专利名称：数据传输装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据传输装置。
背景技术：
在相关技术中，以以太网(注册商标)为代表的网络、光纤信道(Fibre Channel)、 无限带宽(InfiniBand)等被用于多个设备间的数据传输。为了配置网络，使用了诸如网络接口卡(NIC)、主机卡适配器(HCA)等之类的网络 卡、网络交换机以及网络电缆被使用。当要在网络中实现具有等于或高于20(ibpS的数据速率的宽带时，在以太网的情 况中，需要使用多个10吉比特以太网(I(XiMther),这导致了非常高成本的系统。此外，在 无限带宽的情况中，将创建非常高成本的系统，因为其需要支持4xDDR(双倍数据数率)。此外，当需要使用宽带网络时，也需要设备中的总线速度较高。因为公知的宽带总 线是在个人计算机(PC)等中使用的PCI Express (下面称为“PCIe”)。典型的PCIe包括根联合体(root complex) ,PCIe交换机和端点，并且具有树型结 构。在PCIe配置中，总线的端接总是下游端口，并且根据PCI-SIG的PCIe标准，仅端点或 PCIe交换机可被连接到该下游端口。提出了这样的技术，其中，PCIe交换机逻辑地或物理地被设置在下游端口那端并 且端点连接到PCIe交换机那端(例如参见JP-T-2007-529813)。
发明内容
然而，下游端口之间的连接通常是通过利用网络等将各自安装有PCIe的不同设 备的下游端口相连接而建立的。即，通常利用网络以将各自安装有PCIe的不同设备的下游 端口彼此相连。如上，为了在网络中实现宽带，需要非常高成本的网络配置。此外，在构成网络时， 需要诸如TCP/IP等之类的规范的协议。因此，存在的问题在于NIC或网络交换机中出现大 的延迟并且等待时间(latency)变大。鉴于前面的状况，希望提供能够高速地在设备之间传输海量数据同时实现低的等 待时间的、具有便宜配置的新颖的经改进的数据传输装置。根据本发明的实施例，提供了数据传输装置，该装置包括第一虚拟网络设备，其 被连接到安装有串行传输接口的第一设备的下游端口 ；第一电缆，用于延伸安装有串行传 输接口的第二设备的下游端口 ；第二虚拟网络设备，其被连接到第一电缆；第二电缆，用于 延伸安装有串行传输接口的第三设备的下游端口 ；第三虚拟网络设备，其被连接到第二电 缆；以及虚拟网络交换机，其被连接到第一虚拟网络设备、第二虚拟网络设备和第三虚拟网 络设备。串行传输接口可以是PCI Express(PCIe),并且第一电缆和第二电缆可以均是 PCIe电缆。
第一虚拟网络设备、第二虚拟网络设备和第三虚拟网络设备可以包括在第一设备 中。第一虚拟网络设备可以被连接到用于延伸第一设备的下游端口的第三电缆。根据本发明的另一实施例，提供了一种数据传输装置，该装置包括第一虚拟网络 设备，其被连接到安装有串行传输接口的第一设备的下游端口 ；作为端点设备的第二虚拟 网络设备；作为根联合体设备的第三虚拟网络设备；以及虚拟网络交换机，其被连接到第 一虚拟网络设备、第二虚拟网络设备和第三虚拟网络设备，其中，第三虚拟网络设备通过电 缆连接到安装有串行传输接口的第二设备中的作为端点设备的第四虚拟网络设备。该串行传输接口可以是PCI Express (PCIe)，并且该电缆可以是PCIe电缆。如上所述，根据本发明，能够实现设备之间的高速、低等待时间的海量数据传输， 同时提供具有便宜配置的装置。
图1是图示出安装有PCI Express的设备的示意配置的说明图；图2是图示出通过利用网络在各自安装有PCI Express的设备之间进行的数据传 输的说明图；图3图示出当各自安装有PCI Express的设备的PCIe总线通过PCIe电缆被牵拉 出时的配置的说明图；图4是图示出根据本发明第一实施例的数据传输装置的配置的说明图；图5是图示出根据本发明第一实施例的数据传输装置的详细配置的说明图；图6的说明图在A部分中图示出通过利用网络在各自安装有PCIExpress的设备 之间进行的数据传输的流程，并在B部分中图示出利用根据本发明第一实施例的数据传输 装置的数据传输流程；以及图7是图示出根据本发明第二实施例的数据传输装置的配置的说明图。
具体实施例方式下面，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，用 相同的标号来表示具有基本上相同的功能和结构的结构元件，并且省略对这些结构元件的 重复描述。将以下面的顺序进行说明。1.安装有 PCI Express(PCIe)的设备2.根据本发明第一实施例的数据传输装置3.根据本发明第二实施例的数据传输装置[安装有 PCI Express (PCIe)的设备]首先，将说明安装有作为串行传输接口的PCI Express的设备。图1是图示出安 装有PCI Express的设备的示意配置的说明图。在图1中，安装有PCI Express(PCIe)的设备10包括CPU 12、根联合体14、PCIe 交换机16以及端点或PCIe交换机18、20。根联合体14是构成层级体系(hierarchy)的基础的设备，并且可以具有一个或多4个PCIe端口。PCIe交换机16是用于添加PCIe端口的设备。在PCIe的配置中，总线的端接总是下游端口，并且根据PCI-SIG的PCIe标准，仅 端点或PCIe交换机18、20可被连接到该下游端口。接下来，将说明通过利用网络在各自安装有PCI Express的设备之间进行的数据 传输。图2是图示出通过利用网络在各自安装有PCI Express的设备之间进行的数据传输 的说明图。在图2中，与图1的设备10类似地，设备10a、IOb和IOc具有PCIe拓扑。设备IOa包括CPU 12a、根联合体14a、PCIe交换机16a、作为宽带网络设备的网络 接口卡(NIC) 22a(其是端点设备)，以及端点24a。设备IOb包括CPU 12b、根联合体14b、 PCIe交换机16b,NIC 22b，以及端点24b。设备IOc包括CPU 12c、根联合体14c,PCIe交换 机16c、NIC 22c，以及端点24c。设备IOa的NIC 2 通过支持宽带的网络电缆26a连接到宽带网络交换机观。设 备IOb的NIC 22b通过支持宽带的网络电缆26b连接到宽带网络交换机观。设备IOc的 NIC 22c通过支持宽带的网络电缆26c连接到宽带网络交换机28。如图2所示，可以通过将作为端点设备的宽带网络设备插入相对应的PCIe下游端 口，来利用支持宽带的网络电缆和宽带网络交换机在设备10a、10b和IOc间实现数据传输。[根据本发明第一实施例的数据传输装置]接下来，将说明根据本发明第一实施例的数据传输装置。由于PCIe的限制，在上 面所使用的各自安装有PCIe的设备之间的是网络，来作为将不同设备的下游端口彼此相 连的唯一手段。在本实施例中，构成虚拟网络的端点设备被附接到一个设备的下游端口，并 且设备之间的连接不是利用如上面提到的图2的系统中的昂贵的网络电缆和昂贵的网络 交换机，而是利用PCIe电缆来建立的。此外，PCIe电缆允许通过该电缆将PCIe总线牵拉 到外面，并且根据PCI-SIG的PCIe标准而被标准化。图3是图示出当各自安装有PCI Express的设备的PCIe总线通过PCI电缆被牵 拉出时的配置的说明图。在图3中，与图1的设备10类似地，设备IOOaUOOb和IOOc具有 PCIe拓扑。设备IOOa包括CPU 102a、根联合体l(Ma、PCIe交换机106a以及端点108a。设备 IOOb包括CPU 102b、根联合体104b,PCIe交换机106b以及端点108b。设备IOOc包括CPU 102c、根联合体104c, PCIe交换机106c以及端点108c。在设备IOOa中，PCIe下游端口通过PCIe电缆IlOa被延伸以便被牵拉到外面，并 且作为宽带网络设备的NIC 112a(其是端点设备)被插入PCIe电缆IlOa的一端中。在 设备IOOb中，PCIe下游端口通过PCIe电缆IlOb被延伸以便被牵拉到外面，并且作为宽带 网络设备的NIC 112b (其是端点设备)被插入PCIe电缆IlOb的一端中。在设备IOOc中， PCIe下游端口通过PCIe电缆IlOc被延伸以便被牵拉到外面，并且作为宽带网络设备的 NIC 112c (其是端点设备)被插入PCIe电缆IlOc的一端中。此外，NIC 11 通过支持宽带的网络电缆IHa连接到宽带网络交换机116。NIC 112b通过支持宽带的网络电缆114b连接到宽带网络交换机116。NIC 112c通过支持宽带 的网络电缆114c连接到宽带网络交换机116。在本发明的第一实施例中，虚拟网络是通过利用由虚线118指示的部分中的一个或多个设备来构成的，并且由此，提供了作为将不同设备的下游端口彼此相连接的手段的 虚拟网络。图4是图示出根据本发明第一实施例的数据传输装置的配置的说明图。在图4中， 与图1的设备10类似地，设备IOOaUOOb和IOOc具有PCIe拓扑。设备IOOb的PCIe下游端口通过PCIe电缆IlOb被延伸。设备IOOc的PCIe下游 端口通过PCIe电缆IlOc被延伸。在设备IOOa中，虚拟网络卡(虚拟NIC) 12 连接到PCIe下游端口 120。此外，虚 拟NIC 122b连接到PCIe电缆110b。另外，虚拟NIC 122c连接到PCIe电缆110c。虚拟NIC 12 至122c不是真实的NIC，而是由上层软件识别的设备来作为真实网络设备(NIC)。这 些虚拟NIC 12 至122c各自被连接到虚拟交换机126。虚拟交换机1 是具有如下功能 的设备根据其自身的协议将来自虚拟NIC的信号传输给给定的虚拟OTC。此外，虚拟NIC 122a至122c以及虚拟交换机1 通过物理信号12 至12 彼此相连。在图4中，虚拟NIC 12 至122c以及虚拟交换机1 构成了虚拟网络128。此 外，在图4中，虚拟NIC 12 直接连接到下游端口，然而虚拟NIC 12 可以通过电缆被延 伸以被牵拉到外面。在图4中，当设备IOOb通过PCIe电缆IlOb被连接到设备IOOa的虚拟NIC 122b 时，设备IOOa中的虚拟NIC 122b通过设备IOOb的软件被识别为网络设备。此外，当设备 IOOc通过PCIe电缆IlOc被连接到设备IOOa的虚拟NIC 122c时，设备IOOa中的虚拟NIC 122c通过设备IOOc的软件被识别为网络设备。另外，在设备IOOa中，由于虚拟NIC 122a 已经连接到IOOa的PCIe交换机106a，因此设备IOOa的软件将该虚拟NIC12h识别为网络 设备。通常地，当利用网络来执行数据传输时，通过应用程序接口(API)调用的套接字 (socket)，应用向网络设备发送数据或从网络设备接收数据。根据本发明第一实施例，虚拟NIC通过上层软件被识别为网络设备，由此允许通 过API调用的套接字进行数据传输。图5是图示出根据本发明第一实施例的数据传输装置的详细配置的说明图。在图 5中，与图1的设备10类似地，设备IOOaUOOb和IOOc具有PCIe拓扑。设备13 被插入设备IOOa的PCIe插槽130a内。设备132b被插入设备IOOb的 PCIe插槽130b内。设备132c被插入设备IOOc的PCIe插槽130c内。在设备13 中，虚拟网络128中的虚拟NIC 12 与PCIe插槽130a通过PCIe通 道(lane) 120彼此连接。虚拟网络128中的虚拟NIC 122b与PCIe电缆连接器140b通过 PCIe通道142b彼此连接。虚拟网络128中的虚拟NIC 122c与PCIe电缆连接器140c通过 PCIe通道142c彼此连接。在设备132b中，PCIe电缆连接器136b与PCIe插槽130b通过 PCIe通道134b彼此连接。在设备132c中，PCIe电缆连接器136c与PCIe插槽130c通过 PCIe通道13 彼此连接。此外，设备13 的PCIe电缆连接器140b与设备132b的电缆连接器136b通过 PCIe电缆13 彼此连接。设备13 的PCIe电缆连接器140c与设备132c的电缆连接器 136c通过PCIe电缆138c彼此连接。接下来，将说明在各自安装有PCI Express的设备间进行的数据传输的流程。图6的的说明图在A部分中图示出通过利用网络在各自安装有PCI Express的设备之间进行 的数据传输的流程，在B部分中图示出利用根据本发明第一实施例的数据传输装置的数据 传输流程。如图6的B部分所示，虚拟NIC(VNIC)被识别为网络设备，这允许在上层应用的层 级中通过API调用的套接字进行编程。由此，能够不做任何修改地采用现有应用。此外，如图6的A部分所示，在相关技术的数据传输的情况中，由于如TCP/IP等所 代表的网络协议的应用、网络交换机处的延迟等等，等待时间变大。根据本发明第一实施例，如上所述的因诸如TCP/IP等之类的网络协议引起的限 制以及网络交换机是不必要的，由此与相关技术中的数据传输相比，允许降低设备之间的 等待时间。此外，由于不存在因NIC引起的频带限制，因此使得能够充分利用PCIe的频带， 并且因此可以实现宽带配置。如上所述，根据本发明第一实施例，由于通过PCIe电缆将设备彼此相连，因此，不 使用相关技术中构成网络的昂贵设备。由此，能够实现设备之间的低成本数据传输。此外， 由于使用了虚拟NIC和虚拟交换机，因此不存在因网络协议引起的限制。由此，能够实现设 备之间的低等待时间的数据传输。此外，由于可以充分地利用PCIe的频带，因此能够在宽 带配置中实现设备之间的数据传输。因此，根据本发明第一实施例，能够实现设备之间的高速、低等待时间的海量数据 传输，同时提供了具有便宜配置的装置。此外，在上面本发明第一实施例中，示出了将本发明用于三个设备之间的数据传 输的示例。然而，本发明还可以用于两个或三个或更多个设备之间的数据传输。[根据本发明第二实施例的数据传输装置]接下来，将说明根据本发明第二实施例的数据传输装置。图7是图示出根据本发 明第二实施例的数据传输装置的配置的说明图。在图7中，与图1的设备10类似地，设备 200a至200f具有PCIe拓扑。设备200a至200f分别包括CPU 20 至202f、根联合体204a至204f以及PCIe交 换机206a至206f。此外，设备200a至200f分别包括虚拟NIC 208a至208f、210a至210f 和212a至212f，以及虚拟交换机214a至214f。虚拟NIC 210a至210f是端点设备，并且虚拟NIC 212a至212f是根联合体设备。 设备200a中的虚拟NIC 21 与设备200b中的虚拟NIC 210b通过PCIe电缆216a彼此 相连。设备200b中的虚拟NIC 212b与设备200c中的虚拟NIC 210c通过PCIe电缆216b 彼此相连。设备200c中的虚拟NIC 212c与设备200d中的虚拟NIC 210d通过PCIe电缆 216c彼此相连。设备200d中的虚拟NIC 212d与设备200e中的虚拟NIC 210e通过PCIe 电缆216d彼此相连。设备200e中的虚拟NIC 21 与设备200f中的虚拟NIC 210f通过 PCIe电缆216e彼此相连。如图7所示，通过将虚拟NIC配置作为根联合体设备，例如使得能够通过PCIe电 缆216a将设备200a的虚拟NIC 21 与设备200b的虚拟NIC210b直接相连。由此，如图 7所示，能够利用菊花链方法来添加设备。因此，可以去除对所连接设备的数目的限制。此外，如图7所示，设备仅通过PCIe电缆在物理上彼此相连。因此，不再需要在相 关技术的网络配置中使用的网络交换机。因此，能够提供低成本配置的装置。
如上所述，根据本发明第二实施例，能够在具有便宜配置的设备之间实现高速、低 等待时间的海量数据传输，而不会限制所连接设备的数目。本领域技术人员应当明白，可以根据设计要求和其它因素进行各种修改、组合、子 组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围之内。本申请包含与2009年11月2日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2009-251712中公开的主题有关的主题，该申请的全部内容通过引用结合于此。
权利要求
1.一种数据传输装置，包括第一虚拟网络设备，所述第一虚拟网络设备连接到安装有串行传输接口的第一设备的 下游端口 ；第一电缆，用于延伸安装有串行传输接口的第二设备的下游端口； 第二虚拟网络设备，所述第二虚拟网络设备连接到所述第一电缆； 第二电缆，用于延伸安装有串行传输接口的第三设备的下游端口； 第三虚拟网络设备，所述第三虚拟网络设备连接到所述第二电缆；以及 虚拟网络交换机，所述虚拟网络交换机连接到所述第一虚拟网络设备、所述第二虚拟 网络设备和所述第三虚拟网络设备。
2.根据权利要求1所述的数据传输装置，其中，所述串行传输接口是PCI Express，并且所述第一电缆和所述第二电缆均是PCI Express 电缆。
3.根据权利要求1所述的数据传输装置，其中，所述第一虚拟网络设备、所述第二虚拟网络设备、所述第三虚拟网络设备和所述 虚拟网络交换机被包括在所述第一设备中。
4.根据权利要求1所述的数据传输装置，其中，所述第一虚拟网络设备连接到用于延伸所述第一设备的下游端口的所述第三电缆。
5.一种数据传输装置，包括第一虚拟网络设备，所述第一虚拟网络设备连接到安装有串行传输接口的第一设备的 下游端口 ；作为端点设备的第二虚拟网络设备； 作为根联合体设备的第三虚拟网络设备；以及虚拟网络交换机，所述虚拟网络交换机连接到所述第一虚拟网络设备、所述第二虚拟 网络设备和所述第三虚拟网络设备，其中，所述第三虚拟网络设备通过电缆连接到安装有串行传输接口的第二设备中的作 为端点设备的第四虚拟网络设备。
6.根据权利要求5所述的数据传输装置，其中，所述串行传输接口是PCI Express，并且所述电缆是PCIExpress电缆。
全文摘要
本发明公开了数据传输装置。提供了数据传输装置，该装置包括第一虚拟网络设备，其被连接到安装有串行传输接口的第一设备的下游端口；第一电缆，用于延伸安装有串行传输接口的第二设备的下游端口；第二虚拟网络设备，其被连接到第一电缆；第二电缆，用于延伸安装有串行传输接口的第三设备的下游端口；第三虚拟网络设备，其被连接到第二电缆；以及虚拟网络交换机，其被连接到第一虚拟网络设备、第二虚拟网络设备和第三虚拟网络设备。
文档编号H04L12/56GK102055640SQ20101053134
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月26日 优先权日2009年11月2日
发明者猪俣直树 申请人:索尼公司