分布式交换机架构制造技术

本发明专利技术涉及一种分布式交换机架构。该分布式交换机架构支持非常高的带宽应用。例如，分布式交换机架构可实现用于云网络。该架构可通过将流量管理部件组织成具有分布式缓冲的瓦片结构而扩展(scale)。瓦片结构被复制并且互连，以使用互连带宽调度算法执行从入口至出口的传输。通过添加更多的瓦片来实现更高的带宽可以实现带宽扩展。可以根据实现参数例如物理效率换出该架构中的互连。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】分布式交换机架构相关申请的交叉引用本申请要求于2014年11月5日提交的美国临时申请号62/075，621、于2015年10月28日提交的美国临时申请号62/247，673以及于2015年10月29日提交的美国申请号14/927，103的优先权，通过引用将其全部内容结合在此。
本公开涉及网络通信。本公开还涉及用于云网络的分布式交换机架构。
技术介绍
高速数据网络构成成为不可缺少的全球数据连接的主干网的一部分。在数据网络中，诸如交换机等网络设备将数据包从源端口引导至目的地端口，从而有助于最终将数据包从源引导至目的地。交换机架构的改进将进一步增强数据网络的性能。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种网络通信的方法，包括:建立包括以下的分布式缓冲架构:入口瓦片(ingress tile)中的输入数据包缓冲器；和出口瓦片中的输出数据包缓冲器；利用交换结构连接所述入口瓦片和所述出口瓦片；并且通过所述交换结构(switching fabric)在所述入口瓦片与所述出口瓦片之间执行分布式带宽授权机制。其中:所述分布式带宽授权机制包括储存并转发带宽信用授权机制(store-and-forward bandwidth credit grant mechanism);并且进一步包括:利用入口队列调度器跟踪所述输入数据包缓冲器中定义的主动虚拟输出队列(VoQ)。进一步地，该方法包括:针对所述主动虚拟输出队列之中的选择的主动虚拟输出队列，发布带宽信用请求消息至所述出口瓦片。进一步地，该方法包括:响应于所述带宽信用请求消息，利用出口信用调度器确定授权用于所述选择的主动虚拟输出队列的带宽；并且通过所述交换结构将信用授权消息传送至所述入口瓦片。进一步地，该方法包括:在所述入口队列调度器处接收所述信用授权消息；并且将出队命令从所述入口队列调度器传输至入口上下文管理器。进一步地，该方法包括:响应于所述出队命令，由所述入口上下文管理器对所述选择的虚拟输出队列添加出队上下文(dequeue context);发布被配置为引起字节从所述选择的主动虚拟输出队列出队的缓冲器读取命令；并且通过所述交换结构将所述字节传递至所述出口瓦片。其中:所述分布式带宽授权机制包括直通授权机制；并且进一步包括:在所述入口瓦片的分级缓冲器中接收数据包信元；并且做出关于所述数据包信元是否在入口侧有资格直通至所述出口瓦片的入口侧决定。进一步地，该方法包括:当所述数据包信元是在入口侧有资格的时，则通过所述交换结构将直通请求消息传输至所述出口瓦片。进一步地，该方法包括:在所述出口瓦片处接收所述直通请求消息；并且做出关于所述数据包信元是否在出口侧有资格直通至(gress-side eligible for cut throughto)所述出口瓦片的出口侧决定。进一步地，该方法包括:当所述数据包信元是出口侧有资格的时，则通过所述交换结构将直通授权消息传输回至所述入口瓦片。进一步地，该方法包括:在所述入口瓦片处接收所述直通授权消息，并且将所述数据包信元传输至所述交换结构中的直通队列。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于网络通信的机器，包括:入口瓦片，包括:输入数据包缓冲器，被配置为储存整个接收的数据包和针对到达数据包的个别的数据包信元有效载荷；和分级缓冲器，被配置为在对与所述个别的数据包信元有效载荷对应的所述到达数据包做出直通决定时储存所述数据包信元有效载荷的数据包信元指针；出口瓦片，包括:输出数据包缓冲器，被配置为定义端口特定的直通缓冲器；交换结构，将所述入口瓦片连接至所述出口瓦片；以及带宽分配电路，分布在所述入口瓦片与所述出口瓦片之间，所述带宽分配电路被配置为:决定用于将所述整个接收的数据包从所述输入数据包缓冲器转移至所述输出数据包缓冲器的储存并转发带宽信用分配；并且决定用于将所述数据包信元有效载荷从所述输入数据包缓冲器转移至所述端口特定的直通缓冲器的直通带宽分配。其中:所述带宽分配电路包括:入口瓦片直通管理器，被配置为对所述个别的数据包信元有效载荷评估入口侧直通资格标准。其中:所述入口侧直通资格标准测试所述整个接收的数据包是否与所述到达数据包一样目的地为输出端口。其中:所述带宽分配电路包括:出口瓦片直通管理器，被配置为对所述个别的数据包信元有效载荷评估出口侧直通资格标准。其中:所述出口侧直通资格标准测试所述输出数据包缓冲器中的现有数据包是否与所述到达数据包一样目的地为输出端口。其中:所述带宽分配电路包括入口队列调度器，所述入口队列调度器被配置为:跟踪在所述输入数据包缓冲器中定义的主动虚拟输出队列(VoQ);针对所述主动虚拟输出队列之中的选择的主动虚拟输出队列，发布带宽信用请求消息至所述出口瓦片；接收信用授权消息；并且将出队命令从所述入口队列调度器传输至被配置为主动地调度向所述出口瓦片传输的主动虚拟输出队列的入口上下文管理器。其中:所述带宽分配电路包括出口信用调度器，所述出口信用调度器被配置为:响应所述带宽信用请求消息，授权用于所述选择主动虚拟输出队列的带宽；并且通过所述交换结构将信用授权消息传送至所述入口瓦片。根据本专利技术的又一方面，提供一种用于网络通信的机器，包括:入口瓦片，包括:输入数据包缓冲器，被配置为储存整个接收的数据包和针对到达数据包的个别的数据包信元有效载荷；和分级缓冲器，被配置为在对与所述个别的数据包信元有效载荷对应的所述到达数据包做出直通决定时储存所述数据包信元有效载荷的数据包信元指针；出口瓦片，包括:输出数据包缓冲器，被配置为定义端口特定的直通缓冲器；交换结构，将所述入口瓦片连接至所述出口瓦片，所述交换结构包括:每入口瓦片储存并转发缓冲器；每入口瓦片直通缓冲器；第一调度电路，被配置为在所述每入口瓦片储存并转发缓冲器与所述每入口瓦片直通缓冲器之间进行选择，以驱动至所述出口瓦片的第一输出通道；以及第二调度电路，被配置为在所述每入口瓦片直通缓冲器之间而非所述每入口瓦片储存并转发缓冲器之间进行选择，以驱动用于直通信元至所述出口瓦片的第二输出通道。机器进一步包括:带宽分配电路，分布在所述入口瓦片与所述出口瓦片之间，所述带宽分配电路被配置为:决定用于将所述整个接收的数据包从所述输入数据包缓冲器转移至所述输出数据包缓冲器的储存并转发带宽信用分配；并且决定用于将所述数据包信元有效载荷从所述输入数据包缓冲器转移至所述端口特定的直通缓冲器的直通带宽分配。【附图说明】图1示出了存储器管理单元(MMU)瓦片的实施例。图2示出了交换机架构。图3示出了图2中的交换机架构扩展为示出通过全网状互连从入口至出口的流的示图。图4开始了储存并转发数据包处理的实施例。图5继续图4中所示的实施例。图6继续图4和图5中的实施例。图7继续图4至图6中的实施例。图8继续图4至图7中的实施例。图9示出了交换结构。图10示出了交换结构的额外细节。图11示出了用于储存并转发流的出口瓦片处理的实施例。图12示出了可在交换机架构中实现的逻辑。图13示出了支持直通的分布式缓冲交换机架构。图14至图18示出了关于SoP、MoP、以及EoP信元的直通的实施例。【具体实施方式】云网络对交换机架构的需求极大。下面描述的架构有助于云网络满足数兆兆位元带宽要求。该架构有助于避免高成本和高功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络通信的方法，包括：建立包括以下的分布式缓冲架构：入口瓦片中的输入数据包缓冲器；和出口瓦片中的输出数据包缓冲器；利用交换结构连接所述入口瓦片和所述出口瓦片；并且通过所述交换结构在所述入口瓦片与所述出口瓦片之间执行分布式带宽授权机制。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·布拉德·马修斯，布鲁斯·辉·克万，普尼特·阿加瓦尔，
申请(专利权)人：美国博通公司，
类型：发明
国别省市：美国;US