[發明專利]在ATCA/ATCA300擴展交換帶寬的交換結構

無效

• 申請號: 200610061326.0
• 申請日: 2006-06-23
• 公開（公告）號: CN101094125A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 洪峰;陳成;樊榮
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28;H04L12/58
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司
• 代理人: 郭偉剛;蔡曉紅

技術領域

本發明涉及通信領域，更具體地說，涉及一種在ATCA/ATCA?300擴展交換帶寬的方法及系統。

背景技術

ATCA(Advanced?Telecommunications?Computing?Architecture，先進電信計算架構)是PICMG(PCI?Industrial?Computer?Manufacturers?Group，PCI工業計算機廠家協會)組織制定并發展的開放工業標準架構(標準為PICMG?3.0)，定位為通信設備和計算服務器通用的硬件平臺技術，包括機框結構、電源、散熱、單板結構、背板互連拓撲、系統管理及交換網建議等規范。ATCA適用于600mm深機柜，為了適應300mm深機柜的應用需求，PICMG還制定了ATCA300的平臺架構標準(標準為PICMG?3.300)，且ATCA和ATCA300的背板兼容。

ATCA為中間背板、前后插板結構，交換板(Hub?Board)和節點板(NodeBoard)都為前插板，節點板通過全互連(Full?Mesh)相連或者通過交換板互連。根據PICMG?3.0標準，ATCA最多支持16個槽位(21英寸機柜)，在19英寸機柜中支持14個槽位。ATCA每個槽位分為1區(Zone?1)、2區(Zone?2)和3區(Zone?3)三個區域，Zone?1為電源和管理互連區，Zone?3為前插板與對應后插板互連區，Zone?2為節點板之間(Full?Mesh拓撲)或節點板與交換板之間(雙星型交換網互連)互連區。如果采用全互連，則ATCA最多支持16個節點板；如果采用雙星型結構交換網互連，則ATCA最多支持14個節點板和2個交換板，每個交換板需要與另外15個單板(14個節點板和1個交換板)互連；如果采用雙雙星型結構交換網互連，則ATCA最多支持12個節點板和4個交換板，每個交換板需要與另外15個單板(12個節點板和3個交換板)互連。

PICMG?3.0定義了3種交換接口的交換互連拓撲，分別為全互連(FullMesh)、雙星型交換互連(Dual?Fabric?Star)、雙雙星型交換互連(Dual?DualFabric?Star)，這幾種交換互連拓撲在16個槽位或14個槽位的系統配置下，兩個節點板之間的互連提供8對差分信號(發送4對差分信號，接收4對差分信號)。目前交換互連技術的物理鏈路工作速率主要為2.5Gb/s、3.125Gb/s、5Gb/s、6.25Gb/s。

如圖1所示，全互連拓撲為所有節點板11之間直接互連(圖1所示為8個節點板配置情況下的全互連結構)。PICMG?3.0最多可支持16個節點板實現全互連。然而在全互連拓撲結構下，即使物理鏈路工作速率為6.25Gb/s，兩個節點板之間的通信帶寬也只有20Gb/s。此外在具體應用中，實現16個節點板全互連的成本是非常高的，一般全互連只用于少于8個節點的系統全互連，不能滿足較大容量的設備要求。

如圖2所示，在雙星型交換互連拓撲結構中有兩個交換板節點22(邏輯槽位號為1、2)，最多配置14個節點板(邏輯槽位號為3～16)，節點板21都與交換板節22點互連，節點板21之間的通信通過交換板節點進行。PICMG3.0規定兩個交換網為主備份工作方式(PICMG?3.0?Specification，Page?294，第6.2.1.1節)，主備份工作時只有主交換板能執行交換功能，備交換板不執行交換功能；或者兩個交換板都能執行交換功能，但節點板只接收主交換板的數據，不接收備交換板的數據。因此，在雙星型互連拓撲中，即使采用6.25Gb/s的物理鏈路速率，節點板也只能提供20Gb/s的帶寬，只能提供1路10Gb/s線速的用戶接口。

雙雙星型交換互連拓撲結構與雙星型交換互連拓撲相似，交換板節點從兩個增加到4個(邏輯槽位為1、2、3、4)，最多配置12個節點板(邏輯槽位為5～16)，節點板都與交換板節點互連，節點板之間的通信通過交換板節點進行。PICMG?3.0規定4個交換板為兩組獨立的雙星型交換互連工作方式(PICMG?3.0?Specificaion，Page?294，第6.2.1.2節)，邏輯槽位為1、2的兩個交換板為一組雙星型交換網互連結構，邏輯槽位為3、4的兩個交換網為另一組雙星型交換網互連結構。盡管雙雙星型交換互連拓撲采用了兩個雙星型的交換結構，節點板之間的通信帶寬增加一倍。但是由于兩個交換結構是獨立的，所以節點板之間通信的數據流帶寬還是一個雙星型結構的帶寬，只是可以支持兩路數據流而已。