專(zhuān)利名稱(chēng)：用于高性能、低功率數(shù)據(jù)中心互連結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)主要地涉及用于基于計(jì)算的系統(tǒng)的交換結(jié)構(gòu)(switching fabric)。
背景技術(shù)：
隨著因特網(wǎng)、基于web的公司和系統(tǒng)的持續(xù)成長(zhǎng)以及計(jì)算機(jī)的激増，如公知的那樣，存在在溫度受控制的位置容納多個(gè)服務(wù)器計(jì)算機(jī)并且可以外部管理的許多數(shù)據(jù)中心。圖IA和IB示出了如目前眾所周知的經(jīng)典數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)聚合。圖IA示出了典型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)100的圖解視圖，其中頂級(jí)交換機(jī)101a-n在機(jī)架102a-n的頂層，這些機(jī)架102a-n由點(diǎn)綴有本地路由器103a-f的刀片服務(wù)器107a_n填充。附加存儲(chǔ)路由器和核心交換機(jī)105a_b以及附加機(jī)架單元108a_n包含附加服務(wù)器104e_k和路由器106a_g。圖Ib示出了如下系統(tǒng)的示例性物理視圖110，該系統(tǒng)具有布置于邊緣路由器系統(tǒng)112a_h周?chē)耐鈬?wù)器llla-bn,這些邊緣路由器系統(tǒng)112a_h放置于位于中央的核心交換系統(tǒng)113周?chē)Ｍǔ＃@樣的聚合110具有從機(jī)架服務(wù)器到它們的機(jī)架頂交換機(jī)的I-Gb以太網(wǎng)以及經(jīng)常具有通向邊緣和核心路由器的IOGb以太網(wǎng)端ロ。然而需要的是ー種著重于網(wǎng)絡(luò)聚合的用于分組交換功能的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法減少典型系統(tǒng)的大小和功率要求，而又同時(shí)減少成本，并且這一點(diǎn)正是本公開(kāi)所涉及的。


圖IA和IB圖示了典型數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)；
圖2是網(wǎng)絡(luò)聚合系統(tǒng)的概況；
圖3圖示了機(jī)架系統(tǒng)中的示例性數(shù)據(jù)中心的概況；
圖4圖示了網(wǎng)絡(luò)聚合系統(tǒng)的高級(jí)拓?fù)洌?br> 圖5A圖示了網(wǎng)絡(luò)聚合系統(tǒng)的示例性交換機(jī)的框 圖5B圖示了 MAC地址編碼；
圖6圖示了網(wǎng)絡(luò)聚合系統(tǒng)的廣播機(jī)制的第一實(shí)施例；
圖7圖示了網(wǎng)絡(luò)聚合系統(tǒng)的單播路由的示例；
圖8圖示了網(wǎng)絡(luò)聚合系統(tǒng)的防故障單播路由的示例；并且 圖9圖示了網(wǎng)絡(luò)聚合系統(tǒng)的廣播機(jī)制的第二實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
本公開(kāi)特別可應(yīng)用于如圖所示和下文描述的網(wǎng)絡(luò)聚合系統(tǒng)和方法，并且正是將在這ー背景中描述本公開(kāi)。然而將理解該系統(tǒng)和方法具有更大效用，因?yàn)榭梢允褂迷诒竟_(kāi)的范圍內(nèi)的其他元件和架構(gòu)來(lái)實(shí)施該系統(tǒng)和方法，并且本公開(kāi)并不限于下文描述的示范實(shí)施例。該系統(tǒng)和方法也支持如下路由，該路由使用樹(shù)狀或者圖形拓?fù)洌摌?shù)狀或者圖形拓?fù)渲С置抗?jié)點(diǎn)多個(gè)鏈接，其中每個(gè)鏈接在拓?fù)鋬?nèi)指定為向上、向下或者橫向鏈接或者兩者。此外，如下文更具體描述的那樣，系統(tǒng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以是組合計(jì)算/交換機(jī)節(jié)點(diǎn)或者僅為交換機(jī)節(jié)點(diǎn)，并且輸入/輸出(I/o)可以駐留于任何節(jié)點(diǎn)上。系統(tǒng)也可以提供具有分段式以太網(wǎng)介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)架構(gòu)的系統(tǒng)，該架構(gòu)可以具有將MAC IP地址多目的化(re-purpose)用于內(nèi)部MAC和外部MAC并且將通常是物理信令的內(nèi)容用于MAC以向交換機(jī)中饋送的方法。系統(tǒng)也可以提供ー種非欺騙(non-spoofing)通信方法以及ー種故障恢復(fù)(fault-resilient)廣播方法,該故障恢復(fù)廣播方法可以具有一種用于故障恢復(fù)的單播 誤路由方法。在網(wǎng)絡(luò)安全的背景中，欺騙攻擊是如下情形，在該情形中，一個(gè)人或者程序通過(guò)偽造數(shù)據(jù)并且由此獲得非法利益來(lái)成功地冒充為另一個(gè)人或者程序。系統(tǒng)也可以提供在管理處理器之間的嚴(yán)格安全性，使得管理處理器可以相互“信任”。在(下文更詳細(xì)描述的)圖5A中所示的示例系統(tǒng)中，在每個(gè)SoC內(nèi)有管理處理器(M3微處理器，框906，圖5A)。信任管理處理器上運(yùn)行的軟件，因?yàn)閍)銷(xiāo)售商(在這ー情況下為Smooth-Stone)已經(jīng)開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證代碼、b)不允許非銷(xiāo)售商代碼在處理器上運(yùn)行。維持在管理處理器之間的信任關(guān)系允許它們傳送命令(例如重新引導(dǎo)另ー節(jié)點(diǎn))或者請(qǐng)求來(lái)自另ー節(jié)點(diǎn)的敏感信息而不擔(dān)心用戶(hù)可能欺騙請(qǐng)求并且獲得對(duì)信息的訪問(wèn)或者系統(tǒng)的控制。系統(tǒng)也可以提供如下網(wǎng)絡(luò)代理，該網(wǎng)絡(luò)代理在片上系統(tǒng)(SOC)內(nèi)的常通(always-on)功率域中具有集成微控制器，該微控制器可以接管用于更大板上處理器的網(wǎng)絡(luò)代理并且可以應(yīng)用于子樹(shù)。系統(tǒng)也提供如下多域(multi-domaining)技術(shù),該技術(shù)可以明顯擴(kuò)展可路由粗樹(shù)(fat tree)狀結(jié)構(gòu)的大小而僅有對(duì)路由報(bào)頭和路由表的不重要改變。圖2圖示了網(wǎng)絡(luò)聚合系統(tǒng)300。網(wǎng)絡(luò)聚合支持ー個(gè)或者多個(gè)高速鏈接301 (粗線)(諸如IO-Gb/秒以太網(wǎng)通信)，該鏈接301連接聚合路由器302和一個(gè)或者多個(gè)機(jī)架303(諸如如圖3中所示的三個(gè)機(jī)架303a-c)。在第一機(jī)架303a中，網(wǎng)絡(luò)聚合系統(tǒng)提供在機(jī)架內(nèi)的架子上的ー個(gè)或者多個(gè)Smooth-Stone計(jì)算單元306a_d (諸如服務(wù)器計(jì)算機(jī))之間的由粗線表示的多個(gè)高速I(mǎi)OGb路徑。在于2009年10月30日提交并且標(biāo)題為“System and Methodfor Enhanced Communications in a Multi-Processor System of a Chip (SOC) ” 的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)系列號(hào)61/256，723中更詳細(xì)描述了姆個(gè)Smooth-Stone計(jì)算單元的更多細(xì)節(jié)，通過(guò)弓I用將該申請(qǐng)整體結(jié)合于此。Smooth-Stone計(jì)算單元中的嵌入式交換機(jī)306a_d可以替換機(jī)架頂交換機(jī)，因此節(jié)省大量功率和成本而又仍然提供通向聚合路由器302的IOGb以太網(wǎng)端ロ。網(wǎng)絡(luò)聚合系統(tǒng)交換結(jié)構(gòu)可以將傳統(tǒng)以太網(wǎng)(IGb或者IOGb)集成到XAUI結(jié)構(gòu)中，并且Smooth-Stone計(jì)算單元可以充當(dāng)用于第三方以太網(wǎng)連接的服務(wù)器的機(jī)架頂交換機(jī)。中間機(jī)架303b圖示了網(wǎng)絡(luò)聚合系統(tǒng)中的機(jī)架的另ー配置，其中ー個(gè)或者多個(gè)Smooth-Stone計(jì)算單元306e、f可以集成到已經(jīng)包含機(jī)架頂交換機(jī)308a的現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心機(jī)架中。在這ー情況下，IT団體可以繼續(xù)讓它們的其他計(jì)算單元經(jīng)由IGb以太網(wǎng)直至現(xiàn)有機(jī)架頂交換機(jī)連接，并且內(nèi)部Smooth-Stone計(jì)算單元可以經(jīng)由IOGb XAUI結(jié)構(gòu)來(lái)連接,并且它們可以如圖2中所示用IGb或者IOGb以太網(wǎng)互連集成直至現(xiàn)有機(jī)架頂交換機(jī)。第三機(jī)架303c圖示了一種傳統(tǒng)上部署數(shù)據(jù)中心機(jī)架的目前方式。第三機(jī)架303c中的細(xì)紅線表示IGb以太網(wǎng)。因此，數(shù)據(jù)中心機(jī)架的目前部署在傳統(tǒng)上是直至機(jī)架頂交換機(jī)308b的IGb以太網(wǎng)，并且然后是從 機(jī)架頂交換機(jī)出來(lái)通向聚合路由器的IOGb (粗紅線310)。注意所有服務(wù)器以未知量存在，而出于清楚和簡(jiǎn)單的目的，這里以有限量描繪它們。另外，使用增強(qiáng)型SS服務(wù)器，無(wú)需附加路由器，因?yàn)樗鼈儾僮魉鼈冏约旱腦AUI交換結(jié)構(gòu)，下文討論。圖3示出了根據(jù)本系統(tǒng)ー個(gè)實(shí)施例的示例性“機(jī)架中的數(shù)據(jù)中心”400的概況?！皺C(jī)架中的數(shù)據(jù)中心”400可以具有IO-Gb以太網(wǎng)PHY 401a-n和I-Gb私有以太網(wǎng)PHY 402。大型計(jì)算機(jī)(功率服務(wù)器)403a_n支持搜索；數(shù)據(jù)挖掘；編索引；Apache Hadoop (Java軟件框架)；MapReduce (Google引入的軟件框架,該軟件框架用于支持計(jì)算機(jī)集群上的對(duì)大數(shù)據(jù)集的分布式計(jì)算);云應(yīng)用等。具有本地閃存和/或固態(tài)盤(pán)(SSD)的計(jì)算機(jī)(服務(wù)器)404a-n支持捜索、MySQLXDN、軟件即服務(wù)(SaaS)、云應(yīng)用等。單個(gè)大型慢速風(fēng)扇405擴(kuò)增它上方的豎直安裝的服務(wù)器的對(duì)流冷卻。數(shù)據(jù)中心400具有例如簡(jiǎn)單磁盤(pán)捆綁(JBOD)配置的硬盤(pán)陣列406并且可選地具有盤(pán)外形規(guī)格的Smooth-Stone計(jì)算單元(例如陣列406和407中的綠框)，這些計(jì)算單元可選地充當(dāng)盤(pán)控制器。硬盤(pán)服務(wù)器或者SS盤(pán)服務(wù)器可以用于web服務(wù)器、用戶(hù)應(yīng)用和云應(yīng)用等。也示出了存儲(chǔ)服務(wù)器的陣列407和歷史服務(wù)器408a、b (任何大小、任何銷(xiāo)售商)，歷史服務(wù)器408a、b具有用于舊式應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接ロ。機(jī)架400中的數(shù)據(jù)中心使用專(zhuān)用系統(tǒng)互連方式，該方式明顯減少功率和接線并且實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)，從而將集成現(xiàn)有的基于以太網(wǎng)的服務(wù)器并且實(shí)現(xiàn)舊式應(yīng)用。在ー個(gè)方面中，完整服務(wù)器或者存儲(chǔ)服務(wù)器置于具有盤(pán)或者SSD外形規(guī)格中，具有帶有4個(gè)ServerNode 的8-16個(gè)SATA接口和帶有4個(gè)ServerNode 的8個(gè)PCIe x4接ロ。它使用如下專(zhuān)用板來(lái)支持盤(pán)和/或SSD + ServerNode ,該專(zhuān)用板與(ー個(gè)或多個(gè))盤(pán)配對(duì)并且支持Web應(yīng)用、用戶(hù)應(yīng)用、云應(yīng)用、盤(pán)高速緩存等。Smooth-Stone XAn系統(tǒng)互連減少機(jī)架的功率、接線和大小。無(wú)需個(gè)別服務(wù)器上的高功率、昂貴以太網(wǎng)交換機(jī)和高功率以太網(wǎng)Phy。它明顯減少線纜(線纜復(fù)雜性、成本和顯著故障源)。它也實(shí)現(xiàn)機(jī)架以?xún)?nèi)的異構(gòu)服務(wù)器混合，從而支持任何使用以太網(wǎng)或者SATA或者PCIe的設(shè)備。它可以集成到系統(tǒng)互連中。具有分組交換機(jī)功能的片上服務(wù)器(SOC)的這里呈現(xiàn)的方面著重于網(wǎng)絡(luò)聚合。SOC在功能上不是完全等同于エ業(yè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(如例如Cisco交換機(jī)或者路由器)。但是對(duì)于貫穿本文檔討論的某些應(yīng)用，它賦予更佳價(jià)格/性能比以及功率/性能比。它包含層2分組交換機(jī)，基于源/目的地MAC地址路由。它還支持虛擬局域網(wǎng)(VLAN)而在域上可配置VLAN過(guò)濾傳入分組以最小化域中的不必要的業(yè)務(wù)。在沒(méi)有嵌入式交換機(jī)明確地具有VLAN支持的情況下，SOC內(nèi)的嵌入式MAC具有向整個(gè)SOC提供VLAN能力的完整VLAN支持。它也可以通過(guò)管理處理器喚醒系統(tǒng)從而向管理處理器通知鏈接狀態(tài)轉(zhuǎn)變以對(duì)路由配置重新編程來(lái)繞過(guò)(route around)故障。這樣的功能無(wú)需層3 (或者以上)處理(即它不是路由器)。它也未賦予完整VLAN支持、針對(duì)QoS/CoS的支持、地址學(xué)習(xí)、過(guò)濾、生成樹(shù)協(xié)議(STP)等。圖4示出了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高級(jí)拓?fù)?00，該拓?fù)鋱D示了由交換結(jié)構(gòu)連接的XAUI連接SoC節(jié)點(diǎn)。IOGb以太網(wǎng)端ロ EthO 801a和Ethl 801b來(lái)自樹(shù)的頂層。橢圓802a_n是包括計(jì)算處理器以及嵌入式交換機(jī)兩者的Smooth-Stone節(jié)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)具有連接到內(nèi)部交換機(jī)的五個(gè)XAUI鏈接。交換層將所有五個(gè)XAUI鏈接用于交換。0級(jí)葉節(jié)點(diǎn)802d、e (即NOn節(jié)點(diǎn)或者Nxy，其中X=級(jí)別并且y=項(xiàng)目編號(hào))僅使用ー個(gè)XAUI鏈接以附著到互連，從而留下可以用作XAUIUOGb以太網(wǎng)、PCIe、STAT等的四個(gè)高速端ロ用于附著到I/O。大多數(shù)樹(shù)和粗樹(shù)僅以活躍節(jié)點(diǎn)作為葉節(jié)點(diǎn)，并且其他節(jié)點(diǎn)為純交換節(jié)點(diǎn)。這ー方式使路由簡(jiǎn)單直接得多。拓?fù)?00具有允許每個(gè)節(jié)點(diǎn)為組合計(jì)算和交換節(jié)點(diǎn)或者僅為交換節(jié)點(diǎn)的靈活性。多收樹(shù)型實(shí)施在葉節(jié)點(diǎn)上具有1/0，但是拓?fù)?00讓I/O在任何節(jié)點(diǎn)上。一般而言，將以太網(wǎng)置于樹(shù)的頂層最小化了通向以太網(wǎng)的平均跳數(shù)。更詳細(xì)而言，圖6中的面向樹(shù)的拓?fù)渲兴緳E圓表示計(jì)算集群內(nèi)的獨(dú)立節(jié)點(diǎn)。圖5A圖示了集群的個(gè)別節(jié)點(diǎn)的ー個(gè)示例實(shí)施。當(dāng)著眼于例如圖6中的拓?fù)涞某Ｒ?guī)實(shí)施時(shí)，通常在更下級(jí)葉節(jié)點(diǎn)(例如N00-N08)中發(fā)現(xiàn)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，并且更上級(jí)節(jié)點(diǎn)無(wú)計(jì)算元件而是僅為網(wǎng)絡(luò)交換元件(N10-N21)。就圖6A中所示節(jié)點(diǎn)架構(gòu)而言，可以可選地實(shí)現(xiàn)A9核(905)或者 可以?xún)H讓它們掉電。因而圖6中的更上級(jí)交換節(jié)點(diǎn)(N10-N21)可以用作純交換元件(如同傳統(tǒng)實(shí)施)，或者我們可以使A9核模塊上電并且使用它們作為計(jì)算集群內(nèi)的完整節(jié)點(diǎn)。交換機(jī)結(jié)構(gòu)需要路由幀預(yù)加(prepend)到以太網(wǎng)幀。交換機(jī)僅針對(duì)路由幀內(nèi)的字段操作并且不直接檢查以太網(wǎng)幀。圖5a示出了根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)和方法的ー個(gè)方面的示例性交換機(jī)900的框圖。它具有四個(gè)興趣區(qū)域910a-d。區(qū)域910a對(duì)應(yīng)于在CPU與內(nèi)部MAC之間的以太網(wǎng)分組。區(qū)域9IOb對(duì)應(yīng)于在內(nèi)部MAC的以太網(wǎng)物理接ロ處的以太網(wǎng)巾貞，該幀包含前導(dǎo)、幀開(kāi)始和幀間間隙字段。區(qū)域910c對(duì)應(yīng)于在外部MAC的以太網(wǎng)物理接ロ處的以太網(wǎng)幀，該幀包含前導(dǎo)、幀開(kāi)始和幀間間隙字段。區(qū)域910d對(duì)應(yīng)于在路由報(bào)頭901的處理器與外部MAC 904之間的以太網(wǎng)分組。這一分段式MAC架構(gòu)是不対稱(chēng)的。內(nèi)部MAC具有通入路由報(bào)頭處理器的以太網(wǎng)物理信令接ロ并且外部MAC具有通入路由報(bào)頭處理器的以太網(wǎng)分組接ロ。因此，針對(duì)內(nèi)部MAC和外部MAC多目的化MAC IP，并且利用通常是用于MAC向交換機(jī)中饋送的物理信令的內(nèi)容。MAC配置使得A9核905的操作系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)器管理和控制內(nèi)部EthO MAC 902和內(nèi)部ETHl MAC 903。管理處理器906的設(shè)備驅(qū)動(dòng)器管理和控制內(nèi)部Eth2 MAC 907。外部Eth MAC 904不受設(shè)備驅(qū)動(dòng)器控制。以混雜(promiscuous)模式配置MAC 904以傳遞所有幀而無(wú)用于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視的任何過(guò)濾。在MAC的硬件實(shí)例化與任何其他必需管理處理器初始化之間協(xié)調(diào)這ー MAC的初始化。外部Eth MAC 904寄存器對(duì)于A9905和管理處理器906地址映射兩者而言可見(jiàn)。用于外部Eth MAC 904的中斷可路由到A9或者管理處理器。XGMAC支持CPU可能想要監(jiān)視的若干可中斷事件，包括XGMII鏈接故障狀態(tài)的任何改變、熱插拔或者去除PHY、活狀態(tài)或者鏈接狀態(tài)改變以及任何RMON計(jì)數(shù)器達(dá)到與閾值寄存器相等的值。在一些情況下，根據(jù)具體微結(jié)構(gòu)可以有前導(dǎo)、幀開(kāi)始和跨越XAUI的幀間間隙。路由幀報(bào)頭處理器可以標(biāo)準(zhǔn)化這些字段。XAn接ロ可能需要一些或者所有這些字段。在這ー情況下，在區(qū)域910d的路由報(bào)頭處理器需要添加進(jìn)入交換機(jī)的這些字段并且去除離開(kāi)交換機(jī)的它們。為了減少需要通過(guò)XAUI發(fā)送的字節(jié)數(shù)量，可以去除這三個(gè)字段(如果XAUI接ロ允許它)。在這ー情況下，在區(qū)域910b的路由報(bào)頭處理器將需要?jiǎng)冸x進(jìn)入交換機(jī)的這些字段并且添回離開(kāi)交換機(jī)的字段。路由幀報(bào)頭處理器從MAC接收以太網(wǎng)巾貞，從而向交換機(jī)發(fā)送路由幀。它也標(biāo)準(zhǔn)化前導(dǎo)、幀開(kāi)始和幀間間隙字段、預(yù)加路由報(bào)頭并且從交換機(jī)接收路由幀，從而向MAC中發(fā)送以太網(wǎng)幀。這ー處理器然后剝離路由報(bào)頭并且標(biāo)準(zhǔn)化前導(dǎo)、幀開(kāi)始和幀間間隙字段。注意，在結(jié)構(gòu)內(nèi)流動(dòng)的所有幀是路由幀而不是以太網(wǎng)幀。僅在分組經(jīng)由MAC進(jìn)入或者離開(kāi)結(jié)構(gòu)時(shí)完成以太網(wǎng)/路由幀轉(zhuǎn)換。也注意，交換機(jī)內(nèi)的路由邏輯可以改變路由幀內(nèi)的字段。從未修改以太網(wǎng)幀(除了添加/去除前導(dǎo)、幀開(kāi)始和幀間間隙字段之外)。路由幀由路由幀報(bào)頭加上以太網(wǎng)幀的核心部分組成并且結(jié)構(gòu)化為如下表I中所示
權(quán)利要求
1.ー種交換結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)；與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的多個(gè)鏈接，將所述節(jié)點(diǎn)連接到所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的另ー節(jié)點(diǎn)以創(chuàng)建用于經(jīng)過(guò)所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)路由數(shù)據(jù)的所述交換結(jié)構(gòu)的樹(shù)形拓?fù)浜蛨D形拓?fù)渲唬徊⑶移渲兄付總€(gè)鏈接為拓?fù)鋬?nèi)的向上鏈接、向下鏈接和橫向鏈接之一。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的交換結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以是計(jì)算和交換節(jié)點(diǎn)以及交換節(jié)點(diǎn)之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括輸入/輸出。
4.ー種具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的交換結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以是計(jì)算和交換節(jié)點(diǎn)以及交換節(jié)點(diǎn)之一。
5.一種用于交換結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的交換機(jī)，所述交換結(jié)構(gòu)系統(tǒng)具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)具有分段式介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)架構(gòu),所述交換機(jī)包括 至少ー個(gè)處理器単元，控制所述交換機(jī)中的數(shù)據(jù)路由； 所述交換機(jī)的第一部分，連接到所述至少一個(gè)處理器并且具有用于數(shù)據(jù)的通向以太網(wǎng)控制器的接ロ； 所述交換機(jī)的第二部分，將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成多個(gè)分組并且向結(jié)構(gòu)交換機(jī)發(fā)送所述多個(gè)分組；以及 分組交換機(jī)，具有連接到所述交換機(jī)的所述第二部分的端ロ，所述端ロ執(zhí)行以太網(wǎng)信令。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述交換結(jié)構(gòu)還包括至少ー個(gè)處理器単元，控制所述交換機(jī)中的數(shù)據(jù)路由；交換機(jī)的第一部分，連接到所述至少一個(gè)處理器并且具有用于數(shù)據(jù)的通向以太網(wǎng)控制器的接ロ ；所述交換機(jī)的第二部分，將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成多個(gè)分組并且向結(jié)構(gòu)交換機(jī)發(fā)送所述多個(gè)分組；以及分組交換機(jī)，具有連接到所述交換機(jī)的所述第二部分的端ロ，所述端ロ執(zhí)行以太網(wǎng)信令。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述交換結(jié)構(gòu)還包括至少ー個(gè)處理器単元，控制交換機(jī)中的數(shù)據(jù)路由；所述交換機(jī)的第一部分，連接到所述至少一個(gè)處理器并且具有用于數(shù)據(jù)的通向以太網(wǎng)控制器的接ロ ；所述交換機(jī)的第二部分，將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成多個(gè)分組并且向結(jié)構(gòu)交換機(jī)發(fā)送所述多個(gè)分組；以及分組交換機(jī)，具有連接到所述交換機(jī)的所述第二部分的端ロ，所述端ロ執(zhí)行以太網(wǎng)信令。
8.ー種交換結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)；每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有管理處理器；并且其中在所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)的所述管理處理器之間的通信路徑安全，使得所述管理器可以相互信任。
9.一種針對(duì)內(nèi)部MAC和外部MAC多目的化以太網(wǎng)MAC控制器IP并且利用通常是用于所述MAC向交換機(jī)中饋送的物理信令的內(nèi)容的方法。
10.一種交換結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的非欺騙通信的方法，所述方法包括 提供多個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有管理處理器并且所述管理處理器執(zhí)行的一款或者多款軟件是驗(yàn)證的軟件；并且 在所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間建立信任關(guān)系，其中建立所述信任關(guān)系還包括在分組的源節(jié)點(diǎn)處向路由報(bào)頭中插入域ID;并且 在所述源節(jié)點(diǎn)和目的地節(jié)點(diǎn)的所述管理處理器之間安全通信，其中安全通信出現(xiàn)于具有域ID的所述分組的所述路由報(bào)頭由所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證時(shí)。
11.一種在交換結(jié)構(gòu)中的故障恢復(fù)單播路由的方法，所述交換結(jié)構(gòu)具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)；以及與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的多個(gè)鏈接，將所述節(jié)點(diǎn)連接到所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的另ー節(jié)點(diǎn)以創(chuàng)建具有多個(gè)路由的交換結(jié)構(gòu)，所述方法包括 生成從所述交換結(jié)構(gòu)中的第一節(jié)點(diǎn)到第二節(jié)點(diǎn)的逃逸路由，其中所述逃逸路由具有低優(yōu)先級(jí)權(quán)重；并且 當(dāng)鏈接不活躍時(shí)將數(shù)據(jù)從所述第一節(jié)點(diǎn)向所述第二節(jié)點(diǎn)誤路由，其中所述逃逸路由和誤路由向所述交換結(jié)構(gòu)提供容錯(cuò)性。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中將數(shù)據(jù)從所述第一節(jié)點(diǎn)向所述第二節(jié)點(diǎn)誤路由還包括迭代地退回以當(dāng)在所述第一與第二節(jié)點(diǎn)之間的鏈接不活躍時(shí)經(jīng)過(guò)一個(gè)或者多個(gè)居間節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)從所述第一節(jié)點(diǎn)向第二節(jié)點(diǎn)路由。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述迭代地退回還包括 當(dāng)數(shù)據(jù)路徑中的節(jié)點(diǎn)無(wú)通向所述第二節(jié)點(diǎn)的鏈接路徑時(shí)在所述數(shù)據(jù)的報(bào)頭中設(shè)置誤路由位； 將所述數(shù)據(jù)發(fā)送回到原始節(jié)點(diǎn)，所述原始節(jié)點(diǎn)向設(shè)置所述誤路由位的所述節(jié)點(diǎn)發(fā)送所述數(shù)據(jù)； 所述原始節(jié)點(diǎn)為所述數(shù)據(jù)選擇ー個(gè)或者多個(gè)替代鏈接；并且 如果所述數(shù)據(jù)通過(guò)所述替代鏈接之一到達(dá)所述第二節(jié)點(diǎn)，則清除所述數(shù)據(jù)的報(bào)頭中的所屬誤路由位。
14.一種交換機(jī)，包括 ー個(gè)或者多個(gè)主處理器，在不活躍時(shí)進(jìn)入冬眠狀態(tài)； 管理處理器，不進(jìn)入所述冬眠狀態(tài)； 具有第一地址的第一以太網(wǎng)端口和具有第二地址的第二以太網(wǎng)端ロ ；并且 其中所述第一和第二地址在所述ー個(gè)或者多個(gè)主處理器處于所述冬眠狀態(tài)中時(shí)重新映射到所述管理處理器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的交換機(jī)，其中所述管理處理器通過(guò)丟棄具有特定類(lèi)的分組、充當(dāng)代理并且對(duì)所述分組做出響應(yīng)以維持冬眠的主處理器的網(wǎng)絡(luò)存在并且確定所述分組應(yīng)當(dāng)由所述主處理器處置并且喚醒冬眠的處理器以處置傳入分組之ー來(lái)處理重新映射到所述管理處理器的所述傳入分組。
16.—種交換機(jī)系統(tǒng),包括 多個(gè)節(jié)點(diǎn)； 與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的多個(gè)鏈接，將所述節(jié)點(diǎn)連接到所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的另ー節(jié)點(diǎn)以創(chuàng)建用于經(jīng)過(guò)所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)路由數(shù)據(jù)的交換結(jié)構(gòu)的拓?fù)?；以? 管理處理器，控制經(jīng)過(guò)所述交換結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)路由，其中所述管理處理存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)名稱(chēng)空間數(shù)組，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)名稱(chēng)具有域標(biāo)識(shí)符和節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符，以及ニ維路由表，其中數(shù)據(jù)分組向所述節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符和所述域標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)的多域節(jié)點(diǎn)路由。
17.—種交換機(jī)系統(tǒng),包括 多個(gè)節(jié)點(diǎn)； 與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的多個(gè)鏈接，將所述節(jié)點(diǎn)連接到所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的另ー節(jié)點(diǎn)以創(chuàng)建用于經(jīng)過(guò)所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)路由數(shù)據(jù)的交換結(jié)構(gòu)的拓?fù)?；管理處理器，控制?jīng)過(guò)所述交換結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)路由；以及 至少ー個(gè)路由報(bào)頭處理器，使用路由表來(lái)生成用于以太網(wǎng)幀分組的路由幀報(bào)頭，所述路由表將兩個(gè)或者更多鄰接MAC地址壓縮成所述路由表中的單個(gè)條目。
18.—種交換機(jī)系統(tǒng),包括 多個(gè)節(jié)點(diǎn)； 與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的多個(gè)鏈接，將所述節(jié)點(diǎn)連接到所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的另ー節(jié)點(diǎn)以創(chuàng)建用于經(jīng)過(guò)所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)路由數(shù)據(jù)的交換結(jié)構(gòu)的拓?fù)洌? 管理處理器，控制經(jīng)過(guò)所述交換結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)路由；以及 至少ー個(gè)路由報(bào)頭處理器，使用路由表來(lái)生成用于以太網(wǎng)幀分組的路由幀報(bào)頭，所述路由表具有編碼鏈接單播條目，其中通過(guò)具體鏈接向目的地節(jié)點(diǎn)傳送特定以太網(wǎng)幀分組。
19.一種交換機(jī)系統(tǒng),包括 多個(gè)節(jié)點(diǎn)； 與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的多個(gè)鏈接，將所述節(jié)點(diǎn)連接到所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的另ー節(jié)點(diǎn)以創(chuàng)建用于經(jīng)過(guò)所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)路由數(shù)據(jù)的交換結(jié)構(gòu)的拓?fù)洌? 管理處理器，控制經(jīng)過(guò)所述交換結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)路由；以及 至少ー個(gè)路由報(bào)頭處理器，使用路由表來(lái)生成用于以太網(wǎng)幀分組的路由幀報(bào)頭，所述路由表具有編碼節(jié)點(diǎn)單播條目，使得向具有特定節(jié)點(diǎn)ID的節(jié)點(diǎn)發(fā)送以太網(wǎng)幀分組，使得將所述節(jié)點(diǎn)ID編碼成地址。
20.—種交換機(jī)系統(tǒng),包括 多個(gè)節(jié)點(diǎn)； 與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的多個(gè)鏈接，將所述節(jié)點(diǎn)連接到所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的另ー節(jié)點(diǎn)以創(chuàng)建用于經(jīng)過(guò)所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)路由數(shù)據(jù)的交換結(jié)構(gòu)的拓?fù)洌? 管理處理器，控制經(jīng)過(guò)所述交換結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)路由； 至少ー個(gè)路由報(bào)頭處理器，使用路由表來(lái)生成用于以太網(wǎng)幀分組的路由幀報(bào)頭；并且其中所述管理處理器探聽(tīng)本地發(fā)起的廣播并且向所述管理處理器發(fā)送所述本地發(fā)起的廣播。
21.—種交換機(jī)系統(tǒng),包括 多個(gè)節(jié)點(diǎn)； 與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的多個(gè)鏈接，將所述節(jié)點(diǎn)連接到所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的另ー節(jié)點(diǎn)以創(chuàng)建用于經(jīng)過(guò)所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)路由數(shù)據(jù)的交換結(jié)構(gòu)的拓?fù)洌? 管理處理器，控制經(jīng)過(guò)所述交換結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)路由；以及 至少ー個(gè)路由報(bào)頭處理器，使用路由表來(lái)生成用于以太網(wǎng)幀分組的路由幀報(bào)頭，所述路由表將非交換結(jié)構(gòu)地址映射到節(jié)點(diǎn)。
22.—種交換機(jī)系統(tǒng),包括 多個(gè)節(jié)點(diǎn)； 與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的多個(gè)鏈接，將所述節(jié)點(diǎn)連接到所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的另ー節(jié)點(diǎn)以創(chuàng)建用于經(jīng)過(guò)所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)路由數(shù)據(jù)的交換結(jié)構(gòu)的拓?fù)洌? 管理處理器，控制經(jīng)過(guò)所述交換結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)路由；以及 至少ー個(gè)路由報(bào)頭處理器，使用路由表來(lái)生成用于以太網(wǎng)幀分組的路由幀報(bào)頭，所述路由表具有用于每個(gè)鏈接的路徑成本和權(quán)重以允許數(shù)據(jù)分組的自適應(yīng)路由。
23.—種交換機(jī)系統(tǒng),包括 多個(gè)節(jié)點(diǎn)； 與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的多個(gè)鏈接，將所述節(jié)點(diǎn)連接到所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的另ー節(jié)點(diǎn)以創(chuàng)建用于經(jīng)過(guò)所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)路由數(shù)據(jù)的交換結(jié)構(gòu)的拓?fù)洌? 管理處理器，控制經(jīng)過(guò)所述交換結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)路由；以及 至少ー個(gè)路由報(bào)頭處理器，使用路由表來(lái)生成用于以太網(wǎng)幀分組的路由幀報(bào)頭，所述路由表具有鄰居多播條目，使得經(jīng)過(guò)所述鏈接向源節(jié)點(diǎn)的鄰近節(jié)點(diǎn)發(fā)送、但是不向不是鄰近節(jié)點(diǎn)的其他節(jié)點(diǎn)廣播ー個(gè)或者多個(gè)分組。
24.—種交換機(jī)系統(tǒng),包括 多個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有交換機(jī)； 與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的多個(gè)鏈接，將所述節(jié)點(diǎn)連接到所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的另ー節(jié)點(diǎn)以創(chuàng)建用于經(jīng)過(guò)所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)路由數(shù)據(jù)的交換結(jié)構(gòu)的拓?fù)洌? 管理處理器，控制經(jīng)過(guò)所述交換結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)路由；以及 在每個(gè)交換機(jī)處的至少ー個(gè)路由報(bào)頭處理器，將用于來(lái)自源節(jié)點(diǎn)的傳入廣播分組的廣播ID與廣播ID和源節(jié)點(diǎn)的廣播條目進(jìn)行比較以確定所述傳入廣播分組是否已經(jīng)穿過(guò)特定交換機(jī)，并且其中如果所述傳入廣播分組尚未穿過(guò)所述特定交換機(jī)，則經(jīng)過(guò)連接到具有所述特定交換機(jī)的節(jié)點(diǎn)的所有鏈接重新廣播所述傳入廣播分組。
全文摘要
提供了支持如下路由的系統(tǒng)和方法，該路由使用樹(shù)狀或者圖形拓?fù)洌摌?shù)狀或者圖形拓?fù)渲С置抗?jié)點(diǎn)多個(gè)鏈接，其中每個(gè)鏈接在拓?fù)鋬?nèi)指定為向上、向下或者橫向鏈接或者兩者。該系統(tǒng)可以使用分段式MAC架構(gòu)，該架構(gòu)可以具有一種將MACIP地址多目的化用于內(nèi)部MAC和外部MAC并且將通常是物理信令的內(nèi)容用于MAC以向交換機(jī)中饋送的方法。
文檔編號(hào)H04L1/00GK102668473SQ201080060153
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者D.J.博爾蘭德, M.B.戴維斯 申請(qǐng)人:卡爾克塞達(dá)公司