混合电路-分组交换机的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]为了增加数据吞吐量，可部署光通信网络。光通信网络包括光路(例如光纤、光波导等)，光信号可通过光路在源端点和目的地端点之间传输。
[0002]交换机被部署在光通信网络中以在端点之间路由数据。由源端点发送的数据可由交换机接收，且交换机可沿着通信路径将数据路由到另一交换机或目的地端点。
【附图说明】
[0003]关于下面的附图描述一些实施例。
[0004]图1A和图1B是根据一些实施方式的合并混合电路-分组设备的示例系统的方框图。
[0005]图2是根据一些实施方式的混合电路-分组交换设备的方框图。
[0006]图3是根据一些实施方式的在混合电路-分组交换设备中的电路交换机的方框图。
[0007]图4是根据另外的实施方式的在混合电路-分组交换设备中的光电路交换机的方框图。
[0008]图5是根据另外的实施方式的在光学交换元件中的部件的方框图。
[0009]图6是根据可替代实施方式的多色光电路交换设备的方框图。
[0010]图7是根据一些实施方式的通信过程的流程图。
【具体实施方式】
[0011]在光通信网络中使用的交换机可包括分组交换机和电路交换机。分组交换机可以指基于包含在分组中的内容(和更具体地，头信息)沿着选定路径路由分组的交换机。分组的头信息可包括源地址和目的地地址。在一些情况下，分组的头信息还可包括源端口号和目的地端口号以及其它信息。分组交换机可以对路由信息(例如路由表)具有访问权，分组交换机可使用该路由信息将引入分组路由到多个路径中的选定路径。分组交换机可基于头信息执行路由信息的查找以识别引入分组的目标输出路径。
[0012]在分组交换中，不在源端点和目的地端点之间建立专用通信通道或电路。“端点”可以指能够在光通信网络中执行通信的电子设备。电子设备的例子可包括下列项中的任一种:笔记本计算机、桌上型计算机、服务器计算机、平板计算机、智能电话、游戏器具、电视机顶盒、存储设备等。
[0013]电路交换机实现电路交换，其中在源端点和目的地端点之间的网络中提供专用通信通道或电路。专用电路保证用于通过电路通信的特定带宽和服务质量。只要通信会话在源端点和目的地端点之间建立，则电路被维持。
[0014]分组交换和电路交换可以对不同类型的通信更有效。电路交换可以对高持续性业务流更有效。高持续性业务流可以指在相对长的一段时间期间持续的数据的流。音频流或视频流是高持续性业务流的例子，因为音频数据或视频数据的通常持续的流从源端点传输到目的地端点。使用电路交换，这个高持续性业务流可以通过专用电路更有效地被传输，这减少时延和功率消耗。
[0015]然而，电路交换可能对可随着时间而改变的突发业务不是有效的。突发业务是指以多个突发发生的数据传输，其中业务的突发可跟随一时间间隔(其中没有或有减少的业务)，后面是业务的又一突发。使用电路交换来传输突发业务可能不是有效的，因为业务的突发性质可使用于电路交换的电路被重复地设置并释放。如果在业务突发之间有相对长的时间间隔(其中没有业务被传递)，则电路可被释放。突发业务也可快速改变目的地，其中交换机必须在短时间段内改变在输入和输出之间的连接。分组交换对传输突发业务更有效。
[0016]在传统上，光通信网络的分组交换机和电路交换机是可安置在单独的外壳中的不同设备。作为结果，对单独的分组交换机和电路交换机使用单独的部件，其中这样的部件可包括电缆(其可包括电气电缆和光纤或波导)、连接器和其它结构。用于将分组交换机和电路交换机部署在光通信网络中的单独部件的使用可增加它的成本和复杂性。
[0017]根据一些实施方式，不是使用用于部署分组交换机和电路交换机的单独部件，图1描绘根据一些实施方式的混合电路-分组交换设备102的使用。混合电路-分组交换设备102是包括分组交换功能和电路交换功能的集成封装。混合电路-分组交换机102将各种端点104互连。端点104可包括不同类型的设备，例如服务器计算机、存储设备等。
[0018]通过使用根据一些实施方式的混合电路-分组交换设备102，可共用用于执行分组交换通信和电路交换通信的同一组通信路径106(包括光路)。光路可以指光纤、光纤的集合、光波导、光波导的集合或用于传播光信号的任何其它介质或媒介。
[0019]通过共用用于分组交换通信和电路交换通信的同一组通信路径106，将不必提供单独组的通信路径(一组通信路径用于分组交换通信，而另一组通信路径用于电路交换通信)和相关部件(例如连接器和其它部件)。
[0020]图1A还示出能够通过混合电路-分组交换设备102来控制数据的路由的网络管理实体108。在一些实施方式中，可在光通信网络中实现软件定义网络(SDN)。使用SDN，下层物理网络(由包括混合电路-分组交换机102的交换机构成)可被抽象化并呈现为对较高级应用的服务或例如由网络管理实体108提供的网络服务。网络管理实体108可包括计算机系统(或多个计算机系统)，机器可读指令在计算机系统上可执行来提供混合电路-分组交换机102的SDN控制。
[0021]SDN框架有效地将联网分成控制面和数据面。控制面由可通过光通信网络来控制业务的路由的网络管理实体108提供。数据面由包括混合电路-分组交换设备102的交换机提供，交换机基于由网络管理实体108提供的控制信息109转发数据。由网络管理实体108提供的控制信息109由混合电路-分组交换设备102使用以在混合电路-分组交换设备102的输入端口和输出端口之间传递数据。
[0022]根据一些实施方式，控制信息109也由混合电路-分组交换设备102使用以确定任何特定的数据是否使用分组交换或电路交换被传递，如下面进一步讨论的。
[0023 ]由网络管理实体108提供的控制信息109可由在网络管理实体108中执行的应用程序或网络服务确定。可替代地，可基于例如来自网络管理员(或多个网络管理员)的用户输入来确定由网络管理实体108提供的控制信息109。
[0024]图1A只示出一个混合电路-分组交换设备102。在可替代的例子中，光通信网络可包括例如在图1B中所示的交换机群集110中的多个混合电路-分组交换设备102。在交换机群集110中的混合电路-分组交换设备102可一起耦合在给定拓扑例如树拓扑或其它分级拓扑中。
[0025]可在可包括使用交换机群集110互连的好几千个端点104的大数据中心中使用图1B的布置。
[0026]在图2中示出示例混合电路-分组交换设备102。在图2中描绘的部件可以是被包括在混合电路-分组交换设备102的壳体202内的集成模块的部分。混合电路-分组交换设备102包括连接到输入光端口 206和输出光端口 208的光子收发器204。输入光端口 206接收输入光信号，而输出光端口 208传输输出光信号。注意，端口 206和208中的每个可以是双向的(换句话说，每个端口 206或208可接收并传输数据)。
[0027]光子收发器204将在输入光端口处接收的输入光信号转换成可被提供到集成电路芯片212的输入/输出(I/O)接口 210的电信号205。集成电路芯片212可以是专用集成电路(ASIC)芯片、微控制器、可编程门阵列(PGA)、微处理器等。虽然在图2中只示出一个集成电路芯片212，注意，可在混合电路-分组交换设备102中的多于一个集成电路芯片上提供图2所示的各种部件。
[0028]I/O接口 210包括从光子收发器204接收输入电信号205的接收电路210A和将电信号207输出到光子收发器204的输出电路210B。光子收发器204将输出电信号207转换成光信号以便通过输出光端口 208传输。
[0029]由I/O接口210接收的输入电信号205与引入数据(由混合电路-分组交换设备102接收)对应，而来自I /0接口 210的输出电信号207与外发数据(用于由混合电路-分组交换设备102传输)对应。
[0030]引入数据从I/O接口210传输到电路交换机214，其能够将引入数据选择性地传递到分组交换机216或直接传递到I/O接口 210的输出电路210B用于作为外发数据而输出。注意，电路交换机214接收引入数据而没有使用在混合电路-分组交换设备102中的缓冲器的引入数据的任何缓冲。
[0031]电路交换机214在控制逻辑218的控制下将数据选择性地传递到分组交换机216或多个输出光端口 208中的选定的一个输出光端口。控制逻辑218可提供用于控制在电路交换机214中的交换元件的控制信号219。在一些例子中，可使用在集成电路芯片212的处理电路上可执行的机器可读指令来实现控制逻辑218。
[0032]在一些实施方式中，控制逻辑218包括与在图1A或图1B中所示的网络管理实体108协作的SDN控制逻辑。如上面讨论的，网络