[發明專利]分布式系統中板卡間數據交換的方法

有效

• 申請號: 201010199295.1
• 申請日: 2010-06-12
• 公開（公告）號: CN101867520A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 陳一山
• 申請（專利權）人: 邁普通信技術股份有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L12/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及網絡通信技術，尤其涉及網絡通信領域的分布式系統中的板間通信技術。

背景技術

在通信設備設計領域，由于受限于現有IC技術，采用所有操作都集中在一個板卡上執行的集中式架構系統，很難實現10Gbps以上高速的數據信息轉發或交換；所以采用多個板卡并行處理的分布式架構系統愈來愈普及。典型的分布式架構系統中，一般由主控板、交換板和各種業務板卡組成；主控板可以是單主控板或者是主從備份的雙主控板，交換板也可以是一個交換板或者是主從備份的雙交換板，且交換板和主控板可融合為一板。主控板用于完成系統控制和上層協議處理，各業務板卡用于完成相應的用戶業務數據的處理，交換板用于完成板卡間的數據交換，如將當前完成相關操作的業務板板卡數據發送到需要執行后續操作的其它業務板卡。

一般來說，一個數據包從進入通信設備到從該通信設備輸出，通信設備對該數據包所執行操作的典型順序依次為：包頭解析、地址學習、流標識、入口ACL、入口NAT、交換表查詢、路由表查詢、QoS控制、出接口表查詢、出口ACL、出口NAT、包頭修改等動作。在分布式架構系統中，通常把交換表查詢和路由表查詢之前的操作放在一張板卡處理(稱之為輸入方向的處理)，后續的QoS控制、出口表查詢、包頭修改等操作再交由另外的板卡處理(稱之為輸出方向的處理)。以上板卡之間在并行處理數據包時，一般通過高速的交換板進行數據交換，這種系統內的板卡間通信通常也稱為數據交換。交換板一般由一至多片交換芯片完成，如圖1所示為各板卡與交換板的交換芯片互聯的結構示意圖。實現板卡間數據交換的常用方式是采用專用的交換芯片；但由于專用交換芯片的部分專用特性，和交換容量相同的普通以太網交換芯片比較而言，專用交換芯片的銷售數量比較小，從而其銷售價格要比一般的普通以太網交換芯片要貴很多。

在中國專利申請CN1825804A(申請日2006年8月30日，申請號為200610067084.6，申請名稱為實現分布式系統板間通信的系統和方法)中，公開了一種采用普通以太網交換芯片進行板間數據交換的方案，該方案中，源板卡為數據包加一個18字節的標準以太網幀頭部封裝得到以太網幀，用于交換板執行交換操作，即交換板上的以太網交換芯片通過識別以太網幀頭部的目的MAC地址字段，把該數據包發送到執行后續操作的目的板卡上。由于在分布式系統中，源板卡除了把接收的數據包發送給目的板卡外，還需要把本板卡的處理結果通知給目的板卡，從而目的板卡可以接替本板卡執行后續的操作。所以，在該方案中，源板卡除了需要增加一個標準以太網幀頭部外，還需要增加額外字段用于攜帶源板卡需要發送給目的板卡除業務數據外的額外信息，如在源業務板上已完成操作的結果信息(如流標識、通道號、各種查表結果等)。

因此，在現有采用普通以太網交換芯片進行板間數據交換的方案中，板卡間進行數據交換時，在標準以太網幀頭部字段外必須增加額外字段來攜帶當前板卡的處理信息，從而導致交換以太數據幀頭部過大，交換效率不高，實用性差。

發明內容

本發明解決現有技術中采用普通以太網交換芯片進行數據交換效率不高的問題，提供一種在分布式系統中，采用普通以太網交換芯片實現高效數據交換的方法。

本發明提供一種分布式系統中板卡間數據交換的方法，包括如下步驟：

a、系統初始化，配置系統中板卡間通信的所有組合，并為每個組合分配一個虛擬局域網號，生成虛擬局域網對應關系表；

b、將以上虛擬局域網對應關系表寫入到交換板的以太網交換芯片中，且各板卡中分別保存本板卡相關的虛擬局域網對應關系表，最后配置各虛擬局域網；

c、板卡間進行數據交換時，發送數據的源板卡為數據包添加以太網幀頭部封裝得到以太網幀，發送封裝后的以太網幀到交換板；

d、交換板的以太網交換芯片接收到所述以太網幀后，由于根據目的MAC地址查找MAC地址表失敗，將所述以太網幀在虛擬局域網內廣播。

具體的，板卡間通信的所有組合是指板卡與以太網交換芯片相連接的端口的所有組合。

具體的，所述步驟c添加的以太網幀頭部中，源MAC地址和或目MAC地址字段和或類型字段中為自定義信息。

具體的，所述步驟c添加的以太網幀頭部中，虛擬局域網標簽域中虛擬局域網號從和查找目的匹配的虛擬局域網對應關系表項中得到。

具體的，所述添加的以太網幀頭部中，虛擬局域網標簽域中的優先級字段根據源板卡對待發送數據包處理QoS策略中的優先級映射得到。