大容量路由系统及其转发表生成方法

摘要

本发明公开了一种大容量路由系统，涉及路由技术，为解决目前路由系统容量小而提出，所采用的技术方案为：包括用于路由交换控制及提供路由接入接口的交换框及用于提供路由接入接口的资源框，交换框中设置有用于路由管理及控制的交换单板、级联线卡或交换级联线卡；资源框中设置有交换网卡，其特征在于，交换框之间通过级联线卡或交换级联线卡的互连而连接，资源框通过交换网卡与级联线卡或交换级联线卡的连接而连接于交换框，交换框管理资源框中的路由项。本发明同时公开了一种大容量路由系统转发表的生成方法。本发明可根据容量需要而进行扩展，技术简单且实用。

权利要求

1.一种大容量路由系统，包括用于路由交换控制及提供路由接入接口的交换框及用于提供路由接入接口的资源框，所述交换框中设置有级联线卡和用于路由管理及控制的交换单板，或设置有交换级联线卡和所述交换单板；所述资源框中设置有交换网卡，其特征在于，所述交换框之间通过级联线卡或交换级联线卡的互连而连接，所述资源框通过交换网卡与级联线卡或交换级联线卡的连接而连接于交换框，所述交换框管理所述资源框中的路由项。

2.根据权利要求1所述的大容量路由系统，其特征在于，所述路由系统中至多一个交换框作为中心交换框，有中心交换框时，非中心交换框通过级联线卡或交换级联线卡之间的互连而连接于中心交换框；没有中心交换框时，非中心交换框之间通过级联线卡或交换级联线卡的互连而连接。

3.根据权利要求2所述的大容量路由系统，其特征在于，所述系统的交换框为三个以上时，指定中心交换框。

4.根据权利要求1所述的大容量路由系统，其特征在于，所述交换单板中设置有交叉开关矩阵CrossBar芯片。

5.一种大容量路由系统的转发表生成方法，其特征在于，该方法包括：

A、交换框互连的生成第一转发表，交换框与资源框互连的生成第二转发表，将生成的各转发表通过级联线卡组播到各交换框；

B、交换框接收到第一转发表时写入本地，接收到第二转发表时缓存于本地；

C、将第二转发表中目的地址为非本交换框级联线卡地址的统一转换为本交换框的输出级联线卡地址；转换后的第二转发表与第一转发表共同构成交换框的转发表。

6.根据权利要求5所述的大容量路由系统的转发表生成方法，其特征在于，步骤C还包括：级联线卡所属的交换框为中心交换框时，确定转发所述转发表的级联线卡，将第二转发表中目的地址为非所述级联线卡地址的统一转换为所述级联线卡的输出地址。

7.根据权利要求5所述的大容量路由系统的转发表生成方法，其特征在于，该方法还包括：生成转发表时，对于负荷分担的级联线卡，若存在不正常的，则在转发表中仅记录正常级联线卡的地址。

8.根据权利要求5所述的大容量路由系统的转发表生成方法，其特征在于，该方法还包括：交换框接收到级联线卡所有端口失效的消息，判断本地转发表中转发地址是否有所述级联线卡地址的转发项，若无则不作处理，若有则查找是否有与所述级联线卡互为负荷分担且有效的级联线卡，若有负荷分担且有效的级联线卡则所述转发项有效，若无负荷分担的级联线卡或负荷分担的级联线卡失效，则所述转发项置为无效。

9.根据权利要求5所述的大容量路由系统的转发表生成方法，其特征在于，该方法还包括：交换框接收到级联线卡的端口重新有效时，判断本地转发表中是否存在与所述级联线卡地址相关的转发项，若有则将含有所述级联线卡地址的转发项设为有效；再判断与所述级联线卡互为负荷分担的级联线卡是否也有效，若有效则将所述转发项中的转发地址分别填写为互为负荷分担的两个级联线卡地址，并使所述转发项生效，若与所述级联线卡互为负荷分担的级联线卡无效则不作处理。

说明书

大容量路由系统及其转发表生成方法

技术领域

[0001] 本发明涉及通信系统的路由技术，尤其涉及一种大容量路由系统及其转发表生成方法。

背景技术

[0002] 随着社会信息化进程的深入发展，因特网作为信息化的基础设施正以前所未有的速度发展。作为因特网重要设备的路由系统的开发与研制能力已经成为一个国家信息化能力的重要标志。

[0003] 路由技术中，交换结构是路由系统的核心技术，直接决定了整个系统的主要性能。在引入交换方式之前，路由系统大多采用共享总线的分布式处理技术。共享总线的实现比较简单，但由于不能避免产生内部冲突，使得高速率总线的设计受到限制，难度也越来越大。交换技术借鉴了异步传输模式交换机的各种优势，很好地解决了共享总线的不足。一直以来，设备厂商和运用商都在研究和寻求更有效率的交换方案，以解决交换过程中的阻塞问题。

[0004] 图1为单框模式路由系统结构示意图，如图1所示，单框模式路由系统由单个交换框构成，包括CrossBar交换单板、接口板和用户面板，其中，CrossBar交换板是具有CrossBar芯片的背板，用于路由转发表的管理和控制，接口板用于向用户提供路由的数据接入口，用户面板和接口板共同组成媒体面处理板。当前单框模式路由系统中，接口板和用户面板之间通过查找表寻找交换单板，通过内部硬件高速芯片CrossBar的高速链路进行交换，由于单框模式路由系统所能提供的单板槽位数有限，因此适用于交换容量需求不是很多的情况。

[0005] 图2为多框模式路由系统结构示意图，如图1所示，多框模式路由系统一个交换框下挂多个资源框组成。交换框包括CrossBar交换单板和多个级联线卡；资源框包括接口板、用户面板和交换网卡，其中，级联线卡可采用主备、负荷分担、端口备份等方式与资源框的交换网卡相连。一个级联线卡可以通过不同的端口连接到不同的资源框。数据从一个资源框经过交换框到达另外一个资源框需要经过CrossBar交换框路由交换、资源框路由交换才能实现转发。图2所示结构虽然可在一定程度上扩充交换容量，但交换框中的级联线卡也是有限的，可以下挂的资源框个数也是受限的，扩展性不强，存在流量瓶颈。

发明内容

[0006] 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种大容量路由系统及其转发表生成方法，能提供较大容量的路由交换能力。

[0007] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

[0008] 一种大容量路由系统，包括用于路由交换控制及提供路由接入接口的交换框及用于提供路由接入接口的资源框，所述交换框中设置有级联线卡和用于路由管理及控制的交换单板，或设置有交换级联线卡和所述交换单板；所述资源框中设置有交换网卡，所述交换框之间通过级联线卡或交换级联线卡的互连而连接，所述资源框通过交换网卡与级联线卡或交换级联线卡的连接而连接于交换框，所述交换框管理所述资源框中的路由项。

[0009] 优选地，所述路由系统中至多一个交换框作为中心交换框，有中心交换框时，非中心交换框通过级联线卡或交换级联线卡之间的互连而连接于中心交换框；没有中心交换框时，非中心交换框之间通过级联线卡或交换级联线卡的互连而连接。

[0010] 优选地，所述系统的交换框为三个以上时，指定中心交换框。

[0011] 优选地，所述交换单板中设置有交叉开关矩阵CrossBar芯片。

[0012] 一种大容量路由系统的转发表生成方法，包括：

[0013] A、交换框互连的生成第一转发表，交换框与资源框互连的生成第二转发表，将生成的各转发表通过级联线卡组播到各交换框；

[0014] B、交换框接收到第一转发表时写入本地，接收到第二转发表时缓存于本地；

[0015] C、将第二转发表中目的地址为非本交换框级联线卡地址的统一转换为本交换框的输出级联线卡地址；转换后的第二转发表与第一转发表共同构成交换框的转发表。

[0016] 优选地，步骤C还包括：

[0017] 级联线卡所属的交换框为中心交换框时，确定转发所述转发表的级联线卡，将第二转发表中目的地址为非所述级联线卡地址的统一转换为所述级联线卡的输出地址。

[0018] 优选地，该方法还包括：

[0019] 生成转发表时，对于负荷分担的级联线卡，若存在不正常的，则在转发表中仅记录正常级联线卡的地址。

[0020] 优选地，该方法还包括：

[0021] 交换框接收到级联线卡所有端口失效的消息，判断本地转发表中转发地址是否有所述级联线卡地址的转发项，若无则不作处理，若有则查找是否有与所述级联线卡互为负荷分担且有效的级联线卡，若有负荷分担且有效的级联线卡则所述转发项有效，若无负荷分担的级联线卡或负荷分担的级联线卡失效，则所述转发项置为无效。

[0022] 优选地，该方法还包括：交换框接收到级联线卡的端口重新有效时，判断本地转发表中是否存在与所述级联线卡地址相关的转发项，若有则将含有所述级联线卡地址的转发项设为有效；再判断与所述级联线卡互为负荷分担的级联线卡是否也有效，若有效则将所述转发项中的转发地址分别填写为互为负荷分担的两个级联线卡地址，并使所述转发项生效，若与所述级联线卡互为负荷分担的级联线卡无效则不作处理。

[0023] 本发明大容量路由系统通过交换框互连结构，并在这些互连的交换框中指定一个交换框作为中心交换框，在系统容量较小时，交换框互连结构即可满足要求，而对于系统容量较大的情况，可根据需要设置交换框的数量，再在非中心交换框上设置资源框即可。本发明大容量路由系统可根据容量需要而进行扩展，扩展方式灵活且简单。本发明大容量路由系统的转发表生成方法提供了一种适合前述大容量路由系统中转发表的生成方法，简单实用。

附图说明

[0024] 图1为单框模式路由系统结构示意图；

[0025] 图2为多框模式路由系统结构示意图；

[0026] 图3为本发明实施例一种大容量路由系统的结构示意图；

[0027] 图4为本发明实施例另一种大容量路由系统的结构示意图；

[0028] 图5为本发明大容量路由系统的转发表生成方法的流程图。

具体实施方式

[0029] 以下结合附图对本发明进行详细描述。

[0030] 图3为本发明实施例一种大容量路由系统的结构示意图，如图3所示，本实施例大容量路由系统由多个交换框级联而成，其中，框1为中心交换框，其余各交换框均为非中心交换框，中心交换框中设置有多个交换级联线卡或级联线卡，作为非中心交换框的接入接口。中心交换框用于非中心交换框的路由交换控制及管理，非中心交换框向用户提供路由接入接口。中心交换框和非中心交换框的结构大致相同，均包括CrossBar交换单板、级联线卡或交换级联线卡、接口板和用户面板。非中心交换框和中心交换框都可以通过IP报文查找目的地址、硬件高速芯片的CrossBar交换单独完成单框的数据交换。两者的区别在于，中心交换框可以和其他多个非中心交换框互连；而非中心交换框只可和一个中心交换框或两个非中心交换框互连，非中心交换框可和多个资源框互连。

[0031] 需要说明的是，图3所示的结构仅是示例性的说明，可根据当前所需的系统容量设定非中心交换框的数目，只要在中心交换框中提供相应数量的级联线卡或交换级联线卡即可。当互连的交换框数量为2时，即没有必要设置中心交换框。当交换框数量为3或以上时，需设置一个为中心交换框，以方便对交换框进行管理。需要说明的是，一个路由系统中最多只能有一个中心交换框。

[0032] 本实施例大容量路由系统的级联线卡各端口采用端口主备或负荷分担模式，当一个端口故障时可以将数据流倒换或者负荷分担到其他端口，而不造成数据流中断。

[0033] 图4为本发明实施例另一种大容量路由系统的结构示意图，如图4所示，本实施例大容量路由系统是在图3的基础上增设了资源框而构成，其中，交换框1为中心交换框，其余的交换框作为非中心交换框。为增加路由系统的容量，非中心交换框的交换级联线卡或级联线卡连接有资源框，以提供较多的路由接口。资源框包括交换网卡、接口板和用户面板，资源框通过交换网卡与交换框的交换级联线卡或级联线卡连接。本实施例大容量路由系统的级联线卡各端口采用端口主备或负荷分担模式，当一个端口故障时可以将数据流倒换或者负荷分担到其他端口，而不造成数据流中断。

[0034] 大容量路由系统中的级联线卡根据所配置的连接关系查找转发表定位转发单板，通过CrossBar高速芯片路由数据报文。以下详细说明本发明大容量路由系统的路由转发表的生成过程。

[0035] 大容量路由系统的转发表是根据实际连接配置而生成的，其中，交换框与交换框互连生成的转发表称之为交换转发表，交换框和资源框互连生成的转发表称之为普通转发表。交换转发表和普通转发表最终都转换成统一转发表供底层报文查询转发时使用。交换转发表和普通转发表是在配置各框连接时生成，连接关系和转发表分别组播给系统内所有级联线卡，各级联线卡根据各自情况生成各自的转发表。统一转发表中，目的地址索引表明最终的目的地址所在的交换框位置。转发地址表示从当前框输出时需经过的级联线卡地址。由于本发明级联线卡采用负荷分担方式输出，如果互为负荷分担2个级联线卡都正常，则有两个转发地址，分别填互为负荷分担的两个级联线卡的地址，若其中一个失效则两个转发地址均填成有效的级联线卡地址。

[0036] 图5为本发明大容量路由系统的转发表生成方法的流程图，如图5所示，本发明大容量路由系统的转发表生成方法包括以下步骤：

[0037] 步骤51：系统配置各交换框、资源框之间的连接关系，通过交换级联线卡互连的交换框生成交换转发表，交换框和资源框互连时生成普通转发表。后台管理系统将生成的各转发表组播到各个级联线卡。

[0038] 步骤52：级联线卡收到普通转发表后缓存到本地，供后续转换成统一转发表时备用。

[0039] 步骤53：级联线卡接收到交换转发表后写入本地，自动作为统一的转发表。

[0040] 步骤54：判断当前框是否为中心交换框，若是则进入步骤55，普通转发表转换为统一转发表时需要根据实际的配置情况进行；若不是中心交换框则进入步骤56，将普通转发表中目的地址转换为本框交换级联线卡的地址。

[0041] 步骤55：将普通转发表中目的地址不是当前框的输出级联线卡地址时统一转换为当前框的输出级联线卡地址。需要说明的是，作为中心交换框，存在多个交换级联线卡，需要根据实际配置的级联关系选择实际输出的级联线卡，将输出级联线卡地址填入统一转发表的转发地址中。

[0042] 步骤56：非中心交换框只有一个交换级联线卡作为级联输出使用，将普通转发表转换成统一转发表过程中，目的地址为非本框交换级联线卡地址的项，统一转换为本框交换级联线卡地址。

[0043] 统一转发表在本地生成后并非马上生效，具体是否生效需要看转发项对应的转发交换级联线卡是否能正常收发报文。当收到交换级联线卡上报的所有端口失效消息时，需判断转发表的转发地址中是否存在与该上报级联线卡的地址有关的转发项，若有上报级联线卡地址的转发项且上报级联线卡没有互为负荷分担的级联线卡，或者有互为负荷分担的级联线卡但失效，则与该上报级联线卡地址有关的转发项设置为失效，如果存在有互为负荷分担的级联线卡且有效，与该上报级联线卡地址有关的转发项为有效。

[0044] 当接收到交换级联线卡有效的消息时，统一转发表中转发地址为该级联线卡地址的项即转为有效状态。交换框接收到级联线卡的端口重新有效时，判断本地转发表中是否存在与所述级联线卡地址相关的转发项，若有则将含有所述级联线卡地址的转发项设为有效；再判断与所述级联线卡互为负荷分担的级联线卡是否也有效，若有效则将转发表中的转发地址分别填写为互为负荷分担的两个级联线卡地址，并使该转发表项生效，若与所述级联线卡互为负荷分担的级联线卡无效则不作处理。

[0045] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。