专利名称：用于在网络中配置交换机的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络系统，并更具体涉及一种用于在网络中配置交换机的系统。
背景技术：
各种标准已经为了发展网络而得到了发展。已知一种这样的标准为RapidIO。RapidIO是一种在嵌入式计算环境中具有重要应用的开放标准的交换结构(switched fabric)。使用RapidIO技术的嵌入式计算系统包括无线基础设施、边缘联网(edge networking)系统、存储系统以及科学、军事和工业装备。
RapidIO网络包括许多由点对点链路互连的处理单元(PE)。PE可包括交换设备和端点设备。在典型的RapidIO网络拓扑中，端点设备通过由交换设备形成的结构彼此互连。端点设备通过使用尤其包括源和目的地端点设备的标识的数据分组来相互通信。网络的交换设备使用目的地数据来将数据分组经路由传送到适当的端点设备。在RapidIO系统中，网络的每个交换设备包括至少一个用于控制交换机的I/O结构的路由选择表，以便它基于目的地端点而将接收到的数据分组中继给适当的输出端口。
在启动时，RapidIO网络执行处理以识别和初始化构成网络的各种部件。在列举(enumeration)处理期间，交换机的路由选择表被建立。为此，将网络上的至少一个PE被指定为列举端点。列举端点查询网络上其它PE的存在。当列举端点在网络上检测到交换机时，其记录该交换机上的端口总数和它到达该交换机所通过的端口号。然后可检查所检测到的交换机的剩余端口以确定其它PE是否连接到这些剩余端口。如果检测到PE，则列举端点查询检测到的PE以确定其是端点设备还是交换设备。
由列举端点执行的下一系列步骤取决于PE类型查询的结果。如果检测到的PE是交换设备，则列举端点继续检查新检测到的交换机的所有端口以确定其它PE是否连接到这些端口，并且如有必要，则执行进一步的PE类型查询。对个体交换机和交换机端口的该查询是作为持续查询分支直到检测到端点PE为止的分支类型操作进行的。一旦检测到的PE是端点设备，列举端点就将基础设备ID分配给该端点设备并更新网络的交换设备中的相应路由选择表。该处理可由列举端点对位于RapidIO网络上的每个PE递归地执行，直到已经查询过每个交换机的每个端口为止。
伪码可用作实例来实现RapidIO网络中的列举处理、将基础设备ID分配给每个端点以及配置交换设备的路由选择表。该伪码的应用在RapidIOTMInterconnect Specification Annex 1Software/System Bring UpSpecification，Rev.1.3，02/2005中有讨论和说明。然而，由该伪码代表的处理具有若干不足。例如，该处理没有描述对在完成初始列举之后出现在网络上的设备的列举。此外，该处理没有适当地配置用于一些网络拓扑的路由选择表。例如，存在着某些情况，即，端点设备的发现/列举顺序将导致使两个或更多端点设备无法通信的网络配置。最后，该处理没有给交换设备分配基础设备ID，从而需要实现用于交换设备的复杂的维护和管理操作。
发明内容
本说明书阐述了一种网络，该网络包括多个多端口交换机，连接到多个交换机的端口的多个端点设备，和连接到至少一个多端口交换机的列举端点设备。列举端点设备基于多端口交换机在关于新发现的处理单元的路径内还是在关于新发现的处理单元的路径外，来配置通过多端口交换机的路由选择。可配置每个路径外交换机(off pathswitch)，使得通过路径外交换机用来与列举端点设备通信的路径外交换机的端口来经路由传送目的地为新处理单元的通信分组。可配置每个路径内交换机(on path switch)，使得通过路径内交换机上被列举端点设备发现新处理单元的端口来经路由传送目的地为新发现的处理单元的通信分组。该网络可实现为RapidIO网络。
对于本领域的技术人员而言，在研究过下面的附图和详细描述后，本发明的其它系统、方法、特征和优点将是或将变得显而易见。所有这些附加的系统、方法、特征和优点都将被包括在本描述内，都在本发明的范围内，并且由下面的权利要求保护。
通过参照下面的附图和描述，可以更好地理解本发明。图中的部件并不必要依比例，而是将重点放在说明本发明的原理上。此外，在附图中，相似的附图标记在不同的示图中将始终表示相应的部分。
图1是可包含列举处理的示例网络的示意性框图，在列举处理中，在列举端点设备和检测到的端点设备之间的路径上的交换机与不在该路径上的交换机被有差别地配置；图2是示出可用于在列举端点设备发现新端点设备时配置路径内交换机和路径外交换机的许多相关处理的流程图；图3是可用在图1所示的网络中的示例交换机的示意性框图；图4是示出可用于在以图3所示的方式构建交换机时配置图1的网络中的路径内交换机和路径外交换机的许多相关处理的流程图。
具体实施例方式
图1是通常以100示出的示例网络系统的示意性框图。系统100包括连接到网络交换结构的多个不同的端点设备105、110、115和120。网络交换结构包括多个多端口交换设备125、130、135和140，这些多端口交换设备负责在端点设备105、110、115和120之间经路由传送通信分组以及经路由传送从端点设备发送到网络100的多端口交换机中的一个的通信分组。在示出的系统100中，交换设备125、130、135和140中的每个包括四个双向通信端口，其中每个双向通信端口包括适合于接收通信分组的输入部分和适合于传送通信分组的输出部分。给定端口的输入部分和输出部分可相互配对工作，以便单个双向通信端口可专门用于与系统100的单个处理单元的通信。另外，可将交换设备的任意端口的输入部分配置成通过交换设备内部的交换结构连接到交换机的剩余端口的任意输出。
交换设备的内部交换结构的配置是在列举端点设备105的控制下进行设置的。列举端点设备105在系统100的初始化期间执行列举处理。设备105还可在初始化之后执行列举处理，以响应端点设备的添加和/或移除来动态地配置系统100。
在列举处理期间，列举端点设备105发现端点设备并配置交换机，使得每个端点设备可与系统100上的每个其它端点设备通信。设备105可执行列举处理的一种方式通常以图2的200示出。如图所示，在步骤205，列举处理可启动对新处理单元的搜索。在图2的示例处理中，新处理单元是列举端点设备105仍必须通过配置系统100的交换结构来完全列举的端点设备。如果在步骤210中没有发现新处理单元并且列举处理已经完成为了寻找新处理单元而对所有交换设备的所有端口的搜索，则在步骤215，端点设备105可退出列举处理。
如果在步骤210中发现了新处理单元，则列举端点设备105进行对系统100的交换设备的更新。在图2所示的示例处理中，设备105可配置系统100的交换设备，使得可在新发现的端点设备和已被完全列举的每个端点设备之间进行双向通信。
列举端点设备105配置交换设备的方式取决于交换设备关于正被列举的新发现的端点设备是“路径内交换机”还是“路径外交换机”。当交换机被包括在列举端点设备105和新发现的端点设备之间的通信路径中时，认为该交换机是路径内交换机。否则，认为交换机是路径外交换机。
路径内交换设备和路径外交换设备之间的区别可参考图1的系统100示出。在系统100中，交换设备125和130是关于端点设备110的路径内交换机，而交换设备135和140是关于端点设备110的路径外交换机。类似地，交换设备125和135是关于端点设备115的路径内交换机，而交换设备130和140是关于端点设备115的路径外交换机。最后，交换设备125、135和140是关于端点设备120的路径内交换机，而交换设备130是关于端点设备120的路径外交换机。
对处在关于新发现的处理单元的路径内的交换设备的配置是在图2的步骤220中发生的。在该处理中，配置路径内交换机，使得通过路径内交换机上发现处理单元的端口来经路由传送目的地为新发现的处理单元的通信分组。
对处在关于新发现的处理单元的路径外的交换设备的配置是在图2的步骤225中发生的。在该处理中，配置路径外交换机，使得通过路径外交换机用来与列举端点设备105通信的相同的路径外交换机端口来经路由传送目的地为新发现的处理单元的通信分组。
图1的系统可用于示出实际应用图2的列举处理的一种方式。可假定端点设备110构成在列举处理期间正好由列举端点设备105发现的处理单元，并且端点设备115和120先前已由设备105完全列举。
如上所述，交换设备125和130是关于端点设备110的路径内交换机，而交换设备135和140是关于端点设备110的路径外交换机。为了经路由传送用于端点设备110的通信而配置交换设备125和130的方式与配置交换设备135和140的方式是不同的。
根据图2的处理，设备105配置交换设备125和130，使得通过路径内交换机上被设备105发现端点的端口来经路由传送目的地为端点设备110的通信分组。因此，交换设备125被配置成将目的地为端点设备110的通信分组送往设备125的端口3。类似地，交换设备130被配置成将目的地为端点设备110的通信分组送往设备130的端口2。
设备105配置路径外交换设备135和140，使得目的地为端点设备110的通信分组通过交换机的相同端口被经路由传送，该交换机用于经路由传送目的地为列举端点设备105的通信。因此，交换设备135被配置成将目的地为端点设备110的通信分组送往设备135的端口4。类似地，交换设备140被配置成将目的地为端点设备110的通信分组送往设备140的端口3。
一旦已经以这种方式配置了交换设备125、130、135和140，端点设备110就可以接收来自其它端点设备105、115和120中任意一个的通信分组。例如，由端点设备105启动的目的地为设备110的通信在交换设备125的端口1处被接收。交换设备125识别该通信分组作为目的地为端点设备110的分组，并将该分组经路由传送到端口3，在端口3处，该分组被传送到交换设备130的端口1。交换设备130也识别出该通信分组的目的地为端点设备110，并将该分组经路由传送到端口2，在端口2处，该分组由端点设备110接收。
可通过考虑端点设备115发送目的地为端点设备110的通信分组的情况来理解路径外交换设备的操作。端点设备115将其通信分组发送到交换设备135的端口3。如前所述，交换设备135已被配置为关于端点设备110的路径外交换设备。因此，其将目的地为设备110的通信经路由传送到该交换设备用来与列举端点设备105通信的相同端口。在这种情况下，那个端口可以是设备135的端口4。在设备135的端口4处传送的通信分组在交换设备125的端口2处被接收，而该交换设备125依次被配置成将目的地为端点设备110的通信送往端口3。通信分组然后在交换设备130的端口1处被接收，在端口1处，这些通信分组经路由传送到相同设备的端口2。交换设备130的端口2被连接成将这些通信分组提供给端点设备110。
图3示出了可用于实现个体交换设备125、130、135和140中的每个的示例构造。例如，当把系统100设计为RapidIO网络时可使用该构造。使用该示例构造实现的市面上可买到的RapidIO交换设备包括可从Tundra半导体公司得到的Tsi500TM多端口RapidIO交换机。
图3的交换设备300包括四个双向端口。这些双向端口由从外部源接收通信分组的输入端口305和将已被路由的通信分组传送到外部目的地的输出端口310构成。通信分组通过内部交换结构320，在内部经路由从双向端口的输入端口305传送到另一双向端口的输出端口310。
路由选择表315分别与每个双向端口相关联。当在输入端口305中的一个处接收到通信分组时，将该分组中包括的目的地信息(即，端点设备标识符)与路由选择表315中存储的信息进行比较，以确定交换机将使用哪个输出端口310来中继接收到的通信分组。尽管交换设备300使用用于每个双向端口的路由选择表，但是也可实现其它交换构造，例如，可采用单个路由选择表。
交换机300还可包括可由列举端点设备105访问的一个或多个寄存器325。寄存器325可用作尤其能够识别设备类型及其处理能力的能力寄存器(capability register)。还可使用一个或多个寄存器来存储在列举处理期间可以由列举端点设备105分配的基础设备ID。
图4是示出可在系统100中使用的另一示例列举处理的流程图。该列举处理特别适合于在采用图3所示类型的交换设备的RapidIO网络中实现。根据该示例处理，在步骤405，列举端点设备105在系统100中搜索新处理单元。如果在步骤410中没有发现新处理单元并且列举处理已经完成为了寻找新处理单元而对所有交换设备的所有端口的搜索，则在步骤415，端点设备105可退出列举处理。
如果在步骤410中发现了新处理单元，则列举端点设备105查询新处理单元以确定其类型。在该实例中，基于处理单元是交换设备还是端点设备，而在步骤425中在处理单元类型之间进行区分。列举端点设备105可例如从处理单元的能力寄存器中确定处理单元类型。如果新发现的处理单元是交换设备，则在步骤430，列举端点设备105可更新新发现的交换机的路由选择表。新发现的交换机的路由选择表被更新，以建立从新发现的交换设备的每个端口到每个端点设备以及已被完全列举过并具有基础设备ID的交换机的通信路径。如果列举处理已经完成为了寻找新处理单元而对所有交换设备的所有端口的搜索，则端点设备105可在完成步骤430时退出列举处理。
如果在步骤425中将处理单元识别为端点设备，则列举端点设备105将基础设备ID分配给该端点设备。任选地，设备105可在完成步骤430时在步骤435中将基础设备ID分配给新发现的交换机。该基础设备ID在整个系统100中使用，以用于与新发现的处理单元的所有将来的通信。例如，可将基础设备ID包括在通信分组中以将新发现的处理单元识别为分组的目的地。
在步骤440，列举端点设备105识别直接连接到新处理单元的交换设备和交换机端口。该信息在步骤445中使用以更新由直接连接到新处理单元的交换设备使用的路由选择表。由于该初始交换设备将是路径内交换机，所以更新该交换设备的路由选择表以引导目的地为新处理单元的所有通信分组通过在步骤440中识别的端口。在步骤450，更新处在关于新处理单元的路径内的剩余交换设备的路由选择表。可通过反复地沿路径内网络分支向上更新交换机直到已经更新所有路径内交换机为止，来完成路由选择表的更新。如上所述，更新用于每个路径内交换设备的路由选择表，使得通过路径内交换机上被发现新处理单元的端口来经路由传送目的地为新处理单元的通信分组。例如，可更新路由选择表以存储用于新处理单元的基础设备ID，并且交换设备可将该基础设备ID用作到正确交换机端口的索引。
在步骤455，更新处在关于新处理单元的路径外的交换设备的路由选择表。在示出的实例中，通过反复地沿每个路径外网络分支向下更新交换机直到已经更新所有路径外交换机为止，来更新路由选择表。更新用于每个路径外交换设备的路由选择表，使得通过路径外交换设备用来与列举端点设备105通信的相同端口来经路由传送目的地为新处理单元的通信分组。同样，可更新路由选择表以存储用于新端点设备的基础设备ID，并且交换设备可将该基础设备ID用作到正确交换机端口的索引。
系统100可执行初始列举处理作为其启动序列的一部分。可反复地不时地执行后续列举处理，以确定端点设备是否已被添加到系统100中和/或从系统中移除。例如，可在轮询处理期间发生对新端点设备的检测，在轮询处理中，列举端点设备105搜索网络以发现在完成初始列举处理之后添加的端点设备。此外，可将系统的交换设备设计成自动向设备105提供以下指示新处理单元已被添加到设备105的其中一个端口，或者处理单元已从设备105的其中一个端口被移除。
上述列举处理适合用在范围广阔的网络拓扑中。尽管已经结合非环路网络拓扑描述了示例性的列举处理，但是该处理也可适合用于环路网络配置中。
尽管已经描述了本发明的各种实施例，但是对于本领域的普通技术人员而言显而易见的是，在本发明的范围内还可能有许多实施例和实现方案。因此，本发明除了受所附权利要求及其等价物的限制外，并不受其它限制。
权利要求
1.一种网络，其包括多个多端口交换机；被连接到所述多端口交换机的端口的多个端点设备；被连接到至少一个所述多端口交换机的列举端点设备，其中，所述列举端点设备基于所述多端口交换机在关于检测到的处理单元的路径内还是在关于所述检测到的处理单元的路径外，来配置每个多端口交换机的端口之间的通信分组的内部路由选择。
2.如权利要求1所述的网络，其中，所述列举端点设备配置每个路径外交换机，使得通过所述路径外交换机用来与所述列举端点设备进行通信的所述路径外交换机的端口，来经路由传送用于所述检测到的处理单元的通信。
3.如权利要求1所述的网络，其中，所述交换机和端点设备符合RapidIO标准。
4.一种网络，其包括列举端点设备；多个交换机，每个交换机具有多个I/O端口和至少一个路由选择表，其中，所述列举端点设备被连接到所述多个交换机中的至少一个；被连接到所述多个交换机的多个端点设备；其中，所述列举端点设备在检测到端点设备时，基于所述交换机在关于所述检测到的端点设备的路径内还是在关于所述检测到的端点设备的路径外，来更新所述交换机的所述路由选择表。
5.如权利要求4所述的网络，其中，在由所述列举端点设备执行的初始列举处理期间，发生对所述端点设备的检测。
6.如权利要求4所述的网络，其中，在轮询处理期间发生对所述端点设备的检测，在所述轮询处理中，所述列举端点设备搜索所述网络以发现端点设备。
7.如权利要求5所述的网络，其中，在轮询处理期间发生对所述端点设备的检测，在所述轮询处理中，所述列举端点设备搜索所述网络以发现在完成所述初始列举处理之后添加的端点设备，所述轮询处理反复地发生。
8.如权利要求4所述的网络，其中，所述列举端点设备更新路径内交换机的路由选择表，使得通过在所述路径内交换机上被所述列举端点设备发现所述检测到的端点设备的端口，来经路由传送与所述检测到的端点设备的通信。
9.如权利要求4所述的网络，其中，所述列举端点设备更新路径外交换机的路由选择表，使得通过所述路径外交换机用来与所述列举端点设备进行通信的所述路径外交换机的端口，来经路由传送用于所述检测到的端点设备的通信。
10.如权利要求4所述的网络，其中，所述列举端点设备给每个端点设备分配唯一的设备标识值，并且其中，所述唯一的设备标识值被用作所述路由选择表中的索引。
11.如权利要求4所述的网络，其中，所述交换机和端点设备符合RapidIO标准。
12.一种网络，其包括多个端点设备；多个交换机，每个交换机具有多个I/O端口，每个I/O端口具有至少一个路由选择表；连接到所述多个交换机中的至少一个的端口的列举端点设备，其中，所述列举端点设备通过更新所述多个交换机的路由选择表来响应于端点设备的检测，并且其中，更新路径内交换机的路由选择表，使得与所述检测到的端点设备的通信被经路由传送到所述路径内交换机上被所述列举端点设备发现所述检测到的端点设备的端口。
13.如权利要求12所述的网络，其中，在由所述列举端点设备执行的初始列举处理期间，发生对所述端点设备的检测。
14.如权利要求12所述的网络，其中，在轮询处理期间发生对所述端点设备的检测，在所述轮询处理中，所述列举端点设备搜索所述网络以发现端点设备。
15.如权利要求13所述的网络，其中，在轮询处理期间发生对所述端点设备的检测，在所述轮询处理中，所述列举端点设备搜索所述网络以发现在完成所述初始列举处理之后添加的端点设备，所述轮询处理反复地发生。
16.如权利要求12所述的网络，其中，所述列举端点设备给每个端点设备分配唯一的设备标识值，并且其中，所述唯一的设备标识值被用作所述路由选择表中的索引。
17.一种网络，其包括列举端点设备；具有第一、第二和第三端口的第一交换机，其中，所述第一端口被连接以用于与所述列举端点设备的通信；具有第一、第二和第三端口的第二交换机，其中，所述第二交换机的第一端口被连接以用于与所述第一交换机的第二端口的通信；被连接以用于与所述第一交换机的第三端口的通信的端点设备；其中，所述列举端点设备配置所述第一交换机以引导用于所述端点设备的通信通过所述第一交换机的第三端口；并且其中，所述列举端点设备配置所述第二交换机以引导用于所述端点设备的通信通过所述第二交换机的第一端口。
18.一种在具有列举端点和由所述列举端点检测到的端点设备的网络中的交换结构，其包括处在关于所述检测到的端点设备的路径内的多个多端口交换机，每个路径内交换机将用于所述检测到的端点设备的通信经路由传送到所述路径内交换机上被所述列举端点设备发现所述检测到的端点设备的端口；和在到所述检测到的端点设备的路径外的多个多端口交换机，其中，至少一个路径外交换机被连接以将网络通信经路由传送到至少一个路径内交换机，并且其中，每个路径外交换机将用于所述检测到的端点设备的通信经路由传送到所述路径外交换机用来与所述列举端点设备进行通信的所述路径外交换机的端口。
全文摘要
本说明书阐述了一种网络，该网络包括多个多端口交换机，连接到多个交换机的端口的多个端点设备，和连接到至少一个多端口交换机的列举端点设备。列举端点设备基于多端口交换机在还是不在关于新发现的处理单元的路径上，来配置通过多端口交换机的路由选择。可配置每个路径外交换机，使得通过路径外交换机用来与列举端点设备通信的路径外交换机的端口来经路由传送目的地为新处理单元的通信分组。可配置每个路径内交换机，使得通过路径内交换机上被列举端点设备发现新处理单元的端口来经路由传送目的地为新发现的处理单元的通信分组。在一个实例中，该网络可实现为RapidIO网络。
文档编号H04Q3/00GK1968431SQ20061013712
公开日2007年5月23日 申请日期2006年10月20日 优先权日2005年10月28日
发明者T·詹金斯, R·克雷格 申请人:Qnx软件操作系统德国有限公司