[发明专利]用于数据中心网络交换的系统、方法和架构

权利要求书

1.一种非Clos网络数据包交换装置，用于将数据包从第一连接交换机的外围设备传送到第二连接交换机的外围设备，所述装置包括：

多个半导体交叉交换元件，其设置在机箱内并具有多个相关联的用于与相应的外围设备连接以收发数据包的外部I/O端口，以及多个相关联的内部I/O端口；

点对点电网互连，定义了每个半导体交叉交换元件的一个内部I/O端口与每个其他半导体交叉交换元件的一个内部I/O端口之间的直接电连接；

控制处理器，被配置为维护将外围设备连接映射到与所述多个半导体交叉交换元件相关联的对应外部I/O端口的查找表；

其中，每个半导体交叉交换元件被配置为：

响应于在其外部I/O端口之一上检测到数据包，根据查找表映射并基于所述数据包的地址头确定所述数据包的目的半导体交叉交换元件，和所述目的半导体交叉交换元件的目的外部I/O端口；

在目的半导体交叉交换元件与在其外部I/O端口之一上检测到数据包的半导体交叉交换元件不同的情况下，输出数据包和目的外部I/O端口的指示符到其内部I/O端口之一上，所述内部I/O端口通过点对点电网互连连接到目的半导体交叉交换元件；

否则，将数据包输出到目的外部I/O口；

响应于在其内部I/O端口之一上接收到数据包和目的外部I/O端口的指示符，将没有指示符的所述数据包输出到由所述指示符标识的外部I/O端口，至第二连接交换机的外围设备，由此数据包从第一连接交换机的外围设备到第二连接交换机的外围设备的路由最多仅穿越两个半导体交叉交换元件。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述半导体交叉交换元件包括至少一个现场可编程门阵列(FPGA)。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述点对点电网互连包括至少一个多层堆叠的电互连印刷电路板。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述至少一个多层堆叠的电互连印刷电路板是无硅的。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述点对点电网互连包括多个离散线。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述地址头是MAC地址头，并且其中，所述查找表存储与连接的外围设备相对应的MAC地址。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，每个半导体交叉交换元件还包括缓冲模块，用于调节所述半导体交叉交换元件内的数据包网络流量，其中，所述缓冲模块对从所述半导体交叉交换元件的入口到出口传输的所述数据包执行虚拟输出排队。

8.一种非Clos网络数据包交换方法，包括：

在第一网络半导体交换元件的电连接到外围设备的外部I/O端口处接收要转发到连接到多个网络半导体交叉交换元件之一的外部I/O端口的第二外围设备的网络流量数据包；

在第一网络半导体交叉交换元件处，根据将外围设备连接与多个网络半导体交叉交换元件的对应外部I/O端口映射的查找表，并根据与连接至网络的目的外围设备相对应的地址头，确定要在其上转发网络流量数据包的目的外部I/O端口；

将第二网络半导体交换元件的目的外部I/O端口的指示符加到网络流量数据包前；

通过直接点对点电网互连将网络流量数据包转发到第二网络半导体交换元件，所述点对点电网互连定义了每个半导体交叉交换元件的一个内部I/O端口和每一个其他半导体交叉交换元件一个内部I/O端口之间的直接电连接；

由第二网络半导体交叉交换元件在其经由直接点对点电网互连连接到第一网络半导体交叉交换元件的内部I/O端口处接收所述前加的网络流量数据包；以及

由第二网络半导体交叉交换元件将网络流量数据包输出到目的外部I/O端口上，至第二连接交换机的外围设备，由此，数据包从第一连接交换机的外围设备到第二连接交换机的外围设备的路由最多仅穿越两个半导体交叉交换元件。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括对从每个所述半导体交叉交换元件的入口到出口传输的数据包执行虚拟输出排队。