交换接入模块、信元封装方法及交换网系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信技术，尤其涉及交换网系统中的交换接入模块、信元封装方法及交换网系统。
【背景技术】
[0002]在网络系统中，路由器或者交换机中数据交换架构主要由线卡(Line Card)与交换模块(Switch Fabric)构成，如图1所示，线卡上主要有接口模块(Interface Module)、包处理(Packet Processor)模块和交换接入(Switch Access)模块,其中接口模块可以是同步数字系列(SDH, Synchronous Digital Hierarchy)成巾贞器或者以太网物理层加链路层芯片，包处理模块为网络处理器(NP，Network Processor)或者基于逻辑可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)的包处理器。数据包从接口模块进入到线卡后，接口模块将丢弃其中错误的数据包，将正确的数据包传递给包处理模块进行处理，包处理模块根据数据包的目的地址(目的MAC或者目的IP)、业务类型、优先级等信息对数据包进行分析处理，得到数据包的目的交换接入模块(即数据包所发往的交换接入模块)与数据包的流编号，然后将数据包发送给交换接入模块。交换接入模块根据数据包的目的地址，将数据包封装为信元，然后将信元传递给交换模块，通过本地的交换模块将信元转发到目的地址所对应的交换接入模块。
[0003]多个路由器或者交换机的交换接入模块和交换模块组成了交换网，如图2所示，通常交换接入模块与交换模块之间使用高速串行链路实现互联；在交换网中，存在着各种各样的数据流，如具有不同源地址(来自不同交换接入模块)、不同目的地址(需要交换到不同的交换接入模块)等各种数据流；其中数据流还包括单播数据(由交换接入模块分割为单播信元传递给交换模块)与组播数据(由交换接入模块分割为组播信元传递给交换模块)，单播信元只需要发送给一个目的交换接入模块，组播信元需要在交换模块完成复制，发送到不同的交换接入模块。通常，数据流为单播或者组播，与及单播目的地址与组播ID，都是由包处理模块告知交换接入模块。
[0004]交换模块在处理单播信元时，需要将来自不同交换接入模块的单播信元，根据其目的地址实现转发。通常交换模块是把来自不同交换接入模块的单播信元存储到缓存中，然后把缓存中的单播信元读出根据信元中目的地址，查找可以达到目的交换接入模块的高速串行链路，然后把单播信元存入到相应高速串行链路的缓存，最后通过高速串行链路把单播信元发送到目的交换接入模块。
[0005]交换模块在处理组播信元时，需要将来自不同交换接入模块的组播信元，根据信元中组播ID实现转发。通常交换模块是把来自不同交换接入模块的组播信元存储到缓存中，然后把缓存中的组播信元读出后根据信元组播ID，查找需要发往的交换接入模块，然后根据所需要发往的多个交换接入模块编号，查找可以达到各个目的交换接入模块的高速串行链路，然后把组播信元复制后存入到相应高速串行链路的缓存，最后通过高速串行链路把组播信元发送到目的交换接入模块。
[0006]随着交换网系统的发展，交换网的处理能力要求越来越高，这就要求交换模块每秒需要处理的更多数量的信元，对交换模块查找能力、以及缓存读写能力提出了更好的设计要求，导致交换模块难以设计及实现。
【发明内容】
[0007]本发明实施例提供一种交换接入模块、信元封装方法及交换网系统，能够减小交换接入模块发送至交换模块的信元数量，进而减小交换模块的信元转发率。
[0008]本发明实施例的技术方案是这样实现的:
[0009]本发明实施例提供一种信元封装方法，所述方法包括:
[0010]所述交换接入模块根据所接收的数据包的目的地址，确定对应所述目的地址的累积未发送数据，所述对应所述目的地址的累积未发送数据包括所述交换接入模块接收的数据包、以及所述交换接入模块缓存的与所述目的地址对应的未发送数据；
[0011]根据预设的信元最小长度、以及对应所述目的地址的累积未发送数据的长度，将对应所述目的地址的累积未发送数据填充至至少一个信元中。
[0012]本发明实施例还提供一种交换接入模块，所述交换接入模块包括:
[0013]缓存单元，用于缓存未发送数据；
[0014]确定单元，用于所述交换接入模块根据所接收的数据包的目的地址，确定对应所述目的地址的累积未发送数据，所述对应所述目的地址的累积未发送数据包括所述交换接入模块接收的数据包、以及所述缓存单元缓存的与所述目的地址对应的未发送数据；
[0015]封装单元，用于根据预设的信元最小长度、以及对应所述目的地址的累积的未发送数据的长度，将对应所述目的地址的累积未发送数据填充至至少一个信元中。
[0016]本发明实施例还提供一种交换网系统，所述交换网系统包括交换接入模块和和交换模块；其中，
[0017]所述交换接入模块，用于根据所接收的数据包的目的地址，确定对应所述目的地址的累积未发送数据，所述对应所述目的地址的累积未发送数据包括所述交换接入模块接收的数据包、以及所述交换接入模块缓存的与所述目的地址对应的未发送数据；
[0018]所述交换接入模块，根据预设的信元最小长度、以及对应所述目的地址的累积未发送数据的长度，将对应所述目的地址的累积未发送数据填充至至少一个信元中。
[0019]本发明实施例中，交换接入模块可以将对应目的地址的累积未发送数据对应的多个数据包通过填充至至少一个信元中，避免了相关技术总是在一个信元中填充一个数据包的情况，从而减少了发送至交换模块的信元的数量，进而降低了交换模块的信元转发率，减小了交换模块的设计难度。
【附图说明】
[0020]图1为交换网系统中通用数据交换架构；
[0021]图2为交换网系统的架构示意图；
[0022]图3为本发明实施例信元封装方法的流程示意图；
[0023]图4为本发明实施例接收到不同数据包时信元封装处理的实现流程图；
[0024]图5为本发明实施例在场景一中进行信元封装的实现流程图；
[0025]图6为本发明实施例在场景二中进行信元封装的实现流程图；
[0026]图7为本发明实施例中交换接入模块的结构示意图；
[0027]图8为本发明实施例交换网系统的架构示意图。
【具体实施方式】
[0028]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0029]下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0030]发明人在实施本发明的过程中发现，已有的交换网系统中，交换接入模块在将数据包封装为信元时，每个信元的净荷只会存储一个数据包，也就是说在同一个信元的净荷中不会有两个或多个数据包；而随着交换网的处理能力要求越来越高，接口模块处理能力从1吉位每秒(Gbps)、lOGbps速率发展到现在的lOOGbps与400Gbps,同样包处理模块与交换接入模块的处理能力也提高到lOOGbps与400Gbps ;与此同时，由于交换网系统中所需要处理的最小数据包长度并没有增加，这就导致交换接入模块所需要处理的最小数据包(与一个信元对应，一个信元封装有一个数据包)转发率大幅度提升；这里，转发率是指每秒内需要处理的最小数据包(信元对应)的数量；设以太网接口的最小数据包为64字节，在一秒内10G以太网的64字节定长包转发率为15M，当以太网接口带宽从10G提升到100G时，一秒内64字节定长包转发率提升到150M ；
[0031]结合上述分析，可以看出，随着交换接入模块所需要处理的最小数据包转发率大幅度提升，按照相关技术的方案，通常一个最小数据包被封装为一个信元，则交换接入模块发送给交换模块的信元转发率也会大幅度提升，由于交换模块与多个交换接入模块互联，交换模块的信元转发率将需要大大提高，也就是每秒需要处理的信元数量大大增加；由于交换模块需要对每个信元根据信元的目的地址或者组播ID查找相应交换接入模块编号及对应高速串行链路，将信元转发到对应的交换接入模块，随着交换模块每秒需要处理的信元数量大大增加，对交换模块每秒的查找能力、以及缓存读写能力的设计要求大大增加，以至交换模块难以设计及实现。
[0032]综上所述，相关技术存在的问题是:随着数据转发率提升，导致交换模块的信元转发率大大提高，导致对交换模块的信元处理能力的要求急剧增加，增加了交换模块的设计难度。
[0033]鉴于此问题，本发明实施例记载一种信元封装方法，可以应用于交换网系统中的交换接入模块，所述交换接入模块支持向交换模块发送信元，由交换模块通过高速串行链路发送信元至目的交换接入模块；交换接入模块利用本发明实施例记载的信元封装方法封装信元，并发送信元至交换模块，能够减小交换接入模块发送至交换模块的信元数量，进而减小交换模块的信元转发率，如图3所示，本实施例记载的信元封装方法包括以下步骤:
[0034]步骤301、所述交换接入模块根据所接收的数据包的目的地址，确定对应所述目的地址的累积未发送数据。
[0035]这里，对应所述目的地址的累积未发送数据包括所述交换接入模块接收的数据包、以及所述交换接入模块缓存的与所述目的地址对应的未发送数据。