【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于交换网络路由领域，特别涉及一种交换芯片的分区路由共享方法和装置。
技术介绍
1、交换芯片是交换网络中核心硬件组件，用于处理网络流量、实现网络中数据的快速交换和转发功能。高传输带宽、低传输延时是交换芯片重要的性能指标。交换芯片的重要硬件模块之一是路由表rt(routing table)，该路由表包含网络的拓扑结构和指向特定网络目的节点设备的路径信息。路由表的实现方案对交换芯片出口端口确定和报文快速转发至关重要。交换芯片中的路由表通常采用内容寻址存储器cam(content addressablememory)或随机存储器ram(random access memory)实现，用于存储报文目的节点设备id和交换芯片出口端口的对应关系。
2、随着交换网络的快速发展，网络中交换节点越来越多，包含网络拓扑中路由信息的路由表项越来越多，硬件资源消耗也越来越大。同时，交换芯片端口数量日益增大，芯片规模也越来越大。受限于制造工艺和制造成本，高性能交换芯片在实现高带宽的基础上，对硬件资源消耗要求也非常严苛。如何在平衡资源消耗和路由效率的基础上，实现高效的路由表查询是影响交换芯片传输带宽、传输延时的重要因素之一。
3、在现有技术的一种典型设计中，如图1所示，交换芯片所有端口(port)全局共享唯一路由表。该方案存在读路由性能不足、物理实现时序(timing)收敛、拥塞(congestion)风险较高等不足。具体地，在全局共享方案中，多个端口入口报文需要读路由表时，大量端口排队等待读路由表，最终造成报文传输延时增
4、在现有技术的另一种典型设计中，如图2所示，交换芯片各入口端口分别独享一张路由表。该方案存在硬件资源消耗大，路由表长时间空闲，未充分利用的缺点。具体地，在独享路由方案中，大规模的交换网络中，路由表项、端口数较大，独享方案资源消耗巨大，存在物理不可实现风险、制造成本升高。通常路由表在网络拓扑发现的过程中完成配置。路由表个数多，软件配置时间长，cpu负载大。对于链路传输、大数据包传输交换网络中，入口端口并不需要每周期持续读路由表，独享路由方案的路由表长时间空闲，并未被充分利用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种交换芯片的分区路由共享方法和装置，旨在克服路由寻址性能不足和物理拥塞风险较高的问题。
2、根据本专利技术的第一方面，提供了一种交换芯片的分区路由共享方法，包括：
3、将交换芯片中所有端口划分为多个分区，在每个分区中设置共享路由表，并在每个端口内部设置本地路由缓存；
4、当入口端口接收到入口报文时，向所述入口端口内的本地路由缓存发起预路由请求，如果所述入口报文的目的节点设备id在所述本地路由缓存命中，则将所述入口报文的目的节点设备id对应的出口端口直接返回给所述入口端口，如果所述本地路由缓存未命中，则向所述入口端口所在分区的共享路由表发起读路由表请求；
5、对分区内各端口的读路由表请求进行仲裁，仲裁胜利的读路由表请求发起读路由表操作，在所述共享路由表命中时，将所述目的节点设备id对应的出口端口返回给对应的入口端口，通过所述入口端口对所述分区路由表进行应答校验，校验通过后更新所述入口端口内的本地路由缓存。
6、优选地，所述将交换芯片中所有端口划分为多个分区，在每个分区中设置共享路由表，进一步包括：
7、根据各个端口之间的物理位置关系将端口划分为多个分区，将相邻端口放置在同一分区内，
8、根据分区内各个端口到所述共享路由表的物理实现距离，确定所述共享路由表的位置。
9、优选地，所述向所述入口端口所在分区的共享路由表发起读路由表请求，进一步包括：
10、判断本地已发出并且未应答的outstanding队列是否具有剩余空间，如果具有剩余空间，则向所述共享路由表发起所述读路由表请求，否则等待。
11、优选地，所述对读路由表请求进行仲裁，进一步包括：
12、判断所述入口端口是否具有绝对优先级，所述绝对优先级表征该端口读路由表的仲裁优先级高于其他入口端口；如果不具有绝对优先级，则对入口端口逐个轮询完成查表操作。
13、优选地，所述本地路由缓存包括第一路由缓存和第二路由缓存，所述第一路由缓存由软件配置，第二路由缓存由硬件自动获取和更新，并且所述更新所述入口端口内的本地路由缓存，进一步包括：
14、接收所述共享路由表的返回目的节点设备id对应的出口端口，判断所述目的节点设备id在所述第二路由缓存中是否已存在，
15、如果已存在则不进行处理；如果不存在，则将所述第二路由缓存中最早记录的一组目的节点设备id和出口端口的对应关系删除，并将所述本次目的节点设备id和出口端口的对应关系记录在第二路由缓存中。
16、根据本专利技术的第二方面，提供了一种交换芯片的分区路由共享装置，包括：
17、分区模块，用于将交换芯片中所有端口划分为多个分区，在每个分区中设置共享路由表，并在每个端口内部设置本地路由缓存；
18、路由请求模块，用于当入口端口接收到入口报文时，向所述入口端口内的本地路由缓存发起预路由请求，如果所述入口报文的目的节点设备id在所述本地路由缓存命中，则将对应的出口端口直接返回给所述入口端口，如果所述本地路由缓存未命中，则向所述入口端口所在分区的共享路由表发起读路由表请求；
19、仲裁模块，用于对所述分区内各端口的读路由请求进行读分区共享路由的仲裁，确定读路由表顺序；
20、更新模块，在所述目的节点设备id对应的出口端口返回给所述入口端口时，通过所述入口端口对所述分区路由表进行应答校验后，更新所述入口端口内的本地路由缓存。
21、相比于现有技术，本专利技术的技术方案具备以下优点：
22、本专利技术在硬件资源消耗可接受的前提下，可以提高路由表查询效率，提高报文传输速率，降低报文在交换芯片传输延时。相较于全局共享路由表方案，提高了路由性能，降低了端口到路由表的路径延时，物理实现友好，降低了拥塞风险。相较于端口独享路由表方案，在保证路由效率的基础上，节省硬件资源消耗，降低芯片制造成本。通过基于outstanding机制的路由寻址方案，高效流水地、无等待地完成路由表查询。在报文目的节点设备id重复出现、系统关注特定关键目的节点设备传输性能的场景下，实现快速路由查询，保证传输效率。
23、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可以通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构和流程来实现和获取。
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1.一种交换芯片的分区路由共享方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的交换芯片的分区路由共享方法，其特征在于，所述将交换芯片中所有端口划分为多个分区，在每个分区中设置共享路由表，进一步包括：
3.根据权利要求1所述的交换芯片的分区路由共享方法，其特征在于，所述向所述入口端口所在分区的共享路由表发起读路由表请求，进一步包括：
4.根据权利要求1所述的交换芯片的分区路由共享方法，其特征在于，所述对读路由表请求进行仲裁，进一步包括：
5.根据权利要求1所述的交换芯片的分区路由共享方法，其特征在于，所述本地路由缓存包括第一路由缓存和第二路由缓存，所述第一路由缓存由软件配置；第二路由缓存由硬件自动获取和更新，并且所述更新所述入口端口内的本地路由缓存，进一步包括：
6.一种交换芯片的分区路由共享装置，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的交换芯片的分区路由共享装置，其特征在于，所述分区模块，进一步用于：
8.根据权利要求6所述的交换芯片的分区路由共享装置，其特征在于，所述路由请求模块，进一步用
9.根据权利要求6所述的交换芯片的分区路由共享装置，其特征在于，所述仲裁模块，进一步用于：
10.根据权利要求6所述的交换芯片的分区路由共享装置，其特征在于，所述本地路由缓存包括第一路由缓存和第二路由缓存，所述第一路由缓存由软件配置，第二路由缓存由硬件自动获取和更新，并且所述更新所述入口端口内的本地路由缓存，
...【技术特征摘要】
1.一种交换芯片的分区路由共享方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的交换芯片的分区路由共享方法，其特征在于，所述将交换芯片中所有端口划分为多个分区，在每个分区中设置共享路由表，进一步包括：
3.根据权利要求1所述的交换芯片的分区路由共享方法，其特征在于，所述向所述入口端口所在分区的共享路由表发起读路由表请求，进一步包括：
4.根据权利要求1所述的交换芯片的分区路由共享方法，其特征在于，所述对读路由表请求进行仲裁，进一步包括：
5.根据权利要求1所述的交换芯片的分区路由共享方法，其特征在于，所述本地路由缓存包括第一路由缓存和第二路由缓存，所述第一路由缓存由软件配置；第二路由缓存由硬件自动获取和更新，并且...
【专利技术属性】
技术研发人员：王大伦，杜欣，张林，黄少肃，朱炯，龚晓华，李良磊，熊绪斌，
申请(专利权)人：无锡众星微系统技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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