交換機、交換系統、交換網芯片組件及轉發芯片組件的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種交換機、交換系統、交換網芯片組件及轉發芯片組件，屬于網絡通信領域。所述交換機包括：封裝為獨立設備的交換網芯片組件、封裝為獨立設備的轉發芯片組件和控制器；所述交換系統包括至少一個交換機、與所述交換機相連的至少兩個網絡設備；所述交換網芯片組件包括：第一盒式外殼，設置在所述第一盒式外殼內部的交換網芯片、第一散熱組件和第一供電組件；所述轉發芯片組件包括：第二盒式外殼，設置在所述第二盒式外殼內部的轉發芯片、第二散熱組件和第二供電組件；解決了機框式交換機的連接規模通常都無法最大化的問題；達到了最大規模的連接模式的效果。
【專利說明】交換機、交換系統、交換網芯片組件及轉發芯片組件
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及網絡通信領域，特別涉及一種交換機、交換系統、交換網芯片組件及轉發芯片組件。
【背景技術】
[0002]交換機是一種用于網絡數據包轉發的網絡設備。它可以為接入該交換機的任意兩個網絡節點之間提供獨享的轉發通路。其中，核心交換機通常采用機框式架構。
[0003]機框式交換機是一個集成的可擴展交換系統。請參考圖1，其示出了一種機框式交換機100的結構示意圖。該機框式交換機100包括機框110、背板120、網板130、交換網芯片132、線卡140、轉發芯片142和控制器150。其中:
[0004]機框110中的一個側壁上設置有背板120,背板120上有并列的多個插槽。M個網板130插接在背板120上，每個網板130上設置有一個交換網芯片132。N個線卡140插接在背板120的插槽上，每個線卡140上設置有轉發芯片142。每個交換網芯片132的端口和N個轉發芯片142的端口分別通過總線電性相連，每個轉發芯片142的端口與M個交換網芯片132的端口分別通過總線電性相連。同時，每個轉發芯片142還與線卡140上用于連接網絡節點的網口相連。控制器150用于控制交換網芯片132和轉發芯片142的工作。當網絡節點A和網絡節點B(圖中未示出)需要通信時，在控制器150的控制下，數據包的轉發途徑為:網絡節點A —與網絡節點A相連的轉發芯片A —交換網芯片一與網絡節點B相連的轉發芯片B—網絡節點B。
[0005]在實現本實用新型的過程中，實用新型人發現現有技術至少存在以下問題:
[0006]以一個交換網芯片最多可以連接X個轉發芯片，一個轉發芯片最多可以連接y個交換網芯片為例，最大規模的連接模式應該是I個交換網芯片與X個轉發芯片之間兩兩相連，每個交換網芯片和每個轉發芯片之間通過一條總線相連。但是受限于機框式交換機上插槽數量、結構體積方面的限制，實際上的機框式交換機無法實現上述最大規模的連接模式。
實用新型內容
[0007]為了解決受限于機框式交換機上插槽數量、結構體積方面的限制，實際上的機框式交換機無法實現最大規模的連接模式的問題，本實用新型實施例提供了一種交換機、交換系統、交換網芯片組件及轉發芯片組件。所述技術方案如下:
[0008]第一方面，提供了一種交換機，其特征在于，所述交換機包括:M個封裝為獨立設備的交換網芯片組件、N個封裝為獨立設備的轉發芯片組件和控制器，M、N為自然數；
[0009]每個所述交換網芯片組件通過網絡連接線與所述轉發芯片組件中的至少一個相連；
[0010]每個所述轉發芯片組件通過所述網絡連接線與所述交換網芯片組件中的至少一個相連；
[0011]所述控制器，通過管理網絡分別與所述交換網芯片組件和所述轉發芯片組件相連。
[0012]第二方面，提供了一種交換系統，其特征在于，包括至少一個交換機、與所述交換機相連的至少兩個網絡設備；
[0013]所述交換機是如上述第一方面所述的交換機。
[0014]第三方面，提供了一種交換網芯片組件，其特征在于，用于如上述第一方面所述的交換機中，所述組件包括:
[0015]第一盒式外殼，設置在所述第一盒式外殼內部的交換網芯片、第一散熱組件和第一供電組件；
[0016]所述交換網芯片，用于通過所述網絡連接線分別與所述轉發芯片組件相連；
[0017]所述第一散熱組件用于為所述交換網芯片散熱；
[0018]所述第一供電組件用于為所述交換網芯片供電。
[0019]第四方面，提供了一種轉發芯片組件，其特征在于，用于如上述第一方面所述的交換機中，所述組件包括:
[0020]第二盒式外殼，設置在所述第二盒式外殼內部的轉發芯片、第二散熱組件和第二供電組件；
[0021]所述轉發芯片，用于通過所述網絡連接線與所述交換網芯片組件相連；
[0022]所述第二散熱組件，用于為所述轉發芯片散熱；
[0023]所述第二供電組件，用于為所述轉發芯片供電。
[0024]本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0025]通過將交換網芯片組件封裝為獨立設備的交換網芯片組件；將轉發芯片組件封裝為獨立設備的轉發芯片組件，并通過網絡連接線相連得到分布式架構的交換機；解決了由于機框式交換機上插槽數量、結構體積方面的限制，實際上的機框式交換機的連接規模通常都無法最大化的問題；達到了不受機框的限制，可以容納大量的交換網芯片組件和轉發芯片組件，甚至可以達到最大規模的效果，同時，由于機框設計成本和制造成本都比較高，因此，去除機框和背板的設計就降低了制造交換機的成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1是本實用新型【背景技術】提供的一種機框式交換機的結構示意圖；
[0028]圖2是本實用新型一個實施例提供的一種交換機的結構示意圖；
[0029]圖3A是本實用新型另一個實施例提供的一種交換機的結構示意圖；
[0030]圖3B是本實用新型另一個實施例提供的一種交換機所涉及的交換網芯片組件的結構示意圖；
[0031]圖3C是本實用新型另一個實施例提供的一種交換機所涉及的轉發芯片組件的結構示意圖；
[0032]圖4是本實用新型另一個實施例提供的一種交換系統的結構示意圖；
[0033]圖5是本實用新型另一個實施例提供的一種交換網芯片組件的結構示意圖；
[0034]圖6是本實用新型另一個實施例提供的一種轉發芯片組件的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0035]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0036]機框式交換機的連接規模無法最大化的主要原因是:
[0037]由于散熱、供電、PCB板面積、機框尺寸等原因，機框成為交換機中連接規模受限的主要原因。比如，一種情況下，機框導致交換機內僅能容納y/2個交換網芯片與x/2個轉發芯片，每個交換網芯片和每個轉發芯片之間通過2條總線相連。另一種情況下，機框導致交換機內僅能容納y/4個交換網芯片與x/4個轉發芯片，每個交換網芯片和每個轉發芯片之間通過4條總線相連。
[0038]而且，如果交換機的連接規模增長一倍，則機框式架構的交換機需要采用更復雜的風道設計和更大功率的風扇確保散熱均勻，供電系統也需要擴容以支撐規模的擴大，直接的結果就是成本上升超過I倍，因此機框越大，交換機的每個端口的平均成本也越大，制約了用戶采用大規模核心交換機的計劃。
[0039]為此，請參考如下實施例:
[0040]圖2是本實用新型一個實施例提供的一種交換機的結構示意圖，該交換機200采用分布式架構。該交換機200包括:M個封裝為獨立設備的交換網芯片組件220、N個封裝為獨立設備的轉發芯片組件240和控制器260，M、N為自然數；
[0041]每個交換網芯片組件220通過網絡連接線與轉發芯片組件240中的至少一個相連；
[0042]每個轉發芯片組件240通過網絡連接線與交換網芯片組件220中的至少一個相連；
[0043]控制器260，通過管理網絡分別與交換網芯片組件220和轉發芯片組件240相連。
[0044]綜上所述，本實施例提供的交換機，通過將交換網芯片組件封裝為獨立設備的交換網芯片組件；將轉發芯片組件封裝為獨立設備的轉發芯片組件，并通過網絡連接線相連得到分布式架構的交換機；解決了由于機框式交換機上插槽數量、結構體積方面的限制，實際上的機框式交換機的連接規模通常都無法最大化的問題；達到了不受機框的限制，可以容納大量的交換網芯片組件和轉發芯片組件，甚至可以達到最大規模的效果，同時，由于機框設計成本和制造成本都比較高，因此，去除機框和背板的設計就降低了制造交換機的成本。
[0045]圖3A是本實用新型另一個實施例提供的一種交換機的結構示意圖，該交換機200包括:M個封裝為獨立設備的交換網芯片組件220、N個封裝為獨立設備的轉發芯片組件240，M、N為自然數，以及控制器260。
[0046]每個交換網芯片組件220中設置有交換網芯片(圖中未示出)，且每個交換網芯片組件220被封裝為獨立設備，比如，每個交換網芯片組件220被封裝為盒式獨立設備。
[0047]每個交換網芯片組件220通過網絡連接線與轉發芯片組件240中的至少一個相連。也即，在最大連接規模時，每個交換網芯片組件220通過網絡連接線分別與N個轉發芯片組件240相連。
[0048]每個轉發芯片組件240中設置有轉發芯片(圖中未示出)，且每個轉發芯片組件240被封裝為獨立設備，比如，每個轉發芯片組件240被封裝為盒式獨立設備。
[0049]每個轉發芯片組件240通過網絡連接線與交換網芯片組件220中的至少一個相連。也即，在最大連接規模時，每個轉發芯片組件240通過網絡連接線分別與M個交換網芯片組件220相連。
[0050]結合參考圖3B，在本實施例中，交換網芯片組件220可以包括:第一盒式外殼221，設置在第一盒式外殼內部的交換網芯片222、第一散熱組件223和第一供電組件224，第一散熱組件223用于為交換網芯片222散熱，第一供電組件224用于為交換網芯片222供電。
[0051]結合參考圖3C，在本實施例中，轉發芯片組件240可以包括:第二盒式外殼241，設置在第二盒式外殼內部的轉發芯片242、第二散熱組件243和第二供電組件244，第二散熱組件243用于為轉發芯片242散熱，第二供電組件244用于為轉發芯片242供電。
[0052]在本實施例中，該網絡連接線采用光纖。此時，交換網芯片組件220還包括有第一光纖收發器225，該第一光纖收發器245與交換網芯片222相連，用于將需要發送給轉發芯片組件240的電信號轉換為光信號，和/或，將來自轉發芯片組件240的光信號轉換為電信號。類似地，轉發芯片組件240還包括有第二光纖收發器245，該第二光纖收發器245與轉發芯片242相連，用于將需要發送給交換網芯片組件220的電信號轉換為光信號，和/或，將來自交換網芯片組件220的光信號轉換為電信號。
[0053]控制器260用于通過管理網絡管理控制交換網芯片組件220和轉發芯片組件240。即，控制器260，通過管理網絡分別與各個交換網芯片組件220相連；還通過管理網絡分別與各個轉發芯片組件240相連。
[0054]另外，每個交換網芯片組件220中包括至少I個用于與控制器260相連的第一端口 227 ;每個轉發芯片組件240中包括至少I個用于與控制器260相連的第二端口 247。
[0055]可選的，交換網芯片組件220中包括X個用于與轉發芯片組件240相連的總線端口 226，X彡N，該總線端口 226通常是高速串行總線Serdes端口 ；轉發芯片組件240中包括Y個用于與交換網芯片組件220相連的總線端口 246，Y彡M，該總線端口 246通常是高速串行總線Serdes端口。轉發芯片組件240還包括Z個用于與網絡設備相連的外部端口248，該外部端口 248通常是RJ45網線端口，X、Y、Z均為自然數。
[0056]當X = N，Y = M時，可達到該交換機的最大規模，即M個交換網芯片組件中的每個交換網芯片組件分別連接有N個轉發芯片組件，N個轉發芯片組件中的每個轉發芯片組件分別連接有M個交換網芯片組件。
[0057]作為一種可能的實現方式，以Broadcom公司提供的一種交換網芯片FE3200作為交換網芯片，以Broadcom公司提供的一種轉發芯片Jericho作為轉發芯片為例。將FE3200作為交換網芯片組件中的交換網芯片，該交換網芯片組件可以提供144條總線，一共可以連接144個轉發芯片組件；將Jericho作為轉發芯片組件中的轉發芯片，該轉發芯片組件可以提供36條總線，一共可以連接36個交換網芯片組件。當交換網芯片組件中包括144個用于與轉發芯片組件相連的總線端口 ；轉發芯片組件中包括36個用于與交換網芯片組件相連的總線端口時，可以達到最大規模，即36個交換網芯片組件連接144個轉發芯片組件。
[0058]綜上所述，本實施例提供的交換機，通過將交換網芯片組件封裝為獨立設備的交換網芯片組件；將轉發芯片組件封裝為獨立設備的轉發芯片組件；采用分布式連接交換機；解決了受限于機框式交換機上插槽數量、結構體積方面的限制，實際上的機框式交換機無法容納大量的交換網芯片和轉發芯片的問題；達到了不受機框的限制，可以容納大量的交換網芯片和轉發芯片，甚至可以達到最大規模的效果，同時，由于機框設計成本和制造成本都比較高，因此，去除機框和背板的設計就降低了制造交換機的成本。
[0059]本實施例提供的交換機，通過采用光纖作為網絡連接線來連接交換網芯片組件和轉發芯片組件；解決了傳統的采用網線連接造成傳輸速度慢，只能短距離傳輸的問題，達到了加快傳輸速度，增加傳輸距離的效果。
[0060]圖4是本實用新型另一個實施例提供的一種交換系統的結構示意圖，該交換系統，包括至少一個交換機200、與交換機相連的至少兩個網絡設備210 ；
[0061]交換機200可參考圖2或圖3中的交換機。
[0062]交換機200與至少兩個網絡設備210通過網絡連接線相連，具體是指交換機中的轉發芯片組件與至少兩個網絡設備相連，即轉發芯片組件240中Z個外部端口 248 (圖中未示出)與至少兩個網絡設備210相連，該外部端口 248通常是RJ45網線端口，Z為自然數。比如每個轉發芯片組件與η個網絡設備210相連，即轉發芯片組件240中Z個外部端口 248(圖中未示出)與η個網絡設備210相連。該網絡連接線可以是RJ45端口的以太網網線，也可以是光纖。
[0063]網絡設備210可以是手機、平板電腦、電子書閱讀器、MP3播放器(Moving PictureExperts Group Aud1 Layer III，動態影像專家壓縮標準音頻層面3)、MP4 (MovingPicture Experts Group Aud1 Layer IV,動態影像專家壓縮標準音頻層面4)播放器、膝上型便攜計算機和臺式計算機、服務器等設備。
[0064]綜上所述，本實施例提供的交換系統，通過將交換機與網絡設備相連，解決了多個網絡設備間數據傳輸的問題，達到了實現通過交換機進行數據傳輸的效果。
[0065]本實施例提供的交換機，通過將交換網芯片組件封裝為獨立設備的交換網芯片組件；將轉發芯片組件封裝為獨立設備的轉發芯片組件；采用分布式連接交換機；解決了受限于機框式交換機上插槽數量、結構體積方面的限制,實際上的機框式交換機無法容納大量的交換網芯片和轉發芯片的問題；達到了不受機框的限制，可以容納大量的交換網芯片和轉發芯片，甚至可以達到最大規模的效果，同時，由于機框設計成本和制造成本都比較高，因此，去除機框和背板的設計就降低了制造交換機的成本。
[0066]本實施例提供的交換機，通過采用光纖作為網絡連接線來連接交換網芯片組件和轉發芯片組件；解決了傳統的采用網線連接造成傳輸速度慢，只能短距離傳輸的問題，達到了加快傳輸速度，增加傳輸距離的效果。
[0067]圖5是本實用新型另一個實施例提供的一種交換網芯片組件的結構示意圖，該交換網芯片組件520包括:
[0068]第一盒式外殼521，設置在第一盒式外殼內部的交換網芯片522、第一散熱組件523和第一供電組件524。
[0069]交換網芯片522，用于通過網絡連接線與轉發芯片組件540相連。當轉發芯片組件540為N個時，交換網芯片522通過網絡連接線分別與N個轉發芯片組件540相連。
[0070]在本實施例中，該網絡連接線采用光纖。此時，交換網芯片組件520還包括有第一光纖收發器525,該第一光纖收發器525與交換網芯片522相連,用于將需要發送給轉發芯片組件540的電信號轉換為光信號，和/或，將來自轉發芯片組件540的光信號轉換為電信號。
[0071]在本實施例中，每個交換網芯片組件520中還包括X個用于與轉發芯片組件540相連的總線端口 526，X彡N ;每個交換網芯片組件520中包括至少I個用于與控制器560相連的第一端口 527。
[0072]其中，交換網芯片組件520中的總線端口 526通常是高速串行總線Serdes端口。
[0073]第一散熱組件523用于為交換網芯片522散熱。
[0074]該第一散熱組件可以是金屬散熱片，可以是風扇，也可以是液冷或者其他散熱設備。
[0075]第一供電組件524用于為交換網芯片522供電。
[0076]綜上所述，本實施例提供的交換網芯片組件，通過第一盒式外殼，設置在第一盒式外殼內部的交換網芯片、第一散熱組件和第一供電組件；解決了機框中對交換網芯片集中散熱和供電會消耗過多資源，以及實現復雜度高的問題；達到了散熱簡單，功耗減小的效果O
[0077]圖6是本實用新型另一個實施例提供的一種轉發芯片組件的結構示意圖，該轉發芯片組件640包括:
[0078]第二盒式外殼641，設置在第二盒式外殼內部的轉發芯片642、第二散熱組件643和第二供電組件644。
[0079]轉發芯片642，用于通過網絡連接線與交換網芯片組件620相連。當交換網芯片組件620為M個時，轉發芯片642通過網絡連接線分別與M個交換網芯片組件620相連。
[0080]在本實施例中，該網絡連接線采用光纖。此時，轉發芯片組件640還包括有第二光纖收發器645，該第二光纖收發器645與轉發芯片642相連，用于將需要發送給交換網芯片組件620的電信號轉換為光信號，和/或，將來自交換網芯片組件620的光信號轉換為電信號。
[0081]在本實施例中，每個轉發芯片組件640中包括Y個用于與交換網芯片組件620相連的總線端口 646，Y彡M，該總線端口 646通常是高速串行總線Serdes端口。轉發芯片組件640還包括Z個用于與網絡設備相連的外部端口 648，該外部端口 648通常是RJ45網線端口，X、Y、Z均為自然數。每個轉發芯片組件640中包括至少I個用于與控制器660相連的第二端口 647。
[0082]第二散熱組件643，用于為轉發芯片642散熱。
[0083]該第一散熱組件可以是金屬散熱片，可以是風扇，也可以是液冷或者其他散熱設備。
[0084]第二供電組件644,用于為轉發芯片642供電。
[0085]綜上所述，本實施例提供的轉發芯片組件，通過第二盒式外殼，設置在第二盒式外殼內部的轉發芯片、第二散熱組件和第二供電組件；解決了機框中對轉發芯片集中散熱和供電會消耗過多資源，以及實現復雜度高的問題；達到了散熱簡單，功耗減小的效果。
[0086]上述本實用新型實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。
[0087]本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質中，上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。
[0088]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種交換機，其特征在于，所述交換機包括:M個封裝為獨立設備的交換網芯片組件、N個封裝為獨立設備的轉發芯片組件和控制器，M、N為自然數； 每個所述交換網芯片組件通過網絡連接線與所述轉發芯片組件中的至少一個相連； 每個所述轉發芯片組件通過所述網絡連接線與所述交換網芯片組件中的至少一個相連； 所述控制器，通過管理網絡分別與所述交換網芯片組件和所述轉發芯片組件相連。
2.根據權利要求1所述的交換機，其特征在于，所述交換網芯片組件包括:第一盒式外殼，設置在所述第一盒式外殼內部的交換網芯片、第一散熱組件和第一供電組件，所述第一散熱組件用于為所述交換網芯片散熱，所述第一供電組件用于為所述交換網芯片供電。
3.根據權利要求1所述的交換機，其特征在于，所述轉發芯片組件包括:第二盒式外殼，設置在所述第二盒式外殼內部的轉發芯片、第二散熱組件和第二供電組件，所述第二散熱組件用于為所述轉發芯片散熱，所述第二供電組件用于為所述轉發芯片供電。
4.根據權利要求1至3任一所述的交換機，其特征在于， 每個所述交換網芯片組件通過所述網絡連接線分別與所述N個轉發芯片組件相連； 每個所述轉發芯片組件通過所述網絡連接線分別與所述M個交換網芯片組件相連。
5.根據權利要求1至3任一所述的交換機，其特征在于，所述網絡連接線為光纖； 所述交換網芯片組件中還包括:第一光纖收發器，所述第一光纖收發器用于將需要發送給所述轉發芯片組件的電信號轉換為光信號，和/或，將來自所述轉發芯片組件的光信號轉換為電信號； 所述轉發芯片組件中還包括:第二光纖收發器，所述第二光纖收發器用于將需要發送給所述交換網芯片組件的電信號轉換為光信號，和/或，將來自所述交換網芯片組件的光信號轉換為電信號。
6.根據權利要求4所述的交換機，其特征在于， 所述交換網芯片組件中包括X個用于與所述轉發芯片組件相連的總線端口，X ^ N ；所述轉發芯片組件中包括Y個用于與所述交換網芯片組件相連的總線端口，Y彡M ;所述轉發芯片組件中還包括Z個用于與網絡設備相連的外部端口，X、Y、Z均為自然數。
7.根據權利要求1所述的交換機，其特征在于， 所述交換網芯片組件中包括至少I個用于與所述控制器相連的第一端口； 所述轉發芯片組件中包括至少I個用于與所述控制器相連的第二端口。
8.一種交換系統，其特征在于，包括至少一個交換機、與所述交換機相連的至少兩個網絡設備； 所述交換機是如權利要求1至7任一所述的交換機。
9.一種交換網芯片組件，其特征在于，用于如權利要求1至7任一所述的交換機中，所述組件包括:第一盒式外殼，設置在所述第一盒式外殼內部的交換網芯片、第一散熱組件和第一供電組件； 所述交換網芯片，用于通過所述網絡連接線分別與所述轉發芯片組件相連； 所述第一散熱組件用于為所述交換網芯片散熱； 所述第一供電組件用于為所述交換網芯片供電。
10.一種轉發芯片組件，其特征在于，用于如權利要求1至7任一所述的交換機中，所述組件包括:第二盒式外殼，設置在所述第二盒式外殼內部的轉發芯片、第二散熱組件和第二供電組件； 所述轉發芯片，用于通過所述網絡連接線與所述交換網芯片組件相連； 所述第二散熱組件，用于為所述轉發芯片散熱； 所述第二供電組件，用于為所述轉發芯片供電。
【文檔編號】H04L12/931GK204089872SQ201420502159
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月2日 優先權日:2014年9月2日
【發明者】丘子雋 申請人:深圳市騰訊計算機系統有限公司