分布式交換機架構制造技術

本發明專利技術涉及一種分布式交換機架構。該分布式交換機架構支持非常高的帶寬應用。例如，分布式交換機架構可實現用于云網絡。該架構可通過將流量管理部件組織成具有分布式緩沖的瓦片結構而擴展(scale)。瓦片結構被復制并且互連，以使用互連帶寬調度算法執行從入口至出口的傳輸。通過添加更多的瓦片來實現更高的帶寬可以實現帶寬擴展。可以根據實現參數例如物理效率換出該架構中的互連。

【技術實現步驟摘要】
【專利說明】分布式交換機架構相關申請的交叉引用本申請要求于2014年11月5日提交的美國臨時申請號62/075，621、于2015年10月28日提交的美國臨時申請號62/247，673以及于2015年10月29日提交的美國申請號14/927，103的優先權，通過引用將其全部內容結合在此。
本公開涉及網絡通信。本公開還涉及用于云網絡的分布式交換機架構。
技術介紹
高速數據網絡構成成為不可缺少的全球數據連接的主干網的一部分。在數據網絡中，諸如交換機等網絡設備將數據包從源端口引導至目的地端口，從而有助于最終將數據包從源引導至目的地。交換機架構的改進將進一步增強數據網絡的性能。
技術實現思路
根據本專利技術的一個方面，提供一種網絡通信的方法，包括:建立包括以下的分布式緩沖架構:入口瓦片(ingress tile)中的輸入數據包緩沖器；和出口瓦片中的輸出數據包緩沖器；利用交換結構連接所述入口瓦片和所述出口瓦片；并且通過所述交換結構(switching fabric)在所述入口瓦片與所述出口瓦片之間執行分布式帶寬授權機制。其中:所述分布式帶寬授權機制包括儲存并轉發帶寬信用授權機制(store-and-forward bandwidth credit grant mechanism);并且進一步包括:利用入口隊列調度器跟蹤所述輸入數據包緩沖器中定義的主動虛擬輸出隊列(VoQ)。進一步地，該方法包括:針對所述主動虛擬輸出隊列之中的選擇的主動虛擬輸出隊列，發布帶寬信用請求消息至所述出口瓦片。進一步地，該方法包括:響應于所述帶寬信用請求消息，利用出口信用調度器確定授權用于所述選擇的主動虛擬輸出隊列的帶寬；并且通過所述交換結構將信用授權消息傳送至所述入口瓦片。進一步地，該方法包括:在所述入口隊列調度器處接收所述信用授權消息；并且將出隊命令從所述入口隊列調度器傳輸至入口上下文管理器。進一步地，該方法包括:響應于所述出隊命令，由所述入口上下文管理器對所述選擇的虛擬輸出隊列添加出隊上下文(dequeue context);發布被配置為引起字節從所述選擇的主動虛擬輸出隊列出隊的緩沖器讀取命令；并且通過所述交換結構將所述字節傳遞至所述出口瓦片。其中:所述分布式帶寬授權機制包括直通授權機制；并且進一步包括:在所述入口瓦片的分級緩沖器中接收數據包信元；并且做出關于所述數據包信元是否在入口側有資格直通至所述出口瓦片的入口側決定。進一步地，該方法包括:當所述數據包信元是在入口側有資格的時，則通過所述交換結構將直通請求消息傳輸至所述出口瓦片。進一步地，該方法包括:在所述出口瓦片處接收所述直通請求消息；并且做出關于所述數據包信元是否在出口側有資格直通至(gress-side eligible for cut throughto)所述出口瓦片的出口側決定。進一步地，該方法包括:當所述數據包信元是出口側有資格的時，則通過所述交換結構將直通授權消息傳輸回至所述入口瓦片。進一步地，該方法包括:在所述入口瓦片處接收所述直通授權消息，并且將所述數據包信元傳輸至所述交換結構中的直通隊列。根據本專利技術的另一方面，提供一種用于網絡通信的機器，包括:入口瓦片，包括:輸入數據包緩沖器，被配置為儲存整個接收的數據包和針對到達數據包的個別的數據包信元有效載荷；和分級緩沖器，被配置為在對與所述個別的數據包信元有效載荷對應的所述到達數據包做出直通決定時儲存所述數據包信元有效載荷的數據包信元指針；出口瓦片，包括:輸出數據包緩沖器，被配置為定義端口特定的直通緩沖器；交換結構，將所述入口瓦片連接至所述出口瓦片；以及帶寬分配電路，分布在所述入口瓦片與所述出口瓦片之間，所述帶寬分配電路被配置為:決定用于將所述整個接收的數據包從所述輸入數據包緩沖器轉移至所述輸出數據包緩沖器的儲存并轉發帶寬信用分配；并且決定用于將所述數據包信元有效載荷從所述輸入數據包緩沖器轉移至所述端口特定的直通緩沖器的直通帶寬分配。其中:所述帶寬分配電路包括:入口瓦片直通管理器，被配置為對所述個別的數據包信元有效載荷評估入口側直通資格標準。其中:所述入口側直通資格標準測試所述整個接收的數據包是否與所述到達數據包一樣目的地為輸出端口。其中:所述帶寬分配電路包括:出口瓦片直通管理器，被配置為對所述個別的數據包信元有效載荷評估出口側直通資格標準。其中:所述出口側直通資格標準測試所述輸出數據包緩沖器中的現有數據包是否與所述到達數據包一樣目的地為輸出端口。其中:所述帶寬分配電路包括入口隊列調度器，所述入口隊列調度器被配置為:跟蹤在所述輸入數據包緩沖器中定義的主動虛擬輸出隊列(VoQ);針對所述主動虛擬輸出隊列之中的選擇的主動虛擬輸出隊列，發布帶寬信用請求消息至所述出口瓦片；接收信用授權消息；并且將出隊命令從所述入口隊列調度器傳輸至被配置為主動地調度向所述出口瓦片傳輸的主動虛擬輸出隊列的入口上下文管理器。其中:所述帶寬分配電路包括出口信用調度器，所述出口信用調度器被配置為:響應所述帶寬信用請求消息，授權用于所述選擇主動虛擬輸出隊列的帶寬；并且通過所述交換結構將信用授權消息傳送至所述入口瓦片。根據本專利技術的又一方面，提供一種用于網絡通信的機器，包括:入口瓦片，包括:輸入數據包緩沖器，被配置為儲存整個接收的數據包和針對到達數據包的個別的數據包信元有效載荷；和分級緩沖器，被配置為在對與所述個別的數據包信元有效載荷對應的所述到達數據包做出直通決定時儲存所述數據包信元有效載荷的數據包信元指針；出口瓦片，包括:輸出數據包緩沖器，被配置為定義端口特定的直通緩沖器；交換結構，將所述入口瓦片連接至所述出口瓦片，所述交換結構包括:每入口瓦片儲存并轉發緩沖器；每入口瓦片直通緩沖器；第一調度電路，被配置為在所述每入口瓦片儲存并轉發緩沖器與所述每入口瓦片直通緩沖器之間進行選擇，以驅動至所述出口瓦片的第一輸出通道；以及第二調度電路，被配置為在所述每入口瓦片直通緩沖器之間而非所述每入口瓦片儲存并轉發緩沖器之間進行選擇，以驅動用于直通信元至所述出口瓦片的第二輸出通道。機器進一步包括:帶寬分配電路，分布在所述入口瓦片與所述出口瓦片之間，所述帶寬分配電路被配置為:決定用于將所述整個接收的數據包從所述輸入數據包緩沖器轉移至所述輸出數據包緩沖器的儲存并轉發帶寬信用分配；并且決定用于將所述數據包信元有效載荷從所述輸入數據包緩沖器轉移至所述端口特定的直通緩沖器的直通帶寬分配。【附圖說明】圖1示出了存儲器管理單元(MMU)瓦片的實施例。圖2示出了交換機架構。圖3示出了圖2中的交換機架構擴展為示出通過全網狀互連從入口至出口的流的示圖。圖4開始了儲存并轉發數據包處理的實施例。圖5繼續圖4中所示的實施例。圖6繼續圖4和圖5中的實施例。圖7繼續圖4至圖6中的實施例。圖8繼續圖4至圖7中的實施例。圖9示出了交換結構。圖10示出了交換結構的額外細節。圖11示出了用于儲存并轉發流的出口瓦片處理的實施例。圖12示出了可在交換機架構中實現的邏輯。圖13示出了支持直通的分布式緩沖交換機架構。圖14至圖18示出了關于SoP、MoP、以及EoP信元的直通的實施例。【具體實施方式】云網絡對交換機架構的需求極大。下面描述的架構有助于云網絡滿足數兆兆位元帶寬要求。該架構有助于避免高成本和高功率本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種網絡通信的方法，包括：建立包括以下的分布式緩沖架構：入口瓦片中的輸入數據包緩沖器；和出口瓦片中的輸出數據包緩沖器；利用交換結構連接所述入口瓦片和所述出口瓦片；并且通過所述交換結構在所述入口瓦片與所述出口瓦片之間執行分布式帶寬授權機制。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：威廉·布拉德·馬修斯，布魯斯·輝·克萬，普尼特·阿加瓦爾，
申請(專利權)人：美國博通公司，
類型：發明
國別省市：美國;US