一种抗阻塞FC交换机级联端口实现与方法技术

本发明专利技术属于机载计算机通信技术，实现了一种抗阻塞FC交换机级联端口实现与方法。本发明专利技术通过使多个物理端口共享相同的port id，将多个物理端口映射成一个虚拟的级联端口，并统一调度处理，来达到提高交换机级联端口带宽目的。该发明专利技术可以大幅度提高交换机级联端口之间数据传输速率，从而降低交换机之间级联端口阻塞的概率。

【技术实现步骤摘要】
一种抗阻塞FC交换机级联端口实现与方法
本专利技术属于计算机通信技术，涉及一种新方式实现抗阻塞FC交换机级联端口的实现方法，该方法可以推广到其他模式交换机之间的级联方案中。
技术介绍
FC通信网络由节点机和交换机组成，所有节点机均通过链路与交换机相连，实现分布式通信。单个交换机实现的端口数目有限，为了支持更多的节点机，需要用到交换机级联技术。由于交换节点机之间数据传输的随机性，当一个交换机上的多个节点机同时访问另一个交换机上的节点机，突发性大量数据就需要通过级联端口传输。因此级联端口需要传输比普通的节点机端口更大流量的数据，如何解决级联端口在传输大流量的数据的同时降低流量阻塞概率是一个待解决的难题。本专利创新地提出了一种方案，应用于FC交换机级联端口设计，可以成倍提高级联端口的带宽，从而降低级联端口流量阻塞的概率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种抗阻塞FC交换机级联端口的实现方法，通过使用多个物理端口共享相同的portid，并将多个物理端口映射成一个虚拟的级联端口，通过统一调度处理，来达到提高交换机级联端口的带宽，降低级联端口流量阻塞概率的目的。为达到以上目的，本专利技术是采取如下技术方案予以实现的：本专利技术提供了一种抗阻塞FC交换机，包含接收单元，交换单元，发送单元；其中交换机接收单元由接收物理层处理模块，接收缓存模块，发送请求模块组成；发送单元由发送调度逻辑模块，发送fifo模块，发送物理层处理模块组成，还包括一个发送数据轮询分配模块。接收物理层处理模块将数据帧进行解析和封装并送往接收缓存模块，接收缓存模块切换数据工作时钟速率后将数据发送到发送请求模块，发送请求模块与目的端口的发送调度逻辑模块握手交互后通过交换单元将数据帧发往目的端口所对应的发送单元。级联端口的发送单元的发送调度逻辑将收到发送请求模块的数据帧发送至发送数据轮询分配模块，发送数据轮询分配模块根据级联端口的发送子端口的状态，选择空闲端口发送数据。一种基于抗阻塞FC交换机提高级联端口的数据传输速率的方法包含以下步骤：步骤1：交换机节点端口的接收物理层处理模块接收并对数据帧进行解析后送往接收缓存模块；步骤2：交换机节点端口的接收缓存模块对来自接收物理层处理模块的数据进行缓存，切换数据工作时钟速率后将数据发送到发送请求模块；步骤3：交换机节点端口的发送请求模块根据从FC帧中解析的DID信息，确定FC帧将要发往级联端口，并向级联端口发送帧数据请求，如果收到请求应答，则从接收缓存模块中取出待发送的数据并立即通过交换单元发送给级联端口的发送单元，直至一帧数据传输完毕；步骤4：交换机将所有发往级联端口的数据请求都汇聚到级联端口的发送调度逻辑模块；步骤5：交换机级联端口的发送调度逻辑模块轮流回应节点端口的发送请求后将来自交换单元的数据送入发送数据轮询分配模块；步骤6：交换机级联端口的发送数据轮询分配模块查找空闲的级联端口的发送子端口，然后往该空闲级联端口的发送子端口发送数据帧；步骤7：交换机的帧数据通过级联端口发送至另一交换机的级联端口，另一交换机级联端口的接收子端口按照步骤1～4处理接收帧数据，将数据转发至目的节点端口，完成两个交换机的节点端口通过级联端口交换数据流程。本专利技术的有益效果是：a)级联端口共享多个物理子端口，可根据需求灵活设定子端口的数目，成倍提高级联端口的带宽。大幅度降低级联端口阻塞的概率。b)设计方案简单。在原有交换机实现方案基础上，只需要增加和修改少量模块代码即可实现c)通过统一调度，多个级联端口的子端口可以共用部分发送逻辑资源，能够降低逻辑资源消耗。d)包含多个子端口的级联端口的可靠性高，部分端口发生故障不影响交换机级联端口的正常工作。附图说明图1交换机级联拓扑示意图；图2交换机通过级联端口交换数据示意图；图3交换机内部逻辑实现示意图；具体实施方式下面结合附图及具体实例对本专利技术做进一步的详细说明。如图3所示，一种抗阻塞FC交换机级联端口实现与方法，包括发送单元，接收单元，交换单元组成。当前实例中级联端口包含2个级联物理子端口。本专利技术中的级联端口发送单元共用一个发送调度逻辑模块201，级联端口的2个发送物理子端口共用一个port_id，所有发往级联端口的数据都汇聚到发送调度逻辑模块201，发送调度逻辑模块201查询当前级联端口的各个发送物理子端口的发送fifo模块空满状态，如果所有的发送子端口的发送fifo模块都为满状态，发送调度逻辑模块201拒绝来自接收单元的数据转发请求。如果级联端口有一个或者多个发送物理子端口的发送缓冲区为非满状态，发送调度逻辑模块201响应来自接收单元的数据转发请求，然后发送单元和接收单元通过交换单元建立数据交换连接，开始发送交换数据。发送调度逻辑模块201将接收的数据转发给发送数据轮询分配模块202，发送数据轮询模分配块202屏蔽当前发送fifo模块状态为满的子发送端口，然后以当前子发送端口为起始点，搜索下个发送fifo模块状态为非满的子发送端口，将数据写入该子发送端口的发送fifo，并将该子端口号设置为新的起始点，等待下次对发送数据的轮询调度分配。发送单元的发送fifo模块203和发送fifo模块205以及之后的发送物理层处理模块204和发送物理层模块206完全独立。如果当前子端口的fifo的状态为非空，发送单元取出fifo中的一帧数据，发往对应的发送物理层处理模块，发送物理层处理模块将数据发往对应的级联端口的物理子端口。Fifo中所有数据发送完毕，当前级联端口对应的物理子端口处于空闲状态，发送物理层处理模块往链路发送空闲标志原语IDEL。级联端口接收单元的接收物理层处理模块101和接收物理层处理模块104接收来自另外一个交换机级联端口的数据，对接口协议进行解析，并分别将接收帧数据存储在接收缓存模块102和接收缓存模块105中。发送请求模块103和发送请求模块106判断接收缓存模块102和接收缓存模块105中是否存储有数据帧，如果存储有数据帧，即通过交换单元向目标端口的发送单元发起交换数据请求。级联端口接收单元中的2个物理子端口链路可以完全独立并行工作，功能与普通节点端口的接收链路完全一致。交换单元701负责将接收单元的帧数据根据DID信息分发给目的端口的发送单元模块。实例中的交换机含有n个普通节点端口，1个级联端口，级联端口包含2个级联子端口。由于级联端口接收单元的接收子端口链路完全独立，所以每个级联端口的接收子端口都作为交换单元的一个输入端口。但是本专利技术中的2个级联子端口被映射为一个虚拟的级联端口，级联端口的2个发送子端口共用一个交换端口，因此本专利技术中的交换机的交换单元包含n+2个输入端口和n+1个输出端口。当前实例中的级联端口包含物理2个子端口，相对于普通交换机的级联端口，本专利技术实例中的交换机可以提供2倍的带宽，因此级联端口可以支持2个节点端数据同时通过级联端口访问另外一个交换机上的节点端，级联端口阻塞的概率大幅度降低。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗阻塞FC交换机，包含接收单元，交换单元，发送单元；其中，交换机接收单元由接收物理层处理模块，接收缓存模块，发送请求模块组成；发送单元由发送调度逻辑模块，发送fifo模块，发送物理层处理模块组成；其特征在于：该交换机还包括一个发送数据轮询分配模块。

【技术特征摘要】
1.一种抗阻塞FC交换机，包含接收单元，交换单元，发送单元；其中，交换机接收单元由接收物理层处理模块，接收缓存模块，发送请求模块组成；发送单元由发送调度逻辑模块，发送fifo模块，发送物理层处理模块组成；其特征在于：该交换机还包括一个发送数据轮询分配模块。2.如权利要求1所述的一种抗阻塞FC交换机，其特征在于：接收物理层处理模块将数据帧进行解析和封装并送往接收缓存模块，接收缓存模块切换数据工作时钟速率后将数据发送到发送请求模块，发送请求模块与目的端口的发送调度逻辑模块握手交互后通过交换单元将数据帧发往目的端口所对应的发送单元。3.如权利要求1所述的一种抗阻塞FC交换机，其特征在于：级联端口的发送单元的发送调度逻辑将收到发送请求模块的数据帧发送至发送数据轮询分配模块，发送数据轮询分配模块根据级联端口的发送子端口的状态，选择空闲端口发送数据。4.一种基于抗阻塞FC交换机提高级联端口的数据传输速率的方法；包含以下步骤：步骤1：交换机节点端口的接收物理层处理模块接收并对数据帧进行解析后送往接收缓...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷红，张利洲，季雷，焦龙，田园，蒲恺，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61