交换设备、外围部件互连高速系统及其初始化方法技术方案

申请公开了一种交换设备、PCIe系统及其初始化方法，该交换设备包括：多个PCIe上行端口，用于与至少一个主机连接；至少一个PCIe下行端口，用于与至少一个I/O设备连接；内置的处理装置，通过该交换设备的内部连接线路与该至少一个PCIe下行端口连接；该内置的处理装置用于：通过该内部连接线路向该至少一个PCIe下行端口传输配置读写报文；接收该至少一个PCIe下行端口通过该内部连接线路传输的配置读写响应报文，该配置读写响应报文携带完成者标识；根据该配置读写响应报文中携带的完成者标识，确定该交换设备连接有标识为该完成者标识的I/O设备。该交换设备、PCIe系统及其初始化方法具有较高的稳定性和可靠性。

High speed system of interconnection of switching equipment and peripheral components and its initialization method

The application discloses a switching device, a PCIe system and an initialization method thereof. The switching device includes: a plurality of PCIe uplink ports for connecting with at least one host; at least one PCIe downlink port for connecting with at least one I / O device; a built-in processing device for connecting with at least one PCIe downlink port through the internal connection line of the switching device; a built-in place The management device is used for: transmitting configuration read-write message to at least one PCIe downlink port through the internal connection line; receiving the configuration read-write response message transmitted by at least one PCIe downlink port through the internal connection line, the configuration read-write response message carries the completer identification; determining the connection of the switching equipment according to the completer identification carried in the configuration read-write response message There is an I / O device identified as the completer. The switching device, PCIe system and its initialization method have high stability and reliability.

【技术实现步骤摘要】
交换设备、外围部件互连高速系统及其初始化方法
本申请涉及通信领域，并且更具体地，涉及交换设备、外围部件互连高速系统及其初始化方法。
技术介绍
外围部件互连特别兴趣小组(PeripheralComponentInterconnectSpecialInterestGroup，PCI-SIG)提出的单根输入输出虚拟化(Single-RootInput/OutputVirtualization，SR-IOV)技术应用于一个主机中的多进程共享输入输出(Input/Output，I/O)设备的场景，SR-IOV技术为PCI高速(PCIexpress，PCIe)设备虚拟出多个虚拟功能(VirtualFunction，VF)，以供上层主机调用。多根输入输出虚拟化(Multi-RootInput/OutputVirtualization，MR-IOV)技术应用于多个主机共享I/O设备的场景，该技术虚拟出多个PCI总线域(VirtualHierarchies，VH)供多个主机调用。然而，由于该技术修改了PCIe协议中的数据链路层以上的协议，因此需要拓扑结构中的多个节点进行适配，如支持MR-IOV的根节点(RootPort，RP)、交换机(Switch)以及PCIe设备等。由于MR-IOV技术需要产业链适配，兼容性不好，目前还没有支持该标准的产品。现有技术提出了一种通过SR-IOV设备实现多个主机共享I/O设备的方案。图1示出了现有技术中的一种典型实现方式，该系统100包括：N个主机(主机1至主机N)110、PCIe交换机120、M个I/O设备(I/O设备1至I/O设备M)130以及外置的管理CPU140和存储器150，1≤M≤N，其中，管理CPU140负责进行I/O设备侧的设备枚举和发现，以及进行设备配置和管理；PCIe交换机120包括非透明桥的的链路部分(Non-TransparentLink，NT-L)模块、多个PCIe上行端口(UpstreamPort，UP)、全局非透明(Non-Transparent，NT)EP模块和多个虚拟PCIe下行端口(DownstreamPort，DP)，其中，全局NTEP模块用于寄存器的管理和内存地址的映射，实现非透明桥的虚拟部分(Non-TransparentVirtual，NT-V)的功能，其中可以包括多个虚拟层次结构(VirtualHierarchy，VH)。该技术方案需要额外设置管理CPU，且需要外置与该管理CPU对应的存储器，需要提供单独的PCIe管理接口，不适合产品布局。此外，图1所示的系统100中仅设置一个管理CPU用于整个系统的管理，管理链路单一，一旦管理链路出现异常，会导致整个网络都瘫痪而无法使用，稳定性和可靠性较低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种交换设备、PCIe系统以及PCIe系统的初始化方法，具有较高的稳定性和可靠性。第一方面，提供了一种交换设备，包括：多个PCIe上行端口，用于与至少一个主机连接；至少一个PCIe下行端口，用于与至少一个I/O设备连接；内置的处理装置，通过该交换设备的内部连接线路与该至少一个PCIe下行端口连接；该内置的处理装置用于：通过该内部连接线路向该至少一个PCIe下行端口传输配置读写报文；接收该至少一个PCIe下行端口通过该内部连接线路传输的配置读写响应报文，该配置读写响应报文携带完成者标识；根据该配置读写响应报文中携带的完成者标识，确定该交换设备连接有标识为该完成者标识的I/O设备。该内置的处理装置可以用于枚举与该交换设备连接的物理设备(即真实设备)。可选地，该内置的处理装置可以向该至少一个PCIe下行端口发送多个配置读写报文，该多个配置读写报文携带不同的完成者标识，该至少一个PCIe下行端口用于向与该至少一个PCIe下行端口连接的物理设备转发该多个配置读写报文，并且在接收到连接的物理设备发送的至少一个配置读写响应报文时，向该内置的处理装置转发该至少一个配置读写响应报文，其中，该至少一个配置读写响应报文与该多个配置读写报文中的至少一个配置读写报文一一对应，并且每个配置读写响应报文携带与该配置读写响应报文对应的配置读写报文中的完成者标识；该内置的处理装置可以接收该至少一个PCIe下行端口转发的至少一个配置读写响应报文，并且根据该至少一个配置读写响应报文中每个配置读写响应报文中携带的完成者标识，确定与该至少一个PCIe下行端口(或该交换设备)连接的物理设备，该物理设备可以包括I/O设备，或进一步包括PCIe交换机和/或其它装置。因此，根据本专利技术实施例的交换设备，包括用于与该至少一个主机连接的多个PCIe上行端口、用于与该至少一个I/O设备连接的至少一个PCIe下行端口以及内置的处理装置，该处理装置通过内部总线与该至少一个PCIe下行端口连接，用于通过该内部连接线路向该至少一个PCIe下行端口传输配置读写报文，接收该至少一个PCIe下行端口通过该内部连接线路传输的配置读写响应报文，以及根据该配置读写响应报文中携带的完成者标识，确定该交换设备连接有标识(例如BDF)为该完成者标识的I/O设备，这样，某一个交换设备发生故障只会影响到与该交换设备连接的至少一个主机和至少一个I/O设备，并不会影响系统中的其余交换设备及其连接的主机和I/O设备，因此与现有技术中外设管理CPU相比，能够提高系统的稳定性和可靠性。在第一方面的第一种可能的实现方式中，若该至少一个下行PCIe端口连接有单功能I/O设备，该交换设备具体用于透传该单功能I/O设备和该单功能I/O设备对应的主机之间的信息。此时，该单功能I/O设备的功能仅能供该至少一个主机中的一个主机使用，即该单功能I/O设备与使用该单功能I/O设备的功能的主机对应。结合上述可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，该交换设备还包括：至少一个镜像端点设备模块，用于存储与该至少一个PCIe下行端口连接的至少一个I/O设备的PCIe配置内容；映射模块，用于实现该至少一个主机对应的PCIe域与该至少一个I/O设备对应的PCIe域之间的映射；至少一个虚拟端点设备模块，用于虚拟与该至少一个PCIe下行端口连接的至少一个I/O设备的功能，以供该至少一个主机使用。可选地，该至少一个镜像端点设备模块的一端与该至少一个下行端口连接，该至少一个虚拟端点设备模块的一端与该多个PCIe上行端口连接，该映射模块分别与该至少一个镜像端点设备模块的另一端以及该至少一个虚拟端点设备模块的另一端连接。可选地，该映射模块可以具体用于实现该至少一个镜像端点设备模块与该至少一个虚拟端点设备模块之间的映射，例如标识和/或地址等。结合上述可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，该至少一个PCIe下行端口中的第一PCIe下行端口不具有PCIe配置空间，该多个PCIe上行端口中的每个PCIe上行端口具有PCIe配置空间。结合上述可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，该交换设备还包括该至少一个PCIe下行端口中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交换系统，其特征在于，包括：第一交换设备和第二交换设备，其中，所述第一交换设备和所述第二交换设备通过网络连接；/n所述第一交换设备包括：/n多个外围部件互连高速PCIe上行端口，用于与至少一个主机连接；/n所述第二交换设备包括：/n至少一个PCIe下行端口，用于与至少一个输入输出I/O设备连接；/n所述第二交换设备用于：/n接收所述第一交换设备通过所述网络传输的第一数据报文，将所述第一数据报文转换为符合PCIe协议的第二数据报文，并向所述第二数据报文的目的I/O设备传输所述第二数据报文。/n

【技术特征摘要】
1.一种交换系统，其特征在于，包括：第一交换设备和第二交换设备，其中，所述第一交换设备和所述第二交换设备通过网络连接；
所述第一交换设备包括：
多个外围部件互连高速PCIe上行端口，用于与至少一个主机连接；
所述第二交换设备包括：
至少一个PCIe下行端口，用于与至少一个输入输出I/O设备连接；
所述第二交换设备用于：
接收所述第一交换设备通过所述网络传输的第一数据报文，将所述第一数据报文转换为符合PCIe协议的第二数据报文，并向所述第二数据报文的目的I/O设备传输所述第二数据报文。


2.根据权利要求1所述的交换系统，其特征在于，所述第二交换设备还包括：内置的第一处理装置，通过所述第二交换设备的内部连接线路与所述至少一个PCIe下行端口连接；
所述第二交换设备用于将所述第一数据转换为符合PCIe协议的第二数据报文，包括：
所述内置的第一处理装置用于将所述第一数据报文转换为符合PCIe协议的第二数据报文。


3.根据权利要求2所述的交换系统，其特征在于，所述网络为以太网；
所述内置的第一处理装置用于将所述第一数据报文转换为符合PCIe协议的第二数据报文，包括：
所述内置的第一处理装置用于将符合以太协议的所述第一数据报文转换为符合PCIe协议的所述第二数据报文。


4.根据权利要求1所述的交换系统，其特征在于，所述第二交换设备还包括：内置的第一处理装置，通过所述第二交换设备的内部连接线路与所述至少一个PCIe下行端口连接；
所述内置的第一处理装置用于接收所述至少一个I/O设备中的任意I/O设备发送的第三数据报文，对所述第三数据报文进行处理，得到符合所述网络的网络协议的第四数据报文，并通过所述网络向所述第一交换设备传输所述第四数据报文。


5.根据权利要求4所述的交换系统，其特征在于，所述第一交换设备还包括：内置的第二处理装置，通过所述第一交换设备的内部连接线路与所述多个PCIe上行端口连接；
所述内置的第二处理装置用于：
接收所述至少一个主机中的任意主机发送的第五数据报文，对所述第五数据报文进行处理，得到符合所述网络的网络协议的所述第一数据报文，并通过所述网络向所述第二交换设备传输所述第一数据报文；和/或
通过所述网络接收所述第一交换设备传输的所述第四数据报文，对所述第四数据报文进行处理，得到符合PCIe协议的第六数据报文，并向所述第六数据报文的目的主机传输所述第六数据报文。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的交换系统，其特征在于，所述交换系统还包括所述网络中的网络交换设备；
所述第一交换设备还包括：
至少一个第一交换接口，用于与所述网络交换设备连接；
所述第二交换设备还包括：
至少一个第二交换接口，用于与所述网络交换设备连接；
所述第二交换设备用于接收所述第一交换设备通过所述网络传输的第一数据报文，包括：
所述第二交换设备用于通过所述至少一个第二交换接口中的任意一个第二交换接口接收所述网络交换设备传输的来自于所述第一交换设备的第一数据报文。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的交换系统，其特征在于，所述第一交换设备还包括：至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：方洪灿，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44