[发明专利]一种组播报文处理方法、线卡及通信设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域中的PCIE(Peripheral Component Interconnect Express，增强的外部组件互联标准)总线技术领域，尤其涉及一种组播报文处理方法、线卡及通信设备。

背景技术

PCIE总线是用于互连通信设备中各线卡的第三代I/O高性能总线，是基于PCI(Peripheral Component Interconnect，外部组件互联标准)总线而发展起来的。PCI总线采用共享并行连接方式，同一时间在PCI总线上仅能有一个线卡进行通信，如果PCI总线上挂接的线卡增多，每个线卡的实际传输速率就会下降，性能得不到保证；而PCIE总线采用点对点串行连接方式，每一个线卡都拥有自己独立的数据连接，各线卡之间并发的数据传输互不影响，从而保证了数据传输通道的专有性，避免其他线卡的干扰，提高了数据传输速率。

在采用PCIE交换技术的通信设备中，一般包括一个主控卡、若干个线卡和PCIE交换器，也可将PCIE交换器集成于主控卡，主控卡控制PCIE交换器实现对各线卡之间需要传输的报文的转发，各线卡之间进行报文传输的接口称为PCIE接口，与PCIE接口相区分，线卡中用于与其他通信设备之间传输报文的接口称为通信接口。

目前，按照内部线卡对报文处理方式的不同，通信设备主要有两种类型，一种是集中式通信设备，其中主控卡上设置有CPU，用于负责多个线卡的报文处理，另一种是分布式通信设备，除主控卡上设置有CPU外，每个线卡上也都设置有CPU，每个线卡对于自身的报文处理由各自的CPU负责。

随着网络技术的快速发展，分布式通信设备已经在越来越多的网络环境中使用。分布式通信设备中各线卡之间的数据交换通道叫做背板交换网络，在目前分布式通信设备中，PCIE交换和以太交换是两种较为常见的背板交换技术。

以太网在MAC层支持组播地址，所以基于以太交换的分布式设备中，线卡间传输组播报文比较简单，只需要将报文的目的MAC地址修改为组播地址，然后发送到以太交换芯片，就可以由交换芯片将该组播报文同时转发给多个目的线卡。

然而在PCIE交换方式中，主要采用根据报文的目的地址进行路由，不同的线卡拥有不同的PCIE基地址，通过向不同的PCIE地址写数据即可完成报文转发。但是在这种方式中，不支持将一个报文一次发送给多个目的线卡，所以PCIE交换本身不能实现类似于以太交换的组播报文跨线卡转发。

下面以图1所示的基于PCIE交换的分布式通信设备为例，对采用PCIE交换方式的设备内部报文传输的方案进行介绍。

在图1中，分布式通信设备中包括了两种板卡，一种是带有PCIE交换器的主控卡，也可称为核心交换卡，另一种是有通信接口的线卡，每个线卡都拥有各自的CPU，并设置有数量不等或种类不同的通信接口，用于与其它通信设备进行报文传输，例如，线卡1上设置有接口1/0和接口1/1共计两个通信接口，且每个线卡均通过PCIE接口与主控卡中的PCIE交换器相连，用于在线卡之间进行报文传输。由于每个线卡均具有报文处理能力，所以相比集中式通信设备，设备整机的处理能力为各线卡的处理能力的线性叠加，从而提升了整机性能和容量。

按照报文转发路径的不同可以分为本卡转发和跨卡转发，其中，在同一线卡上的不同通信接口之间的报文转发称为本卡转发，本卡转发不需要其它线卡的CPU参与转发处理；在不同线卡的通信接口之间的报文转发称为跨卡转发，跨卡转发时报文需要经过PCIE交换器，且需要两个线卡的CPU的参与才能完成。

对于本卡转发单播报文的处理流程，以从线卡1的接口1/0接收的报文通过接口1/1转发为例，如图2所示，包括：

步骤S201、线卡1从接口1/0接收报文，并将该报文存放在本卡内存的buffer1中(通信设备接口接收的报文一般由接口硬件负责将报文存入buffer中，不需要CPU干预，CPU只需要通过中断或者查询方式去发现报文是否已经成功存放到内存中即可)。

步骤S202、线卡1解析该报文，根据该报文中携带的目的地址，查找该报文的目的接口为本卡的接口1/1。

步骤S203、线卡1对该报文进行必要的修改(例如修改二层协议头，修改TTL值)。

步骤S204、线卡1通过接口1/1发送报文，报文发送后释放buffer1。

对于跨卡转发单播报文的处理流程，以从线卡1的接口1/0接收的报文通过线卡2的接口2/0转发为例，线卡1为源线卡，线卡2为目的线卡，如图3所示，包括：