[发明专利]利用分散式背板令接线卡互接的机架式交换器

说明书

一种利用分散式背板令接线卡互接的机架式交换器，包括一背板，安装在一机架上，其上设有至少一连接介面；至少一接线卡，插接到对应的连接介面上，该接线卡上设有一网络交换芯片，该网络交换芯片用于执行本地网络信号的交换；至少一交换卡，插接到对应的连接介面上，以通过背板，与接线卡相连接，该交换卡上设有一互连交换芯片，该互连交换芯片用于执行接线卡间信号的交换，且其数量等于接线卡的数量；及一回路，通过该背板上插设有该接线卡的连接介面，令该网络交换芯片及互连交换芯片上原本未直接相连的对应端口相互连接。

技术领域

本发明涉及一种机架式交换器(chassis switch)，尤其涉及一种利用分散式背板(distributed backplane)，令其上插接的接线卡(line cards)端口能相互连接(interconnect)的机架式交换器，以期在该机架式交换器内未插满接线卡的状态下，能以最低的建构成本，令该机架式交换器上插接的每张接线卡的端口均能有效执行本地网络交换(local network access switch)及卡间交换(card interconnection switch)的功能，进而使该机架式交换器上的网络交通保持无堵塞的全速运作状态。

背景技术

请参阅图1所示，机架式交换器10是一种外观依照统一标准设计的伺服器，以配合一机架11统一使用，其设计宗旨主要是为了尽可能减少伺服器空间的占用，而减少空间的直接好处就是在机房托管时的价格会便宜很多，此外，由于机架式交换器10在外型和设计上有统一的标准，其协同性和管理性亦较强。一般而言，机架式交换器10的宽度为19英寸，高度以U为单位(1U＝1.75英寸＝44.45毫米)，通常有1U、2U、3U、4U、5U、7U几种标准的伺服器，机架11的尺寸也是采用通用的工业标准，通常从22U到42U不等；机架11内按U的高度设有可拆卸的滑动拖架，用户可根据自己伺服器的标高，灵活调节高度，以存放伺服器、集线器、磁盘阵列柜等网络设备，伺服器摆放好后，它的所有I/O线全部从机架11的后方引出(机架式交换器10的所有介面也在后方)，统一安置在机架11的线槽中，一般均贴有标号，以便于管理。机架式交换器10适用的族群主要是对伺服器数量需求较多者，如：需要集中管理的互联网企业……等。

请再参阅图1所示，传统的机架式交换器10(chassis switch)通常至少包括多张(甚至，十几张)接线卡(line cards)12、一背板(backplane)13及至少一交换卡(switchcards)14等基本构件，其中，该背板(backplane)13安装在机架11的背侧，其上设有多个连接介面(connectors)131，以供插接设计数量的该等接线卡12及交换卡14，该等接线卡12及交换卡14由机架11的前侧分别插接到各该连接介面131上，以通过该背板13，将该等接线卡12及交换卡14连接起来，进行网络信号的交换，因此，为令插设在该传统机架式交换器10上的所有接线卡12均能同时全速运作而无堵塞(Non-blocking)的现象，该背板13自然必需具备足够的频宽及非常高速的传输能力。

一般而言，再请参阅图1所示，用户在建置机架式网络交换系统之初，为节省费用的不必要支出且避免资源的闲置浪费，通常只会购买机架11与少量的接线卡12，以后，随着网络需求的增加，再逐步增加接线卡12的数量。然而，随着网络规格的逐步提升，接线卡12的信号传输速度也愈来愈快，使得累积到背板13的交通需求也愈来愈大，单一组背板13的信号传输速度已无法搭配该等接线卡12的传输速度，进而导致无法胜任令所有接线卡12间同时进行无堵塞(Non-blocking)或低延迟(Low Latency)的全速运作任务。据此，新的机架式交换器乃因应而生，其设计方式是将前述的集中式背板13的信号打散，请参阅图2所示，分布在多组的背板信号线132上，于是，便有ANSI/TIA-942-A-1标准建议的两级胖树(2-stage fat tree)的网状(mesh)连接方式，此种交换器即所谓的“具分散式背板设计的机架式交换器”，其具备下列两大特性：