专利名称：交换信元的方法、交换设备及交换系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术，特别是涉及一种交换信元的方法、交换设备及交 换系统。
背景技术：
交换网(Switch Fabric )功能是路由器等交换设备的核心功能，用于完 成交换设备内多个输入端和多个输出端之间的数据交换，即基于某种调度算 法对输入端和输出端进行匹配，然后根据匹配结果把数据从输入端调度到相 应的输出端。基于输入输出緩沖交叉开关(Combined Input Output Queued Crossbar, 筒称CI0Q Crossbar)的交换网，只能调度固定长度的信元(Cell)，并且把 时间划分为固定长度的时隙(Time Slot,亦可称为时间槽)。 一个输入端每个 时隙最多只能输出 一个信元， 一个输出端每个时隙最多只能接收一个信元。 这就要求在入口方向上，即输入端接收交换设备外部输入的报文(Packet)的 方向，需要把从接收到的可变长度的报文切分为固定长度的信元；在出口方 向，即输出端将输入端发送的报文输出到交换设备外部的方向，再把同一个 报文的各个信元重组(Reassemble)为一个完整的报文，发送到交换设备的 外部。目前的才艮文交换的调度方法中，如滑动迭代j仑询匹配(iterative round-robin matching with slip,简称iSLIP)方法等，多个输入端与同 一输出端之间的匹配存在竟争，因此，在相同输入端发送的属于同一个报文 的信元，可能需要等待多个时隙才能被再次调度，从而导致交换设备转发报 文的时延4交长。发明内容本发明实施例提供一种交换信元的方法、交换设备及交换系统，用以缩 短在交换设备中转发报文所需的时延。本发明实施例4是供了一种交换信元的方法，包括获取各输入端的待交换信元需要交换到的目的输出端信息；根据待交换信元需要交换到的目的输出端信息，建立各输入端与指定输 出端的匹配关系，且在已建立匹配关系的任一输入端完成属于同一报文的各 信元的调度之前，维持所述任一输入端与相应的指定输出端之间的匹配关系；根据所述匹配关系，将所述任一输入端属于同一报文的各信元依次交换 到相应的指定输出端。本发明实施例还提供了一种交换设备，仲裁模块以及具有多个输入端、 多个输出端和多个交叉开关的交换矩阵模块；所述仲裁模块用于获取各输入端的待交换信元需要交换到的目的输出端 信息；根据待交换信元需要交换到的目的输出端信息，建立各输入端与指定 输出端的匹配关系，且在已建立匹配关系的任一输入端完成属于同 一报文的 各信元的调度之前，维持所述任一输入端与相应的指定输出端之间的匹配关 系；根据所述匹配关系，配置所述交换矩阵模块中交叉开关的状态；所述交换矩阵模块用于根据所述仲裁模块的配置结果，将所述任一输入 端属于同 一报文的各信元依次交换到相应的指定输出端。本发明实施例还提供了一种交换系统，包括至少一个上述交换设备，用 于调度信元的上行管理队列设备和下行管理队列设备；所述上行管理队列设 备与所述交换设备中的仲裁模块及交换矩阵模块中的输入端连接；所述下行 管理队列设备与交换矩阵模块中的输出端连接。本发明实施例提供的一种交换信元的方法、交换设备及交换系统，在交 换设备交换信元过程中考虑了信元之间的关联关系，在已建立匹配关系的任 一输入端完成属于同 一报文的各信元的调度之前，维持输入端与相应的指定输出端之间的匹配关系不变，使得属于同 一报文的各信元可得到连续调度， 因而缩短在交换设备中转发报文所需的时延，改善了交换设备的报文时延性能。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本发明第一实施例提供的交换信元的方法流程图； 图2为本发明实施例应用场景中交换系统结构示意图； 图3为本发明实施例应用场景中基于输入输出緩冲交叉开关的交换网逻 辑结构示意图；图4为本发明第二实施例提供的交换信元的方法流程图； 图5为本发明第三实施例提供的交换设备的结构示意图； 图6为本发明第四实施例提供的交换系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付 出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。图1为本发明第一实施例提供的交换信元的方法流程图。本实施例的执 行主体为实现交换网功能的设备，该设备具有多个输入端以及相应的多个输 出端。如图l所示，本实施例交换信元的方法包括11、获取各输入端的待交换信元需要交换到的目的输出端信息。在具有交换网功能的设备转发报文过程中，需将报文分成固定长度的多 个信元。同一报文的不同信元在同一输入端中调度， 一个时隙调度一个信元。 同一输入端可维护有去往多个输出端的报文的信元。属于同一报文的各信元 需要交换到的目的输出端相同，属于不同报文的各信元需要交换的目的输出 端可能相同，也可能不同。在交换信元之间，需获取各输入端的待交换信元 需要交换到的目的输出端信息。12、 根据待交换信元需要交换到的目的输出端信息，建立各输入端与指 定输出端的匹配关系，且在已建立匹配关系的任一输入端完成属于同 一报文 的各信元的调度之前，维持所述任一输入端与相应的指定输出端之间的匹配 关系。上述技术方案中，在建立各输入端与指定输出端的匹配关系之后，还可包括确定各输入端对应的连续调度约束信息。连续调度约束信息可包括从待交换信元开始需要连续调度的信元数；或者，连续调度约束信息可包括从待交换信元开始需要连续调度的信元数以及是否需要连续调度的指示信 台当某一时隙的信元调度结束且新的一个时隙到来时，可根据各输入端相 应的连续调度约束信息，确定在当前时隙是否需要维持上一时隙所述任一输入端与相应的指定输出端之间的匹配关系；如果需要维持，则维持上一时隙 所述任一输入端与相应的指定输出端之间的匹配关系；如果不需要维持，则 建立所述任一输入端与其它指定输出端之间的匹配关系。13、 根据12确定的匹配关系，将输入端属于同一报文的各信元依次交换 到相应的指定输出端。由于在已建立匹配关系的任一输入端完成属于同 一报文的各信元的调度 之前，输入端与相应的指定输出端之间的匹配关系不变，因此，属于同一才艮 文的各信元可被连续调度。本实施例交换信元的方法考虑了信元之间的关联关系，在已建立匹配关系的任一输入端完成属于同 一报文的各信元的调度之前，维持输入端与相应 的指定输出端之间的匹配关系不变，使得属于同 一报文的各信元可得到连续 调度，因而缩短在交换设备中转发报文所需的时延。图2为本发明实施例应用场景中交换系统结构示意图，图3为本发明实 施例应用场景中基于输入输出緩沖交叉开关的交换网逻辑结构示意图。如图 2和图3所示，交换网功能是由位于线卡(Line Card)上的队列管理设备和位 于交换网板卡上的交换设备共同完成。根据信元输入和输出交换网的方向不同，可将队列管理设备划分为上行 队列管理设备和下行队列管理设备。在入口方向上，上行队列管理设备将从 本线卡输入的信元进行虚拟输出排队，并尽早送至相应的交换设备去完成交 换；在出口方向上，下行队列管理设备将交换设备输出的信元进行排队，将 属于同 一个报文的各信元重组为报文。交换网板卡上包括一个或多个交换设备。每个交换设备包括交换矩阵模 块和仲裁(Arbiter)模块，交换矩阵模块包括有N个输入端和N个输出端， 每个输入端和一个上行队列管理设备连接，每个输出端与一个下行队列管理 设备连接，输入端延长线和输出端延长线的每个交叉点为一个无緩存 (Buffer-less)功能的交叉开关(Crossbar)。仲裁模块用于向上行队列管 理设备获取待交换信元的目的端口信息，根据待交换信元的目的端口信息仲 裁输入端和输出端之间的匹配关系，将仲裁结果发送给上行队列管理设备， 以使上行队列管理设备根据仲裁结果将信元调度到交换矩阵模块的输入端 上，此外，仲裁模块还根据仲裁结果配置交换矩阵模块中各交叉开关的状态， 以将交换矩阵模块输入端的信元交换到相应的输出端上。图4为本发明第二实施例提供的交换信元的方法流程图。本实施例以图 2和图3所示的应用场景为例，说明本发明交换信元的方法的技术方案。如 图4所示，交换信元的方法包括41、向各上行队列管理设备获取当前时隙内，待交换信元需要交换到的目的端口信息。每个上行队列管理设备维护有N个V0Q，每个V0Q中的所有信元的目的 端口指向相同的输出端，属于相同报文的所有信元排列在同一个V0Q中。每 个时隙内， 一个输入端只能完成一个信元的交换，即在同一个上行队列管理 设备中，每个时隙内只有一个V0Q中的一个信元进行交换。上行队列管理设 备将待交换信元需要交换到的目的端口信息上报给交换设备。42、根据需要交换到的目的端口信息和各输入端对应的连续调度约束信 息，建立输入端口和输出端口之间的匹配关系。每个输入端维护有一个报文长度计数器(以下简称CP )和才艮文结束指示 器(以下简称EP)，通过CP值和EP值来确定信元的连续调度约束信息。连 续调度约束信息可预先配置，也可在交换i殳备确定输入端口和输出端口的匹 配关系之后确定。具体的，在确定CP值时，输入端可通过逐个4企测V0Q中的 信元的属性，根据检测结果确定待交换信元所属报文包括的信元的总数，将 报文包括的信元总数配置CP的值。该方法的计算复杂度较大，为了降低复杂 度，输入端可根据V0Q队列长度近似估算出报文长度，例如将报文长度设 置为V0Q队列长度的1/2。 EP值可根据当前需要调度信元的属性确定，如果 当前需要调度的信元为一个报文的末信元，EP的值为1，否则EP的值为0。 由于近似估算的报文长度与报文实际长度可能存在偏差，因此输入端可将CP 值和EP值共同作为连续调度约束信息，在CP减小为O之后，可在后续时隙 中继续维持已建立的输入端和输出端之间的匹配关系，直至调度的当前信元 为报文的末信元，即EP的值为1。在建立或维持输入端和输出端之间的匹配关系时，每个时隙匹配流程最 多需要经过log2N次迭代，每次迭代可包括"请求(Request )—准予(Grant)— 接受(Accept)"三个阶段。具体的，42可进一步包括421-425。421、请求(Request)阶段在输入端根据自身相关的连续调度约束信 息确定需要连续调度信元时，向上一时隙已建立匹配关系的指定输出端发送请求消息；或者，在输入端根据各自相关的连续调度约束信息确定不需要连 续调度信元时，在当前时隙的首次迭代匹配过程中不向上一时隙已建立匹配 关系的指定输出端发送请求消息，可向其他输出端发送请求消息。对应某一输入端，如果CP值不等于0且EP值等于0,则说明通过上一 时隙已建立的输入端和输出端之间的匹配关系，上一时隙交换的信元所属的 报文包括的所有信元还没有完整调度，在当前时隙内，上一时隙已建立的输 入端和输出端之间的匹配关系需要维持，该情形下，该输入端需要向上一时 隙已匹配的输出端对应的输出端发送请求消息。对应某一输入端，如果CP值等于0且EP值等于1，则说明通过上一时 隙已建立的输入端和输出端之间的匹配关系，上一时隙交换的信元所属的报 文已经完整调度，在当前时隙内，上一时隙已建立的输入端和输出端之间的 匹配关系可以不维持，该情形下，该输入端在当前时隙的首次迭代匹配过程 中不需要向上一时隙已匹配的输出端发送请求消息，用以通知上一时隙已匹 配的输出端，本输入端已经完成属于同一报文不同信元的连续调度。如果在 首次迭代匹配过程中，该输入端对应的上一时隙已匹配的输出端与其他输入 端没有建立匹配关系，且该输入端与其他输出端也没有建立匹配关系，则在 后续迭代匹配过程(如第二次迭代匹配过程、第三次迭代匹配过程等)中， 该输入端还可向上一时隙已匹配的输出端发送请求消息，以调度该输入端中 属于其它报文的信元。422、准予(Grant)阶段在输出端接收到上一时隙已建立匹配关系的 输入端发送的请求消息时，向上一时隙已建立匹配关系的输入端发送准予消 息；或者，在输出端没有接收到上一时隙已建立匹配关系的输入端发送的请 求消息时，根据已接收到的其它输入端发送的请求消息，以轮询匹配的方式 确定一个需要服务的输入端，向需要服务的输入端发送准予消息。每个输出端维护一个GP指针，用于指示上一时隙与自身建立匹配关系的 输入端。如果接收到的请求消息中携带的输入端信息，与GP指向的输入端信息相同，则输出端向GP指向的输入端发送准予消息。如果接收到的各请求消息中携带的输入端信息，与GP指向的输入端信息都不同，输出端根据轮询匹 配的方式进行选择，即首先从上一时隙GP指向的输入端开始，并按照输入端 序号递加方式逐个检测输入端，最先检测到的已发送请求消息的输入端，作 为当前时隙需要服务的输入端，向需要服务的输入端发送准予消息。举例说明假设输入端数和输出端数分别为24,某一输出端的GP指针 在上一时隙指向的输入端为输入端10,在本次迭代中有输入端8， 15, 20向 该输出端发送了请求消息。该输出端首先从输入端IO开始，并按照输入端序 号递加方式逐个检测输入端。本例中，该输出端选择输入端15作为当前时隙 需要服务的输入端，向输入端15发送准予消息。这样处理的好处在于在当 前时隙的匹配流程结束之后，在下一时隙的匹配流程的第 一次迭代过程中， 如果输入端和输出端已经建立的匹配关系不需要维持，该输出端则可按照轮 询匹配的方式选择其它输入端，与自身建立匹配关系。423、接受(Accept)阶段在输入端接收到上一时隙已建立匹配关系的 指定输出端发送的准予消息时，向上一 时隙已建立匹配关系的指定输出端发 送接受消息，以维持自身与指定输出端之间的匹配关系；或者，在输入端没 有接收到上一时隙已建立匹配关系的指定输出端发送的准予消息时，根据已 接收到的其它输出端发送的准允消息，以轮询匹配的方式确定一个其它指定 输出端，向其它指定输出端发送接受消息，以建立自身和所述其它指定输出 端之间的匹配关系。每个输入端上维护一个AP指针，用于指示上一时隙与自身建立匹配关系 的输出端。如果接收到的准予消息中携带的输出端信息，与AP指向的输出端 信息相同，则输入端向AP指向的输入端发送接受消息。如果接收到的各准予 消息中携带的输出端信息，与AP指向的输出端信息都不同，输入端则根据轮 询匹配的方式进行选择当前时隙指定匹配的输出端，即首先从上一时隙AP指 向的输出端开始，并按照输出端号递加方式逐个检测输出端，最先检测到的已发送准予消息的输出端，作为当前时隙指定匹配的输出端，向指定匹配的 输出端发送接受消息。举例说明假设某一输入端的AP指针在上一时隙指向的输出端为输出端 10，在本次迭代中有输出端8， 15, 20向该输入端发送了接受消息。该输入 端首先从输出端10开始，并按照输出端序号递加方式逐个检测输出端。本例 中，该输入端选择输出端15作为当前时隙指定匹配的输出端，向输出端15 发送接受消息，并将自身的AP指针指向该输出端15;输出端15在接收到接 受消息时，将自身的GP指针指向发送接受消息的输入端。424、 是否成功建立新的输入端与输出端的匹配关系，或者，迭代次数是 否未超过预定阈值；如果是，执行425;否则，本时隙迭代匹配过程结束， 执行43。425、 确定未匹配的输入端和未匹配的输出端，未匹配的llT入端和未匹配 的输出端之间执行421。通过上述421-423,部分输入端和输出端之间的匹配关系已经确定。对 于未建立匹配关系的输入端和输出端，则重复执行上述迭代流程，如425所 示。如果某一次迭代流程执行结束后，没有成功建立任何输入端和输出端之 间的端口匹配关系，则说明本次匹配流程已经建立最大端口数匹配，则匹配 流程结束；或者，如果迭代次数已超过预定阈值，则本时隙的匹配流程结束。43、 生成仲裁结果，该仲裁结果包括输入端和输出端之间的匹配关系信 息；向相应的上行队列管理设备发送仲裁结果，并根据仲裁结果配置各交叉 开关的状态。44、 将上行队列管理设备上待交换的信元调度到交换矩阵的输入端，并 将输入端的信元交换到指定匹配的输出端上；同时，更新输入端对应的连续 调度约束信息。如果调度的信元是一个报文的末信元(即EOP信元)，则将CP的值设置 为0， EP的值设置为1;如果调度的信元时CP的原数值大于0,则将CP的值减小1;如果调度的信元不是一个报文的末信元且CP的原数值等于0， EP的 原数值等于1,则需要重新计算该信元所属报文的长度信息，根据报文的长 度信息重新确定CP的值，并且将EP的值设置为0;确定CP值的方法详见上 述42的记载，在此不再赘述。
45、输出端将信元交换到下行队列管理设备，以便下行队列管理设备将 出口方向上属于同一才艮文的各信元重组为一个报文。
本实施例交换信元的方法中，由于属于同一个报文的不同信元是在连续 的时隙内分别调度的，因此缩短了在交换设备中转发报文所需的时延，下行 队列管理设备可在较集中的时隙接收到属于同 一报文的各信元，因而下行队 列管理设备进行报文重组的复杂度明显降低，有利于减少下行队列管理设备 所需的緩存容量，提高下行队列管理设备的緩存利用率。本实施例交换信元 的方法复杂度较低，有利于该方法的硬件实现。
图5为本发明第三实施例提供的交换设备的结构示意图。如图5所示， 本实施例提供的交换设备包括交换矩阵模块51和仲裁模块52。
交换矩阵模块51具有多个输入端、多个输出端和多个交叉开关，用于根 据仲裁模块52的配置结果，将输入端的信元交换到相应的指定输出端。
仲裁模块52用于获取各输入端的待交换信元需要交换到的目的输出端 信息；根据待交换信元需要交换到的目的输出端信息，建立各输入端与指定 输出端的匹配关系，且在已建立匹配关系的任一输入端完成属于同 一报文的 各信元的调度之前，维持上述任一输入端与相应的指定输出端之间的匹配关 系；根据上述匹配关系，配置交换矩阵模块51中交叉开关的状态。
在上述技术方案的基础上，可选的，仲裁模块52还用于在建立各输入端 与指定输出端的匹配关系之后，确定各输入端对应的连续调度约束信息；根 据各输入端相应的连续调度约束信息，确定是否需要维持上一时隙上述任一 输入端与相应的指定输出端之间的匹配关系；在确定不需要维持上一时隙上 述任一输入端与相应的指定输出端之间的匹配关系时，建立上述任一输入端与其它指定输出端之间的匹配关系。
具体的，仲裁模块52还可进一步包括输入端处理单元521和输出端处理 单元522。
输入端处理单元521用于在任一输入端根据连续调度约束信息确定需要 连续调度信元时，向上一时隙已建立匹配关系的指定输出端发送请求消息； 在上述任一输入端接收到上一时隙已建立匹配关系的指定输出端发送的准予 消息时，向上一时隙已建立匹配关系的指定输出端发送接受消息，以维持上 述任一输入端与指定输出端之间的匹配关系。
输出端处理单元522用于在上述指定输出端接收到上一时隙已建立匹配 关系的输入端发送的请求消息时，向上一时隙已建立匹配关系的输入端发送 准予消息。
进一步的，输入端处理单元521还可用于在任一输入端根据所述连续调 度约束信息确定不需要连续调度信元时，在当前时隙的首次迭代匹配过程中 不向上一时隙已建立匹配关系的指定输出端发送请求消息；在上述任一输入 端没有接收到上一时隙已建立匹配关系的指定输出端发送的准予消息时，根 据已接收到的其它输出端发送的准允消息，以轮询匹配的方式确定一个其它
指定输出端，向确定的其它指定输出端发送接受消息，以建立上述任一输入 端和其它指定输出端之间的匹配关系。
输出端处理单元522还用于在上述指定输出端没有接收到上一时隙已建 立匹配关系的输入端发送的请求消息时，根据已接收到的其它输入端发送的 请求消息，以轮询匹配的方式确定一个需要服务的输入端，向确定的需要服 务的输入端发送准予消息。
本实施例交换设备通过仲裁模块进行仲裁决策过程中，考虑了信元之间 的关联关系，在已建立匹配关系的任一输入端完成属于同 一报文的各信元的 调度之前，维持输入端与相应的指定输出端之间的匹配关系不变，使得属于 同 一报文的各信元可得到连续调度，因而缩短在交换设备中转发报文所需的时延，改善了交换设备的报文时延性能。
本实施例交换设备的表现实体不受限制，可作为一个独立的设备，也可 作为一个功能模块集成在可实现交换网功能的路由器、交换机、服务器、计 算机系统或其他需要数据交换的设备中，其工作机理可参见图1-图4对应实 施例的记载，不再赘述。
图6为本发明第四实施例提供的交换系统的结构示意图。如图6所示，
本实施例提供的交换系统包括多个上行管理队列设备，多个下行管理队列 设备， 一个或多个交换设备。图6示意出了交换系统中包括有多个交换设备 的情形，其中，上行管理队列设备分别与每个交换设备中的仲裁模块及交换 矩阵模块中的输入端连接；下行管理队列设备分别与交换矩阵模块中的输出 端连接。对于交换系统中包括有一个交换设备的情形的交换系统架构，可参 见图3的记载。本实施例中，上行管理队列i殳备和下行管理队列设备可作为 两个独立的设备设置，可以作为集中设置在一个管理队列设备中。
如果交换系统中包括有多个交换设备，为了降低下行管理队列设备重组 报文的复杂度，属于同 一报文的不同信元需要在同 一交换设备中进行交换， 具体交换的机理可参见图2-图4对应实施例的记载，不再赘述。
本实施例交换系统中，由于交换设备将属于同 一个才艮文的不同信元在连 续的时隙内分别调度的，因此缩短了在交换设备中转发报文所需的时延，下 行队列管理设备可在较集中的时隙接收到属于同 一报文的各信元，因而下行 队列管理设备进行报文重组的复杂度明显降低，有利于减少下行队列管理设 备所需的緩存容量，提高下行队列管理设备的緩存利用率。本实施例交换信 元的方法复杂度较低，有利于该方法的硬件实现。
本实施例交换系统的表现实体不受限制，可作为多个独立设备构成的一 个系统，也可作为在一个内部分布的多个功能模块的设备，如可实现交换网 功能的路由器、交换机、服务器、计算机系统或其他需要数据交换的设备中 等，其交换设备的细化功能结构参见图6对应实施例的记载，交换系统中各部件之间交互的机理可参见图2-图4对应实施例的记载，不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解附图只是一个实施例的示意图，附图中 的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照本实 施例描述分布于本实施例列举的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本 实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可 以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部分步骤 可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读 取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述 的存储介质包括R0M、 RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其 限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术 人员应当理解其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者 对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术 方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。
权利要求
1、一种交换信元的方法，其特征在于，包括获取各输入端的待交换信元需要交换到的目的输出端信息；根据待交换信元需要交换到的目的输出端信息，建立各输入端与指定输出端的匹配关系，且在已建立匹配关系的任一输入端完成属于同一报文的各信元的调度之前，维持所述任一输入端与相应的指定输出端之间的匹配关系；根据所述匹配关系，将所述任一输入端属于同一报文的各信元依次交换到相应的指定输出端。
2、 根据权利要求1所述的交换信元的方法，其特征在于， 所述建立各输入端与指定输出端的匹配关系之后，还包括确定各输入端对应的连续调度约束信息；所述维持任一输入端与相应的指定输出端之间的匹配关系，包括 根据各输入端相应的连续调度约束信息，确定是否需要维持上一时隙所述任一输入端与相应的指定输出端之间的匹配关系；在确定不需要维持上一时隙所述任一输入端与相应的指定输出端之间的匹配关系时，建立所述任一输入端与其它指定输出端之间的匹配关系。
3、 根据权利要求2所述的交换信元的方法，其特征在于，根据所述任一 输入端相应的连续调度约束信息，维持上一时隙所述任一输入端与相应的指 定输出端之间的匹配关系，包括在所述任一输入端根据所述连续调度约束信息确定需要连续调度信元 时，向上一时隙已建立匹配关系的指定输出端发送请求消息；在所述指定输出端接收到上一时隙已建立匹配关系的输入端发送的请求 消息时，向所述上一时隙已建立匹配关系的所述任一输入端发送准予消息；在所述任一输入端接收到上一时隙已建立匹配关系的指定输出端发送的 准予消息时，向所述上一时隙已建立匹配关系的指定输出端发送接受消息， 以维持所述任一输入端与所述指定输出端之间的匹配关系。
4、 根据权利要求2所述的交换信元的方法，其特征在于，在确定不需要 维持上一时隙所述任一输入端与相应的指定输出端之间的匹配关系时，建立 所述任一输入端与其它指定输出端之间的匹配关系，包括在所述任一输入端根据所述连续调度约束信息确定不需要连续调度信元 时，在当前时隙的首次迭代匹配过程中不向上一时隙已建立匹配关系的指定 输出端发送请求消息；在所述指定输出端没有接收到上一时隙已建立匹配关系的输入端发送的 请求消息时，根据已接收到的其它输入端发送的请求消息，以轮询匹配的方 式确定一个需要服务的输入端，向所述需要服务的输入端发送准予消息；在所述任一输入端没有接收到上一时隙已建立匹配关系的指定输出端发 送的准予消息时，根据已接收到的其它输出端发送的准允消息，以轮询匹配 的方式确定一个其它指定输出端，向所述其它指定输出端发送接受消息，以 建立所述任一输入端和所述其它指定输出端之间的匹配关系。
5、 根据权利要求2所述的交换信元的方法，其特征在于， 所述连续调度约束信息包括从待交换信元开始需要连续调度的信元数； 所述确定各输入端对应的连续调度约束信息包括获取所述待交换信元所属报文包括的信元数，根据所述信元数确定从待交换信元开始需要连续调 度的<言元凄史。
6、 根据权利要求5所述的交换信元的方法，其特征在于， 所述连续调度约束信息还包括是否需要连续调度的指示信息；所述确定各输入端对应的连续调度约束信息还包括检测所述待交换信 元的属性，在所述待交换信元为报文的末信元时，确定所述指示信息为不需 要连续调度，否则，确定所述指示信息为需要连续调度。
7、 根据权利要求5或6所述的交换信元的方法，其特征在于，在将输入 端属于同 一报文的任一信元交换到相应的指定输出端之后，还包括更新各输入端对应的连续调度约束信息。
8、 一种交换设备，其特征在于，包括仲裁模块以及具有多个输入端、 多个输出端和多个交叉开关的交换矩阵模块；所述仲裁模块用于获取各输入端的待交换信元需要交换到的目的输出端 信息；根据待交换信元需要交换到的目的输出端信息，建立各输入端与指定 输出端的匹配关系，且在已建立匹配关系的任一l俞入端完成属于同 一才艮文的 各信元的调度之前，维持所述任一输入端与相应的指定输出端之间的匹配关 系；根据所述匹配关系，配置所述交换矩阵模块中交叉开关的状态；所述交换矩阵模块用于根据所述仲裁模块的配置结果，将所述任一输入 端属于同 一报文的各信元依次交换到相应的指定输出端。
9、 根据权利要求8所述的交换设备，其特征在于， 所述仲裁模块还用于在建立各输入端与指定输出端的匹配关系之后，确定各输入端对应的连续调度约束信息；根据各输入端相应的连续调度约束信 息，确定是否需要维持上一时隙所述任一输入端与相应的指定输出端之间的 匹配关系；在确定不需要维持上一时隙所述任一输入端与相应的指定输出端 之间的匹配关系时，建立所述任一输入端与其它指定输出端之间的匹配关系。
10、 根据权利要求9所述的交换设备，其特征在于，所述仲裁模块包括 输入端处理单元，用于在所述任一输入端根据所述连续调度约束信息确定需要连续调度信元时，向上一时隙已建立匹配关系的指定输出端发送请求 消息；在所述任一输入端接收到上一时隙已建立匹配关系的指定输出端发送 的准予消息时，向所述上一时隙已建立匹配关系的指定输出端发送接受消息， 以维持所述任一输入端与所述指定输出端之间的匹配关系；输出端处理单元，用于在所述指定输出端接收到上一时隙已建立匹配关 系的输入端发送的请求消息时，向所述上一时隙已建立匹配关系的所述任一 输入端发送准予消息。
11、 根据权利要求10所述的交换设备，其特征在于， 所述输入端处理单元还用于在所述任一输入端根据所述连续调度约束信息确定不需要连续调度信元时，在当前时隙的首次迭代匹配过程中不向上一时隙已建立匹配关系的指定输出端发送请求消息；在所述任一输入端没有接 收到上一时隙已建立匹配关系的指定输出端发送的准予消息时，根据已接收 到的其它输出端发送的准允消息，以轮询匹配的方式确定一个其它指定输出 端，向所述其它指定输出端发送接受消息，以建立所述任一输入端和所述其 它指定输出端之间的匹配关系；所述输出端处理单元还用于在所述指定输出端没有接收到上一时隙已建 立匹配关系的输入端发送的请求消息时，根据已接收到的其它输入端发送的 请求消息，以轮询匹配的方式确定一个需要服务的输入端，向所述需要服务 的输入端发送准予消息。
12、 一种交换系统，包括用于调度信元的上行管理队列设备和下行管 理队列设备，其特征在于，还包括至少一个如权利要求8所述的交换设备；所述上行管理队列设备与所述交换设备中的仲裁模块及交换矩阵模块中的输 入端连接；所述下行管理队列设备与交换矩阵模块中的输出端连接。
全文摘要
本发明实施例涉及一种交换信元的方法、交换设备和交换系统。其中，交换信元的方法包括获取各输入端的待交换信元需要交换到的目的输出端信息；根据待交换信元需要交换到的目的输出端信息，建立各输入端与指定输出端的匹配关系，且在已建立匹配关系的任一输入端完成属于同一报文的各信元的调度之前，维持所述任一输入端与相应的指定输出端之间的匹配关系；根据所述匹配关系，将所述任一输入端属于同一报文的各信元依次交换到相应的指定输出端。本发明实施例使得属于同一报文的各信元可得到连续调度，因而缩短在交换设备中转发报文所需的时延。
文档编号H04L12/56GK101626347SQ20091016522
公开日2010年1月13日 申请日期2009年8月13日 优先权日2009年8月13日
发明者孙团会, 健 宋, 曹爱娟, 李德丰, 皓 苏 申请人:华为技术有限公司