[实用新型]交换机及其主控板

说明书

技术领域

本实用新型涉及数据通信设备领域，尤其涉及一种用于进行数据交换的交换机及其主控板。

背景技术

交换机主要用于用户数据的转发处理，目前交换机的结构主要包括集中式转发架构(见申请号为200810186462.1和200710120862.8的中国专利申请)和分布式转发架构(见申请号为03146050.X、03275752.2和200710120863.2的中国专利申请)。分布式转发架构的交换机包括主控板和至少一个交换业务模块，交换机的每个交换业务模块上都有自己的交换单元。如图1所示，以包括三个交换业务模块为例，典型的分布式转发架构的交换机还可以包括用于布线设置的交换机背板，其中主控板包含主交换单元Switch0、主中央处理单元CPU0和主管理接口单元MGMT0(Management)，各个交换业务模块也都包含各自的交换单元(Switch1～Switch3)、中央处理单元(CPU1～CPU3)和管理接口单元(MGMT1～MGMT3)。各个交换业务模块均有各自的与交换机外设备通讯的端口(Port1～Port3)。三个交换业务模块的交换单元分别通过接口S1和S2、S3和S4、S5和S6连接到主控板的Switch0上，Switch0提供高效的数据转发用以实现三个交换业务模块之间的数据转发。

分布式转发架构的交换机的工作原理如下：主控板的主交换单元Switch0和各交换业务模块的交换单元Switch1～Switch3用于实现数据层面的业务数据交换，数据交换方式为：当交换业务模块内发生数据交换时，其端口数据通过交换业务模块上的交换单元直接完成数据交换，不需要传输到Switch0上。而当发生跨交换业务模块的数据交换时，比如交换业务模块1向交换业务模块2发报文，则报文数据从交换业务模块1的端口Port1进来，经过交换业务模块1上的Switch1转发到Switch0(通过接口S1或S2)，然后由Switch0通过接口S3或S4转发到交换业务无模块2的Switch2，之后Switch2将数据转发到自己的端口Port2上。

主中央处理单元CPU0除控制Switch0的数据交换外，还通过MGMT0在网络层面集中管理各交换业务模块，实现对各交换业务模块的网络协议管理和维护。各交换业务模块的管理接口单元MGMT1～MGMT3接受来自主控板的MGMT0的网络层面信息，CPU1～CPU3分别根据MGMT1～MGMT3接收的网络层面信息协助处理各种网络协议和维护，因此主控板的CPU0可以通过MGMT0管理各交换业务模块的CPU1～CPU3并可提供较强的运算能力，协助各交换业务模块进行复杂业务的处理。

上述分布式转发架构的交换机的优点是由于各交换业务模块分担主控板的Switch0的数据流量，并各自带有中央处理单元，可以协助处理各种网络协议和维护，因此减轻了主控板的Switch0和CPU0的负担，提高了设备的实时响应性能和降低整机出现交换阻塞的几率。

但是主控板上通过接口S1～S6(在此称为HG口)与各交换业务模块进行数据通信的链路是交换机上用得很多的高速链路，其传输速度通常达到10Gbps或更高，这就要求主交换单元Switch0具有6个以上的HG口，而这种具备众多高速HG口的Switch0所采用的交换芯片通常价格昂贵，其自身的成本价占去了主控板大约70％的成本。同时为了支持更多的交换业务模块，要求HG口数量不断增加。所以上述分布式转发架构的交换机存在一个显著问题是主交换单元Switch0的成本太高，对于低端需求的时候没有价格优势。同时因为具有多个HG接口的Switch0采用的交换芯片具有较大的发热量，作为交换网络中的核心节点器件，一旦出现故障，则其下挂的各个交换业务模块将无法实现数据相互转发。