交换机堆叠系统、从设备、交换芯片及处理协议报文方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种交换机堆叠系统、从设备、交换芯片及处理协议报文方法。该方案中，单独利用交换芯片中的ENCAP模块这一硬件模块，专门对待主设备CPU处理的协议报文进行封装，与现有技术中转发至从设备的CPU进行封装相比，不仅封装过程所需时间更短，而且简化了转发过程，只利用交换芯片进行硬件转发速度更快，这样极大的提升了堆叠系统协议收敛时间，对协议报文的处理效率提高了，减少了协议倒换过程中的丢包数量。另外，还在RCPU头中一次性封装了协议报文原始上送主设备的CPU的DCB信息，能够做到从设备端接收的协议报文上送给主设备的CPU的信息与交换机单机下协议报文上送给单机的CPU的信息是一致的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络通信
，尤其涉及一种交换机堆叠系统、从设备、交换芯片及处理协议报文方法。
技术介绍
随着信息技术的飞速发展，网络规模急剧扩大，以前网络规划的交换机接口数量不足以满足网络应用需求，这时交换机堆叠技术就应运而生了。交换机堆叠技术是用堆叠线缆将几台盒式交换机连接在一起，用于增加交换的端口密度和带宽，实现交换机高速互联和统一管理，从逻辑上来说，它们属于同一个设备，只要登录到其中任何一台交换机，就可对堆叠中的所有交换机进行管理和配置，非常方便用户使用，就像管理单机设备一样。堆叠系统通常由一个主设备和多个从设备组成，每个设备包括中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)和交换芯片(SWITCH)。主设备和从设备之间采用高速端口连接，其中主设备承担整个堆叠系统的管理以及通信协议的运行。当堆叠系统开启某种协议时，例如链路汇聚控制协议(LinkAggregationControlProtocol，LACP)，各设备的端口收到LACP协议时，都要送到主设备的CPU处理，目前来说一般堆叠系统中从设备的端口接收协议报文后，协议报文的数据流如图1所示，协议报文依次经过：从设备01的端口、从设备01的交换芯片02、从设备的CPU03、从设备的交换芯片02、主设备04的交换芯片05、主设备的CPU06。相应的步骤具体如下：步骤1、从设备的端口接收到报文后，转发至从设备的交换芯片。步骤2、经从设备的交换芯片判断该报文为协议报文，说明需要由主设备的CPU进行协议处理；从设备的交换芯片将协议报文通过存储器直接访问(DirectMemoryAccess，DMA)机制发送给从设备的CPU处理；相应的，从设备的CPU收到协议报文后，将协议报文进行封装，需要封装从设备的媒体访问控制(MediaAccessControl，MAC)为源MAC，主设备的MAC为目的MAC，默认虚拟局域网(VirtualLocalAreaNetwork，VLAN)，堆叠系统内部的以太网协议类型，这样就封装生成了一个新的二层以太网协议(L2)头后，然后重新计算循环冗余校验(CyclicRedundancyCheck，CRC)，并设置HIGIG头的目的端口为主设备的交换芯片的CPU口；其中，HIGIG是一种串行总线互联方案。步骤3、从设备的CPU再将封装后的协议报文发回给从设备的交换芯片。步骤4、从设备的交换芯片接收到从设备的CPU封装后的协议报文后，根据报文的HIGIG头中的目的端口，查找交换芯片的转发逻辑，将报文转发到与主设备通过堆叠线连接的堆叠端口，通过该堆叠端口将报文送到堆叠系统的主设备的交换芯片。步骤5、主设备的交换芯片收到该协议报文后，同样通过报文的HIGIG头中的目的端口，查找交换芯片的转发逻辑再转发给主设备的CPU；相应的，主设备的CPU接收到该协议报文后，对该协议报文进行解封装，然后再送给协议模块处理。从上述描述可以看出，从设备的端口接收协议报文后将其发送到主设备的CPU的流程繁多，而且需要从设备的CPU对协议报文进行软件封装操作，会封装源MAC，目的MAC，VLAN，以太网协议类型信息，封装完成后再发回给从设备的交换芯片，由从设备的交换芯片再转发给主设备的交换芯片，再到主设备的CPU去处理。该方案中，由从设备的CPU封装报文的方式速率比较慢，这样会导致主设备的CPU接收到协议报文的延迟很大，协议报文处理不及时，对一些对性能要求很高的协议达不到性能要求，尤其是在协议报文比较多的情况下，从设备的CPU软件处理不过来，还会产生丢包，导致协议运行不正常。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种交换机堆叠系统、从设备、交换芯片及处理协议报文方法，用于解决由从设备的CPU对协议报文进行封装的方式处理速率较慢的问题。本专利技术实施例的目的是通过以下技术方案实现的：一种交换芯片，应用于交换机堆叠系统的从设备中，包括封装ENCAP模块和堆叠端口；所述ENCAP模块，用于：对接收到的待所述堆叠系统中的主设备中央处理器CPU处理的协议报文，封装远端处理器RCPU头；其中，所述RCPU头中包括二层以太网协议L2头和协议报文原始上送主设备CPU的数据中心桥接DCB信息；其中，所述L2头包括内部使用的目的媒体访问控制MAC地址，和所述从设备CPU的MAC地址；所述DCB信息至少包括入端口信息、协议报文上送原因、时间戳、虚拟局域网VLAN信息；根据L2转发表以及所述内部使用的目的MAC地址、VLAN信息，查找到所述主设备的交换芯片及主设备的交换芯片的CPU口的信息；其中，所述L2转发表中至少包括所述内部使用的目的MAC地址，VLAN信息，所述主设备的交换芯片及所述主设备的交换芯片的CPU口的信息的对应关系；根据模块/端口MOD/PORT转发表以及查找到的所述主设备的交换芯片的信息，查找到与所述主设备的交换芯片CPU口通信的堆叠端口信息，并将封装后的所述协议报文转发至查找到的堆叠端口信息所指示的堆叠端口；所述MOD/PORT转发表中至少包括所述主设备的交换芯片的信息与堆叠端口信息的对应关系；所述堆叠端口，用于接收到所述ENCAP模块封装的所述协议报文后，为所述协议报文封装携带所述主设备的交换芯片的CPU口的信息的HIGIG头，并发送给所述主设备的交换芯片。较佳地，所述交换芯片还包括中央处理器管理接口控制器CMIC模块和远端中央处理器处理检测RCPUCHECK模块；所述CMIC模块，用于在RCPUCHECK模块使能的状态下，将接收到的协议报文转发至RCPUCHECK模块；在RCPUCHECK模块未使能的状态下，将接收到的协议报文转发至所述从设备的CPU进行封装；所述RCPUCHECK模块，用于判断接收到的协议报文是否为待所述主设备CPU处理的协议报文；如果是，将接收到的协议报文转发至所述ENCAP模块；否则，将接收到的协议报文返回所述CMIC模块，由所述CMIC模块转发至所述从设备的CPU处理。较佳地，所述RCPUCHECK模块，具体用于：判断协议报文的上送原因是否属于预存的上送给所述主设备的CPU的原因；如果是，则确定接收到的协议报文为待主设备处理的协议报文。较佳地，所述DCB信息中还包括协议报文上送的内部优先级信息。一种交换机堆叠系统中的从设备，所述从设备包括如以上任一项所述的交换芯片。一种如以上所述的从设备处理协议报文的方法，包括：交换芯片的ENCAP模块对接收到的待堆叠系统中的主设备中央处理器CPU处理的协议报文，封装远端处理器RCPU头；其中，所述RCPU头中包括二层以太网协议L2头和协议报文原始上送主设备CPU的数据中心桥接DCB信息；其中，所述L2头包括内部使用的目的媒体访问控制MAC地址，和所述从设备CPU的MAC地址；所述DCB信息至少包括入端口信息、协议报文上送原因、时间戳、虚拟局域网VLAN信息；所述ENCAP模块根据L2转发表以及所述内部使用的目的MAC地址、VLAN信息，查找到所述主设备的交换芯片及主设备的交换芯片的CPU口的信息；其中，所述L2转发表中至少包括所述内部使用的目的MAC地址，VLAN信息，所述主设备的交换芯片及所述主设备的交换芯片的CPU口的信息的对应关系；所述ENCAP模块根据模块\本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交换芯片，应用于交换机堆叠系统的从设备中，其特征在于，包括封装ENCAP模块和堆叠端口；所述ENCAP模块，用于：对接收到的待所述堆叠系统中的主设备中央处理器CPU处理的协议报文，封装远端处理器RCPU头；其中，所述RCPU头中包括二层以太网协议L2头和协议报文原始上送主设备CPU的数据中心桥接DCB信息；其中，所述L2头包括内部使用的目的媒体访问控制MAC地址，和所述从设备CPU的MAC地址；所述DCB信息至少包括入端口信息、协议报文上送原因、时间戳、虚拟局域网VLAN信息；根据L2转发表以及所述内部使用的目的MAC地址、VLAN信息，查找到所述主设备的交换芯片及主设备的交换芯片的CPU口的信息；其中，所述L2转发表中至少包括所述内部使用的目的MAC地址，VLAN信息，所述主设备的交换芯片及所述主设备的交换芯片的CPU口的信息的对应关系；根据模块/端口MOD/PORT转发表以及查找到的所述主设备的交换芯片的信息，查找到与所述主设备的交换芯片CPU口通信的堆叠端口信息，并将封装后的所述协议报文转发至查找到的堆叠端口信息所指示的堆叠端口；所述MOD/PORT转发表中至少包括所述主设备的交换芯片的信息与堆叠端口信息的对应关系；所述堆叠端口，用于接收到所述ENCAP模块封装的所述协议报文后，为所述协议报文封装携带所述主设备的交换芯片的CPU口的信息的HIGIG头，并发送给所述主设备的交换芯片。...

【技术特征摘要】
1.一种交换芯片，应用于交换机堆叠系统的从设备中，其特征在于，包括封装ENCAP模块和堆叠端口；所述ENCAP模块，用于：对接收到的待所述堆叠系统中的主设备中央处理器CPU处理的协议报文，封装远端处理器RCPU头；其中，所述RCPU头中包括二层以太网协议L2头和协议报文原始上送主设备CPU的数据中心桥接DCB信息；其中，所述L2头包括内部使用的目的媒体访问控制MAC地址，和所述从设备CPU的MAC地址；所述DCB信息至少包括入端口信息、协议报文上送原因、时间戳、虚拟局域网VLAN信息；根据L2转发表以及所述内部使用的目的MAC地址、VLAN信息，查找到所述主设备的交换芯片及主设备的交换芯片的CPU口的信息；其中，所述L2转发表中至少包括所述内部使用的目的MAC地址，VLAN信息，所述主设备的交换芯片及所述主设备的交换芯片的CPU口的信息的对应关系；根据模块/端口MOD/PORT转发表以及查找到的所述主设备的交换芯片的信息，查找到与所述主设备的交换芯片CPU口通信的堆叠端口信息，并将封装后的所述协议报文转发至查找到的堆叠端口信息所指示的堆叠端口；所述MOD/PORT转发表中至少包括所述主设备的交换芯片的信息与堆叠端口信息的对应关系；所述堆叠端口，用于接收到所述ENCAP模块封装的所述协议报文后，为所述协议报文封装携带所述主设备的交换芯片的CPU口的信息的HIGIG头，并发送给所述主设备的交换芯片。2.根据权利要求1所述的交换芯片，其特征在于，所述交换芯片还包括中央处理器管理接口控制器CMIC模块和远端中央处理器处理检测RCPUCHECK模块；所述CMIC模块，用于在RCPUCHECK模块使能的状态下，将接收到的协议报文转发至RCPUCHECK模块；在RCPUCHECK模块未使能的状态下，将接收到的协议报文转发至所述从设备的CPU进行封装；所述RCPUCHECK模块，用于判断接收到的协议报文是否为待所述主设备CPU处理的协议报文；如果是，将接收到的协议报文转发至所述ENCAP模块；否则，将接收到的协议报文返回所述CMIC模块，由所述CMIC模块转发至所述从设备的CPU处理。3.根据权利要求2所述的交换芯片，其特征在于，所述RCPUCHECK模块，具体用于：判断协议报文的上送原因是否属于预存的上送给所述主设备的CPU的原因；如果是，则确定接收到的协议报文为待主设备处理的协议报文。4.根据权利要求1所述的交换芯片，其特征在于，所述DCB信息中还包括协议报文上送的内部优先级信息。5.一种交换机堆叠系统中的从设备，其特征在于，所述从设备包括如权利要求1～4任一项所述的交换芯片。6.一种如权利要求5所述的从设备处理协议报文的方法，其特征在于，包括：交换芯片的ENCAP模块对接收到的待堆叠系统中的主设备中央处理器CPU处理的协议报文，封装远端处理器RCPU头；其中，所述RCPU头中包括二层以太网协议L2头和协议报文原始上送主设备CPU的数据中心桥接DCB信息；其中，所述L2头包括内部使用的目的媒体访问控制MAC地址，和所述从设备CPU的MAC地址；所述DCB信息至少包括入端口信息、协议报文上送原因、时间戳、虚拟局域网VLAN信息；所述ENCAP模块根据L2转发表以及所述内部使用的目的MAC地址、VLAN信息，查找到所述主设备的交换芯片及主设备的交换芯片的CPU口的信息；其中，所述L2转发表中至少包括所述内部使用的目的MAC地址，VLAN信息，所述主设备的交换芯片及所述主设备的交换芯片的CPU口的信息的对应关系；所述ENCAP模块根据模块/端口MOD/PORT转发表以及查找到的所述主设备的交换芯片的信息，查找到与所述主设备的交换芯片CPU口通信的堆叠端口信息，并将封装后的所述协议报文转发至查找到的堆叠端口信息所指示的堆叠端口；所述MOD/PORT转发表中至少包括所述主设备的交换芯片的信息与堆叠端口信息的对应关系；查找到的堆叠端口接收到所述ENCAP模块封装的所述协议报文后，为所述协议报文封装携带所述主设备的交换芯片的CPU口的信息的HIGIG头，并发送给所述主设备的交换芯片。7.根据权利要求6所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文丽，
申请(专利权)人：瑞斯康达科技发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11