МНОГОПОРТОВОЕ УСТРОЙСТВО ИНТЕРФЕЙСА ETHERNET И СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЕГО ПОРТОВ
MULTIPORT DEVICE OF ETHERNET INTERFACE AND METHOD OF IDENTIFICATION OF ITS PORTS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к области телекоммуникаций и, в частности, к многопортовому устройству интерфейса Ethernet и способу идентификации его портов.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Производительность коммутатора или маршрутизатора среднего или высокого уровня, как основного устройства базовой сети или сети доступа, частично зависит от емкости самого коммутатора, которая является одним из главных факторов, определяющих производительность коммутатора или маршрутизатора. Чтобы удовлетворить требование к емкости коммутатора, поставщики устройств обычно выбирают чип коммутатора с пропускной способностью портов 1GE или 10GE (гигабитный или 10-гигабитный Ethernet) или сетевой процессор (NP; network processor), что приводит к проблеме, связанной с серьезными потерями емкости и пропускной способности коммутатора, если такое устройство требуется соединить с коммутатором Ethernet низкого уровня. Например, при согласовании пропускной способности 100М (100 Мбит/с), коммутатор или маршрутизатор высокого уровня соединяется с портом 100М в коммутаторе низкого уровня, так как порт 1G (1 Гбит/с) в коммутаторе или маршрутизаторе высокого уровня может быть соединен только с портом 100М в коммутаторе низкого уровня.
Использование многопортового устройства интерфейса Ethernet является хорошим способом решить проблему потери пропускной способности без уменьшения емкости коммутатора в устройстве. Несколько портов Ethernet 100М могут соответствовать одному порту 1GE в чипе коммутатора или NP, или несколько портов 1GE могут соответствовать одному порту 10GE в чипе коммутатора или NP и т.д. Однако такое решение вызывает проблему, связанную с тем, что чип коммутатора или NP, который не способен идентифицировать порты многопортового устройства интерфейса Ethernet, не может определить порт многопортового устройства интерфейса Ethernet, по которому передается услуга, или указать многопортовому устройству интерфейса Ethernet порт, по которому услуга должна передаваться.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основной целью настоящего изобретения является создание многопортового устройства интерфейса Ethernet и способа идентификации его портов, позволяющего устранить потери емкости и пропускной способности коммутатора.
В варианте осуществления настоящего изобретения предлагается способ идентификации портов многопортового устройства интерфейса Ethernet, который включает:
прием многопортовым устройством интерфейса Ethernet сообщения, переданного модулем порта сетевого устройства;
получение информации о чипе коммутатора или NP соответствующего сетевого устройства согласно информации о входном порте сообщения, переданного модулем порта, и заданной таблице отображения, при этом заданная таблица отображения задает соответствие между информацией о входном порте и информацией о чипе коммутатора или NP;
запись информации о чипе коммутатора или NP в сообщение, переданное модулем порта, и передачу этого сообщения соответствующему чипу коммутатора или NP, чтобы чип коммутатора или NP мог получить информацию о входном порте согласно информации о чипе коммутатора или NP.
В предпочтительном варианте способ также включает: после передачи многопортовым устройством интерфейса Ethernet сообщения соответствующему чипу коммутатора или NP, получение соответствующей информации о входном порте согласно информации о чипе коммутатора или NP из сообщения, переданного чипом коммутатора или NP, и таблице отображения; удаление информации о входном порте из сообщения, переданного чипом коммутатора или NP, и передачу этого сообщения модулю порта, соответствующему информации о входном порте.
В предпочтительном варианте, получение информации о чипе коммутатора или NP соответствующего сетевого устройства согласно информации о входном порте сообщения, переданного модулем порта, и заданной таблице отображения включает: анализ сообщения, переданного модулем порта, для получения информации о входном порте; и поиск в таблице отображения информации о чипе коммутатора или NP, соответствующей информации о входном порте.
В предпочтительном варианте, поиск в таблице отображения информации о чипе коммутатора или NP, соответствующей информации о входном порте, включает: поиск в таблице отображения по заданному ключевому слову, включающему информацию о входном порте; извлечение информации о чипе коммутатора или NP, если информация о чипе коммутатора или NP, соответствующая этому ключевому слову, содержится в таблице отображения; и отбрасывание сообщения, если информация о чипе коммутатора или NP, соответствующая этому ключевому слову, отсутствует в таблице отображения.
В предпочтительном варианте, запись информации о чипе коммутатора или NP в сообщение, переданное модулем порта, включает: добавление или модификацию полей сообщения, переданного модулем порта, в соответствии с заранее заданным правилом.
В варианте осуществления настоящего изобретения также предлагается многопортовое устройство интерфейса Ethernet, включающее:
модуль приема, первый модуль получения информации и модуль записи, при этом:
модуль приема конфигурируют для получения сообщения, переданного модулем порта сетевого устройства;
первый модуль получения информации конфигурируют для получения информации о чипе коммутатора или NP соответствующего сетевого устройства согласно информации о входном порте сообщения, полученного модулем приема, и заданной таблице отображения, причем таблица отображения задает соответствие между информацией о входном порте и информацией о чипе коммутатора или NP;
модуль записи конфигурируют для записи информации о чипе коммутатора или NP в сообщение, переданное модулем порта, и передачи этого сообщения соответствующему чипу коммутатора или NP, чтобы чип коммутатора или NP мог получить информацию о входном порте согласно информации о чипе коммутатора или NP.
В предпочтительном варианте устройство также включает: второй модуль получения информации и модуль удаления, при этом второй модуль получения информации конфигурируют для получения информации о соответствующем порте согласно информации о чипе коммутатора или NP из сообщения, переданного чипом коммутатора или NP, и таблице отображения; а модуль удаления конфигурируют для удаления информации о входном порте из сообщения, переданного чипом коммутатора или NP, и передачи этого сообщения модулю порта, соответствующему информации о входном порте.
В предпочтительном варианте первый модуль получения информации включает блок анализа и блок поиска, причем блок анализа конфигурируют для анализа сообщения, переданного модулем порта, для получения информации о входном порте, а блок поиска конфигурируют для поиска в таблице отображения информации о чипе коммутатора или NP, соответствующей информации о входном порте.
В предпочтительном варианте блок поиска включает узел запроса, узел извлечения и узел отбрасывания. При этом узел запроса конфигурируют для обращения к таблице отображения согласно заданному ключевому слову, содержащему информацию о входном порте; узел извлечения конфигурируют для извлечения информации о чипе коммутатора или NP, если информация о чипе коммутатора или NP, соответствующая ключевому слову, содержится в таблице отображения; и узел отбрасывания конфигурируют для отбрасывания сообщения, если информация о чипе коммутатора или NP, соответствующая ключевому слову, отсутствует в таблице отображения.
В предпочтительном варианте модуль записи конфигурируют для добавления или модификации полей сообщения, переданного модулем порта, в соответствии с заранее заданным правилом.
Посредством модификации сообщения для чипа коммутатора или NP сетевого устройства обеспечивается возможность идентифицировать порты многопортового устройства интерфейса Ethernet, в результате многопортовое устройство интерфейса Ethernet и способ идентификации его портов, раскрываемые в данном описании, позволяют реализовать многопортовое устройство интерфейса Ethernet, а также увеличить емкость сетевого устройства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг.1 показана схема варианта осуществления способа идентификации портов многопортового устройства интерфейса Ethernet, раскрываемого в данном описании.
На Фиг.2 показана схема структуры сетевого устройства, раскрываемого в данном описании.
На Фиг.3 показана схема получения информации о чипе коммутатора или NP, включенного в вариант осуществления способа идентификации портов многопортового устройства интерфейса Ethernet, раскрываемого в данном описании.
На Фиг.4 показана схема поиска в таблице отображения, включенной в вариант осуществления способа идентификации портов многопортового устройства интерфейса Ethernet, раскрываемого в данном описании.
На Фиг.5 показана схема структуры многопортового устройства интерфейса Ethernet, раскрываемого в данном описании, в другом варианте осуществления.
На Фиг.6 показана схема варианта осуществления многопортового устройства интерфейса Ethernet, раскрываемого в данном описании.
На Фиг.7 показана схема первого модуля получения информации в варианте осуществления многопортового устройства интерфейса Ethernet, раскрываемого в данном описании.
На Фиг.8 показана схема модуля поиска в варианте осуществления многопортового устройства интерфейса Ethernet, раскрываемого в данном описании.
На Фиг.9 показана схема еще одного варианта осуществления многопортового устройства интерфейса Ethernet, раскрываемого в данном описании.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Необходимо отметить, что раскрываемые в данном описании варианты осуществления представлены только для разъяснения и не ограничивают настоящее изобретение.
На Фиг.1 представлен вариант осуществления раскрываемого способа идентификации портов многопортового устройства интерфейса Ethernet, включающего:
шаг S10: многопортовое устройство интерфейса Ethernet принимает сообщение, переданное модулем порта сетевого устройства.
В варианте осуществления многопортовое устройство интерфейса Ethernet включено между модулем порта и чипом коммутатора или NP. При этом многопортовое устройство интерфейса Ethernet осуществляет обработку в восходящем направлении от модуля порта к чипу коммутатора или NP и в нисходящем направлении от чипа коммутатора или NP к модулю порта, как показано на Фиг.2. В варианте осуществления раскрываемый способ поясняется на примере обработки потока данных, который передается в восходящем направлении, и в котором многопортовое устройство интерфейса Ethernet принимает сообщение, переданное модулем порта сетевого устройства.
Шаг S11: информация о чипе коммутатора или NP соответствующего сетевого устройства определяется согласно информации о входном порте в сообщении, переданном модулем порта, и заданной таблице отображения, причем таблица отображения задает соответствие между информацией о входном порте и информацией о чипе коммутатора или NP.
Информация извлекается из сообщения, принятого от модуля порта, и для повышения эффективности обработки сообщения необходимо избирательно выполнить настройку анализа сообщения. Обычно информация в сообщении включает поля: информация о входном порте, DMAC, SMAC, OVLAN, IVLAN, приоритет 802.1р, Ethertype, Ip_protocol, DIP и SIP, которые избирательно анализируются по мере необходимости. На базе информации, полученной из сообщения, производится поиск соответствующего чипа коммутатора или NP по заданной таблице отображения и ключевому слову таблицы отображения. Поскольку в таблице отображения задано соответствие между портом и информацией о чипе коммутатора или NP, ключевое слово таблицы отображения должно включать информацию о входном порте. Установка ключевого слова определяет, на основании какой информации сообщения распознается порт или услуга. В то же время информация о чипе коммутатора или NP может представлять собой, в качестве неограничивающего примера, информацию VLAN, такую как порт 1 - порт 8, что соответствует VLAN 2001 - VLAN 2008, соответственно; а схема отображения в таблице отображения является линейным соответствием "один к одному".
Шаг S12: информация о чипе коммутатора или NP записывается в сообщение, переданное модулем порта, и это сообщение передается соответствующему чипу коммутатора или NP для того, чтобы чип коммутатора или NP мог получить информацию о входном порте согласно информации о чипе коммутатора или NP.
После того как информация о соответствующем чипе коммутатора или NP обнаружена в таблице отображения, сообщение, переданное модулем порта, изменяется в соответствии с информацией о чипе коммутатора или NP. Регулярная операция по дополнению или модификации выполняется для фиксированных позиций или полей в сообщении в соответствии с информацией о чипе коммутатора или NP посредством операции записи. Регулярное дополнение или изменение является следствием распознавания портов, а также основой, по которой чип коммутатора или NP распознает порты.
В варианте осуществления посредством модификации сообщения для чипа коммутатора или NP сетевого устройства обеспечивается возможность идентифицировать порты многопортового устройства интерфейса Ethernet, в результате чего реализуется многопортовое устройство интерфейса Ethernet, при этом емкость сетевого устройства увеличивается.
В варианте осуществления на Фиг.3 шаг S11 включает:
шаг S111: сообщение, переданное модулем порта, анализируется для получения информации о входном порте.
Сообщение, переданное модулем порта, анализируется для получения информации из специального поля или позиции в сообщении, и таким образом извлекается информация о входном порте. Или сообщение может быть преобразовано в соответствии с заранее заданным правилом.
Шаг S112: поиск в таблице отображения информации о чипе коммутатора или NP, соответствующего информации о входном порте.
Поскольку информация о входном порте и чипе коммутатора или NP связана линейным соотношением "один к одному" в таблице отображения, то информация о чипе коммутатора или NP может быть получена путем поиска в таблице отображения ключевого слова, включающего информацию о входном порте.
В варианте осуществления предлагается способ получения информации о чипе коммутатора или NP согласно информации о входном порте.
В указанном выше варианте осуществления на Фиг.4 шаг S112 также включает:
S1121: поиск в таблице отображения по заданному ключевому слову, включающему информацию о входном порте.
Ключевое слово, как базовый элемент изобретения, определяет, на основе какой информации в сообщении распознается порт или услуга. Чтобы определить выходной порт в восходящем или нисходящем направлении, ключевое слово обязательно включает информацию о входном порте.
S1122: информация о чипе коммутатора или NP извлекается, если информация о чипе коммутатора или NP, соответствующая ключевому слову, содержится в таблице отображения.
S1123: сообщение отбрасывается, если информация о чипе коммутатора или NP, соответствующая ключевому слову, отсутствует в таблице отображения.
Если информация о соответствующем чипе коммутатора или NP не обнаружена в таблице отображения, то выполняется обработка по умолчанию, включающая отбрасывание сообщения или выполнение регулярной операции по дополнению или модификации фиксированных позиций или полей в сообщении и затем передачу этого сообщения чипу коммутатора или NP для его обработки.
В варианте осуществления предлагается способ поиска в таблице отображения информации о чипе коммутатора или NP, как подготовительная операция для последующей идентификации портов модуля порта в чипе коммутатора или NP.
В указанном выше варианте осуществления шаг S12 конкретно включает:
добавление или модификацию полей сообщения, переданного модулем порта, в соответствии с заранее заданным правилом.
Регулярное добавление или модификация сообщения, переданного модулем порта, как другое базовое положение изобретения, является следствием распознавания порта или услуги, а также основой, на базе которой чип коммутатора или NP различает услуги многопортового устройства интерфейса Ethernet.
На Фиг.5 представлен другой вариант осуществления способа идентификации портов многопортового устройства интерфейса Ethernet раскрываемого в данном описании, при этом способ также включает:
Шаг S13: соответствующая информация, о входном порте определяется в соответствии с информацией о чипе коммутатора или NP в сообщении, переданном чипом коммутатора или NP, и таблицей отображения.
Многопортовое устройство интерфейса Ethernet принимает сообщение, переданное чипом коммутатора или NP, и извлекает информацию о чипе коммутатора или NP из этого сообщения.
Поиск в таблице отображения производится по ключевому слову, включающему информацию о чипе коммутатора или NP, в виде индекса.
Шаг 814: информация о входном порте в сообщении, переданном чипом коммутатора или NP, удаляется, и это сообщение передается модулю порта, соответствующему информации о входном порте.
Если обнаружена соответствующая информация о входном порте, сообщение, переданное чипом коммутатора или NP, модифицируется или удаляется в соответствии с правилом модификации сообщения в восходящем направлении. Если в таблице отображения соответствующей информации о входном порте не обнаружено, сообщение по умолчанию отбрасывается или подвергается другой обработке.
Необходимо отметить, что шаги S13 и S14 могут выполняться одновременно или после шагов S10-S13.
В варианте осуществления, сообщение в нисходящем направлении модифицируется таким образом, чтобы чип коммутатора или NP мог передать сообщение подходящему порту многопортового устройства интерфейса Ethernet.
В указанных выше вариантах осуществления в восходящем и нисходящем направлении может использоваться одна таблица отображения или две таблицы отображения, включающие восходящую таблицу и нисходящую таблицу.
На Фиг.6 представлен вариант осуществления многопортового устройства интерфейса Ethernet, раскрываемого в данном описании, при этом устройство включает:
модуль 10 приема, который конфигурируют для приема сообщения, переданного модулем порта сетевого устройства;
первый модуль 20 получения информации, который конфигурируют для получения информации о чипе коммутатора или NP соответствующего сетевого устройства согласно информации о входном порте сообщения, переданного модулем порта, и заданной таблице отображения, при этом таблица отображения задает соответствие между информацией о входном порте и информацией о чипе коммутатора или NP;
модуль 30 записи, который конфигурируют для записи информации о чипе коммутатора или NP в сообщение, переданное модулем порта, и передачи этого сообщения соответствующему чипу коммутатора или NP, чтобы чип коммутатора или NP мог получить информацию о входном порте согласно информации о чипе коммутатора или NP.
В варианте осуществления, многопортовое устройство интерфейса Ethernet помещается между модулем порта и чипом коммутатора или NP. Как показано на Фиг.2, многопортовое устройство интерфейса Ethernet выполняет обработку в восходящем направлении от модуля порта к чипу коммутатора или NP и в нисходящем направлении от чипа коммутатора или NP к модулю порта. Способ, раскрываемый в данном описании, проиллюстрирован для варианта осуществления с выполнением обработки потока данных в восходящем направлении. В данном способе многопортовое устройство интерфейса Ethernet принимает сообщение, переданное модулем порта сетевого устройства, и анализирует информацию в сообщении, полученном от модуля порта. При этом для повышения эффективности обработки сообщения требуется избирательно выполнить настройку анализа сообщения. Обычно информация в сообщении включает: информацию о входном порте, DMAC, SMAC, OVLAN, IVLAN, приоритет 802.Ip, Ethertype, Ip__protocol, DIP и SIP, которые анализируются избирательно по мере надобности. На базе информации, полученной из сообщения, производится поиск информации о соответствующем чипе коммутатора или NP по заданной таблице отображения и ключевому слову таблицы отображения. Поскольку схема отображения между портом и информацией о чипе коммутатора или NP устанавливается в таблице отображения, ключевое слово таблицы отображения должно включать информацию о входном порте. Установка ключевого слова определяет, на основе какой информации в сообщении распознается входной порт или услуга. Информация о чипе коммутатора или NP может представлять собой, в качестве неограничивающего примера, информацию VLAN, такую как порт 1 - порт 8, что соответствует VLAN 2001 - VLAN 2008, соответственно, а схема отображения в таблице отображения является линейным соответствием "один к одному".
После того как информация о соответствующем чипе коммутатора или NP обнаружена в таблице отображения, сообщение, переданное модулем порта, модифицируется в соответствии с информацией о чипе коммутатора или NP. Регулярная операция по добавлению или модификации производится для фиксированных позиций или полей сообщения в соответствии с информацией о чипе коммутатора или NP посредством операции записи. Регулярное добавление или модификация является следствием распознавания портов, а также основой, по которой чип коммутатора или NP различает порты.
В варианте осуществления, посредством модификации сообщения, которая обеспечивает возможность чипу коммутатора или NP сетевого устройства идентифицировать порты многопортового устройства интерфейса Ethernet, реализуется многопортовое устройство интерфейса Ethernet при этом емкость сетевого устройства увеличивается.
В варианте осуществления на Фиг.7 первый модуль 20 получения информации включает:
блок 21 анализа, который конфигурируют для анализа сообщения, переданного модулем порта, для получения информации о входном порте;
модуль 22 поиска, который конфигурируют для выполнения поиска в таблице отображения информации о чипе коммутатора или NP, соответствующей информации о входном порте.
Сообщение, переданное модулем порта, анализируется с целью извлечения информации из специального поля или позиции в сообщении, в результате чего определяется информация о входном порте. Или сообщение может быть преобразовано в соответствии с заранее заданным правилом.
Поскольку в таблице отображения информация о входном порте и чип коммутатора или NP связаны линейным соответствием "один к одному", информация о чипе коммутатора или NP может быть получена путем поиска в таблице отображения ключевого слова, включающего информацию о входном порте.
В варианте осуществления предлагается способ получения информации о чипе коммутатора или NP согласно информации о входном порте.
На Фиг.8 в варианте осуществления, рассматриваемом выше, блок 22 поиска включает:
узел 221 запроса, который конфигурируют для обращения к таблице отображения с использованием заданного ключевого слова, включающего информацию о входном порте;
узел 222 извлечения, который конфигурируют для извлечения информации о чипе коммутатора или NP, если информация о чипе коммутатора или NP, соответствующая ключевому слову, содержится в таблице отображения; и
узел 223 отбрасывания, который конфигурируют для отбрасывания сообщения, если информация о чипе коммутатора или NP, соответствующая ключевому слову, отсутствует в таблице отображения.
Ключевое слово является базовым элементом изобретения и определяет, на основе какой информации в сообщении распознается входной порт или услуга. Чтобы определить выходной порт в восходящем или нисходящем направлении, ключевое слово обязательно должно включать информацию о входном порте.
Если информация, соответствующая чипу коммутатора или NP, в таблице отображения не обнаружена, то выполняется обработка по умолчанию, чтобы отбросить сообщение или выполнить регулярную операцию по добавлению или модификации фиксированных позиций или полей в сообщении и затем передать это сообщение чипу коммутатора или NP для обработки.
В варианте осуществления предлагается способ поиска в таблице отображения информации о чипе коммутатора или NP, который является подготовительной операцией для последующей идентификации портов модуля порта в чипе коммутатора или NP.
В варианте осуществления, рассмотренном выше, модуль 30 записи конкретно конфигурируют для:
добавления или изменения полей сообщения, переданного модулем порта, в соответствии с заданным правилом.
Регулярное добавление или модификация сообщения, переданного модулем порта, является другим основным положением раскрываемого изобретения и следствием распознавания порта или услуги, а также основой, по которой чип коммутатора или NP различает услуги многопортового устройства интерфейса Ethernet.
На Фиг.9 представлен другой вариант осуществления многопортового устройства интерфейса Ethernet, которое, по сравнению с рассмотренным выше многопортовым устройством интерфейса Ethernet, дополнительно включает:
второй модуль 40 получения информации, который конфигурируют для получения информации о соответствующем входном порте согласно информации о чипе коммутатора или NP в сообщении, переданном чипом коммутатора или NP, и таблице отображения;
модуль 50 удаления, который конфигурируют для удаления информации о входном порте из сообщения, переданного чипом коммутатора или NP, и передачи этого сообщения модулю порта, соответствующему информации о входном порте.
Многопортовое устройство интерфейса Ethernet принимает сообщение, переданное чипом коммутатора или NP, и извлекает информацию о чипе коммутатора или NP из этого сообщения.
Поиск в таблице отображения производится на базе ключевого слова, включающего информацию о чипе коммутатора или NP, в виде индекса.
Если соответствующая информация о входном порте найдена, то сообщение, переданное чипом коммутатора или NP, модифицируется или удаляется в соответствии с правилом модификации сообщения в восходящем направлении. Если соответствующая информация о входном порте отсутствует в таблице отображения, то сообщение либо удаляется по умолчанию, либо подвергается другой обработке.
В варианте осуществления, сообщение в нисходящем направлении модифицируется таким образом, чтобы чип коммутатора или NP мог передать сообщение подходящему порту многопортового устройства интерфейса Ethernet.
В рассмотренных выше вариантах осуществления возможно использование одной таблицы в восходящем и нисходящем направлении или двух таблиц отображения, включающих таблицу для восходящего направления и таблицу для нисходящего направления.
Выше были рассмотрены только предпочтительные варианты осуществления, которые не ограничивают настоящее изобретение. Любая эквивалентная структура или схема потока данных, созданная на базе данного описания и сопроводительных чертежей, а также любое прямое или косвенное применение в других связанных областях техники, находится в области правовой охраны настоящего изобретения.