CN218633988U - 一种网络交换卡 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种网络交换卡，包括用于通过1分4的外部物理连线分别连接4个目标输入输出模块的若干原始输入输出模块；目标输入输出模块的最大带宽为25G的；每个原始输入输出模块的带宽为100G；与原始输入输出模块连接的，用于将目标输入输出模块中的接收接口接收到的数据信号在物理层进行复制，并分发至目标输入输出模块中的输出接口进行输出的一层交换芯片；一层交换芯片为Switch芯片。可见，本申请一层交换芯片的使用，使得不做其它层的任何协议处理，直接在物理层实现数据的复制和转发，极大的降低了延迟；利用网络交换卡代替网络交换设备，降低了成本并减少了占用空间，也即节约昂贵且稀少的机柜资源。

Description

一种网络交换卡

技术领域

本实用新型涉及计算机技术领域，特别涉及一种网络交换卡。

背景技术

当前，在证券和期货程序化交易领域，三层交换机的延迟性能无法满足需求，特别是行情分发，因此目前采用一层交换机的方案得到券商的青睐，但传统的一层交换设备都采用独立的交换机的方式，而对于券商而言交易所机房的机位是昂贵和极其有限的，交换机形态的设备需要占用1-2个机位，成本较高，空间占用较大。

因此，如何减少成本和占用空间是当前亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种网络交换卡，能够减少成本和占用的空间，在一定程度上节省资源。其具体方案如下：

为解决上述技术问题，本申请提供了一种网络交换卡，包括：

用于通过1分4的外部物理连线分别连接4个目标输入输出模块的若干原始输入输出模块；所述目标输入输出模块的最大带宽为25G的；每个所述原始输入输出模块的带宽为100G；

与所述原始输入输出模块连接的，用于将所述目标输入输出模块中的接收接口接收到的数据信号在物理层进行复制，并分发至所述目标输入输出模块中的输出接口进行输出的一层交换芯片；所述一层交换芯片为Switch芯片。

可选的，所述原始输入输出模块为100G的QSFP28光模块。

可选的，所述目标输入输出模块为25G的SFP28光模块或1G的SFP光模块或10G的SFP+光模块。

可选的，所述外部物理连线为光纤或铜缆。

可选的，所述网络交换卡，还包括：

用于通过PCIE接口从主板为所述网络交换卡供电的PCIE供电模块。

可选的，所述网络交换卡，还包括：

MCU；所述MCU与所述一层交换芯片通信连接。

可选的，所述一层交换芯片还包括配置寄存器；所述配置寄存器用于获取所述MCU传输的所述MCU采用USB接口或PCIE接口从客户端获取的网络交换策略，以实现所述网络交换卡的配置。

可选的，所述一层交换芯片还包括状态寄存器；所述状态寄存器用于接收所述MCU访问，以使所述MCU实时监控所述数据信号。

可选的，所述网络交换卡，还包括：

包括散热器和散热风扇的散热组件；所述散热器为所述Switch芯片对应的散热器；所述散热风扇是所述网络交换卡中的MCU对应的散热风扇。

可选的，所述一层交换芯片为有源设备。

可见，本申请提供了一种网络交换卡，包括用于通过1分4的外部物理连线分别连接4个目标输入输出模块的若干原始输入输出模块；所述目标输入输出模块的最大带宽为25G的；每个所述原始输入输出模块的带宽为100G；与所述原始输入输出模块连接的，用于将所述目标输入输出模块中的接收接口接收到的数据信号在物理层进行复制，并分发至所述目标输入输出模块中的输出接口进行输出的一层交换芯片；所述一层交换芯片为Switch芯片。如此一来，本申请一层交换芯片的使用，使得不做其它层的任何协议处理，直接在物理层实现数据的复制和转发，极大的降低了延迟；利用网络交换卡代替了原有的网络交换设备，与采用独立的交换机的网络交换设备相比，交换卡的形态有利于降低成本并减少占用的空间，也即节约昂贵且稀少的机柜资源。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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为本申请公开的一种网络交换卡结构示意图；

图2为本申请公开的一种配置模块和监控模块结构示意图；

图3为本申请公开的一种网络交换卡架构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

当前，在证券和期货程序化交易领域，三层交换机的延迟性能无法满足需求，特别是行情分发，因此目前采用一层交换机的方案得到券商的青睐，但传统的一层交换设备都采用独立的交换机的方式，而对于券商而言交易所机房的机位是昂贵和极其有限的，交换机形态的设备需要占用1-2个机位，成本较高，空间占用较大。

为此，本申请提供了一种网络交换卡，利用交换卡代替交换设备，交换卡形态使得成本更低，且与采用独立的交换机的网络交换设备相比，交换卡能够节约昂贵且稀少的机柜资源。

参见图1所述，为本申请公开的一种网络交换卡结构示意图，所述网络交换卡包括若干原始输入输出模块和一层交换芯片。所述原始输入输出模块带宽为100G，用于通过1分4的外部物理连线连接4个最大带宽为25G的目标输入输出模块；所述一层交换芯片为Switch芯片，所述一层交换芯片与所述原始输入输出模块连接，用于将所述目标输入输出模块中的接收接口接收到的数据信号在物理层进行复制，并分发至所述目标输入输出模块中的输出接口进行输出。

需要指出的是，本申请以全高半长的板卡形态实现交换功能，不占用机柜资源，同时更为省电；本申请中，一层交换芯片是该网络交换卡的核心模块；所述一层交换芯片将从数据源输入输出模块接收到的数据信号，在物理层进行复制并从其他多个输入输出模块输出，数据复制过程不进行任何网络协议处理，直接在OSI模型(Open SystemInterconnection Reference Model，开放式通信系统互联参考模型)的第一层(即物理层)实现数据的复制和转发。需要指出的是，不进行任何网络协议处理是指不做数据链路层、网络层、传输层、会话层以及应用层的任何协议处理。所述一层交换芯片只在物理层进行复制和转发的方式将传统交换机最低几百纳秒的延迟降到个位数纳秒，而且保证延迟在各个输出端口一致，同时保证延迟性能稳定，0抖动。在一种具体实施例中，所述网络交换卡从市场(即证券交易所)接收行情数据，通过一层交换芯片将行情数据进行复制和转发，所有的行情数据均会以极低的延迟转发到客户端，且在数据量激增时，不会产生延迟性能抖动。

需要指出的是，本申请网络交换卡结构示意图中包含4个原始输入输出模块，因此能够实现4个100G网络信号的切换和分发功能；另外，所述原始输入输出模块通过1分4的外部物理连线分别连接4个最大带宽为25G的目标输入输出模块，因此可支持16个输入输出端口，这16个输入输出端口都可以支持25G及以下任何带宽的SFP/SFP+/SFP28接口通信，因此可以灵活的支持不同厂商的设备接入。综上所述，本申请最多可提供16个25G端口或者4个100G的端口，并且支持多速率、分组等功能，对组的数据实现输入与输出为1：N(N<＝16)的复制转发。

需要指出的是，所述一层交换芯片的输出信号由网络交换卡重新生成，无信号衰减。

具体的，所述原始输入输出模块为100G的QSFP28光模块；所述目标输入输出模块为25G的SFP28光模块或1G的SFP光模块或10G的SFP+光模块；图1中为25G的光SFP28模块。需要指出的是，由于目标输入输出模块的最大带宽为25G，因此所述目标输入输出模块可向下兼容，支持25G、1G和10G带宽的使用，而目前市场上只有10G带宽的一层交换设备，因此，本申请的网络交换卡与现有的设备相比更加具有实用性，并且适用性更强。

具体的，所述外部物理连线为光纤或铜缆，因此，该产品可以解决不同设备使用不同电缆标准的问题，实现媒体转换的功能，支持不同厂商设备的接入。

具体的，所述网络交换卡还包括用于通过PCIE接口(PCI-Express，peripheralcomponent interconnect express，高速串行计算机扩展总线标准)从主板为所述网络交换卡供电的PCIE供电模块。

具体的，所述网络交换卡还包括所述MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)；所述MCU与所述一层交换芯片通信连接。

具体的，所述一层交换芯片还包括配置寄存器；所述配置寄存器用于获取所述MCU传输的所述MCU采用USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口或PCIE接口从客户端获取的网络交换策略，以实现所述网络交换卡的配置。需要指出的是，所述一层交换芯片中的所述配置寄存器和所述MCU共同构成了配置模块，所述USB接口和PCIE接口为图1中所显示的接口。需要指出的是，所述MCU通过所述配置寄存器与所述一层交换芯片通信连接。

具体的，所述一层交换芯片还包括状态寄存器；所述状态寄存器用于接收所述MCU访问，以使所述MCU实时监控所述数据信号。需要指出的是，所述一层交换芯片中的所述状态寄存器和所述MCU共同构成了监控模块。需要指出的是，所述MCU通过所述状态寄存器与所述一层交换芯片通信连接。

需要指出的是，参见图2所示，为监控模块和配置模块结构图；图中显示通过物理USB接口实现RS232(异步传输标准接口)的通信或者PCIE接口实现SMBUS(SystemManagement Bus,系统管理总线)(低速率通讯)的通信，综上所述，所述MCU采用USB接口或PCIE接口从客户端获取网络交换策略，所述配置寄存器从所述MCU网络获取交换策略，然后进行寄存器配置；另外，所述MCU查询一层交换芯片中的状态寄存器以完成状态查询。

具体的，所述网络交换卡还包括：包括散热器和散热风扇的散热组件；所述散热器为所述Switch芯片对应的散热器；所述散热风扇是所述网络交换卡中的MCU对应的散热风扇。所述散热组件的存在保障网络交换卡在较高功耗下可以正常持续工作。

具体的，所述一层交换芯片为有源设备。需要指出的是，因为一层交换芯片为有源设备，所以能够确保输出信号强度，有效地解决了无源光分设备信号衰减的问题，保证接入该产品的客户端能够完整而有效的接收到分发数据。

具体的，所述网络交换卡还包括锁紧结构、所述PCIE接口和所述USB接口。

需要指出的是，参见图3所示，为所述图1所示的网络交换卡结构示意图对应的网络交换卡架构图，具体显示了板卡的实物状态；所述网络交换卡主要应用于金融领域，特别是程序化证券交易，是一款基于一层交换技术，通过对流经该网络交换卡的网络数据进行高速的复制、转发，以实现将数据源高速低延迟的分发给多个接收者的行情转发板卡；同时所述网络交换卡也可以作为网络接线切换设备使用。

如此一来，本申请公开了一种网络交换卡，包括用于通过1分4的外部物理连线分别连接4个目标输入输出模块的若干原始输入输出模块；所述目标输入输出模块的最大带宽为25G的；每个所述原始输入输出模块的带宽为100G；与所述原始输入输出模块连接的，用于将所述目标输入输出模块中的接收接口接收到的数据信号在物理层进行复制，并分发至所述目标输入输出模块中的输出接口进行输出的一层交换芯片；所述一层交换芯片为Switch芯片。也即，本申请利用网络交换卡代替了网络交换设备，改变了网络交换设备采用独立交换机的方式，由此网络交换卡的形态降低了成本，减少了占用空间，也即节约昂贵且稀少的机柜资源；另外，本申请中的网络交换卡适用于1G、10G和25G，与现有的只有10G带宽的一层交换设备相比，适用性更强；另外，本申请使用一层交换芯片，不做数据链路层、网络层、传输层、会话层以及应用层的任何协议处理，直接在OSI模型的第一层(即物理层)实现数据的复制和转发，极大的降低了延迟。

综上所述，本申请中的所述网络交换卡，具有极低的、稳定的穿越延迟，非常适合行情转发应用场景，有效的解决了传统三层交换机时延过大的问题，相比普通的一层交换机而言，网络交换卡不占用机柜、功耗较小等优势大大减少了证券机房昂贵的机柜资源和电力资源。

需要说明的是，在本说明书中，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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种网络交换卡，其特征在于，包括：

用于通过1分4的外部物理连线分别连接4个目标输入输出模块的若干原始输入输出模块；所述目标输入输出模块的最大带宽为25G的；每个所述原始输入输出模块的带宽为100G；

与所述原始输入输出模块连接的，用于将所述目标输入输出模块中的接收接口接收到的数据信号在物理层进行复制，并分发至所述目标输入输出模块中的输出接口进行输出的一层交换芯片；所述一层交换芯片为Switch芯片。

2.根据权利要求1所述的网络交换卡，其特征在于，所述原始输入输出模块为100G的QSFP28光模块。

3.根据权利要求1所述的网络交换卡，其特征在于，所述目标输入输出模块为25G的SFP28光模块或1G的SFP光模块或10G的SFP+光模块。

4.根据权利要求1所述的网络交换卡，其特征在于，所述外部物理连线为光纤或铜缆。

5.根据权利要求1所述的网络交换卡，其特征在于，还包括：

用于通过PCIE接口从主板为所述网络交换卡供电的PCIE供电模块。

6.根据权利要求1所述的网络交换卡，其特征在于，还包括：

MCU；所述MCU与所述一层交换芯片通信连接。

7.根据权利要求6所述的网络交换卡，其特征在于，所述一层交换芯片还包括配置寄存器；所述配置寄存器用于获取所述MCU传输的所述MCU采用USB接口或PCIE接口从客户端获取的网络交换策略，以实现所述网络交换卡的配置。

8.根据权利要求6所述的网络交换卡，其特征在于，所述一层交换芯片还包括状态寄存器；所述状态寄存器用于接收所述MCU访问，以使所述MCU实时监控所述数据信号。

9.根据权利要求1所述的网络交换卡，其特征在于，还包括：

包括散热器和散热风扇的散热组件；所述散热器为所述Switch芯片对应的散热器；所述散热风扇是所述网络交换卡中的MCU对应的散热风扇。

10.根据权利要求1至9任一项所述的网络交换卡，其特征在于，所述一层交换芯片为有源设备。

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