一種交換機(jī)架構(gòu)及應(yīng)用于交換機(jī)架構(gòu)的數(shù)據(jù)管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于交換機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種交換機(jī)架構(gòu)及應(yīng)用于交換機(jī)架構(gòu)的數(shù)據(jù)管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，各類(lèi)電子產(chǎn)品的爆炸式增長(zhǎng)，使得巨量的數(shù)據(jù)在不斷產(chǎn)生，巨量數(shù)據(jù)的處理和存儲(chǔ)，使原有的數(shù)據(jù)中心遇到了巨大的挑戰(zhàn)。
[0003]而數(shù)據(jù)中心中的傳統(tǒng)存儲(chǔ)交換機(jī)面臨帶寬不足、數(shù)據(jù)鏈路帶寬利用率低、可擴(kuò)展性差、系統(tǒng)冗余性不好等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種交換機(jī)架構(gòu)及應(yīng)用于交換機(jī)架構(gòu)的數(shù)據(jù)管理方法，以解決上述問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明提供一種交換機(jī)架構(gòu)。上述交換機(jī)架構(gòu)包括:供電模塊、PCIE擴(kuò)展模塊、多個(gè)交換芯片、中央處理單元CPU、背板模塊、基板模塊、EXTENS1N擴(kuò)展模塊；所述交換芯片分別位于背板模塊、EXTENS1N擴(kuò)展模塊；所述中央處理單元CPU位于所述基板模塊；
[0006]位于背板模塊、EXTENS1N擴(kuò)展模塊的交換芯片之間相互連接，并且位于所述背板模塊的交換芯片還與所述PCIE擴(kuò)展模塊、所述基板模塊相連；
[0007]所述中央處理單元CPU通過(guò)總線對(duì)位于所述背板模塊、所述EXTENS1N擴(kuò)展模塊中的交換芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制。
[0008]本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于交換機(jī)架構(gòu)的數(shù)據(jù)管理方法。上述方法包括以下步驟:
[0009]通過(guò)與背板模塊相連的PCIE擴(kuò)展模塊，獲取交換數(shù)據(jù)；其中，所述背板模塊中的交換芯片與所述PCIE擴(kuò)展模塊相連；
[0010]中央處理單元通過(guò)總線，對(duì)所述背板模塊中的交換芯片、EXTENS1N擴(kuò)展模塊中的交換芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制；其中，所述背板模塊中的交換芯片、EXTENS1N擴(kuò)展模塊中的交換芯片之間相互相連并且位于所述背板模塊的交換芯片還與PCIE擴(kuò)展模塊、基板模塊相連。
[0011]通過(guò)以下方案:交換機(jī)架構(gòu)包括:供電模塊、PCIE擴(kuò)展模塊、多個(gè)交換芯片、中央處理單元CPU、背板模塊、基板模塊、EXTENS1N擴(kuò)展模塊；所述交換芯片分別位于背板模塊、EXTENS1N擴(kuò)展模塊；所述中央處理單元CPU位于所述基板模塊；位于背板模塊、EXTENS1N擴(kuò)展模塊的交換芯片之間相互連接，并且位于所述背板模塊的交換芯片還與所述PCIE擴(kuò)展模塊、所述基板模塊相連；所述中央處理單元CPU通過(guò)總線對(duì)位于所述背板模塊、所述EXTENS1N擴(kuò)展模塊中的交換芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制；使得所有QSFP+接口連接的存儲(chǔ)服務(wù)器同時(shí)共享PCIE_B0X中接入的PCIE設(shè)備(該設(shè)備支持SR-1OV功能)，實(shí)現(xiàn)了交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路帶寬的最大利用率，大大提高了交換機(jī)的數(shù)據(jù)交換效率。
[0012]通過(guò)以下方案:所述PCIE擴(kuò)展模塊內(nèi)有一標(biāo)準(zhǔn)X16PCIE插槽，用于插入PCIE卡設(shè)備；其中，所述PCIE擴(kuò)展模塊支持PCIE卡設(shè)備熱插拔，同時(shí)，所述PCIE擴(kuò)展模塊自身也支持熱插拔；使系統(tǒng)可靠性得以大大提升，避免了當(dāng)PCIE卡設(shè)備損壞時(shí)必須整機(jī)斷電維修對(duì)數(shù)據(jù)中心造成的巨大損失。
【附圖說(shuō)明】
[0013]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0014]圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例1的交換機(jī)硬件架構(gòu)圖；
[0015]圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例2的應(yīng)用于交換機(jī)架構(gòu)的數(shù)據(jù)管理方法處理流程圖；
[0016]下面對(duì)本文中出現(xiàn)的專(zhuān)業(yè)名詞進(jìn)行說(shuō)明:
[0017]PSU:Power Suply Unit ;供電模塊；
[0018]PCIE -Peripheral Component Interface Express ;總線和接口標(biāo)準(zhǔn)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0020]圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例1的交換機(jī)硬件架構(gòu)圖，包括兩個(gè)供電模塊(PSU_L；PSU_R) ；PCIE擴(kuò)展模塊，包括兩個(gè)PCIE_B0X，分別為PCIE_B0X_L ;PCIE_B0X_R ;三個(gè)交換芯片(PEX9797交換芯片、PEX9797_0交換芯片、PEX9797_1交換芯片)；背板模塊即BACKPLANE ;基板模塊即BASE ;中央處理單元CPU !EXTENS1N擴(kuò)展模塊；
[0021]兩個(gè)供電模塊，提供了 1+1冗余功能。
[0022]進(jìn)一步地，所述PEX9797交換芯片、所述PEX9797_0交換芯片、所述PEX9797_1交換芯片兩兩相互連接。
[0023]進(jìn)一步地，所述PEX9797交換芯片通過(guò)連接器分別與所述PEX9797_0交換芯片、所述PEX9797_1交換芯片相連；所述PEX9797_0交換芯片與所述PEX9797_1交換芯片直接相連。
[0024]進(jìn)一步地，所述中央處理單元CPU通過(guò)3路XlPCIE GEN2總線對(duì)所述PEX9797交換芯片、所述PEX9797_0交換芯片、所述PEX9797_1交換芯片進(jìn)行控制。
[0025]進(jìn)一步地，所述中央處理單元CPU通過(guò)I路SMBus總線對(duì)所述PEX9797交換芯片、所述PEX9797_0交換芯片、所述PEX9797_1交換芯片進(jìn)行控制。
[0026]其中，所述中央處理單元CPU為Intel Atom CPU。
[0027]進(jìn)一步地，所述供電模塊PSU，用于輸入220V交流電壓，輸出12V、5V直流電壓。
[0028]進(jìn)一步地，所述PCIE擴(kuò)展模塊內(nèi)有一標(biāo)準(zhǔn)X16PCIE插槽，用于插入PCIE卡設(shè)備；其中，所述PCIE擴(kuò)展模塊支持PCIE卡設(shè)備熱插拔，同時(shí)，所述PCIE擴(kuò)展模塊自身也可熱插拔。
[0029]兩種熱插拔均通過(guò)同一個(gè)按鈕和LED來(lái)完成。
[0030]進(jìn)一步地，所述背板模塊，用于提供其他板卡的數(shù)據(jù)交換功能、同源時(shí)鐘、待機(jī)電源，同時(shí)可檢測(cè)其他板卡狀態(tài)。
[0031]進(jìn)一步地，所述基板模塊，用于提供背板PCIE信號(hào)對(duì)外的QSFP+接口，內(nèi)包含一連接CPU板卡的插槽。
[0032]進(jìn)一步地，所述CPU，用于監(jiān)控、控制整機(jī)；還用于對(duì)外提供網(wǎng)口、串口等控制端
□ O
[0033]進(jìn)一步地，所述EXTENS1N擴(kuò)展模塊，用于進(jìn)行QSPF+端口擴(kuò)展，使整機(jī)對(duì)外端口增加。
[0034]如圖1所示，帶箭頭黑線均為PCIE GEN3數(shù)據(jù)鏈路，每個(gè)QSFP+模塊包含4個(gè)QSFP+接口，對(duì)應(yīng)4路X4PCIE信號(hào)；其他鏈路均為X16PCIE信號(hào)。
[0035]進(jìn)一步地，所述QSFP+接口均配置成Host模式；所述PCIE擴(kuò)展模塊配置成DownStream模式；其中，所述Host模式為上行端口，DownStream模式為下行端口。
[0036]所有QSFP+接口連接的Host均同時(shí)共享所述PCIE擴(kuò)展模塊(PCIE_B0X_L ；PCIE_B0X_R)中插入的PCIE卡設(shè)備；其中，所述PCIE卡設(shè)備支持SR-1OV功能。
[0037]所述PEX9797交換芯片、所述PEX9797_0交換芯片、所述PEX9797_1交換芯片為交換機(jī)整機(jī)對(duì)外提供32個(gè)QSFP+、2個(gè)X16PCIE插槽提供完整數(shù)據(jù)通路；所述PEX9797交換芯片、所述PEX9797_0交換芯片、所述PEX9797_1交換芯片分別提供96Lane PCIE數(shù)據(jù)傳輸線。
[0038]交換機(jī)整機(jī)對(duì)外端口總共包括160Lane PCIE數(shù)據(jù)傳輸線。
[0039]每個(gè)交換芯片(所述PEX9797交換芯片、所述PEX9797_0交換芯片、所述PEX9797_1交換芯片)的96Lane PCIE信號(hào)總共分為6個(gè)Stat1n，每個(gè)Stat1n包含16個(gè)Lane，這16個(gè)Lane可配置成X4、X8、X16的組合，每組PCIE Lane對(duì)應(yīng)一個(gè)Port，每個(gè)Stat1n 包含 4 個(gè) Port。
[0040]Port是劃分PEX9797芯片上PCIE總線的單位，每個(gè)Port均可配置成Host、Fabric、DownStream三種模式中的一種。Host端口為上行端口，DownStream端口為下行端口，F(xiàn)abric端口為連接到其他SWITCH的端口。
[0041]所述PEX9797交換芯片、所述PEX9797_0交換芯片、所述PEX9797_1交換芯片之間連接方式和端口配置模式為:
[0042]a)背板模塊即BACK PLANE中的PEX9797交換芯片的PortO連接到PCIE_B0X_L模塊，配置為X16PCIE，端口模式為DownStream0
[0043]b)背板模塊即BACK PLANE中的PEX9797交換芯片的Port4連接到PCIE_B0X_R模塊，配置為X16PCIE，端口模式為DownStream0
[0044]c)背板模塊即BACK PLANE中的PEX9797交換芯片的Portl2連接到EXTENS1N擴(kuò)展模塊中PEX9797_1的Port4，配置為X16PCIE，端口模式為Fabric。
[0045]d)背板模塊即BACK PLANE中的PEX9797交換芯片的Port20連接到EXTENS1N擴(kuò)展模塊中PEX9797_0交換芯片的PortO，配置為X16PCIE，端口模式為Fabric。
[0046]e)背板模塊即 BACK PLANE中的PEX9797交換芯片的Port8、Port9、Portl0、Portll連接到基板模塊即BASE中的QSFP+0，配置為X4PCIE，端口模式為Host。
[0047]f)背板模塊即 BACK PLANE 中的 PEX9797 交換芯片的 Portl6、Portl7、Portl8、Portl9連接到基板模塊即BASE中的QSFP+1，配置為X4PCIE，端口模式為Host。
[0048]g)EXTENS1N擴(kuò)展模塊中的PEX9797_0交換芯片的PortO連接到背板模塊即BACKPLANE 中的 PEX9