無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)，包括：N個(gè)輸入端口、N個(gè)解復(fù)用器、K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元、N個(gè)復(fù)用器和N個(gè)輸出端口，其中，N為正整數(shù)。每個(gè)解復(fù)用器具有N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列，N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列分別存儲去往N個(gè)輸出端口的定長分片；K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元用于接收并緩存來自N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列的去往N個(gè)輸出端口的定長分片；N個(gè)復(fù)用器分別包括一個(gè)接收隊(duì)列和N個(gè)重組隊(duì)列，接收隊(duì)列用于依次接收來自K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元的K個(gè)分片，N個(gè)重組隊(duì)列用于重組K個(gè)分片，以生成數(shù)據(jù)包。本發(fā)明的實(shí)施例具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，且無需采用復(fù)雜的閉環(huán)流控機(jī)制，消耗的硬件資源較少，因此成本較低。
【專利說明】無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等大型網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，政府、企業(yè)和用戶對于網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求也持續(xù)快速增長。作為網(wǎng)絡(luò)中的核心節(jié)點(diǎn)，設(shè)計(jì)骨干網(wǎng)核心路由器/交換機(jī)中的高速交換結(jié)構(gòu)也因此變得尤為重要。
[0003]考慮到硬件實(shí)現(xiàn)上時(shí)鐘同步以及存儲存取的方便，現(xiàn)行的商用交換結(jié)構(gòu)大多都選擇定長交換的方式。即在交換入口處將IP數(shù)據(jù)包切割成固定長度的分片(cell)，以分片為單位完成交換，在出口處再將分片重組為IP數(shù)據(jù)包。通常為了保證交換的吞吐率以及減小輸出端重組的難度，現(xiàn)行的定長交換結(jié)構(gòu)需要采取閉環(huán)流控機(jī)制，以保證交換結(jié)構(gòu)內(nèi)部不會出現(xiàn)分片丟棄的情況。閉環(huán)流控也被稱為背壓，工程上通常有三種實(shí)現(xiàn)方式:1)通過與數(shù)據(jù)通路分離的控制通路傳輸流控信號；2)通過數(shù)據(jù)通路傳輸特定的流控分片；3)將控制通路與數(shù)據(jù)通路相結(jié)合的流控方式。
[0004]然而，交換規(guī)模的增大以及鏈路速度的增長，給背壓的工程實(shí)現(xiàn)帶來了巨大的困難，主要包括:1)控制通路精細(xì)化帶來的巨大的芯片管腳消耗；2)背壓反饋延時(shí)導(dǎo)致需要預(yù)留的存儲空間增加；3)飽和樹問題導(dǎo)致的系統(tǒng)性能急劇下降；4)流控信號帶來的額外通信開銷。
[0005]針對上述交換規(guī)模以及鏈路速度增加給背壓帶來的問題，目前有一些改進(jìn)方法，諸如合并流控信號、建立多隊(duì)列分隔流等方法。但這些方法有些以犧牲性能為代價(jià)，有些需要消耗大量存儲資源，在實(shí)際商用的路由器或交換機(jī)中皆不適宜應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。
[0007]為此，本發(fā)明的目的在于提出一種無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)，該交換系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，且無需采用負(fù)載的閉環(huán)流控機(jī)制，消耗的硬件資源較少，因此成本較低。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種一種無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)，其特征在于，包括:N個(gè)輸入端口、N個(gè)解復(fù)用器、K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元、N個(gè)復(fù)用器和N個(gè)輸出端口，所述N、K均為正整數(shù)，其中，所述N個(gè)解復(fù)用器分別一一對應(yīng)地與所述N個(gè)輸入端口相連，每個(gè)所述解復(fù)用器具有N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列，所述N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列分別存儲去往所述N個(gè)輸出端口的定長分片；所述K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元分別與所述N個(gè)解復(fù)用器相連，用于接收并緩存來自N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列的去往所述N個(gè)輸出端口的定長分片；所述N個(gè)復(fù)用器與所述K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元相連，所述N個(gè)復(fù)用器分別包括一個(gè)接收隊(duì)列和N個(gè)重組隊(duì)列，所述接收隊(duì)列用于依次接收來自所述K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元的K個(gè)分片，所述N個(gè)重組隊(duì)列用于重組所述K個(gè)分片，以生成數(shù)據(jù)包。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)，利用交叉點(diǎn)緩存結(jié)構(gòu)作為交換單元，組成一個(gè)多平面并行包交換系統(tǒng)。將數(shù)據(jù)包切割成多個(gè)定長分片后，通過N個(gè)解復(fù)用器傳輸K個(gè)定長分片至K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元，交叉點(diǎn)緩存交換單元采用特定的調(diào)度算法，允許少量分片在交換結(jié)構(gòu)內(nèi)被丟棄，并將K個(gè)分片傳輸至N個(gè)復(fù)用器，以將K個(gè)分片重組為數(shù)據(jù)包。從而該系統(tǒng)摒棄了復(fù)雜的閉環(huán)流控機(jī)制，消耗的硬件資源較少，因此成本較低，且該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，對研制大規(guī)模超高速交換結(jié)構(gòu)具有重要意義。
[0010]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0011 ] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列分別以先進(jìn)先出的方式存儲去往N個(gè)輸出端口的定長分片。
[0012]在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述N個(gè)解復(fù)用器用于:判斷是否有K個(gè)時(shí)隙以上沒有分發(fā)分片，如果不是，則繼續(xù)等待，如果判斷有K個(gè)時(shí)隙以上沒有分發(fā)分片，則判斷所有隊(duì)列是否為空，如果所有隊(duì)列為空，則繼續(xù)等待，否則在所述所有隊(duì)列中選取最長隊(duì)列，并判斷所述最長隊(duì)列的長度是否大于或等于K，如果所述最長隊(duì)列的長度大于或等于K，則將所述最長隊(duì)列中前K個(gè)分片按照預(yù)設(shè)順序同時(shí)發(fā)送至所述K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元，以實(shí)現(xiàn)所述N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列分別以先進(jìn)先出的方式存儲去往N個(gè)輸出端口的定長分片。
[0013]在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述N個(gè)解復(fù)用器還用于在所述最長隊(duì)列的長度小于K時(shí)，用預(yù)設(shè)類型的分片將所述最長隊(duì)列的長度補(bǔ)充至K，再將所述最長隊(duì)列中前K個(gè)分片按照預(yù)設(shè)順序同時(shí)發(fā)送至所述K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元。
[0014]在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)類型的分片為補(bǔ)齊分片。
[0015]在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述N個(gè)復(fù)用器的接收隊(duì)列還用于在存滿K個(gè)分片后，將所述K個(gè)分片發(fā)送至所述充重組隊(duì)列，并將所述K個(gè)分片中的所述預(yù)設(shè)類型的分片丟棄。
[0016]在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述N個(gè)復(fù)用器的重組隊(duì)列還用于在接收到所述接收隊(duì)列發(fā)送的K個(gè)分片后，判斷所述K個(gè)分片的第一個(gè)分片是否為第一預(yù)標(biāo)記分片，如果是，則進(jìn)一步判斷是否存在距離所述第一個(gè)分片最近的第二預(yù)標(biāo)記分片，如果存在，則將所述第一個(gè)分片和所述第二預(yù)標(biāo)記分片之間的分片重組為所述數(shù)據(jù)包。
[0017]在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述N個(gè)復(fù)用器的重組隊(duì)列還用于在判斷所述K個(gè)分片的第一個(gè)分片不為所述第一預(yù)標(biāo)記分片時(shí)，丟棄所述第一個(gè)分片，以及在判斷不存在距離所述第一個(gè)分片最近的第二預(yù)標(biāo)記分片時(shí)，繼續(xù)等待。
[0018]在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述第一預(yù)標(biāo)記分片為數(shù)據(jù)包頭部分片，所述第二預(yù)標(biāo)記分片為數(shù)據(jù)包尾部分片。
[0019]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]本發(fā)明的上述和附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:[0021]圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖2為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及交換單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)的解復(fù)用器結(jié)構(gòu)及調(diào)度示意圖；和
[0024]圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)的復(fù)用器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0026]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0027]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0028]以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)。
[0029]圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)100，包括N個(gè)輸入輸出端口 110、N個(gè)解復(fù)用器120、K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元130、N個(gè)復(fù)用器140和N個(gè)輸出端口 150，其中，上述的N和K均為正整數(shù)。
[0030]具體而言，N個(gè)解復(fù)用器120分別一一對應(yīng)地與N個(gè)輸出端口 110相連，每個(gè)解復(fù)用器具有N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列(如圖3中所示的VOQl、V0Q2…V0QN)，且該N個(gè)輸出隊(duì)列分別存儲去往N個(gè)輸出端口 150的定長分片。其中,在該不例中，每傳輸一個(gè)定長分片的時(shí)長為一個(gè)時(shí)隙。
[0031]在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，結(jié)合圖2和圖3所示，上述N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列(SPVOQl、V0Q2…V0QN)分別以先進(jìn)先出的方式存儲去往N個(gè)輸出端口的定長分片。具體而言，N個(gè)解復(fù)用器120首先判斷是否有K個(gè)時(shí)隙以上沒有分發(fā)分片，如果不是，則繼續(xù)等待。如果判斷有K個(gè)時(shí)隙以上沒有分發(fā)分片，則判斷所有隊(duì)列(即N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列)是否為空，如果所有隊(duì)列為空，則繼續(xù)等待，否則在所有隊(duì)列中選取最長隊(duì)列，例如記最長隊(duì)列為LV0Q，并進(jìn)一步判斷最長隊(duì)列LVOQ的長度是否大于或等于K，如果最長隊(duì)列LVOQ的長度大于或等于K，則將該最長隊(duì)列LVOQ中前K個(gè)分片按照預(yù)設(shè)順序同時(shí)發(fā)送至K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元，從而實(shí)現(xiàn)N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列分別以先進(jìn)先出的方式存儲去往N個(gè)輸出端口 150的定長分片。其中，預(yù)設(shè)順序根據(jù)實(shí)際需要預(yù)先設(shè)定。
[0032]進(jìn)一步地，在上述過程中，如果判斷最長隊(duì)列LVOQ的長度小于K，則N個(gè)解復(fù)用器120用預(yù)設(shè)類型的分片將最長隊(duì)列LVOQ的長度補(bǔ)充至K，再將補(bǔ)充后的最長隊(duì)列LVOQ的前K個(gè)分片按照預(yù)設(shè)順序同時(shí)發(fā)送至K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元。其中，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，預(yù)設(shè)類型的分片例如為補(bǔ)齊分片(fake cell)。換言之，即如果判斷LVOQ的長度小于K，則用fake cell (即補(bǔ)齊分片)將LVOQ的長度補(bǔ)齊至K，再將LVOQ中前K個(gè)cell (包含fake cell)依據(jù)預(yù)設(shè)順序同時(shí)分發(fā)到去往K個(gè)中間SM (即交叉點(diǎn)緩存交換單元)的K條不同鏈路上。
[0033]需要說明的是，由于同一個(gè)解復(fù)用器與所有SM之間的鏈路物理上完全等長，且K各分片被同時(shí)發(fā)送，因此K個(gè)去往相同輸出端口的分片將同時(shí)達(dá)到K個(gè)中間SM的相同輸入端口。
[0034]K個(gè)交叉點(diǎn)緩存單元130分別與N個(gè)解復(fù)用器120相連，用于接收并緩存來自N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列的去往N個(gè)輸出端口 150的定長分片。作為一個(gè)具體的示例，來自相同輸入端口且去往相同輸入端口的所有分片均屬于同一個(gè)流。
[0035]作為一個(gè)具體示例，K個(gè)交叉點(diǎn)緩存單元130 (即SM)的結(jié)構(gòu)如圖2所示,其中，每個(gè)SM結(jié)構(gòu)相同、時(shí)鐘同步，且所有SM中采用相應(yīng)的輪詢(RR，Round-Robin)調(diào)度方式，即在每個(gè)時(shí)隙，每個(gè)輸出端口并行地以RR方式從其對應(yīng)的一列中所有非空交叉點(diǎn)隊(duì)列里選擇一個(gè)，并傳輸其隊(duì)首分片至對應(yīng)的復(fù)用器。在此過程中，如果某一列所有隊(duì)列均為空，則此時(shí)隙該輸出端口不傳輸分片。
[0036]值得注意的是，由于所有SM具有相同的輸入流量且結(jié)構(gòu)、算法均相同，因此所有的SM的行為將完全一致，也就是說屬于同一個(gè)流的被同時(shí)分發(fā)至所有SM的K個(gè)定長分片將在SM中同時(shí)被傳輸或丟棄。
[0037]N個(gè)復(fù)用器140與K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元130相連，N個(gè)復(fù)用器140分別包括一個(gè)接收隊(duì)列和N個(gè)重組隊(duì)列(例如圖4所示)。接收隊(duì)列用于依次接收來自K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元130的K個(gè)分片，N個(gè)重組隊(duì)列用于重組該K個(gè)分片，以生成數(shù)據(jù)包。需要說明的是，數(shù)據(jù)包在進(jìn)入該交換系統(tǒng)100之前已被切割成多個(gè)定長的分片(cell)。
[0038]作為一個(gè)具體示例，結(jié)合圖4所示，每個(gè)復(fù)用器中均包含一個(gè)接收隊(duì)列和N個(gè)重組隊(duì)列。
[0039]其中,接收隊(duì)列用于接收同時(shí)從K個(gè)SM傳輸過來的屬于同一個(gè)流的K個(gè)定長分片(其中包含fake cell)，且每個(gè)分片根據(jù)其來自的SM編號依次存儲在接收隊(duì)列的相應(yīng)位置。進(jìn)一步地，接收隊(duì)列還用于在存滿K個(gè)分片后，將K個(gè)分片發(fā)送至重組隊(duì)列，并將K個(gè)分片中的預(yù)設(shè)類型的分片丟棄。換言之，即當(dāng)接收隊(duì)列存滿K個(gè)分片后，按照先進(jìn)先出的順序?qū)⒃揔個(gè)分片發(fā)送至其所述流對應(yīng)的重組隊(duì)列中，而在此過程中，接收隊(duì)列會將所有的fakecell (即預(yù)設(shè)類型的分片)丟棄，以免fake cell被發(fā)送至重組隊(duì)列中，導(dǎo)致傳輸結(jié)果錯(cuò)誤。
[0040]另外，N個(gè)重組隊(duì)列還用于在接收到接收隊(duì)列發(fā)送的K個(gè)分片后，判斷該K個(gè)分片的第一個(gè)分片是否為第一預(yù)標(biāo)記分片，如果是，則進(jìn)一步判斷是否存在距離該第一個(gè)分片最近的第二預(yù)標(biāo)記分片，如果存在，則將第一個(gè)分片與該第二預(yù)標(biāo)記分片之間的分片重組，以生成數(shù)據(jù)包。進(jìn)一步地，在上述過程中，N個(gè)重組隊(duì)列還用于在判斷K個(gè)分片的第一分片不為第一預(yù)標(biāo)記分片時(shí)，丟棄該第一個(gè)分片，以及在判斷不存在距離第一個(gè)分片最近的第二預(yù)標(biāo)記分片時(shí)，繼續(xù)等待。其中，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，第一預(yù)標(biāo)記分片例如為數(shù)據(jù)包頭部分片(SOP)，第二預(yù)標(biāo)記分片例如為數(shù)據(jù)包尾部分片(EOP)。
[0041]換言之，即N個(gè)重組隊(duì)列在接收到接收隊(duì)列發(fā)送的K個(gè)分片后，判斷對列頭部分片是否為S0P，如果不是，則丟棄該分片；如果該分片是S0P，則進(jìn)一步判斷是否存在距離SOP最近的Ε0Ρ，如果存在，則將SOP與EOP之間的cell (包含SOP和Ε0Ρ)重組為一個(gè)數(shù)據(jù)包，并傳輸出該交換系統(tǒng)100 ;如果不存在距離SOP最近的Ε0Ρ，則繼續(xù)等待。
[0042]作為一個(gè)具體示例，結(jié)合圖2至圖4，上述的N個(gè)輸入端口和N個(gè)輸出端口的鏈路速度均為R，每個(gè)解復(fù)用器和每個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元(即SM)之間以及每個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元和每個(gè)復(fù)用器之間的中間鏈路速度均為R/K。且同一個(gè)解復(fù)用器與所有的交叉點(diǎn)緩存交換單元之間的鏈路物理上完全等長，同一個(gè)復(fù)用器與所有的交叉點(diǎn)緩存交換單元之間的鏈路物理上也完全等長。
[0043]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)，利用交叉點(diǎn)緩存結(jié)構(gòu)作為交換單元，組成一個(gè)多平面并行包交換系統(tǒng)。將數(shù)據(jù)包切割成多個(gè)定長分片后，通過N個(gè)解復(fù)用器傳輸K個(gè)定長分片至K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元，交叉點(diǎn)緩存交換單元采用特定的調(diào)度算法，允許少量分片在交換結(jié)構(gòu)內(nèi)被丟棄，并將K個(gè)分片傳輸至N個(gè)復(fù)用器，以將K個(gè)分片重組為數(shù)據(jù)包。從而該系統(tǒng)摒棄了復(fù)雜的閉環(huán)流控機(jī)制，消耗的硬件資源較少，因此成本較低，且該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，對研制大規(guī)模超高速交換結(jié)構(gòu)具有重要意義。
[0044]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0045]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)，其特征在于，包括:N個(gè)輸入端口、N個(gè)解復(fù)用器、K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元、N個(gè)復(fù)用器和N個(gè)輸出端口，所述N、K均為正整數(shù)，其中， 所述N個(gè)解復(fù)用器分別一一對應(yīng)地與所述N個(gè)輸入端口相連，每個(gè)所述解復(fù)用器具有N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列，所述N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列分別存儲去往所述N個(gè)輸出端口的定長分片；所述K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元分別與所述N個(gè)解復(fù)用器相連，用于接收并緩存來自N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列的去往所述N個(gè)輸出端口的定長分片； 所述N個(gè)復(fù)用器與所述K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元相連，所述N個(gè)復(fù)用器分別包括一個(gè)接收隊(duì)列和N個(gè)重組隊(duì)列，所述接收隊(duì)列用于依次接收來自所述K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元的K個(gè)定長分片，所述N個(gè)重組隊(duì)列用于重組所述K個(gè)定長分片，以生成數(shù)據(jù)包。
2.如權(quán)利要求1所述的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)，其特征在于，所述N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列分別以先進(jìn)先出的方式存儲去往N個(gè)輸出端口的定長分片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)，其特征在于，所述N個(gè)解復(fù)用器用于:判斷是否有K個(gè)時(shí)隙以上沒有分發(fā)分片，如果不是，則繼續(xù)等待，如果判斷有K個(gè)時(shí)隙以上沒有分發(fā)分片，則判斷所有隊(duì)列是否為空，如果所有隊(duì)列為空，則繼續(xù)等待，否則在所述所有隊(duì)列中選取最長隊(duì)列，并判斷所述最長隊(duì)列的長度是否大于或等于K，如果所述最長隊(duì)列的長度大于或等于K，則將所述最長隊(duì)列中前K個(gè)分片按照預(yù)設(shè)順序同時(shí)發(fā)送至所述K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元，以實(shí)現(xiàn)所述N個(gè)虛擬輸出隊(duì)列分別以先進(jìn)先出的方式存儲去往N個(gè)輸出端口的定長分片。
4.如權(quán)利要求3所述的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)，其特征在于，所述N個(gè)解復(fù)用器還用于在所述最長隊(duì)列的長度小于K時(shí)，用預(yù)設(shè)類型的分片將所述最長隊(duì)列的長度補(bǔ)充至K，再將所述最長隊(duì)列中前K個(gè)分片按照預(yù)設(shè)順序同時(shí)發(fā)送至所述K個(gè)交叉點(diǎn)緩存交換單元。
5.如權(quán)利要求4所述的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)類型的分片為補(bǔ)齊分片。
6.如權(quán)利要求1所述的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)，其特征在于， 所述N個(gè)復(fù)用器的接收隊(duì)列還用于在存滿K個(gè)分片后，將所述K個(gè)分片發(fā)送至所述重組隊(duì)列，并將所述K個(gè)分片中的所述預(yù)設(shè)類型的分片丟棄。
7.如權(quán)利要求1所述的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)，其特征在于， 所述N個(gè)復(fù)用器的N個(gè)重組隊(duì)列還用于在接收到所述接收隊(duì)列發(fā)送的K個(gè)分片后，判斷所述K個(gè)分片的第一個(gè)分片是否為第一預(yù)標(biāo)記分片，如果是，則進(jìn)一步判斷是否存在距離所述第一個(gè)分片最近的第二預(yù)標(biāo)記分片，如果存在，則將所述第一個(gè)分片和所述第二預(yù)標(biāo)記分片之間的分片重組為所述數(shù)據(jù)包。
8.如權(quán)利要求7所述的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)，其特征在于， 所述N個(gè)復(fù)用器的N個(gè)重組隊(duì)列還用于在判斷所述K個(gè)分片的第一個(gè)分片不為所述第一預(yù)標(biāo)記分片時(shí)，丟棄所述第一個(gè)分片，以及在判斷不存在距離所述第一個(gè)分片最近的第二預(yù)標(biāo)記分片時(shí)，繼續(xù)等待。
9.如權(quán)利要求7或8所述的無需閉環(huán)流控的可擴(kuò)展定長多路徑交換系統(tǒng)，其特征在于，所述第一預(yù)標(biāo)記分片為數(shù)據(jù)包頭部分片，所述第二預(yù)標(biāo)記分片為數(shù)據(jù)包尾部分片。
【文檔編號】H04L12/931GK103595658SQ201310576764
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】趙有健, 陳果, 裴丹 申請人:清華大學(xué)