[發明專利]超融合網絡設備中數據快速轉發結構及方法

在審

• 申請號: 201710727244.3
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107483352A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 劉小莉;卓鴻輝;王強
• 申請（專利權）人: 重慶信維通科技有限公司
• 主分類號: H04L12/801
• 分類號: H04L12/801;H04L12/931
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所50215
• 代理人: 寸南華

技術領域

本發明涉及網絡技術領域，具體涉及超融合網絡設備中數據快速轉發結構及方法。

背景技術

隨著云計算等新一代融合數據中心的飛速發展，將計算、網絡、存儲和服務器虛擬化等資源作為基礎設施進行整合的超融合網絡架構，如圖1所示，已成為行業中的熱點，而目前各大云廠商主要遵循發起者Nutanix“計算+存儲”的理念，而忽略掉網絡部分，而網絡設備中的數據轉發通道將極大影響數據轉發的速率和效率。

“計算+存儲+服務器虛擬化”的融合在行業中已有商用的解決方案，但要構建完全意義上的超融合還應該是考慮“網絡”融合的整體方案，網絡部分作為融合數據中心的基礎，在高速計算、分布式存儲、虛擬服務器及調度過程中會存在大量的內部數據交互，而大量的內部數據交互則涉及到網絡設備對數據的轉發速率和效率問題。

現有技術中，傳統網絡交換設備轉發通道，如圖2所示，控制和管理平面采用低速率總線的單通道轉發結構，對交換芯片進行調度完成數據平面的轉發，例如nx口與mx口之間的數據轉發，其交換機操作內部處理簡單、性能受限，并且容易在轉發過程中由單通道問題引起內部擁塞，在諸如云服務等新一代融合網絡中采用該種方案使得數據轉發速率和效率明顯不足，不能實現網絡層面的數據快速調度轉發，導致超融合網絡發展成為瓶頸。

發明內容

針對以上技術問題，本發明提出一種超融合網絡設備中數據快速轉發結構及方法，處理器通過PCIe(PCI-Express)總線和以太網通道并行地進行數據面和數據面信令的轉發，提高轉發的效率。

一種超融合網絡設備中數據快速轉發結構，包括：處理器、交換芯片、以太網交換接口、第一數據轉發通道和第二轉發通道，所述處理器通過第一數據轉發通道與交換芯片通信，所述的交換芯片通過第二數據轉發通道與以太網交換接口通信；所述第一數據轉發通道包括PCIe總線和以太網通道；所述第二數據轉發通道包括PCIe總線和以太網通道。

優選的，所述處理器為X86處理器，所述以太網通道為10Gbps*n至100Gbps*n的帶寬，所述PCIe總線采用10Gbps至20Gbps的速率標準；n為通道數目，為大于等于1的整數。

優選的，所述PCIe總線通過直接內存存取DMA讀寫操作與交換芯片通信。

優選的，所述通過直接內存存取DMA讀寫操作與交換芯片通信包括DMA以數據包形式與交換芯片通信，不需要所述處理器的直接參與。

優選的，所述以太網通道和PCIe總線并行設置與交換芯片通信。

一種超融合網絡設備中數據快速轉發方法，包括：

處理器選擇第一數據轉發通道并將控制指令發送到交換芯片；

交換芯片根據控制指令將數據通過第二數據轉發通道發送至對應的以太網交換接口；

所述第一數據轉發通道包括PCIe總線和以太網通道；

所述第二數據轉發通道包括PCIe總線和以太網通道。

優選的，所述處理器為X86處理器，所述以太網通道為10Gbps*n至100Gbps*n的帶寬，所述PCIe總線采用10Gbps至20Gbps的速率標準；n為通道數目，為大于等于1的整數。

優選的，所述PCIe總線通過直接內存存取DMA讀寫操作與交換芯片通信。

優選的，所述通過直接內存存取DMA讀寫操作與交換芯片通信包括DMA以數據包形式與交換芯片通信，不需要所述處理器的直接參與。

優選的，第一數據轉發通道的以太網通道和PCIe總線并行設置，第二數據轉發通道的以太網通道和PCIe總線并行設置。與現有技術相比，本發明采用雙通道設計克服了單通道帶來的擁塞問題，同時可為控制信令和數據選擇通道，提高通道的有效載荷量，使所述網絡設備的系統性能大幅度提升。

附圖說明

圖1為超融合基礎網絡架構示意圖；

圖2為傳統交換機轉發通道結構示意圖；

圖3為本發明超融合網絡設備中數據快速轉發結構較佳實施例結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

優選地，本發明的處理器和交換芯片間進行數據轉發，用于提高云計算中心網絡層面的轉發效率，為實現一種真正意義上的超融合網絡設備提供基礎。通過附圖說明如下：