專利名稱：基于P2i互連結(jié)構(gòu)的可擴展路由器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于P2i互連結(jié)構(gòu)的可擴展路由器屬于互聯(lián)網(wǎng)核心設(shè)備路由器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
核心路由器是計算機網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能是完成數(shù)據(jù)路由功能。路由器的發(fā)展大體經(jīng)歷了“集中路由轉(zhuǎn)發(fā)/共享總線交換”(如圖1所示)，“分布路由轉(zhuǎn)發(fā)/共享總線交換”(如圖2所示)，“分布路由轉(zhuǎn)發(fā)/交換結(jié)構(gòu)交換”(如圖3所示)三個階段，路由器性能隨之有大幅度的提高。然而，隨計算機網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，用戶流量迅速增長，路由器性能仍然是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的瓶頸，這要求路由器的性能必須不斷提高，以適應(yīng)這一需求。
目前路由器始終屬于單節(jié)點路由器，即“多個外部端口+單交換結(jié)構(gòu)+單CPU計算路由”。這種單節(jié)點路由器一方面受交換結(jié)構(gòu)發(fā)展的限制，總體性能提升非常困難；另一方面，隨網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的急速膨脹，路由計算問題也成為路由器發(fā)展的瓶頸之一。因此，可擴展路由器成為路由器的發(fā)展方向，將成為下一代互聯(lián)網(wǎng)核心設(shè)備?？蓴U展路由器(Cluster Router簡稱CR)可以由多個路由節(jié)點(Routing Node，后簡稱RN)通過內(nèi)部互連結(jié)構(gòu)連接形成(如圖4所示)。CR對外表現(xiàn)是一臺單節(jié)點路由器而不是一個網(wǎng)絡(luò)。
互連結(jié)構(gòu)是路由器的核心部件。當(dāng)前核心路由器主要采用crossbar交換結(jié)構(gòu)。當(dāng)輸入輸出端口數(shù)目增加時，crossbar交換結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度和成本將急劇增加，因此不適合CR采用。對于CR來講，其靈活擴展性要求其內(nèi)部互連結(jié)構(gòu)也具備相應(yīng)的擴展能力，而且其內(nèi)部互連結(jié)構(gòu)的性能將很大程度影響CR的性能。因此高性能、可擴展的互連結(jié)構(gòu)是CR的一個關(guān)鍵問題。
此外，內(nèi)部互連結(jié)構(gòu)應(yīng)該具備良好的擴展粒度。CR作為下一代互聯(lián)網(wǎng)核心設(shè)備，應(yīng)該具備極好的可擴展性，以滿足各運營商或網(wǎng)絡(luò)用戶對網(wǎng)絡(luò)性能日益增長的需求。
目前CR已有的互連結(jié)構(gòu)大體分兩類，多級互連交換結(jié)構(gòu)(MIN)和直連式互連結(jié)構(gòu)。
目前CR所采用的MIN有如下幾種Benes結(jié)構(gòu)。采用Benes結(jié)構(gòu)，要搭建一個N×N的無阻塞網(wǎng)絡(luò)，代價為N·2logN，Benes結(jié)構(gòu)屬于可重排無阻塞交換網(wǎng)絡(luò)。如果采用單路徑路由，需要重新建立連接，采用多路徑路由可以消除這一問題。可以通過遞歸的方式搭建Benes網(wǎng)，如圖5所示。
Benes結(jié)構(gòu)屬于多級交換結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的構(gòu)建簡單、結(jié)構(gòu)對稱，可以很方便的支持較多的端口。而且，Benes結(jié)構(gòu)中輸入、輸出端口間存在多條路徑，可以實現(xiàn)負(fù)載的均衡，一定程度上緩解了路徑?jīng)_突的問題。但是，該交換結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)代價較大，而且出現(xiàn)“阻塞”時需要重新設(shè)定網(wǎng)絡(luò)的連接關(guān)系，反應(yīng)速度較慢。
Clos結(jié)構(gòu)。Clos結(jié)構(gòu)也屬于多級交換結(jié)構(gòu)，圖6是一個典型的3級Clos交換結(jié)構(gòu)。一般情況下，3級Clos結(jié)構(gòu)屬于可重排無阻塞，但是可以證明當(dāng)m＞＝2n-1時不需要重排，屬于嚴(yán)格意義上的無阻塞結(jié)構(gòu)。
Clos交換結(jié)構(gòu)中每個組成“元素”可以是crossbar，不需要特殊的設(shè)計，而且相同規(guī)模的Clos結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)代價遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于crossbar結(jié)構(gòu)；在Clos結(jié)構(gòu)中，輸入、輸出端口間存在多條交換路徑。Clos結(jié)構(gòu)要實現(xiàn)無阻塞，代價較大，所以一般意義上還是屬于可重排無阻塞，這就要求在中間過程重新設(shè)定連接關(guān)系。同樣在利用多平面結(jié)構(gòu)實現(xiàn)擴展時，面臨一個兩難的選擇交換網(wǎng)絡(luò)中有緩存，需要解決排序問題；無緩存，尋路的代價會很高，很難實現(xiàn)高吞吐率。
負(fù)載均衡交換結(jié)構(gòu)是一種較為新穎的交換結(jié)構(gòu)，如圖7所示，兩個相同的交換模塊將一個緩沖區(qū)夾在中間，緩沖區(qū)按VOQ的方式組織，共有N2個VOQ。第一級交換模塊負(fù)責(zé)負(fù)載均衡，第二級交換模塊負(fù)責(zé)分組調(diào)度，兩級交換模塊不需要復(fù)雜的調(diào)度算法，只要簡單的輪轉(zhuǎn)即可。
負(fù)載均衡交換結(jié)構(gòu)在設(shè)計之初存在一些問題，包括由于中間緩存的存在，可能導(dǎo)致分組亂序；一些病態(tài)流量可能導(dǎo)致整個交換的吞吐率急劇下降；該結(jié)構(gòu)對交換模塊設(shè)置的快速更新提出了很高的要求；容錯能力不強等。后來的一些研究針對這些問題逐一做了分析，并給出了相應(yīng)的解決方法。
目前CR采用的直連式互連結(jié)構(gòu)有如下幾種k階n維torus結(jié)構(gòu)該互連結(jié)構(gòu)為環(huán)型結(jié)構(gòu)，當(dāng)n＝3時，該結(jié)構(gòu)為3D環(huán)形結(jié)構(gòu)如圖8所示。該互連結(jié)構(gòu)包含有N＝k^n個節(jié)點，其特點是每個路由節(jié)點均相互獨立且每一個節(jié)點都必須既是輸入輸出終端也是交換節(jié)點。Tori是規(guī)則的(每個節(jié)點的度相同)同時也是邊均衡的，這能夠幫助改善通道的負(fù)載均衡性。torus網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點體現(xiàn)在以下幾個方面。規(guī)則的物理排列適于包裝約束。在低維空間，tori具有統(tǒng)一的短線，允許在沒有轉(zhuǎn)發(fā)器的情況下高速運行。tori中的邏輯最短路徑基本上也是物理最短路徑。Torus具有很好的路徑多樣性，因此即使采用置換傳輸也會具有很好的負(fù)載均衡性。同樣地，因為torus網(wǎng)絡(luò)中所有的通道都是雙向的，他們可以使用雙向通信，使得管腳和線的使用效率提高。Torus網(wǎng)絡(luò)的一個缺點就是比對數(shù)網(wǎng)絡(luò)具有更大的跳數(shù)。因此就會比最小跳有稍高一點的時延，而且會增加網(wǎng)絡(luò)的管腳成本。增加跳數(shù)也對路徑多樣性提出了要求。
蜂巢式互連結(jié)構(gòu)該互連結(jié)構(gòu)基于止六邊形結(jié)構(gòu)，如圖9所示。每個路由節(jié)點均相互獨立且每一個節(jié)點都既是輸入輸出終端也是交換節(jié)點。它是一種單機架單層的蜂巢式路由器，它由一個由多個正六邊形組成的蜂巢式結(jié)構(gòu)線卡群和與各線卡相連的多塊控制卡構(gòu)成；每一個正六邊形的線卡群含有位于正六邊形的中心點以及6個節(jié)點上且相互平行放置的7塊線卡，如圖10所示。
該互連結(jié)構(gòu)缺點在于其拓?fù)錇榉菍ΨQ拓?fù)洌以跀U展過程中擴展粒度相對較大。
互連結(jié)構(gòu)是CR中的重要部件，它們都是和路由部件相連，共同組成路由器。上面介紹的各類互連結(jié)構(gòu)是當(dāng)前CR所采用，研究比較成熟的互連結(jié)構(gòu)，它們都有各自的優(yōu)缺點。
Benes交換結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)代價較大，而且出現(xiàn)“阻塞”時需要重新設(shè)定網(wǎng)絡(luò)的連接關(guān)系，反應(yīng)速度較慢。Clos交換結(jié)構(gòu)在利用多平面結(jié)構(gòu)實現(xiàn)擴展時，面臨一個兩難的選擇交換網(wǎng)絡(luò)中有緩存，需要解決排序問題；無緩存，尋路的代價會很高，很難實現(xiàn)高吞吐率。負(fù)載均衡交換結(jié)構(gòu)，雖然從結(jié)構(gòu)設(shè)計上大大降低了調(diào)度算法的復(fù)雜度，但是仍然采用了集中式的輸入(出)和中間的緩存，很大程度上限制了擴展能力。
3D-torus互連結(jié)構(gòu)已經(jīng)被AVICI公司的TSR路由器采用，但其擴展粒度仍不理想。該結(jié)構(gòu)隨階數(shù)或維度的增加，為保持對稱性，其擴展粒度越來越大，不適應(yīng)大規(guī)模擴展。蜂巢式互連結(jié)構(gòu)本身為非對稱結(jié)構(gòu)，這為研究其性質(zhì)帶來了一定的不便，并且也無法實現(xiàn)規(guī)模的線性擴展。本發(fā)明提出的基于P2i互連結(jié)構(gòu)的可擴展路由器能夠很好地解決這些問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種具有新型互連結(jié)構(gòu)的可擴展路由器。它基于單向循環(huán)移數(shù)互連結(jié)構(gòu)(P2i互連結(jié)構(gòu))，使得集群路由器可實現(xiàn)線性粒度的擴展，同時在容量方面實現(xiàn)了線性提升。傳統(tǒng)路由器的擴展能力往往有限，無法根據(jù)需要不斷地擴展，本發(fā)明可以有效地解決路由器的擴展問題。發(fā)明特點在于這是一種具有對稱結(jié)構(gòu)、最小擴展粒度，且可以線性、平滑動態(tài)擴展的可擴展路由器，其中在所述的N的節(jié)點中，每個節(jié)點的輸入端口數(shù)目和輸出端口數(shù)目相等。每一個節(jié)點都含有以下模塊第一外部接口模塊，設(shè)有外部端口；數(shù)據(jù)匯聚模塊，各數(shù)據(jù)輸入端與外部端與模塊的數(shù)據(jù)輸出端相連；路由查找模塊，各數(shù)據(jù)輸入端與數(shù)據(jù)匯聚模塊的數(shù)據(jù)輸出端相連；數(shù)據(jù)緩沖隊列，數(shù)據(jù)輸入端與路由查找模塊的數(shù)據(jù)輸出端相連；交換結(jié)構(gòu)，與一個操作系統(tǒng)和一個路由計算及路由管理模塊互連，同時，該交換結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)輸入端與數(shù)據(jù)緩沖隊列的數(shù)據(jù)輸出端相連；調(diào)度模塊，與數(shù)據(jù)緩沖隊列互連；出口轉(zhuǎn)發(fā)模塊，數(shù)據(jù)輸入端與交換結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)輸出端相連，而該出口轉(zhuǎn)發(fā)模塊的數(shù)據(jù)輸出端與外部接口模塊的數(shù)據(jù)輸入端相連；第二外部接口模塊，與交換結(jié)構(gòu)互連，該第二外部接口模塊又設(shè)有內(nèi)部接口；
連接方式的總數(shù)i根據(jù)給定的節(jié)點數(shù)N按下式?jīng)Q定，i在數(shù)值上等于每個節(jié)點的輸入或輸出端口數(shù)2i≤i＜2i+1節(jié)點之間單向的連接方式由i值決定，i＝0，2i＝1，各相鄰節(jié)點依次連接；i＝1，2i＝2，每隔2個節(jié)點間依次連接；i＝2，2i＝4，每隔4個節(jié)點間依次連接；依此類推；所述可擴展路由器由光纖配線盒組實現(xiàn)，所述光纖配線盒由盒體以及裝在盒體四側(cè)的光纖連接件組成，一個光纖配線盒組內(nèi)的光纖配線盒個數(shù)等于連接方式的總數(shù)i，每一個光纖配線盒對應(yīng)于一種連接方式；一個光纖配線盒組中光纖連接件的總數(shù)等于N·i，一個光纖配線盒內(nèi)的光纖連接件數(shù)等于N；N個節(jié)點中序號相同的各端口對應(yīng)于一個光纖配線盒相同側(cè)的各光纖連接件，用短光纖互連，而光纖配線盒內(nèi)部按2i方式連接。
本發(fā)明具有以下的特點1.擴展性能好。每次可以只增加一個路由節(jié)點，使得整個路由器的費用按線性增加，總?cè)萘侩S著線卡數(shù)目的增加而線性增長；2.升級或更新的成本低。傳統(tǒng)的路由器，交換網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模一般是固定的，要增加路由器的容量，就必須整套地更換交換網(wǎng)絡(luò)，造成了很大的損失。P2i可擴展路由器取消了獨立的交換網(wǎng)絡(luò)，升級路由器時，只需要增加路由節(jié)點即可；3.多條路徑有利于實現(xiàn)流量均衡。P2i可擴展路由中的某個RN和其他RN間存在多條轉(zhuǎn)發(fā)路徑，在出現(xiàn)擁塞現(xiàn)象時，可以借助多條路徑實現(xiàn)負(fù)載均衡；4.增強了路由器的容錯性。由于各個RN間存在多條連接路徑，使得當(dāng)某個(些)RN出現(xiàn)故障時，沒有出現(xiàn)故障的RN仍然可以工作。


圖1“集中路由轉(zhuǎn)發(fā)/共享總線交換”路由器結(jié)構(gòu)。
圖2“分布路由轉(zhuǎn)發(fā)/共享總線交換”路由器結(jié)構(gòu)。
圖3“分布路由轉(zhuǎn)發(fā)/交換結(jié)構(gòu)交換”路由器結(jié)構(gòu)。
圖4“路由節(jié)點/可擴展互連結(jié)構(gòu)”路由器結(jié)構(gòu)。
圖5現(xiàn)有N×N Benes結(jié)構(gòu)。
圖6現(xiàn)有3級Clos交換結(jié)構(gòu)。
圖7現(xiàn)有負(fù)載均衡結(jié)構(gòu)(圖中緩存平面中的0、1、…、N-1代表虛擬輸出隊列)。
圖83D-Torus互連結(jié)構(gòu)。
圖9蜂巢式路由器正六邊形結(jié)構(gòu)。
圖10蜂巢式路由器單層7線卡實現(xiàn)方案a、包含中心點的正六邊形結(jié)構(gòu)中各個節(jié)點的編號；b、平行放置的七塊線卡；c、線卡1和其它線卡的連接關(guān)系；d、線卡2和其它線卡的連接關(guān)系；e、線卡3和其它線卡的連接關(guān)系；f、線卡0和其它線卡的連接關(guān)系；g、線卡4和其它線卡的連接關(guān)系；h、線卡5和其它線卡的連接關(guān)系；i、線卡6和其它線卡的連接關(guān)系；j、七塊線卡的連接關(guān)系。
圖11路由節(jié)點內(nèi)部功能示意圖。
圖12P2i互連結(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。
圖13P2i互連結(jié)構(gòu)擴展過程a、12節(jié)點P2i互連結(jié)構(gòu)；b、13節(jié)點P2i互連結(jié)構(gòu)。
圖14P2i互連結(jié)構(gòu)吞吐率曲線圖a、P2i互連結(jié)構(gòu)與2D-Torus結(jié)構(gòu)吞吐率曲線圖，其中虛線為P2i互連結(jié)構(gòu)的吞吐率曲線圖，實線為2D-Torus結(jié)構(gòu)吞吐率曲線圖；b、P2i互連結(jié)構(gòu)與3D-Torus結(jié)構(gòu)吞吐率曲線圖，其中虛線為P2i互連結(jié)構(gòu)的吞吐率曲線圖，實線為3D-Torus結(jié)構(gòu)吞吐率曲線圖。
圖15路由節(jié)點模塊。
圖16配線盒結(jié)構(gòu)圖。
圖17配線盒示意圖a、8×8配線盒；b、16×16配線盒。
圖188節(jié)點路由節(jié)點堆的具體連接方式。
圖198節(jié)點路由節(jié)點堆各配線盒內(nèi)部連線a、配線盒_0內(nèi)部連線；b、配線盒_1內(nèi)部連線；c、配線盒_2內(nèi)部連線。
圖20路由節(jié)點堆示意圖。
圖21256節(jié)點聯(lián)排擴展方式。
圖22路由節(jié)點墻示意圖。
圖23路由節(jié)點墻頂視示意圖。
圖244096節(jié)點環(huán)繞擴展方式。
具體實施例方式
本發(fā)明是一種使CR在任意規(guī)模下均為對稱結(jié)構(gòu)的互連結(jié)構(gòu)；是一種采用單向互連結(jié)構(gòu)的CR；是一種使CR實現(xiàn)最小擴展粒度的互連結(jié)構(gòu)；是一種使CR容量實現(xiàn)線性擴展的互連結(jié)構(gòu)；是一種使CR實現(xiàn)平滑動態(tài)擴展的互連結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的特征還在于基于P2i互連結(jié)構(gòu)的可擴展路由器是由若干RN通過互連結(jié)構(gòu)相連而成。RN均為獨立路由節(jié)點，其上包括外部端口和內(nèi)部端口。外部端口實現(xiàn)可擴展路由器對外部數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送功能；內(nèi)部端口實現(xiàn)RN之間的內(nèi)部互連。路由節(jié)點內(nèi)部實現(xiàn)數(shù)據(jù)的路由查找、路由表維護(hù)、對數(shù)據(jù)進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)等功能。其示意圖如圖11所示。
基于P2i互連結(jié)構(gòu)的可擴展路由器是由若干RN通過互連結(jié)構(gòu)相連而成。假設(shè)CR中包括N個RN，其RN編號為RN0、RN1、……、RNN-1，每個RN的輸入端口數(shù)和輸出端口數(shù)相等，表示為δI＝δO＝δ。任何一個路由節(jié)點RNi都和其他δ個路由節(jié)點相連，其編號分別為RN(i+2k)modN(k＝0，1，...，δ-1)。如圖12所示。
基于P2i互連結(jié)構(gòu)的可擴展路由器可在不改變對稱性的情況下實現(xiàn)粒度為1的擴展。如圖13所示，P2i可擴展路由器由13個節(jié)點擴展到14個節(jié)點過程中，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)仍然保持對稱性。
基于P2i互連結(jié)構(gòu)的可擴展路由器在擴展過程中，其內(nèi)部互連結(jié)構(gòu)吞吐量隨路由節(jié)點數(shù)增加而線性增長，實現(xiàn)了CR性能的細(xì)粒度擴展。內(nèi)部互連結(jié)構(gòu)的容量定義為在均勻流量模型下的最大吞吐率；內(nèi)部互連結(jié)構(gòu)的吞吐量為節(jié)點數(shù)與容量的乘積。從附圖14可以看出，P2i互連結(jié)構(gòu)在節(jié)點數(shù)目增加過程中，其吞吐率基本保持不變，為恒定值。進(jìn)而，P2i互連結(jié)構(gòu)的吞吐量將隨節(jié)點數(shù)增加而線性增加。而其他互連結(jié)構(gòu)如2D-Torus和3D-Torus結(jié)構(gòu)，其節(jié)點數(shù)目增加過程中，其吞吐率波動相當(dāng)大，因此這兩種結(jié)構(gòu)作為CR內(nèi)部互連結(jié)構(gòu)，在性能擴展方面無法實現(xiàn)平滑擴展。
在具體實現(xiàn)可擴展路由器時，路由節(jié)點均為獨立節(jié)點，路由節(jié)點上都包括外部端口和內(nèi)部端口?；赑2i互連結(jié)構(gòu)的可擴展路由器路由節(jié)點可采用獨立路由節(jié)點模塊實現(xiàn)，如圖15所示。
P2i互連結(jié)構(gòu)可以采用光纖配線盒組實現(xiàn)，具體根據(jù)可擴展路由器規(guī)模確定。配線盒構(gòu)成如圖16所示，其構(gòu)成分為盒體及光纖連接件，其規(guī)模可分為8×8或16×16等，如圖17所示。
基于P2i互連結(jié)構(gòu)的可擴展路由器在規(guī)模擴展時，可隨規(guī)模不同通過堆疊、聯(lián)排、環(huán)繞三種形式進(jìn)行擴展。
基于P2i互連結(jié)構(gòu)的可擴展路由器在堆疊擴展方式下，路由節(jié)點平放堆疊，配線盒垂直于路由節(jié)點并排放置。路由節(jié)點和配線盒之間采用短光纖連接。通過堆疊形式形成的路由節(jié)點和配線盒群稱為路由節(jié)點堆。如圖18所示為8節(jié)點路由節(jié)點堆的具體連接方式，圖19顯示了該級聯(lián)方式下，各配線盒內(nèi)的配線情況。圖20為路由節(jié)點堆示意圖。
基于P2i互連結(jié)構(gòu)的可擴展路由器在聯(lián)排擴展方式下，路由節(jié)點和配線盒首先通過堆疊方式，形成多個路由節(jié)點堆，然后多個路由節(jié)點堆并排放置，由此形成的路由節(jié)點和配線盒群成為路由節(jié)點墻。如圖21所示為256節(jié)點聯(lián)排擴展方式，圖22為路由節(jié)點墻示意圖，圖23為路由節(jié)點墻頂視示意圖。
基于P2i互連結(jié)構(gòu)的可擴展路由器在環(huán)繞擴展方式下，路由節(jié)點和配線盒首先通過聯(lián)排方式，形成多個路由節(jié)點墻，然后多個路由節(jié)點墻環(huán)繞放置，由此形成的路由節(jié)點和配線盒群成為路由節(jié)點環(huán)。如圖24所示為4096節(jié)點聯(lián)排擴展方式。
基于P2i互連結(jié)構(gòu)的可擴展路由器任何一種擴展方式理論上都可以實現(xiàn)規(guī)模無限擴展，但路由器在部署過程中會受到場地限制，因此基于P2i互連結(jié)構(gòu)的可擴展路由器可采用三種擴展方式的靈活配合，實現(xiàn)對場地的有效利用，同時實現(xiàn)布線的規(guī)整性。
權(quán)利要求
1.基于N個節(jié)點、i種以2i方式單向連接的可擴展路由器，其特征在于，這是一種具有對稱結(jié)構(gòu)、最小擴展粒度，且可以線性、平滑動態(tài)擴展的可擴展路由器，其中在所述的N的節(jié)點中，每個節(jié)點的輸入端口數(shù)目和輸出端口數(shù)目相等，每一個節(jié)點都含有以下模塊第一外部接口模塊，設(shè)有外部端口；數(shù)據(jù)匯聚模塊，各數(shù)據(jù)輸入端與外部端與模塊的數(shù)據(jù)輸出端相連；路由查找模塊，各數(shù)據(jù)輸入端與數(shù)據(jù)匯聚模塊的數(shù)據(jù)輸出端相連；數(shù)據(jù)緩沖隊列，數(shù)據(jù)輸入端與路由查找模塊的數(shù)據(jù)輸出端相連；交換結(jié)構(gòu)，與一個操作系統(tǒng)和一個路由計算及路由管理模塊互連，同時，該交換結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)輸入端與數(shù)據(jù)緩沖隊列的數(shù)據(jù)輸出端相連；調(diào)度模塊，與數(shù)據(jù)緩沖隊列互連；出口轉(zhuǎn)發(fā)模塊，數(shù)據(jù)輸入端與交換結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)輸出端相連，而該出口轉(zhuǎn)發(fā)模塊的數(shù)據(jù)輸出端與外部接口模塊的數(shù)據(jù)輸入端相連；第二外部接口模塊，與交換結(jié)構(gòu)互連，該第二外部接口模塊又設(shè)有內(nèi)部接口；連接方式的總數(shù)i根據(jù)給定的節(jié)點數(shù)N按下式?jīng)Q定，i在數(shù)值上等于每個節(jié)點的輸入或輸出端口數(shù)2i≤ N＜2i+1，節(jié)點之間單向的連接方式由i值決定，i＝0，2i＝1，各相鄰節(jié)點依次連接；i＝1，2i＝2，每隔2個節(jié)點間依次連接；i＝2，2i＝4，每隔4個節(jié)點間依次連接；……依此類推；所述可擴展路由器由光纖配線盒組實現(xiàn)，所述光纖配線盒由盒體以及裝在盒體四側(cè)的光纖連接件組成，一個光纖配線盒組內(nèi)的光纖配線盒個數(shù)等于連接方式的總數(shù)i，每一個光纖配線盒對應(yīng)于一種連接方式；一個光纖配線盒組中光纖連接件的總數(shù)等于N·i，一個光纖配線盒內(nèi)的光纖連接件數(shù)等于N；N個節(jié)點中序號相同的各端口對應(yīng)于一個光纖配線盒相同側(cè)的各光纖連接件，用短光纖互連，而光纖配線盒內(nèi)部按2i方式連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于N個節(jié)點、i種以2i方式單向連接的可擴展路由器，其特征在于，這是一種堆壘擴展方式的可擴展路由器，路由節(jié)點平放堆壘，配線盒垂直于路由節(jié)點且并排放置，形成一個路由節(jié)點堆。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于N個節(jié)點、i種以2i方式單向連接的可擴展路由器，其特征在于，這是一種并聯(lián)擴展式的可擴展路由器，路由節(jié)點和光纖配線盒首先通過堆壘方式形成多個路由節(jié)點堆，然后由多個路由節(jié)點堆并排放置形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于N個節(jié)點、i種以2i方式單向連接的可擴展路由器，其特征在于，這是一種環(huán)繞擴展方式的可擴展路由器，路由節(jié)點和光纖配線盒首先通過聯(lián)排方式形成多個路由節(jié)點墻，然后再由多個路由節(jié)點墻環(huán)繞放置形成，由此構(gòu)成一個路由節(jié)點環(huán)。
全文摘要
基于N個節(jié)點、i種以2′方式單向連接的可擴展路由器，其特征在于，每個節(jié)點都是一個獨立路由器，連接方式數(shù)i由節(jié)點數(shù)N按下式?jīng)Q定文檔編號H04L12/24GK101083599SQ200710118738
公開日2007年12月5日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者張小平, 劉振華, 趙有健 申請人:清華大學(xué)