[发明专利]一种计算芯片和交换芯片三线互连的七层交换系统

权利要求书

1.一种计算芯片和交换芯片三线互连的七层交换系统，其特征在于，包括：

主板电路包括计算电路和交换电路两部分，计算电路包括处理器、内存、硬盘、第一网络芯片、第二网络芯片和时钟芯片，交换电路包括交换芯片、串行EEPROM、时钟芯片和若干EPL；处理器实现4-7层的网络数据转发，并对交换芯片进行初始化、配置、监控和管理；内存和硬盘辅助实现处理器上操作系统的运行；第一网络芯片和第二网络芯片用于与交换芯片间的以太网络通信；时钟芯片用于处理器和交换芯片的时钟频率初始化；交换芯片是网络处理模块，实现2-3层的网络数据的转发和处理；EPL(Ethernet Port Logic，以太网逻辑接口)用于与外部以太网连接，完成以太网与交换芯片间的数据转发；串行EEPROM用于保存交换芯片的配置信息。

2.如权利要求1所述的计算芯片和交换芯片三线互连的七层交换系统，其特征在于，在系统初始化过程中，处理器启动，时钟芯片复位，读取硬盘信息，初始化内存和第一和第二网络芯片，并扫描各PCIe总线上的设备；交换芯片复位；处理器进入操作系统，并驱动管理PCIe控制交换芯片，完成交换芯片的配置文件导入和端口的初始化；第一和第二网络芯片分别与交换芯片进行速率协商，完成握手，开始网络通信。

3.如权利要求1所述的计算芯片和交换芯片三线互连的七层交换系统，其特征在于，系统2-3层交换过程包括：

交换芯片检测到从网络接收的一个数据包；交换芯片对数据包进行校验，其中包括IPV4头部、TCP/UDP头部和VLAN头部；交换芯片对数据包进行2-3层头部解析，获取目的MAC和目的IP地址；交换芯片B1对数据包目的MAC和IP地址的解析结果，与服务器的MAC或IP对应，则将数据通过网络转发给服务器；服务器对请求的数据响应，并将回复的数据包经过交换芯片发送给客户端，完成2-3层的数据响应。

4.如权利要求1所述的计算芯片和交换芯片三线互连的七层交换系统，其特征在于，系统4-7层交换过程包括：终端通过网络发起一个请求数据包；交换芯片检测到从网络接收的一个数据包；交换芯片对数据包进行校验，其中包括IPV4头部、TCP/UDP头部和VLAN头部；交换芯片对数据包进行2-3层头部解析，获取目的MAC和目的IP地址；交换芯片对数据包目的MAC和IP地址的解析结果，与第一网络芯片的MAC或IP对应，则将数据通过网络转发给第一网络芯片；处理器接收到第一网络芯片的数据，进行4-7层的网络报文解析，修改地址、端口或内容字段信息后，将数据通过第二网络芯片转发到网络；交换芯片接收第二网络芯片转发到网络的数据包，并对数据包进行校验，其中包括IPV4头部、TCP/UDP头部和VLAN头部；交换芯片对数据包进行2-3层头部解析，获取目的MAC和目的IP地址；交换芯片对数据包目的MAC和IP地址的解析结果，与服务器的MAC或IP对应，则将数据通过网络转发给转发给服务器；服务器对请求的数据响应，并将回复的数据包依次经过交换芯片、第二网络芯片、处理器、第一网络芯片以及交换芯片，最后发送给客户端，完成4-7层的数据响应。

5.如权利要求1所述的计算芯片和交换芯片三线互连的七层交换系统，其特征在于，交换芯片复位，包括：时钟芯片复位、以太网端口EPL复位、读取串行EEPROM的配置信息。

6.如权利要求1所述的计算芯片和交换芯片三线互连的七层交换系统，其特征在于，在计算电路中，内存与处理器直连，硬盘与处理器直连，第一网络芯片与处理器连接，第二网络芯片与处理器连接，时钟芯片的输出端与处理器的输入端连接。

7.如权利要求1所述的计算芯片和交换芯片三线互连的七层交换系统，其特征在于，在交换电路中，串行EEPROM通过SMBus与交换芯片双向连接，时钟芯片的输出端与交换芯片的输入端连接；处理器与交换芯片通过管理PCIe总线双向连接，第一网络芯片连接交换芯片的一个EPL，第二网络芯片连接交换芯片的另一个EPL。