[发明专利]单层网络、以及在单层交换网络中进行路由的方法

说明书

技术领域

本发明涉及在网络中路由分组的设备和方法。

背景技术

许多数据网络如计算机网络或视频传输网络使用分组交换机制来传输数据。在通常被称为节点的实体之间路由分组。

一种用于在节点之间传输分组的机制是交换机，其含有多个输入端口和多个输出端口。一些交换机类型可以在任何输入端口和任何输出端口之间传输数据分组。可以构建这样的交换机，使得在输入和输出端口之间的任何可能同时发生的路由组合是可行的。这样的交换机被称为无阻塞。无阻塞交换机的一种类型是纵横制交换机。

当所需的交换机的大小大于单个设备能容纳的大小时，可以组合一些设备来形成较大的交换机。当组合一些交换机如纵横制交换机时，该组合在本发明中被称为架构(fabric)或网络。就像交换机，网络可以是阻塞或无阻塞。

网络的一个示例架构使用多个设备作为源交换机(source switch)、另一多个设备作为宿交换机(sink switch)和第三多个设备作为中间交换机。源交换机与网络的输入端口相连接，且用作网络的输出端口的数据的来源。宿交换机与网络的输出端口相连接，且充当来自网络的输入端口的数据的宿。不同的路由可以共享网络中的许多链路，这些路由可以允许单个源通过垄断网络中的关键链路来阻塞交换机。特别地，与网络相连接的一个宿或宿交换机可能过载数据。通常宿或宿交换机具有数据缓存区来容纳数据的爆满。然而，在没有对输入数据进行控制的情况下，缓存区可能过载。

控制网络中的数据流量的一种方法是，使每个源交换机向宿交换机请求带宽。宿交换机相应地为数据带宽生成“信用值(credits)”，并将这些信用发送到请求源。系统使用本领域所知悉的信用值和在被全文引用的专利US7619970中所描述的信用值。

现有的网络/架构的一个缺点是一个路由可能会阻塞另一个路由。虽然可以共享链路，某些路由有时可能被阻塞。绕过被阻塞的路径而进行路由可能是可行的，但其可能需要使一些或全部现有的路由进行路由，来容纳被阻塞的路由。通过网络的流量的路由可能需要以各种交换机来暂停(halting)数据流量，导致在到输出端口的数据传输中产生不合意的延迟。

现有的网络的另一个缺点是需要在每一阶段/网络中的交换机对分组报头进行处理。通常分组包含数据部分和报头部分。通常构建报头以支持众所周知的协议如TCP/IP。在每一阶段/网络中的交换机中，通常对报头进行处理，来提取路由信息。这种处理要求会大大增加成本、存储器大小和交换机的处理要求。

现有的网络还有一个缺点是，缺乏关于网络的整体拓扑的信息。在网络中的单个交换机仅可以知道网络或本地连接的原始拓扑。如果网络中的一条链路变为无效的，数据可能丢失或延迟。

因此，提供一种在网络中阻止阻塞的路由、减少或消除每个交换机的分组报头处理开销的设备和方法，以及一种绕过网络中损坏的或无效的链路而进行路由的设备和方法，这是可取的。

发明内容

本发明提供了一种包括交换机的网络，结合至少一幅附图进行了详细描述，并在权利要求中得到了更完整的阐述。该网络可以包括阻止阻塞的路由的机制。此外，网络可以减少和/或消除在网络中由交换机进行的报头处理和可以绕过无效的链路而对数据分组进行路由。

根据本发明的一个方面，提供一种单层网络，所述网络包括：

至少一个输入端口；

至少一个输出端口；

至少一个源交换机，所述源交换机包括至少一个输入、至少两个输出和至少一个虚拟输出队列，其中，所述至少一个虚拟输出队列与至少一个宿相关；

至少一个宿交换机，所述宿交换机包括至少一个输入、至少两个输出和至少一个调度机制；及

连接所述至少一个源交换机和至少一个宿交换机的架构；

其中，所述至少一个虚拟输出队列提供所述至少一个调度机制的队列状态信息，所述至少一个调度机制响应于所述队列状态信息的接收，生成信用值，其中，所述源交换机响应于所述信用值的接收，使用至少一个负载分配算法，通过多个输出发送单个数据流量的分组或部分分组；及

其中，通过所述源交换机对所述分组或部分分组进行排序和通过所述宿交换机对所述分组或部分分组进行重新排序。

优选地，所述网络进一步包括至少一个中间交换机，其中所述至少一个中间交换机与所述至少一个宿交换机相连接。

优选地，所述网络进一步包括至少一个中间交换机，其中所述至少一个中间交换机与所述至少一个源交换机相连接。