芯片的物理端口划分为至少二个部分物理端口；所述的每一部分物理端口组成一个逻辑交换平面。

6.根据权利要求4所述的交换设备，其特征在于，所述的交换网平面包括各自的业务缓冲存储空间、交换网业务队列、调度器，用于对业务进行交换。

7.一种交换方法，应用于包括入接口处理模块、出接口处理模块及连接于所述入接口处理模块和所述出接口处理模块之间的至少两个交换网平面的交换设备中，其特征在于，所述至少两个交换网平面由所述交换设备中的交换网芯片划分得到；所述方法包括以下步骤：

B、所述交换网平面对来自入接口处理模块的业务进行交换，并将其发到出接口处理模块；

C、所述出接口处理模块将来自交换网平面的业务发到相应的下行流量管理器或网络处理器。

8.根据权利要求7所述的交换方法，其特征在于，所述的业务种类包括单播业务、多播业务、视频业务和语音业务。

9.根据权利要求7所述的交换方法，其特征在于，所述的步骤A还包括：入接口处理模块对业务进行识别。

10.根据权利要求9所述的交换方法，其特征在于，所述的步骤A进一步包括：将不同类型的业务分配到不同的交换网平面上。

11.根据权利要求7所述的交换方法，其特征在于，所述的步骤B还包括将所述的交换网平面划分成不同的逻辑交换平面，并对不同逻辑交换平面的资源进行隔离。

12.根据权利要求11所述的交换方法，其特征在于，所述的交换网平面被划分成不同的逻辑交换平面包括：将交换网芯片的物理端口划分为至少二个部分物理端口；所述的每一部分物理端口组成一个逻辑交换平面。

13.根据权利要求7所述的交换方法，其特征在于，所述的步骤B还包括：同一交换网平面处理相同的业务。

14.根据权利要求7所述的交换方法，其特征在于，所述的步骤C还包括：出接口处理模块根据来自各个交换网平面的业务的优先级对业务进行处理。

15.根据权利要求7所述的交换方法，其特征在于，所述的步骤C还包括：各个交换网平面采用各自的交换网业务缓冲存储空间、交换网业务队列、调度器。

16.一种交换设备，其特征在于，包括：入接口处理模块、出接口处理模块及连接于所述入接口处理模块和所述出接口处理模块之间的至少两个交换资源，所述至少两个交换资源由所述交换设备中的交换网芯片划分得到；所述入接口处理模块将不同的业务分配到对应的交换资源上；所述交换资源将来自入所述接口处理模块的业务交换到所述出接口处理模块上。

17.根据权利要求16所述的交换设备，其特征在于，所述的交换资源包括交换网平面和通道。

18.根据权利要求16所述的交换设备，其特征在于，所述的交换资源包括通道。