一种网卡单元、分布式网络交换机架构与组网方法技术

本发明专利技术公开了一种网卡单元、分布式网络交换机架构与组网方法，网卡单元包括网卡装置，网卡装置包括处理器、内存、电源管理模块和通讯接口；通讯接口包括PCIE接口和以太网端口，其中，PCIE接口用于连接服务器，以太网端口包括端口一、端口二、端口三和端口四；处理器分别连接内存、电源管理模块和通讯接口；网卡装置上的4个以太网端口：用于网卡装置互联组成交换网络。根据网卡单元的结构形式，本发明专利技术实现了分布式网络交换机架构与组网方法。本发明专利技术任意单个网卡装置故障，不影响分布式交换机的整体功能，不占用服务器处理器资源。本发明专利技术采用虚拟交换机软件，可以通过软件自动另外分为一个网口给该虚拟机，可以避免该虚拟机重启。

【技术实现步骤摘要】
一种网卡单元、分布式网络交换机架构与组网方法
本专利技术属于IT领域，具体涉及一种网卡单元、分布式网络交换机架构与组网方法。
技术介绍
交换机(Switch)意为“开关”是一种用于电(光)信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是网络交换机。现有的交换机技术包括：技术1：分布式虚拟交换机。缺陷：1、采用普通网卡装置，交换机管理与以太网协议处理都依赖于服务器的处理器，占用服务器资源。技术2：物理交换机。缺陷：1、成本高。2、空间占用大。3、协议卸载依赖于服务器处理器，占用服务器资源。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种网卡单元、分布式网络交换机架构与组网方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种网卡单元，包括网卡装置，网卡装置包括处理器、内存、电源管理模块和通讯接口；通讯接口包括PCIE接口和以太网端口，其中，PCIE接口用于连接服务器，以太网端口包括端口一、端口二、端口三和端口四；处理器分别连接内存、电源管理模块和通讯接口；网卡装置上的4个以太网端口：用于网卡装置互联组成交换网络，该网络内，任意单个网卡装置故障不影响整个分布式交换机的功能实现。作为优选方式，网卡装置的处理器和内存自带协议处理功能，可以完成封包和解包操作，不占用服务器处理器资源。一种分布式网络交换机架构，包括前述的网卡单元；网卡装置之间的管理信息，通过网卡装置的4个以太网端口带内传递(分布式交换机内的管理信息，通过虚拟的管理Vlan传输，带内传输，不需要另外的管理网口)；网卡装置可以虚拟多个网口组成局域网，供服务器内多个虚拟机使用。作为优选方式，网卡装置通过PCIE与服务器连接，在服务器上通过驱动程序虚拟成多个虚拟网口，供服务器上的虚拟机接入。作为优选方式，若干网卡单元组成分布式交换机，分布式交换机包括若干链路，每条链路设置相同的网卡单元。作为优选方式，每条链路两端的网卡单元至少有一个以太网端口设置为接入公网的端口。作为优选方式，分布式交换机包括2条链路，每条链路设置3个网卡单元。作为优选方式，每条链路包括第一端网卡单元、中间网卡单元和第二端网卡单元；各链路相邻的第一端网卡单元相连，各链路相邻的第二端网卡单元相连；一条链路的中间网卡单元与另一条链路的同级中间网卡单元不相连，仅与另一条链路的同级中间网卡单元两侧的网卡单元连接，且中间网卡单元与其两侧的网卡单元连接。作为优选方式，分布式网络交换机架构包括数据接收流程和数据发送流程，其具体内容如下：数据接收流程：(1)数据包从公网流入，接入公网的网卡根据数据包内目的地址，将数据包转发到目的地址对应的网卡；(2)目的地址对应网卡接收到数据包后解包，并将包信息发送给对应的虚拟机；(3)虚拟机通过虚拟端口将数据写入地址发送给网卡；(4)网卡通过RDMA将接收到的数据写入虚拟机指定的地址；(5)数据接收完成后，网卡向源地址发送数据接收完成标志；数据发送流程：(1)虚拟机将要发送的目的地址和数据地址等信息发送给网卡；(2)网卡将数据封包，转发到接入公网的网卡；(3)接入公网的网卡将数据包发送到目的地址。一种分布式网络交换机组网方法，包括前述的网卡单元；网卡装置之间的管理信息，通过网卡装置的4个以太网端口带内传递；网卡装置可以虚拟多个网口组成局域网，供服务器内多个虚拟机使用；网卡装置通过PCIE与服务器连接，在服务器上通过驱动程序虚拟成多个虚拟网口，供服务器上的虚拟机接入；分布式交换机由若干网卡单元组成，分布式交换机包括若干链路，每条链路设置相同的网卡单元；每条链路两端的网卡单元至少有一个以太网端口设置为接入公网的端口；每条链路包括第一端网卡单元、中间网卡单元和第二端网卡单元；各链路相邻的第一端网卡单元相连，各链路相邻的第二端网卡单元相连；一条链路的中间网卡单元与另一条链路的同级中间网卡单元不相连，仅与另一条链路的同级中间网卡单元两侧的网卡单元连接，且中间网卡单元与其两侧的网卡单元连接。本专利技术的有益效果是：1、网卡装置上有4个以太网端口，才可以采用本专利技术所述的互联方式实现网卡装置的互联，任意单个网卡装置故障，不影响分布式交换机的整体功能。2、网卡装置上自带协议处理器和内存，可以完成封包和解包操作，不占用服务器处理器资源。3、分布式交换机的管理信息，通过虚拟Vlan，带内传递。4、网卡装置通过PCIE与服务器连接，在服务器上通过驱动程序虚拟成多个虚拟网口，供服务器上的虚拟机接入。本专利技术采用虚拟交换机软件，给虚拟机提供虚拟网口。如果某个网口故障后，可以通过软件自动另外分为一个网口给该虚拟机，可以避免该虚拟机重启。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为网卡单元结构图；图2为网络交换架构示意图；图3为逻辑层和物理层的结构示意图。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。实施例一如图1所示，一种网卡单元，包括网卡装置，网卡装置包括处理器、内存、电源管理模块和通讯接口；通讯接口包括PCIE接口和以太网端口，其中，PCIE接口用于连接服务器，网卡装置可以直接插入服务器内的PCIE插槽内，不占用服务器以外的空间；以太网端口包括端口一、端口二、端口三和端口四；处理器分别连接内存、电源管理模块和通讯接口；网卡装置上的4个以太网端口：用于网卡装置互联组成交换网络，该网络内，任意单个网卡装置故障不影响整个分布式交换机的功能实现。网卡装置的处理器和内存自带协议处理功能，可以完成封包和解包操作，不占用服务器处理器资源。网卡装置代替了服务器处理器进行封包和解包的工作，降低了服务器处理器占用率，提升了服务器性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种网卡单元，其特征在于：包括网卡装置，网卡装置包括处理器、内存、电源管理模块和通讯接口；/n通讯接口包括PCIE接口和以太网端口，其中，PCIE接口用于连接服务器，以太网端口包括端口一、端口二、端口三和端口四；/n处理器分别连接内存、电源管理模块和通讯接口；/n网卡装置上的4个以太网端口：用于网卡装置互联组成交换网络，该网络内，任意单个网卡装置故障不影响整个分布式交换机的功能实现。/n

【技术特征摘要】
1.一种网卡单元，其特征在于：包括网卡装置，网卡装置包括处理器、内存、电源管理模块和通讯接口；
通讯接口包括PCIE接口和以太网端口，其中，PCIE接口用于连接服务器，以太网端口包括端口一、端口二、端口三和端口四；
处理器分别连接内存、电源管理模块和通讯接口；
网卡装置上的4个以太网端口：用于网卡装置互联组成交换网络，该网络内，任意单个网卡装置故障不影响整个分布式交换机的功能实现。


2.根据权利要求1所述的一种网卡单元，其特征在于：网卡装置的处理器和内存自带协议处理功能，可以完成封包和解包操作，不占用服务器处理器资源。


3.一种分布式网络交换机架构，其特征在于：包括权利要求1或2所述的网卡单元；
网卡装置之间的管理信息，通过网卡装置的4个以太网端口带内传递；
网卡装置可以虚拟多个网口组成局域网，供服务器内多个虚拟机使用。


4.根据权利要求3所述的一种分布式网络交换机架构，其特征在于：网卡装置通过PCIE与服务器连接，在服务器上通过驱动程序虚拟成多个虚拟网口，供服务器上的虚拟机接入。


5.根据权利要求4所述的一种分布式网络交换机架构，其特征在于：若干网卡单元组成分布式交换机，分布式交换机包括若干链路，每条链路设置相同的网卡单元。


6.根据权利要求5所述的一种分布式网络交换机架构，其特征在于：每条链路两端的网卡单元至少有一个以太网端口设置为接入公网的端口。


7.根据权利要求6所述的一种分布式网络交换机架构，其特征在于：分布式交换机包括2条链路，每条链路设置3个网卡单元。


8.根据权利要求5所述的一种分布式网络交换机架构，其特征在于：每条链路包括第一端网卡单元、中间网卡单元和第二端网卡单元；
各链路相邻的第一端网卡单元相连，各链路相邻的第二端网卡单元相连；一条链路的中间网...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴星，
申请(专利权)人：北京劲群科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11