交换网报文交换方法、交换系统、路由线卡和以太线卡的制作方法

专利名称：交换网报文交换方法、交换系统、路由线卡和以太线卡的制作方法
技术领域：
本发明涉及交换网技术，具体涉及一种应用于交换网的报文交换方法、 一种交换系统、 一种路由线卡和一种以太线卡。
背景技术：
为了扩充端口密度，目前诸如路由器和交换机的交换设备通常采用模块 化系统结构。模块化系统结构包括交换网背板和插接在该交换网背板上的多 个线卡。多个线卡通过交换网背板提供的交换网进行报文交换。可见，交换 网是完成线卡间报文交换的核心部分。
模块化以太网交换机的交换网称为以太交换平面。以太交换平面是以交 换效率为先的交换平面，允许有丟包，从而避免拥塞和影响后续流量。图1 为模块化以太网交换机的结构示意图。如图l所示，该以太网交换机包括以
太网包交换芯片11和多个以太线卡12。图1中示出了 m个以太线卡，m为 大于1的整数。目前以太线卡12主要采用硬件实现，包括物理(PHY)层 121和介质访问控制(MAC)层122。 PHY层121直接与以太网包交换芯片 11连接，MAC122完成以太线卡中IP报文和交换网中交换网协议报文的数 据格式转换，然后将转换后的报文通过PHY层121发往以太网包交换芯片 11。以太网包交换芯片11为交换装置，提供以太交换平面，该以太网包交 换芯片11包括可作为入端口和/或出端口的多个端口 ，每个端口与一个以太 线卡12相连；以太网包交换芯片11将接收自入端口的报文交换至出端口的 输出緩存。当多个端口同时向一个端口发送流量时，由于包交换芯片的緩存 有限，无法进入输出缓存的后续报文被丟弃。
模块化路由器的交换网，称为路由交换平面。为了保证服务质量(QoS，Quality of Service )，要求路由交换平面中不能丢包，丢包只能发生在交换 网之外。路由器可以采用专门的路由交换芯片实现不丢包的报文交换，但是 这种路由交换芯片造价较高。目前，出现了一种采用低成本以太网包交换芯 片作为交换核心的模块化路由器。图2为采用以太网包交换芯片实现的模块 化路由器结构示意图。如图2所示，该路由器包括以太网包交换芯片21和 多个路由线卡22。其中，以太网包交换芯片21是模块化路由器的交换装置， 其交换原理与图1中的以太网包交换芯片11相同。路由线卡22与以太线卡 12的功能基本相同，但采用软件实现，具体包括交换接入单元(FAU， Fabric Access Unit) 221和包处理器(PP， Packet Process ) 222。其中，由于PP222 不能直接与以太网包交换芯片21的端口相连，因此由FAU221负责以太网 包交换芯片21的端口和路由线卡22之间的适配连接，完成路由线卡中IP 报文和交换网中交换网协议报文的数据格式转换。此外，路由交换网中不允 许丟包，因此FAU221还包括分布式调度器223，各FAU221上的分布式调 度器223交换调度信息(调度信息如图2中虚线所示)，每个分布式调度器 223控制所在路由线卡22向以太网包交换芯片21的发送流量，从而实现进 入以太网包交换芯片21的同一目的线卡的流量小于或等于以太网包交换芯 片21向该目的线卡输出的流量，这样，当多个端口同时向一个端口发送流 量时，以太网包交换芯片21中也不会出现拥塞，保证以太网包交换芯片21 交换不丟包。可见，由于分布式调度器223的加入，使得所有分布式调度器 223构成了叠加在以太交换平面上的调度平面，叠加调度平面后的以太网交 换平面，形成了无丟包的路由交换平面。
目前，网络设备演进的一种趋势是路由交换和以太交换一体化，这需要 在同 一设备上同时实现以太交换平面和路由交换平面，使得交换设备可以同 时提供以交换效率为先的以太网交换以及以服务质量为先的路由交换。
但是，前述交换机和路由器只能在一个交换设备上实现一种交换平面。 例如，图2示出的路由器通过在以太网交换平面上叠加调度平面从而实现路 由交换平面。如果希望在路由交换平面上进一步实现以太交换平面， 一种简单的实现方式是在路由器的以太网包交换芯片21上直接接入图l示出的以 太线卡。由于现有的以太网包交换芯片中各端口可以共享输出緩存，因此以 太交换平面和路由交换平面共享交换网输出緩存。当大量以太报文进入交换 网后，可能导致交换网输出緩存溢出，输出緩存溢出会影响路由交换。
例如，多个以太线卡同时向一个以太线卡发送流量时，目的以太线卡所 插接端口的输出緩存会因同时接到大量以太报文而溢出，此时以太报文将挤
占其他端口的输出缓存，当路由交换平面的输出緩存被大量占用时，无法为 路由线卡提供足够空间緩存路由报文，导致丟包。
再例如，如图3示出的以太报文影响路由交换平面的示意图，如果以太 线卡LC2和路由线卡LC1同时向另一个路由线卡LC0发送流量，假设LC1 和LC2分别以1G和IOG流量通过以太网包交换芯片的端口 1向LC0发送 报文，来自LC1的流量用单箭头虚线表示，来自LC2的流量用单箭头实线 表示。来自LC2的以太报文不受调度，会占用端口 1的大量出口带宽，假 设占用9G出口带宽，那么实际留给路由交换平面的出口带宽只剩1G，而路 由交换平面还是按照10G出口带宽进行调度，允许LC1有10G流量进入端 口 1的输出緩存。那么，该端口 1会同时接收到9G+10G的流量，而出口 带宽只有IOG，此时出现拥塞，导致端口 1的输出緩存因溢出而丟包。此时， 由于端口 l的输出緩存不够，还有可能占用其他端口输出緩存。
可见，在现有技术中，由于输出緩存共享，导致两个交换平面在交换过 程中会相互影响，因此还没有真正实现一个交换设备同时具有2个交换平 面。

发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种交换网报文交换方法，能够在一个交换设 备上实现多个交换平面。
该方法包括根据交换装置的可接入线卡类型，在交换装置中为每类线卡 设置具有独立平面緩存的交换平面；所述交换装置将接收自线卡的源线卡和目的线卡类型不同的报文，交换给
平面转换装置；
所述平面转换装置将接收的报文发送到交换装置中与该报文的目的线 卡类型对应的交换平面，由交换平面交换给相应目的线卡 本发明还提供了一种交换系统，能够同时实现多个交换平面。
该系统包括交换装置和插接在交换装置上的平面转换装置；所述交换装置 包括至少2个分别具有独立平面缓存的交换平面，每个交换平面与可插接在自 身的一类线卡对应；
所述交换装置，用于将接收自线卡的源线卡和目的线卡类型不同的报文， 交换给所述平面转换装置；将接收自所述平面转换装置的报文，通过与该报文 的目的线卡类型对应的交换平面交换给目的线卡；
所述平面转换装置，用于将接收自所述交换装置的报文发送给所述交换 装置中与该报文的目的线卡类型对应的交换平面。
本发明还提供了 一种路由线卡，能够接入同时具有多个交换平面的交换 系统。
该路由线卡包括报文标记模块、发送緩存队列和分布式调度器；其中， 所述报文标记模块，用于在接入交换装置后，接收交换装置返回的路由平 面标记、转发表和平面转换装置的出端口标记；在目的线卡为路由线卡的待交 换报文中加入所述路由平面标记和根据转发表确定的报文出端口标记，在目的 线卡为以太线卡的待交换报文中加入路由平面标记、根据转发表确定的报文出 端口标记和平面转换装置的出端口标记，将标记后的报文緩存到所述发送緩存 队列中；
所述发送緩存队列，用于緩存等待向交换装置发送的待交换报文； 所述分布式调度器，用于维护接收自交换装置中路由交换平面的调度信
息；根据调度信息控制所述发送緩存队列中报文的发送流量。
本发明还提供了 一种以太线卡，能够接入同时具有多个交换平面的交换系统。该以太线卡包括发送緩存队列和报文标记模块；
所述报文标记模块，用于在接入交换装置后，接收交换装置返回的以太平
面标记、转发表和平面转换装置的出端口标记；在目的线卡为以太线卡的待交 换报文中加入所述以太平面标记和根据转发表确定的报文出端口标记，在目的 线卡为路由线卡的待交换报文中加入以太平面标记、根据转发表确定的报文出 端口标记和平面转换装置的出端口标记，将标记后的报文緩存到所述发送緩存 队列中；
所述发送緩存队列，用于緩存等待向交换装置发送的待交换报文。 本发明实施例为不同交换平面配置独立的平面缓存，实现了不同交换平 面之间的相互隔离，使得各交换平面之间不相互挤占緩存。对于源线卡和目 的线卡不同的报文，不直接在交换装置中交换，而是先发送给平面转换装置， 由平面转换装置进行平面转换，再发回到交换装置中的目的交换平面。可见， 本发明实施例能够实现多个交换平面，而且还能够实现多个交换平面的互 通，真正实现了一个交换设备同时具有至少2个交换平面。


图1为现有技术中模块化以太网交换机的结构示意图。
图2为现有技术中采用包交换芯片实现的模块化路由器结构示意图。
图3为现有技术中以太报文影响路由交换平面的示意图。
图4为本发明实施例中路由线卡向路由线卡和以太线卡发送报文，以及
以太线卡向路由线卡和以太线卡发送报文的过程示意图。
图5为本发明实施例一 LC0向包交换芯片发送报文的处理流程图。
图6为本发明实施例中包交换芯片的处理流程图。
图7为本发明实施例中平面转换装置的处理流程图。
图8为本发明实施例中平面转换装置对具有业务优先级标识的报文进
行处理的流程图。
图9为本发明实施例二LC3向包交换芯片发送报文的处理流程图。图10为本发明实施例中交换网报文交换系统的结构示意图。 图11为图10中包交换芯片31的结构示意图。
图12为图11中包交换单元311的结构示意图。 图13为图10中平面转换装置34的结构示意图。 图14为图10中路由线卡32的结构示意图。 图15为图10中以太线卡33的结构示意图。
具体实施例方式
本发明实施例提供了一种交换网报文交换方案，其基本思想为在交换 装置中设置多个交换平面，每个交换平面对应一类线卡，为每个交换平面配 置独立的平面緩存；交换装置将接收自线卡的源线卡和目的线卡类型不同的 报文交换到平面转换装置。平面转换装置是接入交换装置且拥有平面转换功 能的单元模块，该平面转换装置将接收的报文发送到交换装置中与该报文目 的线卡类型对应的交换平面，由交换平面交换给目的线卡。
较佳地，交换装置可以将接收自线卡的源线卡和目的线卡线卡类型相同 的报文，通过与目的线卡类型对应的交换平面交换给目的线卡，从而实现同 一交换平面内的数据交换。
较地，当设置的多个交换平面中包含不允许丟包的交换平面时，平面 转换装置在发送时，还需要根据不允许丟包的交换平面的调度信息，控制发 送到不允许丢包的交换平面的流量。
以交换装置接入路由线卡和以太线卡为例，本发明实施例的交换网报文 交换方案在交换装置中设置路由交换平面和以太交换平面，这两个交换平面 拥有独立的平面緩存，互相不共享。交换装置在进行交换时，将源线卡和目 的线卡均为路由线卡的报文通过路由交换平面交换至目的线卡，将源线卡和
卡和目的线卡不同的报文，首先交换至平面转换装置，由平面转换装置将目 的线卡为以太线卡的报文发送送交换装置中的以太交换平面，将目的线卡为路由线卡的报文发送到交换装置中的路由交换平面；重要的是，在发送时， 根据路由交换平面的调度信息控制发送到路由交换平面的流量。可见，本发明实施例中路由交换平面和以太交换平面拥有相互独立的平 面緩存，因此路由交换平面和以太交换平面不会相互挤占緩存，实现了相互 隔离的路由交换平面和以太交换平面。此外，对于源线卡和目的线卡不同的 报文，不直接在交换装置中交换，而是先发送给平面转换装置，由平面转换 装置对从以太线卡到路由线卡的这部分报文施加调度，使得从平面转换装置 进入路由交换平面的报文，即从以太线卡进入路由交换平面的报文，不会影 响路由交换平面的交换，从而避免了路由交换平面的丢包。可见，本发明实 施例不仅能够实现路由交换平面和以太交换平面，而且还能够实现路由交换 平面和以太网交才奐平面的互通。以下结合附图并举实施例对本发明进行详细描述。在现有技术中交换装 置多由以太网包交换芯片实现，本发明实施例亦可如此，以下将釆用以太网 包交换芯片作为交换装置，并简称为包交换芯片。在开始描述实施例以前，先对在包交换芯片中设置具有独立緩存的以太 交换平面和路由交换平面的实现进行详细描述。本发明实施例采用緩存分配 的方式实现具有独立平面缓存的交换平面划分，以下给出两种实现方式。方式一固定緩存分配法1)包交换芯片输出方向緩存分配al、将包交换芯片总緩存中输出緩存部分分配给各出端口 ，分配原则可 以采用平均分配。各出端口使用分配给自己的緩存，该各端口包括接入线卡 的端口和接入平面转换装置的端口。为了便于理解，以下将从线卡接收报文的端口称为入端口，将向线卡输出报文的端口称为出端口，本领域技术人员 均能明白一个端口可以同时为出端口和入端口 。bl、每个出端口的输出緩存被分为两个部分，分别为以太输出緩存队列 和路由输出緩存队列；较佳地，路由输出緩存队列进一步分为两个部分，分 別为路由数据输出緩存队列和路由调度信息输出緩存队列。以上为每个出端口划分出的三个緩存队列之间相互独立，不共享緩存空间。一个端口的三个输出緩存队列的具体緩存空间大小可以根据实际需要 划分。较佳地，将路由数据输出緩存队列划分得大些，以便为路由数据提供 较大的緩存空间。通过上述输出方向缓存的分配，所有路由线卡所接入端口的路由输出緩 存队列构成路由交换平面的平面緩存；所有以太线卡所接入端口的以太输出 緩存队列构成以太交换平面的平面缓存。2)输入方向緩存分配输入方向緩存用于緩存入端口接收到的待交换报文，由于包交换芯片内 部输入緩存到输出緩存之间的带宽可以看作无限大，因此可以在很短的时间 内完成报文从输入缓存到输出缓存之间的交换。因此，输入缓存处通常不会 产生溢出，输入緩存可以采用只有一个输入緩存队列的结构，也可以按照输 出方向緩存分配方式，对输入方向i爰存进行分配，具体为a2、将包交换芯片总緩存中输入緩存部分分配给各入端口 ，分配原则可 以采用平均分配。各入端口使用分配给自己的緩存。b2、每个入端口的緩存被分为两个部分，分别为以太输入緩存队列和路 由输入緩存队列；较佳地，路由输入緩存队列进一步分为两个部分，分别为 路由数据输入緩存队列和路由调度信息输入緩存队列。以上为每个入端口划 分出的三个緩存队列之间相互独立，不共享緩存空间。三个输入緩存队列的 大小可根据实际需要划分。通过上述输入方向緩存的分配，所有路由线卡所接入端口的路由输入緩 存队列属于路由交换平面；所有以太线卡所接入端口的以太输入緩存队列属 于以太交换平面。采用固定緩存分配法，包交换芯片的每一个端口可以接以太线卡、路由 线卡或平面交换装置，但同时只能接一种设备。当端口接入路由网线卡时， 该端口只使用路由输入緩存队列和路由输出緩存队列，但以太输出緩存队列 和以太输入緩存队列仍存在；当端口接入以太线卡时，该端口只使用以太输入緩存队列和以太输出緩存队列，但路由输出緩存队列和路由输入缓存队列 仍存在；接入平面转换装置的端口，两种输出緩存队列和两种输入緩存队列 都使用。方式二动态纟爰存分配法1) 包交换芯片输出方向缓存分配a3、将包交换芯片总緩存中输出緩存部分分配给各出端口。这与固定缓 存分配法的原则是一样的。b3、出端口的输出緩存全部提供给接入的线卡使用。为了与固定緩存分 配法中各队列的名称统一，以下在端口接入以太线卡时，将端口的输出緩存 称为以太输出緩存队列；在端口接入路由线卡时，将端口的输出緩存仍称为 路由输出緩存队列。输出緩存全部提供给接入的线卡使用的 一种实现方式为设置路由调度信息输出緩存队列大小为A;设置路由数据输出緩存队列最小容量为Bl，最大容量为B3; A与B3 之和为端口的总输出緩存容量；设置以太输出緩存队列最小容量为Cl,最大容量为C3; C3为端口的 总输出緩存容量。当接入以太线卡时，数据包已经占满最小容量Cl，在端口的总输出緩 存容量有空闲，则在不超过最大容量C3的情况下，可以继续占用緩存，直. 至达到最大容量C3。当接入路由线卡时，路由调度信息只能占用緩存容量 A,路由数据包已经占满最小容量B1，在端口的总输出緩存容量有空闲，贝'J 在不超过最大容量B3的情况下，可以继续占用緩存，直至达到最大容量B3。2) 输入方向緩存分配与固定缓存分配方式类似，输入方向緩存可以不划分，也可以按照对输 出方向緩存动态分配方式，将包交换芯片总緩存中输入緩存部分分配给各入 端口，每个端口使用分配给自身的緩存。每个端口的输入緩存全部提供给接入的线卡使用。需要说明的是，以上动态緩存分配方式针对接入线卡的端口。而对于平 面转换装置接入的端口，需要采用固定緩存分配方式对该端口的输入緩存和 输出緩存进行队列划分。实际上，由于进入平面转换装置的报文没有不允许丢包的限制，因此， 平面转换装置所接入端口的输入緩存和输出緩存可以不进行队列划分。本发明实施例只列举了两种划分平面緩存的方式，在实际中，还可以采 用其他方式进行緩存划分，只要令不同的平面緩存相互不共享即可。为了配合包交换芯片的交换，还可以对平面转换装置上的发送緩存和接 收缓存进行设置。其中，接收緩存用于緩存从包交换芯片接收的报文，发送 緩存用于緩存向包交换芯片发送的报文。具体来说，对平面转换装置中的发送緩存和接收緩存按照如下规则进行分配 1 )发送緩存分配将平面转换装置中的发送緩存分为路由发送緩存队列和以太发送緩存 队列；以太发送緩存队列用于緩存向包交换芯片中以太交换平面发送的报 文。路由发送緩存队列用于緩存向包交换芯片路由交换平面发送的报文，该 报文不包括调度信息，调度信息由设置在平面转换装置中的分布式调度器处 理。该平面转换装置中的分布式调度器与路由线卡中的分布式调度器相同， 在进行路由调度信息交互时，其他路由线卡将平面转换装置看成一个路由线 卡，对来自平面转换装置的路由报文的流量进行限制。平面转换装置中的分 布式调度器可以通过向其他路由线卡发送调度信息限制其他线卡发向自己 的流量；也可以不限制其他线卡发向自己的流量，因为平面转换装置所接入 端口的输出緩存队列不属于路由交换平面，发向平面转换装置的报文允许丢 包。路由发送緩存队列和以太发送緩存队列之间可以按照设定的队列间调 度策略进行调度，例如，公平调度(RR)策略，权重调度(WRR)策略等。也可以按照路由发送緩存队列优先原则，先发送完路由发送缓存队列中的报 文，再发送以太发送緩存队列中的报文。需要说明的是，对发送緩存进行划分的目的是平面转换装置中的分布 式调度器能够根据调度信息，有针对性的对路由发送緩存队列中的路由数据报文施加调度，令进入路由交换平面的报文流量受控；还可以在队列间实施 各种队列间调度策略。在实际中，由于平面转换装置发向包交换芯片的报文 允许丢包，因此也可以不对发送缓存进行路由发送緩存队列和以太发送缓存 队列的划分，那么在施加流量控制时，只要根据报文中携带的标记对目的线 卡为路由线卡的报文进行流量控制即可。 2)接收緩存分配由于平面转换装置中允许丢包，因此平面转换装置中的接收缓存可以不 划分队列。当然，也可以将平面转换装置中的中的接收緩存分为路由接收缓 存队列和以太接收緩存队列。以上两种緩存分配方式中，路由输入緩存队列和路由输出緩存队列都分 为緩存路由数据包和緩存路由调度信息的队列，且在调度时，先调度路由调 度信息，保证路由调度信息优先传输。为了简化描述，以下实施例没有区分 这两个队列时，也默认为优先调度路由调度信息。下面开始对实施例的描述。实施例一 .图4示出了路由线卡向路由线卡和以太线卡发送报文，以及以太线卡向 路由线卡和以太线卡发送报文的过程示意图。本实施例中，对图4示出的路 由线卡发送报文到路由线卡和以太线卡的过程进行具体描述。图4中的LC0 和LC1是路由线卡，LC2和LC3是以太线卡。单箭头细虚线表示LC0向LC1 发送报文的报文流向，单箭头细实线表示LC0向LC2发送报文的报文流向。首先对本实施例中LC0的处理流程进行描述。图5示出了本发明实施 例一中路由线卡LC0向包交换芯片发送报文的处理流程图，如图5所示，该方法包括以下步骤步骤501: LCO插入包交换芯片后，从包交换芯片获得转发表、路由平 面标记和平面转换装置的出端口标记。本步骤中，LCO插入包交换芯片后，与包交换芯片进行信息交换，告知 包交换芯片自身线卡类型和相关信息，从包交换芯片获取转发表。该转发表 至少包括报文的目的地址、报文出端口标记和目的线卡类型等信息之间的对 应关系。其中，目的线卡的类型包括以太线卡和路由线卡。路由平面标记是 交换平面标记，表示路由线卡LCO发送的报文在包交换芯片中应该进入路 由交纟臭平面。实际上，LC1、 LC2和LC3也在插入包交换芯片后获得转发表。步骤502: LCO接收待交换报文，查找转发表，在待交换报文中加入路 由平面标记和根据转发表确定的报文在包交换芯片中的出端口标记。步骤503:判断待交换报文的目的线卡类型是否为与自身相同的路由线 卡，如果不是，执行步骤504;如果是，执行步骤505。步骤504:在待交换报文中加入平面转换装置的出端口标记。执行步骤505。步骤505:将待交换报文发送给包交换芯片。LCO是路由线卡，其在发送待交换报文时，根据LCO中的分布式调度 器维护的路由交换平面的调度信息对待发送报文实施调度操作。获取调度信 息以及根据调度信息实施调度为现有操作，具体可以为LCO的分布式调度 器根据接收自LC1的调度信息，确定为自身分配的向LC1发送数据包的流 量，将流量换算为令牌数，根据令牌数判断是否允许发送当前报文。需要说明的是，在发送待交换报文的过程中，如果LCO的分布式调度 器生成了调度信息，则立即对调度信息进行封装并优先发送。较佳地，封装 时，在调度信息报文中加入高优先级路由平面标记，从而与路由数据报文相 区分。相应的，路由数据报文中的路由平面标记为低优先级路由平面标记。至此，本流程结束。参见图4,假设LCO接收到来自外部的待交换报文A后，以待交换报 文A的目的地址为索引，查找交换表，查找到待交换报文A对应的出端口 标记P1 (端口 1)，目的线卡LC1的线卡类型为与LCO相同的路由线卡， JU各由平面标记为2。此时LC0在待交换才艮文A中加入标记PI和标记2, 然后经封装后发送给包交换芯片。标记2可以携带在待交换报文A的交换 网包头中。其中，交换网包头是在报文进入交换网之前，在IP头之外加入 的符合交换网端口所支持协议的交换网包头。仍参见图4, LCO接收到来自外部的待交换报文B后，查找交换表，查 找到待交换报文B对应的出端口标记为P2 (端口 2 )，目的线卡LC2的线 卡类型为与LCO不同的以太线卡，且路由平面标记为2。此时LCO在待交 换报文B中加入标记P2、标记2和平面转换装置的出端口标记P5，然后经 封装后发送给包交换芯片。标记P5可以携带在待交换报文B的交换网包头 中；也可以对一次封装后的报文进行二次封装，外层封装平面转换装置的出 端口标记P5，内层封装实际出端口标记P2，以实现两个出端口标记的携带。本实施例是在路由线卡中为待交换报文打上相应标记。在实际中，也可 以由包交换芯片为待交换报文打上相应标记，再根据交换原则进行交换。图6为本发明实施例中包交换芯片的处理流程图。该处理流程针对平面 转换装置所接入端口的输入緩存和输出緩存都采用固定緩存分配方式的情 况进行描述。如图6所示，该方法包括以下步骤步骤600:包交换芯片的入端口接收报文。所接收的报文包括出端口标 记和交换平面标记，可能还包括平面转换装置的出端口标记。本实施例中， 所接收净艮文的交换平面标记为^各由平面标记。步骤601:将所接收报文緩存到入端口中与所接收报文携带的交换平面 标记对应的输入緩存队列中。本步骤在緩存前，判断待緩存入的输入缓存队列是否还有可用空间，如 果没有，则丢弃接收的报文；如果有可用空间，则根据所接收报文携带的报 文出端口标记或平面转换装置的出端口标记，判断当前出端口中与所接收报文携带的交换平面标记对应的输出緩存队列是否还有可用空间，如果没有， 则丟弃接收的报文，如果有可用空间，则将接收的报文緩存到路由输入緩存 队列中。其中，所接收报文携带平面转换装置的出端口标记时，其当前出端 口为平面转换装置的出端口标记指示的端口 ；如果不携带平面转换装置的出 端口标记，则其当前出端口为报文出端口标记指示的端口 。仍以图4所示为例，端口 0接收的待交换报文A携带出端口标记Pl和 3各由平面标记2，因此，其当前出端口为端口 1，则在判定端口 0^各由输入 缓存队列和端口 1路由输出緩存队列均有可用空间时，将待交换报文A緩 存到端口 0 i 各由输入緩存队列。端口 0接收的待交换报文B携带平面转换装置的出端口标记P5、出端 口标记P2和i 各由平面标记2,因此，其当前出端口为端口 5,则在判定端口 O路由输入緩存队列和端口 5路由输出緩存队列均有可用空间时，将待交换 报文B緩存到端口 0路由输入缓存队列。如前所述，路由输入緩存队列具体包括路由数据输入緩存队列和路由调 度信息输入緩存队列。因此，本步骤在将报文緩存到路由输入緩存队列时， 将携带高优先级路由平面标记的调度信息报文，緩存到路由调度信息输入緩 存队列中；将携带低优先级路由平面标记的路由数据报文，緩存到路由数据 输入緩存队列中。需要说明的是，无论包交换芯片的端口所插接设备是路由线卡、以太线 卡还是平面转换装置,.都按照从步骤601开始的流程进行处理。步骤602:将各入端口输入緩存队列中的报文交换至相应出端口 。 交换原则为如果待交换报文携带平面转换装置的出端口标记，表明待交换报文的目 的线卡与源线卡类型不同，需要平面转换装置处理，因此，将该待交换报文 交换至平面转换装置所插接出端口中与报文携带的交换平面标记对应的输 出緩存队列中，本实施例即为路由输出緩存队列。交换之前将平面转换装置 的出端口标记从报文中删除，或由平面转换装置删除，保证该报文从平面转换装置交换回包交换芯片时，包交换芯片可以根据实际报文出端口标记进行 交换处理。
如果待交换报文没有携带平面转换装置的出端口标记，表明待交换报文 的目的线卡与源线卡类型相同，都为路由线卡，则直接根据待交换报文携带 的报文出端口标记，将待交换报文交换至相应出端口中与报文携带的交换平 面标记对应的输出缓存队列中，本实施例即为^各由输出緩存队列。
仍以图4所示为例，端口 O路由输入緩存队列中的待交换报文A携带 出端口标记Pl和路由平面标记2，经交换处理，IC存到端口 1的^各由输出 緩存队列中；待交换报文B携带平面转换装置的出端口标记P5、出端口标 记P2和路由平面标记2，经交换处理，緩存到端口 5路由输出緩存队列中。
步骤603:包交换芯片中的各端口输出其输出緩存队列中的报文接入 路由线卡的出端口输出其路由输出緩存队列中的报文，接入以太线卡的出端 口输出其以太输出緩存队列中的报文；接入平面转换装置的出端口按照设定 的队列间调度策略，调度输出路由输出緩存队列和以太输出緩存队列中的报 文。
在输出时，对于接入路由线卡和以太线卡的端口来说，无论进行固定或 动态緩存分配，只有一个输出緩存队列中有数据，此时只需对有数据的队列 进行输出处理。对于具有路由输出緩存队列的端口，为了保证调度信息优先 进入平面转换装置，较佳地，优先调度路由调度输出信息输出緩存队列中的 调度信息报文。
其中，由于发往平面转换装置的报文是允许丢包的，因此队列间调度策 略可以为RR调度策略、WRR调度策略或优先级调度策略。其中，RR调度 策略为公平调度，以1:1的调度比例调度两个队列；WRR调度策略为权重 调度，以设定的调度比例，例如1:9,调度以太发送缓存队列和路由发送缓 存队列；优先级调度策略是对路由输出緩存队列和以太输出缓存队列设置优 先级，优先调度优先级高的队列。
至此，本流程结束。本实施例中路由线卡LC1和以太线卡LC2对来自包交换芯片报文的接
收操作与现有技术相同。需要说明的是，LC1在生成调度信息时，需要将平
面转换装置作为一个流量发送源考虑，为平面转换装置配置向自身发送流量 的流量限制，并通过发送调度信息通知平面转换装置。
下面对平面转换装置的处理进行详细描述。图7示出了本实施例中平面 转换装置的处理流程。该处理流程针对平面转换装置的接收緩存和发送緩存 均划分队列为例进行描述。如图7所示，该流程包括以下步骤
步骤701:平面转换装置接收来自包交换芯片的报文，根据所接收报文 携带的交换平面标记，将所接收报文緩存到与所携带的交换平面标记对应的 接收緩存队列。如果接收緩存队列已满，则将接收的报文丢弃。
仍以图4所示为例，平面转换装置接收报文B,报文B携带路由平面标 记，平面转换装置将其緩存到路由接收緩存队列中。
步骤702:对路由接收緩存队列和以太接收緩存队列中的报文进行路由 平面标记和以太平面标记之间的转换，然后緩存至转换后交换平面标记对应 的发送緩存队列。
仍以图4所示为例，平面转换装置接收携带路由平面标记的报文B,将 报文B緩存到路由接收緩存队列，然后处理到报文B时，将其携带的路由 平面标记2转换为以太平面标记3,此时净艮文B携带出端口标记Pl和以太 平面标记3，被緩存到路由发送緩存队列中。
.如果需要对来自路由线卡的报文进行格式转换，使其符合以太交换要 求，则该格式转换操作在本步骤中完成。
步骤703:根据设定的队列间调度策略，对路由发送緩存队列和以太发 送缓存队列进行调度；当调度输出路由发送缓存队列中的报文时，根据接收 自路由交换平面的调度信息，控制其发送流量。
其中，队列间调度策略为RR调度策略、WRR调度策略或优先级调度 策略。本实施例中，优先级调度策略为优先调度路由发送緩存队列，当路 由发送緩存队列中没有报文时，再调度以太发送緩存队列。采用队列间调度策略，当调度到以太发送緩存队列时，将以太发送緩存 队列中的待发送报文发送给包交换芯片；当调度到路由发送緩存队列时，根 据分布式调度器维护的路由交换平面的调度信息实施调度操作。
至此，本流^呈结束。
平面转换装置对发送緩存队列的调度策略会影响到平面转换装置向包 交换芯片中路由交换平面和以太交换平面发送流量所占用的带宽。当平面转 换装置向路由交换平面发送流量很大而向以太交换平面发送流量很小时，采
用RR调度显然带宽分配不够合理。采用WRR调度策略时，其权重是固定 设置的，权重设置不合理，也会出现带宽分配不合理情况。而采用路由发送 緩存优先原则调度时，如果向路由交换平面发送流量持续不断，可能导致向 以太交换平面发送的流量迟迟不能被发送出去，出现严重丟包。
为了避免上述因平面转换装置对以太发送緩存队列和路由发送緩存队 列的调度策略不够合理带来的种种缺陷，本发明实施例采用如下步骤确定调 度策略
步骤1、预先配置调度以太发送緩存队列和路由发送缓存队列的初始调 度比例，作为平面转换装置的队列间调度策略；例如，配置初始调度比例为 2:8;
步骤2、检测平面转换装置向交换装置中路由交换平面和以太交换平面 发送的实际流量。实现可以为平面转换装置统计路由发送緩存队列和以太 发送緩存队列实际输出流量；或者，在目的线卡侧，例如LC2侧，对所接 收自平面转换装置的报文进行流量统计，将流量统计结果反馈给平面转换装 置。当然，如果包交换芯片有足够处理能力承担流量检测任务，本步骤2的 流量监测任务可由包交换芯片通过检测出端口流量完成。
步骤3、平面转换装置根据向交换装置中路由交换平面和以太交换平面 发送的实际流量调整当前调度比例。例如，将发向路由交换平面的流量称为 路由报文流量，将发向以太交换平面的流量称为以太报文流量，则在判定以 太报文流量小于预设第一阈值时，例如小于1G时，降低当前调度比例，令路由交换平面能够利用空闲带宽；在路由报文流量小于第二阈值时，例如小 于5G时，提高当前调度比例，令以太交换平面能够利用空闲带宽。再例如， 在判定以太报文流量与以太报文流量和路由报文流量的总流量之比小于第
三阈值时，例如1/20，表明以太报文流量很小，降低当前调度比例；在判定 路由报文流量与总流量之比小于第四阈值时，例如5/10,表明路由报文流量 很小，提高当前调度比例。又例如，在判定以太报文流量与路由报文流量之 比小于第五阈值，例如0.1/8,且路由报文流量已经达到允许的最大值，表 明路由报文需要更大的流量，而以太报文只需要很小流量，此时，降低当前 调度比例；在判定以太才艮文流量与3各由才艮文流量之比大于第六阔值，例如 2/3，且以太报文流量已经达到允许的最大值，此时，提高前调度比例。
步骤4、在调整调度比例之后，可以在超过预设时间后，将调度比例恢 复为初始调度比例。
在实际中，报文中还可以携带有业务优先级标识。图8为平面转换装置 对具有业务优先级标识的l艮文进4亍处理的示意性流程。如图8所示，平面转 换装置中的各緩存队列被分别对应不同业务优先级的子队列。平面转换装置 接收到^艮文后有以下6个处理步骤，具体如下
① 接收来自包交换芯片的报文，根据报文中的交换平面标记和业务优 先级标识进行报文分类，以便识别接收的报文来自哪个交换平面， 属于哪个优先级。
② 根据报文分类结果，将报文存入与交换平面标记对应的接收緩存队 列中与业务优先级标识对应的接收缓存子队列。图8中平面转换装 置上半部分中空白小方格表示以太接收緩存队列，有斜线填充的小 方格表示路由接收緩存队列；平面转换装置下半部分中空白小方格 表示以太发送緩存队列，有斜线填充的小方格表示路由发送緩存队 列。
③ 路由接收緩存队列和以太接收緩存队列分别设置一个调度器，按照 业务优先级调度相应接收缓存队列中的子队列。 对:故调度出的净艮文进行才艮文转换将路由平面标记和以太平面标记 进行互换；还可以将原业务优先级转换为报文所属业务在目的交换 平面中的优先级。
⑤ 根据新的交换平面标记和业务优先级标识，将转换后的报文存入与 新交换平面标记对应的发送緩存队列中与业务优先级标识对应的 子队列。
⑥ 路由发送缓存队列和以太发送緩存队列采用二级调度。发送端口设 置一个端口调度器，各交换平面设置分别一个出队调度器。端口调
度器根据队列间调度策略调度不同平面的发送緩存队列；当按预设 的队列间调度策略，调度到路由发送缓存队列时，路由交换平面的 出队调度器根据业务优先级，将路由发送緩存队列中各子队列的报 文调度出队；在调度到以太发送緩存队列时，以太交换平面的出队 调度器根据业务优先级，将以太发送緩存队列中各子队列的报文调 度出队。端口物理层将调度出队的数据发送给包交换芯片。 以上6个步骤是平面转换装置对具有业务优先级标识的报文进行处理 的过程。相应地，包交换芯片中的各种缓存队列也可以进一步根据业务优先 级分为子队列，在包交换芯片根据报文携带的标记确定入哪种队列后，进一
进一步根据优先级调度出队。 实施例二
本实施例对图4示出的以太线卡发送报文到路由线卡和以太线卡的过 程进行描述。与实施例一相同，本实施例中目的线卡仍为路由线卡LC1和 以太线卡LC2，不同之处在于，本实施例的源线卡为以太线卡LC3。单箭头 粗虛线表示LC3向LC2发送报文的报文流向，单箭头粗实线表示LC3向LC1 发送报文的报文流向。
本实施例对包交换芯片内部緩存的分配与实施例 一相同。
图9示出了本发明实施例二中以太线卡LC3向包交换芯片发送报文的处理流程图。如图9所示，该方法包括以下步骤
步骤901: LC3插入包交换芯片后，从包交换芯片获得转发表、以太平 面标记和平面转换装置的出端口标记。
步骤902: LC3接收待交换报文，查找转发表，在待交换报文中加入以
以太平面标记的报文将被包交换芯片识别为在以太交换平面交换。
步骤903:判断待交换报文的目的线卡类型是否为与自身相同的以太线
卡，如果不是，执行步骤904;如果是，执行步骤905。
步骤904:在待交换报文中加入平面转换装置的出端口标记。执行步骤
905。
步骤905:将待交换报文发送给包交换芯片。 至此，本流程结束。
本实施例二中包交换芯片的处理流程与图6相同。平面转换装置的处理 流程与图7相同。
参见图4,假设本实施例二的LC3发送目的线卡为LC2的报文C和目 的线卡为LC1的报文D。本实施例LC3和包交换芯片对报文C和D的处理 流程如下
对于报文C，假设LC3接收到待交换报文C后，查找转发表，查找到 报文C对应出端口为P2 (端口 2)，目的线卡LC2的线卡类型为与LC3相 同的以太线卡，且以太平面标记为3。此时。LC3在报文C中加入标记P2 和标记3，并封装后发送给包交换芯片。包交换芯片的端口 3接收报文C后， 根据其携带的标记3将其緩存入端口 3以太输入緩存队列等待交换处理，当 报文C被交换处理时，包交换芯片根据报文C携带的标记P2和标记3将其 交换至端口 2以太输出緩存中等待输出到LC2。
对于报文D，假设LC3接收到待交换报文D后，查找转发表，查找到 报文D对应出端口为Pl (端口 1 ),目的线卡LC1的线卡类型为与LC3不 同的路由线卡，且以太平面标记为3。此时，LC3在报文D中加入标记Pl、标记3和平面转换装置的出端口标记P5，经封装后发送给包交换芯片。包
交换芯片的端口 3接收报文D后，根据其携带的标记3将其緩存入端口 3 以太输入緩存队列等待交换处理，当报文D被交换处理时，包交换芯片根 据报文C携带的标记P5和标记3将其交换至端口 5以太输出緩存中等待输 出到平面转换装置。报文D进入平面转换装置后，平面转换装置根据其携 带的标记3，将其緩存到以太接收緩存队列中等待转换处理，在转换时，将 报文D的标记3替换为2并且将P5删除，然后緩存至路由发送缓存队列等 待发送到包交换芯片。包交换芯片的端口 5再次接收到报文D,根据报文D 携带的标记2将其緩存在端口 5路由输入緩存队列等待交换处理。在交换时， 根据报文D携带的标记P1和标记2将其交换至端口 1路由输出緩存队列等 待输出到LC1。
以上两个实施例中输入緩存队列可以是实际緩存队列，也可以是虚拟緩 存队列。当为虚拟緩存队列时，虚拟緩存队列由计数器和控制器组成，利用 计数器和控制器可以管理输入緩存队列的緩存大小。例如，当入端口的输入 报文占用的緩存超过了计数器所允许的最大计数值时，控制器将后续包丢 弃。虚拟緩存队列的实现为已知技术手段，这里不详细描述。
通过以上两个实施例可以总结得到，包交换芯片根据报文携带标记的交 换原则为首先线卡应该为报文添加与自身类型对应的交换平面标记，如果 报文源线卡和目的线卡不同，则再添加平面转换装置标识；至于平面转换装 置的出端口标记和报文出端口标识都可以由包交换芯片确定。然后包交换芯 片在收到报文后，将携带平面转换装置标识的报文交换给平面转换装置；将 未携带平面转换装置标识的报文交换给相应出端口中与交换平面标记类型 对应的输出緩存队列；接收到报文的平面转换装置将与报文源线卡对应的平 面转换装置转换为对应于目的线卡的，然后发还给包交换芯片，在发送时， 控制进入路由交换平面的流量。而包交换芯片对平面转换装置发来的报文交 换给相应出端口中与报文携带的交换平面标记类型对应的输出緩存队列即 可。采用本发明实施例的交换方法，可以解决图3示出的现有技术问题，仍
参见图3， LC1和LC2分别向LC0发送10G和9G的报文，10G路由报文进 入路由交换平面并緩存到端口 1路由发送緩存队列，9G以太报文进入以太 交换平面并通过平面转换装置的转换后，在平面转换装置的流控下进入包交 换芯片的路由交换平面并緩存到端口 l路由发送緩存队列中。由于LC0对 LC1和平面转换装置发送到自身的流量均有控制，因此，源线卡为LC2的 报文不会无控制的进入端口 l路由发送緩存队列，从而挤占本应用于处理来 自LC1报文的緩存空间。如果来自LC2的报文过多，这些报文会在进端口 1路由发送緩存队列之前被平面转换装置丟弃，因此不会影响路由交换平面 交换过程。可见，本发明实施例的报文交换方法可以解决现有技术中的问题。
为了实现本发明的交换网报文交换方法，本发明实施例还提供了 一种交 换网报文交换系统。图10为本发明实施例中交换网系统的结构示意图。如 图IO所示，该系统包括交换装置31和平面转换装置34。
交换装置31如果采用专用集成电路实现，就称为包交换芯片31。包交 换芯片31的端口可以接入线卡和平面转换装置34。包交换芯片31包括至 少2个分别具有独立平面緩存的交换平面，每个交换平面与可插接在自身的 一类线卡对应。
包交换芯片31，用于将接收自线卡的源线卡和目的线卡的线卡类型相 同的报文，通过与目的线卡类型对应的交换平面交换给目的线卡；将源线卡 和目的线卡类型不同的报文，交换给平面转换装置34;将接收自平面转换 装置34的报文，通过与该报文的目的线卡类型对应的交换平面交换给目的 线卡。
平面转换装置34,用于将接收自包交换芯片31的报文发送给包交换芯片 31中与该报文的目的线卡类型对应的交换平面；在发送时，根据不允许丟包的 交换平面的调度信息，控制发送到不允许丢包的交换平面的流量。
以包交换芯片31接入路由线卡32和以太线卡33为例，参见图10，路 由线卡32与包交换芯片31之间交互数据包和调度信息；以太线卡33和包交换芯片31之间交互数据包；平面转换装置34和包交换芯片31之间交互 数据包和调度信息。图IO中包交换芯片31与线卡之间的单箭头实线表示数 据包，双箭头虚线表示调度信息。
包交换芯片31提供路由交换平面和以太交换平面，每个交换平面具有
交换至目的路由线卡，将源线卡和目的线卡为以太线卡的报文在以太交换平 面交换至目的以太线卡；对于来自线卡的源线卡和目的线卡不同的报文，交 换至平面转换装置34，再将接收自平面转换装置34的报文，通过与目的线 卡类型对应的交换平面交换至目的线卡。
而平面转换装置34将接收自路由交换平面的报文发送到以太交换平面 中；将接收自以太交换平面的报文发送到路由交换平面中，且在发送时，根 据路由调度信息控制发送流量。其中，路由调度信息是通过与路由线卡32 进行交互得到的，其交互过程与现有技术相同，只要在平面转换装置34中 设置分布式调度器即可实现。
图11示出了图10中包交换芯片31的结构示意图，如图11所示，该包 交换芯片31包括包交换单元311、接入线卡的多个端口单元312和接入平 面转换装置34的端口单元313;其中，
对于接入线卡的端口单元312,被配置为在接入路由线卡时，具有独立 的路由输出緩存队列1102,在接入以太线卡时，具有独立的以太输出緩存 队列1101。 一个端口单元312可以做入端口和/或出端口 。各接入路由线卡 的端口单元312中的路由输出緩存队列1102组成了路由交换平面，各接入 以太线卡的端口单元312中以太输出缓存队列1101组成了以太交换平面。 如方法实施例所述，可以通过固定緩存分配法或动态緩存分配法实现输出缓 存队列的配置。当采用固定緩存分配法时，首先为每个端口单元312配置独 立的输出緩存，然后将输出缓存被划分为相互独立的以太输出缓存队列1101 和路由输出緩存队列1102，且两个输出緩存队列的容量固定。当采用动态 缓存分配法时，每个端口单元312的输出緩存被划分为相互独立的以太输出缓存队列1101和路由输出緩存队列1102，当接入路由线卡时，以太输出緩 存队列1101容量为0，当接入以太线卡时，路由输出緩存队列1102容量为
0。图11中只示出了一个端口单元312,即端口单元2作为出端口时的具体 结构，本领域技术人员可以明白每个端口单元312作为出端口时其结构均相 同。
该端口单元312还包括输出调度模块1103,用于按序输出存在数据的 输出緩存队列中的报文。为了优先发送路由输出缓存队列1102中的调度信 息，较佳地，路由输出緩存队列1102进一步被划分为用于緩存路由数据包 的路由数据输出緩存队列和用于緩存路由调度信息的调度信息输出緩存队 列(图11中未示出这两个队列的划分)。在这种情况下，输出调度模块1103 进一 步调度优先发送路由信息输出缓存队列中的路由调度信息，待发送完 毕，再发送路由数据输出緩存队列中的路由数据包。
当端口单元312作为入端口时，其输入緩存可以不划分队列或划分队 列。图11中示出了一个端口单元312,即端口单元1作为入端口且划分队 列时的具体结构，本领域技术人员可以明白每个端口单元312作为入端口时 其结构都相同。如图ll所示，端口单元312包括报文区分才莫块1113和输入 緩存，输入緩存被划分为相互独立的以太输入緩存队列1111和^各由输入緩 存队列1112;如方法实施例所述，输入緩存的划分可以按照固定緩存分配 法或动态緩存分配法。不同端口单元312的输入緩存相互独立。
报文区分模块1113,用于根据接入线卡的类型，将路由线卡发来的报 文发送到路由输入緩存队列1112等待发送，将以太线卡发送来的报文发送 到以太输入緩存队列1111等待发送。有报文的队列发送自身队列中的报文。
以太输入緩存队列1111和路由输入緩存队列1112可以为真实的緩存队 列也可以为虚拟緩存队列，如果采用虚拟緩存队列，则每一个虚拟緩存队列 包括计数器和控制器，当入端口的输入报文占用的緩存超过了计数器所允许 的最大计数值时，控制器将后续包丢弃。在本发明实施例中，计数器的最大 计数值可以设置成为缓存队列分配的固定大小。对于接入平面转换装置34的端口单元313,该端口单元313具有独立
的输入緩存和输出緩存，输入缓存和输出緩存可以不划分队列，或者按照固
定缓存分配法将输入緩存分为相互独立的以太输入緩存队列1107和路由输 入緩存队列1108,将输出緩存分为相互独立的以太输出緩存队列1104和路 由输出緩存队列1105。本发明实施例采用划分队列方式。
该端口单元313还包括报文区分模块1109和调度模块1106;
报文区分模块1109，用于根据接收自平面转换装置34的报文中携带的 交换平面标记，将接收的报文緩存到相应输入緩存队列中。
调度模块1106，用于按队列间调度策略，向包交换芯片31外部调度发 送以太输出緩存队列1104和路由输出緩存队列1105中的报文，向包交换单 元311调度发送以太输入緩存队列1107和路由输入缓存队列1108中的报 文。输入和输出的调度策略可以相同或不同。
下面对包交换单元311进行详细描述。
包交换单元311,用于对从入端口接收的报文进行交换处理，将接收自 线卡的源线卡和目的线卡均为路由线卡的报文交换至目的线卡所插接端口 单元312中的路由输出缓存队列1102;将源线卡和目的线卡均为以太线卡 的报文交换至目的线卡所插接端口单元312中的以太输出緩存队列1101; 将源线卡和目的线卡不同的报文交换至平面转换装置34所插接端口单元 313中与源线卡类型对应的输出緩存队列。
图12为包交换单元311的结构示意图，包交换单元311包括线卡接入 检测模块1201，标记维护模块1202和交换处理模块1203;其中，
线卡接入检测模块1201,用于在检测到线卡接入端口单元312时，向 接入的以太线卡33返回转发表、以太平面标记和平面转换装置的出端口标 记，向接入的路由线卡32返回转发表、路由平面标记和平面转换装置的出 端口标记；
标记维护模块1202,用于保存以太平面标记和路由平面标记并^是供给 线卡接入检测模块1201和交换处理模块1203。交换处理模块1203,用于从端口单元312和端口单元313接收报文； 对于携带平面转换装置的出端口标记的报文，将携带路由平面标记的报文交 换至端口单元313中的路由输出緩存队列1104,将携带以太平面标记的报 文交换至端口单元313中的以太输出緩存队列1105;对于不携带平面转换 装置的出端口标记的报文，根据报文中的报文出端口标记，将携带路由平面 标记的报文交换至相应端口单元312的路由输出緩存队列1102,将携带以 太平面标记的报文交换至相应端口单元312的以太输出緩存队列1101。
下面对平面转换装置34进行详细描述。
图13为图10中平面转换装置34的结构示意图。如图13所示，该平面 转换装置包括分类单元1300、接收緩存1301、发送缓存1302、转换单元1303、 分布式调度器1304和发送单元1305,其中，
接收緩存1301,用于緩存接收自包交换芯片31的报文。该接收緩存1301 被划分为路由接收緩存队列和以太接收緩存队列。
发送緩存1302,用于緩存待发送给包交换芯片31的报文。该发送緩存 1302被划分为路由发送緩存队列和以太发送緩存队列。
分类单元1300,用于对接收自包交换芯片31的报文进行分类，将携带 路由平面标记的报文緩存到路由接收緩存队列，将携带以太平面标记的报文 緩存到以太接收緩存队列。如果接收緩存1301不划分队列，则不需要分类 单元1300。
转换单元1303,用于对接收緩存1303中的才艮文进行以太平面标记和3各 由平面标记之间的转换，如果需要还可以进行报文格式转换，将转换后的报 文緩存到发送缓存1302中。具体来说，将携带路由平面标记的报文緩存到 路由发送緩存队列，将携带以太平面标记的报文緩存到以太发送緩存队列。
发送单元1305,用于输出发送緩存1302中的报文。具体来说，发送单 元根据预设队列间调度策略，调度路由发送緩存队列和以太发送緩存队列发 送报文。
分布式调度器1304,用于维护接收自包交换芯片31的调度信息；在发送单元1305发送路由发送緩存队列中的报文时，即调度携带路由平面标记 的报文时，根据调度信息控制其发送流量。
下面对图10示出的本发明实施例中路由线卡32和以太线卡31的改进 分别进行描述。
图14为图10中路由线卡32的结构示意图。如图14所示，路由线卡 32包括报文标记模块1401、发送缓存队列1410和分布式调度器1402,其 中，
报文标记模块1401,用于在接入包交换芯片31后，接收包交换芯片31 返回的路由平面标记、转发表和平面转换装置的出端口标记；在目的线卡为 路由线卡的待交换报文中加入路由平面标记和根据转发表确定的报文出端 口标记，在目的线卡为以太线卡的待交换报文中加入路由平面标记、根据转 发表确定的报文出端口标记和平面转换装置的出端口标记，将标记后的报文 緩存到发送緩存1410中；
发送緩存队列1410，用于緩存向包交换芯片31发送的待交换报文。
分布式调度器1402,用于维护接收自包交换芯片31的调度信息；根据 调度信息控制发送緩存队列1410中报文的发送流量。
当本发明实施例对路由线卡的改进应用在图2的路由线卡22中时，如 图14所示，本发明实施例中的报文标记模块1401在路由线卡中的PP中实 现，在实际中，也可以在FAU中实现。发送緩存队列1410在FAU中实现。
图15为图10中以太线卡33的结构示意图。如图15所示，该以太线卡 33包括报文标记模块1501和发送緩存队列1502，
报文标记模块1501，用于在接入包交换芯片31后，接收包交换芯片31 返回的以太平面标记、转发表和平面转换装置的出端口标记；在目的线卡为 以太线卡的待交换报文中加入以太平面标记和根据转发表确定的报文出端 口标记，在目的线卡为路由线卡的待交换报文中加入以太平面标记、根据转 发表确定的报文出端口标记和平面转换装置的出端口标记，将标记后的报文 緩存到发送緩存队列1502中；发送缓存队列1402，用于緩存等待向包交换芯片31发送的待交换报文。
当本发明实施例对以太线卡的改进应用在图1的以太线卡12中时，本 发明实施例中的报文标记模块1501和发送緩存队列1502都在MAC层实现。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的 保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改 进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种交换网报文交换方法，其特征在于，该方法包括根据交换装置的可接入线卡类型，在交换装置中为每类线卡设置具有独立平面缓存的交换平面；所述交换装置将接收自线卡的源线卡和目的线卡类型不同的报文，交换给平面转换装置；所述平面转换装置将接收的报文发送到交换装置中与该报文的目的线卡类型对应的交换平面，由交换平面交换给相应目的线卡。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述根据交换装置的可接入线 卡类型，在交换装置中为每类线卡设置具有独立平面緩存的交换平面为在交换装置中，为各端口配置独立的输出緩存；接入相同类型线卡的端口 所使用的输出緩存构成该类型线卡所在交换平面的平面緩存。
3、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述可接入线卡类型包括以太 线卡和路由线卡，所述路由线卡对应的交换平面为不允许丟包的交换平面；所述为各端口配置独立的输出緩存包括在交换装置中，为每个接入以太线卡的端口配置独立的以太输出緩存队列， 为每个接入路由线卡的端口配置独立的路由输出緩存队列，为接入平面转换装 置的端口配置独立的输出緩存队列。
4、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述可接入线卡类型包括以太 线卡和;洛由线卡；所述为各端口配置独立的输出緩存包括在交换装置中，为每个端口配置独立的输出緩存；将接入线卡的每个端口 的输出缓存划分为相互独立且容量固定的以太输出缓存队列和路由输出緩存队 列；接入以太线卡的端口使用以太输出緩存队列；接入路由线卡的端口使用路 由输出緩存队列。
5、 如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括交换装置在检测到线卡接入端口时，向接入的以太线卡返回转发表、以太 平面标记和平面转换装置的出端口标记，向接入的路由线卡返回转发表、路由平面标记和平面转换装置的出端口标记；所述交换装置将接收自线卡的源线卡和目的线卡类型不同的报文，交换给平面转换装置为作为源线卡的以太线卡，在发送给交换装置的目的线卡为路由线卡的报文 中加入以太平面标记、根据转发表确定的报文出端口标记和平面转换装置的出 端口标记；作为源线卡的路由线卡，在发送给交换装置的目的线卡为以太线卡的报文 中加入路由平面标记、根据转发表确定的报文出端口标记和平面转换装置的出 端口标记；交换装置判定接收自线卡的报文具有平面转换装置的出端口标记时，将所 接收的报文交换至平面转换装置所接入端口的输出緩存队列，并输出；所述平面转换装置将接收的报文发送到交换装置中与该报文的目的线卡类 型对应的交换平面，由交换平面交换给相应目的线卡包括平面转换装置对接收自交换装置的报文进行以太平面标记和路由平面标记 之间的转换，将转换后的报文发送给交换装置；在发送时，根据路由交换平面 的调度信息，控制向交换装置发送的携带路由平面标记的报文流量；交换装置根据接收自平面转换装置的报文中的报文出端口标记，将携带路 由平面标记的报文交换至相应出端口的路由输出緩存队列中，将携带以太平面 标记的报文交换至相应出端口的以太输出缓存队列中。
6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述平面转换装置所接入端口 的输出緩存队列进一 步被划分为以太输出緩存队列和路由输出緩存队列；所述将所接收的报文交换至平面转换装置所接入端口的输出缓存队列，并 输出为交换装置将携带路由平面标记的报文交换至平面转换装置所接入端口的路 由输出緩存队列，将携带以太平面标记的报文交换至平面转换装置所接入端口的以太输出缓存队列；根据预设的队列间调度策略，调度输出平面转换装置所接入端口的路由输出緩存队列和以太输出緩存队列中的报文。
7、 如权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括预先将平 面转换装置中的发送緩存划分为相互独立的以太发送緩存队列和路由发送缓存 队列；所述将转换后的报文发送给交换装置；在发送时，根据路由交换平面的调 度信息，控制向交换装置发送的携带路由平面标记的报文流量包括平面转换装置将转换后携带路由平面标记的报文緩存到路由发送缓存队 列；将转换后携带以太平面标记的报文緩存到以太发送緩存队列；按预设的队列间调度策略，调度发送路由发送緩存队列和以太发送緩存队 列中的报文；在调度发送路由发送緩存队列中的报文时，根据接收自交换装置中路由交 换平面的调度信息，控制路由发送缓存队列的报文发送流量。
8、 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将平面转换装置中的发送 缓存划分为相互独立的以太发送緩存队列和路由发送緩存队列的操作进一 步包 括按照业务优先级，分别将所述以太发送緩存队列和路由发送緩存队列划分 为对应于各业务优先级的子队列；所述将转换后携带路由平面标记的报文緩存到路由发送緩存队列；将转换 后携带以太平面标记的报文緩存到以太发送緩存队列为平面转换装置根据报 文携带的业务优先级标识，将携带路由平面标记的报文緩存到^备由接收緩存队 列中与业务优先级标识对应的子队列中；将携带以太平面标记的报文缓存到以 太接收缓存队列中与业务优先级标识对应的子队列中。
9、 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述按预设的队列间调度策略， 调度发送路由发送緩存队列和以太发送緩存队列中的报文为在平面转换装置中预先配置调度以太发送緩存队列和路由发送緩存队列的 初始调度比例；平面转换装置根据;险测到的发向交换装置中以太交换平面和路由交换平面的实际流量，调整所述初始调度比例。
10、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在交换装置中设置的交换平面包括不允许丢包的交换平面；所述发送操作进一步包括根据不允许丢包的交换平面的调度信息，控制 发送到不允许丟包的交换平面的流量。
11、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述^:置具有独立平面緩存 的交换平面之后，该方法进一步包括所述交换装置将接收自线卡的源线卡和目的线卡类型相同的报文，通过与 目的线卡类型对应的交换平面交换给目的线卡。
12、 一种交换系统，其特征在于，该系统包括交换装置和插接在交换装置 上的平面转换装置；所述交换装置包括至少2个分别具有独立平面緩存的交换 平面，每个交换平面与可插接在自身的一类线卡对应；所述交换装置，用于将接收自线卡的源线卡和目的线卡类型不同的报文， 交换给所述平面转换装置；将接收自所述平面转换装置的报文，通过与该报文 的目的线卡类型对应的交换平面交换给目的线卡；所述平面转换装置，用于将接收自所述交换装置的报文发送给所迷交换装 置中与该报文的目的线卡类型对应的交换平面。
13、 如权利要求12所述的交换系统，其特征在于，所述交换装置包括包交 换单元和多个端口单元；所述端口单元包括独立的输出緩存队列；接入相同类型线卡的端口单元所 使用的输出緩存队列构成该类型线卡所在交换平面的平面緩存；所述包交换单元，用于将接收自线卡的源线卡和目的线卡类型不同的报文, 交换给所述平面转换装置所接入端口单元中的输出緩存队列；将接收自所述平 面转换装置的报文，交换至该报文目的线卡所接入端口单元中的输出緩存队列。
14、 如权利要求13所述的交换系统，其特征在于，可插接在交换装置上的 线卡为路由线卡和以太线卡；接入以太线卡的端口单元中的输出緩存队列为以 太输出緩存队列；接入路由线卡的端口单元中的输出緩存队列为路由输出缓存队列。
15、 如权利要求14所述的交换系统，其特征在于，每个接入线卡的端口单 元包括相互独立且容量固定的以太输出ll存队列和路由输出緩存队列；所述接入以太线卡的端口单元使用以太输出緩存队列； 所述接入路由线卡的端口单元使用路由输出緩存队列。
16、 如权利要求14或15所述的交换系统，其特征在于，所述包交换单元 包括线卡接入检测模块，标记维护模块和交换处理模块；所述线卡接入检测模块，用于在检测到线卡接入端口时，向接入的以太线 卡返回转发表、以太平面标记和平面转换装置的出端口标记，向接入的路由线 卡返回转发表、路由平面标记和平面转换装置的出端口标记；所述标记维护;漠块，用于保存预-i殳的所述以太平面标记和;洛由平面标记， 并提供给所述线卡接入检测模块和交换处理模块；所述交换处理模块，用于从端口单元接收报文，将携带平面转换装置的出 端口标记的待交换报文交换至所述平面转换装置所接入端口单元中的输出缓 存。
17、 如权利要求16所述的交换系统，其特征在于，接入平面转换装置的端 口单元的输出緩存队列进一步被划分为用于緩存等待发给平面转换装置的携带 路由平面标记的路由输出緩存队列和用于緩存等待发给平面转换装置的携带以 太平面标记的以太输出緩存队列。
18、 如权利要求16所述的交换系统，其特征在于，所述平面转换装置包括 接收缓存、发送緩存、转换单元、发送单元和分布式调度器；所述接收緩存，用于緩存接收自交换装置的报文； 所述发送緩存，用于緩存等待向交换装置发送的报文； 所述转换单元，用于对接收緩存中的报文进行以太平面标记和路由平面标 记之间的转换，将转换后的报文緩存到所述发送緩存中； 所述发送单元，用于输出所述发送緩存中的报文； 所述分布式调度器，用于维护接收自交换装置中路由交换平面的调度信息；根据维护的调度信息，控制所述发送单元发送携带路由平面标记的报文的发送 流量。
19、 如权利要求18所述的交换系统，其特征在于，所述发送緩存包括独立 的路由发送緩存队列和以太发送緩存队列；所述转换单元进一步用于，将转换后携带以太平面标记的报文緩存到以太 发送缓存队列，将转换后携带路由平面标记的报文緩存到路由发送緩存队列；所述发送单元进一步用于根据预设队列间调度策略，调度发送所述路由发 送緩存队列和以太发送緩存队列中的报文。
20、 如权利要求12所述的交换系统，其特征在于，所述交换装置进一步用 于，将接收自线卡的源线卡和目的线卡类型相同的报文，通过与目的线卡类型对应的交换平面交换给目的线卡。
21、 如权利要求12所述的交换系统，其特征在于，所述平面转换装置进一 步用于，在发送时，根据不允许丢包的交换平面的调度信息，控制发送到不允 许丢包的交换平面的流量。
22、 一种路由线卡，其特征在于，该路由线卡包括报文标记模块、发送緩 存队列和分布式调度器；其中，所述报文标记模块，用于在接入交换装置后，接收交换装置返回的路由平 面标记、转发表和平面转换装置的出端口标记；在目的线卡为路由线卡的待交 换报文中加入所述路由平面标记和根据转发表确定的报文出端口标记，在目的 线卡为以太线卡的待交换报文中加入路由平面标记、.才艮据转发表确定的报文出 端口标记和平面转换装置的出端口标记，将标记后的净艮文緩存到所述发送緩存 队列中；所述发送缓存队列，用于緩存等待向交换装置发送的待交换报文； 所述分布式调度器，用于维护接收自交换装置中路由交换平面的调度信息； 根据调度信息控制所述发送緩存队列中报文的发送流量。
23、 一种以太线卡，其特征在于，该以太线卡包括发送緩存队列和报文标 记模块；所述报文标记模块，用于在接入交换装置后，接收交换装置返回的以太平面标记、转发表和平面转换装置的出端口标记；在目的线卡为以太线卡的待交 换报文中加入所述以太平面标记和根据转发表确定的报文出端口标记，在目的 线卡为路由线卡的待交换报文中加入以太平面标记、根据转发表确定的报文出 端口标记和平面转换装置的出端口标记，将标记后的报文缓存到所述发送緩存 队列中；所述发送緩存队列，用于緩存等待向交换装置发送的待交换报文。
全文摘要
本发明公开了一种交换网报文交换方法，包括根据交换装置的可接入线卡类型，在交换装置中为每类线卡设置具有独立平面缓存的交换平面；所述交换装置将接收自线卡的源线卡和目的线卡类型不同的报文，交换给平面转换装置；所述平面转换装置将接收的报文发送到交换装置中与该报文的目的线卡类型对应的交换平面，由交换平面交换给相应目的线卡。本发明还公开了交换系统、路由线卡和以太线卡。使用本发明能够在一个交换设备上实现多个交换平面。
文档编号H04L12/56GK101304383SQ20081011622
公开日2008年11月12日 申请日期2008年7月7日 优先权日2008年7月7日
发明者余昌刚 申请人:杭州华三通信技术有限公司