专利名称：一种基于pcie交换网的通信系统、通信方法及线卡板的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络交换技术领域，尤其涉及一种基于PC正交换网的通信系 统、通信方法及线卡才反。
背景技术：
随着PC正(PCIExpress, PCI扩展)规范的发布，越来越多的厂家开始推 出基于PCI (Peripheral Component Interconnect,夕卜i殳部〈牛互连)Express头见范 的芯片，例如基于PC正的交换器；及路由器、交换机、网关等基于PC正交 换器的通信设备。参考图l,为现有技术中基于PCIE交换器的分布式系统架构，主控板和线 卡板之间通过PCIE总线实现数据承载平面。PC正交换器提供多个PCIE接口连 接到主控板和线卡板，主控4反CPU (Central Processor Unit,中央处理器)完 成PCIE交换器的配置和线卡板的PCIE终端空间的配置，确保不同的线卡板可 以通过PC正交换网进行数据通信，线卡板4艮文处理引擎可以采用CPU、 NP (Networks Processor Unit,网纟各处理器)或ASIC( Application Specific Integrated Circuit,专用集成电路)等。由于PCIE规范为新发布的规范，业界基于PCIE接口的芯片大多是计算 机系统使用，基于通信设备的芯片还是比较少，尤其是高性能的基于PCIE接 口的CPU、 NP、 ASIC芯片更少，即使有些芯片带PCIE接口，但性能不能满 足需求或者其他接口不能满足通信设备的需求。发明内容本发明实施例提供一种基于PC正交换网的通信系统、通信方法及线卡 板，以解决现有技术的通信设备不易兼容PC正的缺陷。为达到上述目的，本发明实施例提供了一种基于PCIE交换网的通信系统，包括主控板、线卡板和PCIE交换设备，所述线卡板包括控制装置和适 配装置；所述适配装置，将来自本线卡板控制装置的报文转换为PCIE报文，通过 所述PCIE交换设备将PCIE报文发送到主控板或其它线卡板；并接收主控板 或其它线卡板通过所述PCIE交换设备发送来的PC正报文，将PC正报文转 换为所述控制装置适配的报文发送给所述控制装置。所述适配装置包括上行适配单元和下行适配单元，所述上行适配单元，将来自本线卡板控制装置的报文转换为PCIE报文， 通过所述PCIE交换设备发送到主控板或其它线卡板；所述下行适配单元，接收主控板或其它线卡板通过所述PCIE交换设备发 送来的PCIE报文，转换为所述控制装置适配的报文发送给所述控制装置。所述上行适配单元具体包括拆分子单元，用于将所述控制装置发来的报文拆分成多个PCIE标准长度 的报文；PC正头封装子单元，分别将所述多个PCIE特定长度的报文加PCIE报文 头，生成一组PC正报文，发送到PCIE交换设备。所述上行适配单元还包括目标线卡板地址获取子单元，从所述控制装置 发送的报文中获取目标线卡板地址，通过所述PC正头封装子单元封装在PCIE 报文头中。所述下行适配单元具体包括PCIE头解封装子单元，将来自PCIE交换设备的PCIE报文去掉PCIE报 文头，获得一组PC正报文；组帧子单元，将所述PCIE报文组装成适配所述控制装置的报文发送给所 述控制装置。所述下行适配单元还包括组帧检测子单元，用于检测从PCIE交换设备发 来的PCIE报文是否为一组完整报文。所述主控板中包括带PCIE接口的控制装置，或不带PC正接口的控制装 置加带PC正接口的北桥芯片。所述适配装置与所述控制装置集成一体或分离。本发明实施例还提供了 一种基于PC正交换网的线卡板，包括控制装置和适配装置；所述适配装置，将来自本线卡板控制装置的报文转换为PCIE报文，通过 所述PCIE交换设备将所述PCIE报文发送到主控板或其它线卡板；并接收主报文转换为所述控制装置适配的报文发送给所述控制装置。所述适配装置包括上行适配单元和下行适配单元，所述上行适配单元，将来自本线卡板控制装置的报文转换为PCIE报文， 通过所述PC正交换设备发送到主控板或其它线卡板；所述下行适配单元，接收主控板或其它线卡板通过所述PCIE交换设备发 送来的PCIE报文，转换为所述控制装置适配的报文发送给所述控制装置。所述上^f于适配单元具体.包括拆分子单元，用于将所述控制装置发来的报文拆分成多个PCIE特定长度 的报文；PCIE头封装子单元，分别将所述多个PCIE特定长度的报文加PCIE报文 头，生成一组PCIE才艮文，发送到PC正交换设备。所述上行适配单元还包括目标线卡板地址获取子单元，接收所述控制装 置发送给所述适配装置的携带目标线卡板的地址信息的报文，并从所述报文 中获取目标线卡板地址，通过所述PCIE头封装子单元封装在PCIE "l艮文头中。所述上行适配单元还包括优先级分类单元，所述控制装置发送给所述适 配装置的报文中还携带优先级信息，所述优先级分类单元通过所述优先级信 息确定所述报文的优先级级别，将相应优先级标识通过所述PCIE头封装子单 元封装到所述PCIE报文头中。所述目标线卡板地址获取子单元获取所述地址信息或所述优先级分类单 元获取优先级信息后，将所述报文中的所述地址信息或优先级信息删除。所述下行适配单元具体包括PCIE头解封装子单元，将来自PCIE交换设备的PCIE报文去掉PCIE报文头，获得一组PC正^艮文；组帧子单元，将所述PC正报文组装成适配所述控制装置的报文发送给所 述控制装置。所述下行适配单元还包括组帧检测子单元，用于检测从PC正交换设备发 来的PCIE报文是否为一组完整报文。所述检测条件包括PC正报文头中地址不连续、报文长度小于特定长度 或预设时间内没有收到下一个报文。所述下行适配单元还包括多个队列子单元，分别存储来自其它线卡板和 主控板的PC正报文。本发明实施例还提供了 一种基于PC正交换网的通信方法，包括将来自本线卡板控制装置的报文转换为PCIE报文，通过所述PC正交换 设备发送到主控板或其它线卡板；并接收主控板或其它线卡板通过所述PC正交换设备发送来的PCIE报文， 转换为所述控制装置适配的报文发送给所述控制装置。将所述控制装置发来的报文拆分成多个PC正特定长度的报文；分别将所 述多个PCIE特定长度的报文加PC正报文头，生成一组PCIE报文，发送到 PC正交换设备；将来自PCIE交换设备的PC正报文去掉PCIE报文头，获得一组特定长 度的PCIE报文；然后将所述PCIE报文组装成适配所述控制装置的报文发送 给所述控制装置。从所述控制装置发送的报文中获取目标线卡板地址，通过所述PC正头封 装子单元封装在PC正报文头中。从所述控制装置发送的报文中获取优先级信息，确定所述报文的优先级 级别，将对应的优先级标识通过所述PC正头封装子单元封装到所述PCIE才艮 文头中。所述将来自PCIE交换设备的PCIE报文去掉PCIE报文头之前还包括 检测从PC正交换设备发来的PC正报文是否为 一组完整报文，其中，所述检 测条件包括PCIE报文头中地址不连续、报文长度小于标准长度或预设时间内没有收到下一个报文。所述将来自PC正交换设备的PCIE报文去掉PC正报文头之前还包括 将来自其它线卡板和主控板的PCIE报文分别存储到不同的队列中。 与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点本发明的实施例中，在如网关、路由器等通信设备的PCIE交换器和线卡 板控制装置之间增加一个适配装置，实现控制装置的接口总线和PCIE总线的 适配，使PC正总线对于线卡板的控制装置是透明的。
图1是现有技术中基于PC正交换网的结构图；图2是本发明实施例一种基于PC正总线和以太网的分布式交换网通信系 统结构图；图3是本发明实施例中 一种主控板结构图；图4是本发明实施例中一种线卡板中的控制装置不携带PCIE接口功能的 通信系统结构图；图5是本发明图4实施例中线卡板的数据转发流程图；图6是本发明图4实施例中适配装置结构图；图7是本发明图4实施例中控制装置发送报文格式结构图；图8是本发明图4实施例中对来源不同报文进入不同队列示意图；图9是本发明图4实施例报文转换示意图；图10是本发明图4实施例中PCIE报文格式图；图11是本发明图4实施例中另一种基于PCIE交换网的通信系统总线适 配图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种基于PCI Express (简称PCIE)总线和以太网的 分布式交换网通信系统，如图2所示，包括主控板、线卡板和交换设备，其 中，交换设备包括PC正交换单元和以太网交换单元。PCIE交换单元提供多个PC正接口连接到主控板和线卡板的控制单元，主控板的控制单元通过PCIE总 线对PCIE交换单元和线卡板的PCIE的空间进行配置；以太网交换单元提供多 个以太网接口，连接到主控板和线卡板的控制单元，主控板的控制单元通过 以太网接口和线卡板的控制单元通信，对线卡板路由地址信息进行配置，确 保不同的线卡板可以通过PC正交换单元进行通信。其中，主控板的控制单元 为CPU，业务板的控制单元为CPU或NP或ASIC。正常情况下，由以太网交换单元构成的控制平面主要是完成线卡板的配 置、路由转发表的维护、管理等功能，不进行数据报文转发，需要的带宽比 较小， 一般中高端通信设备使用千兆以太网就可以满足，也可以采用快速以 太网或万兆以太网等代替千兆以太网。PCIE交换单元承载数据平面信息，在 主控板对PC正交换单元和线卡板的PC正总线的空间配置后，各个线卡板直 接通过PC正交换单元完成数据的转发，无需通过主控板，这种分布式的转发 使主控板只做控制平面的业务，从而保证系统高效、可靠运行，尤其使用两 个主控板互相作为备份后，系统的可靠性进一步得到加强。PCIE交换单元和以太网交换单元连接到所有的线卡板和主控板，正常情 况下，通过PCIE交换单元进行数据转发，以太网交换单元进行控制通道信息 转发；当PCIE交换单元因出现故障不能使用时，以太网交换单元(此时采用 万兆以太网交换单元尤佳)可以承载所有的数据平面和控制平面的数据，而 且数据平面的转发仍然可以^f故到分布式转发；当以太网交换芯片不能^f吏用时， PC正交换单元可以承载所有的数据平面和控制平面的业务；为了保证实现的 可靠性，防止数据平面业务拥塞了控制平面数据，这些种情况下，可以限制 数据平面流量。本发明实施例中，PC正交换单元可以提供多个独立的PC正串行总线，这 些独立的串行总线既可以独立成为一个PC正线^各，也可以多个线路捆绑在一 个逻辑串行线路上，每个线卡板通过一个逻辑串行线路与交换单元连接。为 了满足转发性能，捆绑线路的数据依据系统需要提供的带宽决定，如PCI Express l.O规范中，l个通道可以支持2.5Gbps, 4个通道可以支持10Gbps， 16 个通道可以支持40Gbps的带宽；如PC正2.0规范中，l个通道可以支持5Gbps,4个通道可以支持20Gbps的带宽，逻辑串行线路可以依据用户的需求进行设 计。本发明实施例中，主控板如图3所示，包括控制单元、RAM (Random-Access Memory,随机存取存储器)和FLASH (闪存)，其中，控 制单元进一步包括CPU、 PC正根联合体子单元和以太网i某体控制子单元。 PCIE根联合体(PCI Express Root complex)单元，提供PCIE总线接口 ；以 太网媒体控制单元实现千兆以太网接口，用于提供以太网交换接口。 CPU通 过PCIE根联合体子单元及PCIE交换单元对线卡板数据平面配置；通过以太 网媒体控制单元及以太网交换单元实现对线卡板控制平面配置。上述控制单 元可以用带以太网接口功能和PC正接口功能的SoC (System on Chip)处理 器实现，当然SoC处理器也可以不带PC正总线接口和以太网接口，可以与提 供PCIE总线和以太网接口的外置北桥设备组合实现。但一般情况下集成PCIE 根联合体功能和以太网媒体控制接口功能的SoC芯片更便宜，性价比更优， 但处理效率相对低些。本发明实施例中，线卡板采用NP、 ASIC、 CPU或者多核CPU作为控制 单元时，整个系统能达到4艮高的性能。因此，线卡板进一步包括控制单元、 RAM和FLASH,其中，控制单元具体包括CPU、 PC正终端、以太网媒体 控制子单元和对外接口子单元；CPU控制PCIE终端与主控板的PC正根联合 体子单元通信；并控制以太网媒体控制子单元通过以太网交换单元与主控板 进行控制平面通信；并控制对外接口子单元与外部通信。如果上述实施例中的CPU、 NP和ASIC等都不支持PCIE接口功能，则可以 通过在线卡板上增加适配装置，达到在线卡板上使用不支持PC正接口功能的 CPU、NP和ASIC等控制装置，即PCIE终端置于控制装置的外部。该种基于PC正 交换网的通信系统，如图4,包括主控板、线卡板和PC正交换设备，该PCIE 交换设备为图2中只有PCIE交换单元的交换设备，线卡板包括控制装置和适配 装置，线卡板的控制装置可以为CPU、 NP或ASIC芯片，芯片不提供PCIE总线 接口 ，例如线卡板控制装置的接口为SPI4 ( System Packet Interface Level 4，系 统包接口第4级)、XGMII ( 10G Media Independent Interface, 10G介质无关接口 )等总线，可以通过适配装置完成控制装置到PC正总线适配。主控板中的控制装置可以是提供PCIE总线接口的CPU ( Central Processor Unit,中央处理 单元)，也可以是不提供PCIE总线接口的CPU,当使用不提供PCIE总线接口 的CPU时，系统性能比提供PC正总线接口的CPU时好，但需要增加适配装置。 适配装置可以由FPGA、 ASIC或其它软件程序或硬件电路实现，即通过CPU +北桥的方式实现。图4中线卡板的数据转发过程如图5所示，线卡板的控制装置接收到报 文后，查找转发表，增加目标线卡板地址信息和报文优先级信息在当前报文 的前面，构成新的净艮文通过SPI4、 XGMII等接口发送到线卡板的适配装置， 适配装置从接收到的报文中提取目标线卡板地址信息和报文优先级信息后， 删除掉被线卡板控制装置增加的信息，拆分为特定长度的报文，并依据提取 的目标线卡板地址信息和^^文优先级等信息组成PC正头信息，加在纟艮文前 面，封装为PC正报文，通过PC正交换设备发送到另外一个线卡板，该另一 线卡板适配装置接收到PCIE报文后，去掉PCIE头信息，再经过组帧，提取 出来原来的报文，通过SPI4、 XGMII等接口转发给该另一线卡板的控制装置， 而后将报文转发出去。对于线卡板控制装置，发送出去是SPI4/XGMII报文， 接收到也是SPI4/XGMII报文，PCIE就像一个隧道，线卡板的控制装置不关 心PCIE交换设备如何实现流量控制、服务质量保证等。适配装置结构如图6所示，具体包括上行适配单元和下行适配单元。上 行适配单元，将来自本线卡板控制装置的报文转换为PC正报文，通过PC正 交换设备发送到主控板或其它线卡板；下行适配单元，接收主控板或其它线 卡板通过PCIE交换设备发送来的PC正报文，转换为控制装置适配的报文发 送给控制装置。其中，上行适配单元具体包括物理层和链路层接收子单元l、拆分子单 元、PC正头封装子单元及物理层和链路层发送子单元2;其中，物理层和链路 层接收子单元l，处理控制装置发送出来的报文的物理层和链路层，不同的控 制装置接口需要不同的物理层和链路层处理子单元，如控制装置是SPI4接口 ， 则此物理层和链路层接收处理子单元1完成SPI4报文的识别，提取协议层报文；如果控制装置是XGMII接口，则物理层和链路层接收子单元1完成10GE 以太网报文的物理层和链路层处理。拆分子单元用于将报文拆分成多个PC正 标准长度的报文。PCIE头封装子单元，分别将多个PC正特定长度的报文加 PCIE报文头，生成一组PC正报文。物理层和链路层发送子单元2处理PCIE接 口的物理层和链路层处理，并实现PC正终端功能，将PC正"t艮文发送到PCIE交 换设备。下行适配单元具体包括物理层和链路层发送子单元1、组帧子单元、PCIE 头解封装子单元及物理层和链路层接收子单元2。物理层和链^各层发送子单元 l完成协议层报文的物理层和链路层封装，发送到控制装置的SPI4接口； PC正 头解封装子单元，将来自PCIE交换设备的PC正报文去掉PCIE报文头，获得一 组标准长度的PCIE报文；组帧子单元，将所述PCIE报文组装成适配所述控制 装置的报文，即依据携带在PCIE报文头中的源ID (由发送端的总线号、设备 号、功能号组成)信息和地址信息重组报文。物理层和链路层接收子单元2处 理PCIE接口的物理层和链路层，并实现PCIE终端功能，将适配所述控制装置 的才艮文发送给该控制装置。上行适配单元还包括目标线卡板地址获取子单元，从所述控制装置发送 的报文中获取目标线卡板地址，通过所述PCIE头封装子单元封装在PC正报 文头中。由于适配装置不识别控制装置发送的报文，为了满足PC正报文正确 在交换网转发，要求在控制装置发送报文头上携带一个目的地址，如图7中 所示报文头部增加了 PCIE地址头和保留字节，此目的地址为基于PCIE交换 设备分配给目标线卡板的地址(即把PCIE的地址信息携带在控制装置发送的 报文中，这个报文是非PCIE报文，本文中把地址信息放置到报文头部，任何 调整地址位置，或者不违背这个原则的改动都是本专利保护的范围)，以便封 装在发送到PC正交换设备的PCIE报文头中，线卡板报文头地址来自于系统 的控制平面。上行适配单元还包括优先级分类单元，确定所述报文的优先级级别，将 相应的优先级标识通过所述PC正头封装子单元封装到所述PC正#^文头中。 如图7中所示，保留字节是为了保证字节对齐和兼容以后扩充功能，如扩充QoS ( Quality of Service,服务质量)功能，控制净艮文优先级等。如在扩充功 能中定义报文的优先级，适配装置把这个优先级映射到PCIE报文头的TC (Traffic Class,流量分类)，从而入交换网的不同虚拟通道VC(Virtual Channel, 虚拟通道)，实现分级分类处理不同线路板的不同的数据报文和业务报文，实 现不同的QoS。下行适配单元还包括组帧检测子单元，用于检测从PCIE交换设备发来的 PCIE报文是否为一组完整报文。其中，检测条件包括PC正报文头中地址不 连续、报文长度小于标准长度或预设时间内没有收到下一个报文。为了保证组帧的正确性，要求来自同一个线卡板的报文在PCIE交换网中 不能错乱顺序，接收线卡板需要识别来自交换设备的不同来源的报文，因此， 接收线卡板下行适配单元要求包括多个队列，如图8所示，队列的数量要求不 少于线卡板和主控板的数量减l,每一个队列对应一个源ID,当接收PCIE报文 头中的Requester ID字^更和该队列的源ID相同时，PC正报文进入该队列，保证 了组帧的完成。本发明还提供了一种交换网通信实现方法，包括以下步骤 步骤sl01，主控板对PCIE交换单元和线卡板的PC正总线进行空间配置。 其中，PCIE交换单元提供多个PCIE接口连接到主控板和线卡板的控制单元， 主控板的控制单元通过PC正总线对PCIE交换单元和线卡板的PCIE的空间进 行配置；主控板的控制单元通过以太网接口和线卡板的控制单元通信，对线 卡板路由地址信息进行配置，确保不同的线卡板可以通过PCIE交换单元进行 通信。其中，主控板的控制单元为CPU,业务板的控制单元为CPU或NP或 ASIC。对于每个物理线路获得不少于一个VC和TC通道，最优的VC和TC的数量不少于系统支持线卡板和主控板的数量；并通过设置vc、 tc与不同物理通道的对应关系，或者与线卡板的映射关系，或者与数据才艮文的映射关系，实现分级分类处理不同线卡板的不同的数据报文和业务报文，实现不同的QoS。 步骤sl02,线卡板通过PC正交换单元进行数据平面通信。PCIE交换单元承载数据平面信息，在主控板对PC正交换单元和线卡板的PC正总线的空间配置后，各个线卡板直接通过PC正交换单元完成数据的转发，无需通过主控板，这种分布式的转发使主控板只做控制平面的业务，从而保证系统高效、 可靠运行，尤其使用两个主控板互相作为备份后，系统的可靠性进一步得到 加强。其中，线卡板进行数据平面通信可以分为两个方向， 一个是上行方向 由线卡板向PC正交换单元发送数据；另一个是下行方向，由线卡板接收来自 PCIE交换单元的数据。在上行方向将来自本线卡板控制装置的报文转换为 PCIE报文，通过PCIE交换单元发送到主控板或其它线卡板。具体包括将 控制装置发来的报文拆分成多个PCIE特定长度的报文，分别将多个PCIE报 文加PCIE报文头，生成一组PC正报文，发送到PCIE交换单元。PC正报文 头中包括控制装置发送的报文中携带的目标线卡板地址和优先级信息。在下行方向接收主控板或其它线卡板通过PC正交换单元发送来的PCIE 报文，转换为控制装置适配的报文发送给控制装置。具体包括将来自其它 线卡板和主控板的PC正报文分别存储到不同的队列中；将每个队列中来自 PCIE交换单元的PC正报文去掉PC正报文头，获得一组标准长度的PCIE报 文；然后将PC正报文组装成适配控制装置的报文发送给控制装置。由于PCIE标准规范规定，PC正交换单元支持的最大报文长度为4K字节， 报文长度从0到4K字节的范围内变动，报文突发变化比较大，对PC正交换单元 的沖击较大，很容易造成PC正交换单元拥塞或效率低，因此，本发明实施例 中要求适配装置对接收到的报文在进入PC正交换单元之前进行拆分，如拆分 为长度128字节或256字节等特定长度。拆分后的报文被添加了PC正^t艮文头， 以便构成标准的PC正报文，能在PC正交换单元中被识别和转发。另外一方面， 封装成PCIE报文被转发到另外一个线卡板时，此线卡板适配装置必须能识别 PC正"t艮文，并对拆分的^f艮文进行组帧，组帧成原来的^^文到相应的控制装置 中。为了简化设计，同时为了降低总线适配器成本和满足业务处理的质量服 务保证，本发明实施例简化了PCIE规范中定义的处理层数据报文路由方式，只需要支持存储器写方式，这种方式能保证PCIE带宽得到最优的利用率，并 且对于不同的线路板的报文传输按照基于地址访问寻址方式。为了简化设计， 对于控制装置发送出来的处理层数据报文不做任何识别，只需要把报文当作净荷(Payload)处理，至到转发到另外一个线卡板的控制装置，PCIE交换单 元对于处理层报文就像一个隧道。下面以切片长度为256字节为例对报文拆分、PCIE报文头封装过程，以及 PCIE报文组帧过程进行说明，如图9所示。发送到PCIE交换单元的所有报文(除 了切片的最后一个报文)的净荷都是256字节，PCIE报文头中包含的地址信息 依次增加256， PC正交换单元接收到PC正报文后，依据报文的地址信息转发到 相应的线卡板上，线卡板接收到报文后，依据报文PCIE报文头中携带的源ID (由发送端的总线号、设备号、功能号组成)入不同的队列。适配装置可以 根据如下三种措施来判断是否一个完整的组帧PCIE报文头中地址不是连续 增加256时，为一个组帧才艮文结束；PC正报文长度小于256字节时，为一个组 帧报文结束；地址虽然连续，报文长度为256字节，但预定时间内没有接收到 下一个^^文，为一个组帧^1文结束。图IO是PC正标准规范定义的数据报文格式，图7和图9的地址信息对应图 10的Address地址字段，Requester ID即为本端口的总线号、设备号、功能号组 成的数据，以便在报文从PC正交换单元出来，适配装置根据报文不同来源进 入不同的队列，便于组帧。更进一步，为了保证系统的向后扩展性，保护用户的投资，本发明实施 例中适配装置与控制装置可以集成一体或分离。当高性能的基于PC正接口的 控制装置出现时，在当前的线卡板中使用带PCIE接口的扩展控制装置。如图 ll左侧两个线卡板，通过使用带扩展的控制装置，可以兼容当前系统，该两 个线卡板中分别使用扩展的控制装置，该控制装置集成了本发明中的控制装 置和适配装置的功能，支持PCIE终端的物理层和链路层协议、具有完成才艮文 的切片和组帧功能，当此线卡板要发送报文时，控制装置把要发送的报文切 割为256字节大小，封装PCIE报文头，并且同一个报文地址增加256,报文头 中携带本单板的PCIE源ID信息。而原来的线卡板为XGMII接口的以太网报文进行拆分封装通过交换网发送过来，控制装置接收到报文后，依据PC正报文 头的地址和PCIE源ID信息，报文存储到不同的内存空间中，通过软件或者硬 件完成报文的组帧。另外，为了保证系统的稳定性，当检测到数据通道发生故障时，通知主控板和线卡板将数据平面通信切换到以太网交换单元；检测到控制通道发生 故障时，通知主控板和线卡板将控制平面通信切换到PC正交换单元。本发明实施例通过隧道技术简化PCIE总线设计，降低总线适配成本和提 高整个交换网的QoS;并且通过在适配装置中实现线卡4反才艮文拆分和组帧，并 使拆分的报文完全嵌套在PCIE数据帧中，从而使线卡板的控制装置完全从 PCIE协议中解放出来，提高了控制装置的利用率，并且拆分后的报文更有利 于在PCIE交换网中传输，减少突发传输带宽，保证了交换网的稳定性，为服 务质量保证服务提供了可靠的交换环境。以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此， 任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种基于PCIE交换网的通信系统，包括主控板、线卡板和PCIE交换设备，其特征在于，所述线卡板包括控制装置和适配装置；所述适配装置，将来自本线卡板控制装置的报文转换为PCIE报文，通过所述PCIE交换设备将所述PCIE报文发送到主控板或其它线卡板；并接收主控板或其它线卡板通过所述PCIE交换设备发送来的PCIE报文，将所述PCIE报文转换为所述控制装置适配的报文发送给所述控制装置。
2、 如权利要求1所述基于PCIE交换网的通信系统，其特征在于，所述 适配装置包括上行适配单元和下行适配单元，所述上行适配单元，将来自本线卡板控制装置的报文转换为PC正报文， 通过所述PC正交换设备发送到主控板或其它线卡板；所述下行适配单元，接收主控板或其它线卡板通过所述PCIE交换设备发 送来的PC正报文，转换为所述控制装置适配的报文发送给所述控制装置。
3、 如权利要求2所述基于PCIE交换网的通信系统，其特征在于，所述 上行适配单元具体包括拆分子单元，用于将所述控制装置发来的报文拆分成多个PCIE特定长度 的报文；PC正头封装子单元，分别将所述多个PCIE特定长度的报文加PCIE报文 头，生成一组PC正报文，发送到PCIE交换设备。
4、 如权利要求3所述基于PC正交换网的通信系统，其特征在于，所述 上行适配单元还包括目标线卡板地址获取子单元，接收所述控制装置发送给 所述适配装置的携带目标线卡板的地址信息的报文，并从所述报文中获取目 标线卡板地址，通过所述PCIE头封装子单元封装在PC正报文头中。
5、 如权利要求2所述基于PCIE交换网的通信系统，其特征在于，所述 下行适配单元具体包括PCIE头解封装子单元，将来自PC正交换设备的PCIE报文去掉PC正报 文头，获得一组PCIE报文；组帧子单元，将所述PC正4艮文組装成适配所述控制装置的^^文发送给所 述控制装置。
6、 如权利要求5所述基于PCIE交换网的通信系统，其特征在于，所述 下行适配单元还包括组帧检测子单元，用于检测从PCIE交换设备发来的PCIE 报文是否为 一组完整4艮文。
7、 如权利要求1至6中任一项所述基于PC正交换网的通信系统，其特 征在于，所述主控板中包括带PC正接口的控制装置，或不带PCIE接口的控 制装置加带PCIE接口的北桥芯片。
8、 如权利要求1至6中任一项所述基于PC正交换网的通信系统，其特 征在于，所述适配装置与所述控制装置集成一体或分离。
9、 一种基于PCIE交换网的线卡板，其特征在于，包括控制装置和适配 装置；所述适配装置，将来自本线卡板控制装置的报文转换为PCIE报文，通过 所述PCIE交换设备将所述PCIE报文发送到主控板或其它线卡板；并接收主 控板或其它线卡板通过所述PCIE交换设备发送来的PC正报文，将所述PCIE |艮文转换为所述控制装置适配的^1文发送给所述控制装置。
10、 如权利要求9所述基于PCIE交换网的线卡板，其特征在于，所述适 配装置包括上行适配单元和下行适配单元，所述上行适配单元，将来自本线卡板控制装置的报文转换为PC正"R文， 通过所述PC正交换设备发送到主控板或其它线卡板；所述下行适配单元，接收主控板或其它线卡板通过所述PCIE交换设备发 送来的PC正报文，转换为所述控制装置适配的报文发送给所述控制装置。
11、 如权利要求10所述基于PCIE交换网的线卡板，其特征在于，所述 上行适配单元具体包括拆分子单元，用于将所述控制装置发来的报文拆分成多个PCIE特定长度 的报文；PCIE头封装子单元，分别将所述多个PC正特定长度的报文加PCIE报文 头，生成一组PCIE报文，发送到PCIE交换设备。
12、 如权利要求11所述基于PC正交换网的线卡板，其特征在于，所述 上行适配单元还包括目标线卡板地址获取子单元，接收所述控制装置发送给所述适配装置的携带目标线卡板的地址信息的报文，并从所述报文中获取目标线卡板地址，通过所述PCIE头封装子单元封装在PC正报文头中。
13、 如权利要求12所述基于PCIE交换网的线卡板，其特征在于，所述 上行适配单元还包括优先级分类单元，所述控制装置发送给所述适配装置的 报文中还携带优先级信息，所述优先级分类单元通过所述优先级信息确定所 述^t艮文的优先级级别，将相应优先级标识通过所述PCIE头封装子单元封装到 所述PCIE报文头中。
14、 如权利要求13所述基于PC正交换网的线卡板，其特征在于，所述 目标线卡板地址获取子单元获取所述地址信息或所述优先级分类单元获取优 先级信息后，将所述^^艮文中的所述地址信息或优先级信息删除。
15、 如权利要求10所述基于PCIE交换网的线卡板，其特征在于，所述 下行适配单元具体包括PCIE头解封装子单元，将来自PCIE交换设备的PCIE报文去掉PC正报 文头，获得一组PC正报文；组帧子单元，将所述PC正报文组装成适配所述控制装置的报文发送给所 述控制装置。
16、 如权利要求15所述基于PCIE交换网的线卡板，其特征在于，所述 下行适配单元还包括组帧检测子单元，用于检测从PC正交换设备发来的PCIE 报文是否为 一组完整报文。
17、 如权利要求16所述基于PCIE交换网的线卡板，其特征在于，所述 检测条件包括PC正报文头中地址不连续、报文长度小于特定长度或预设时 间内没有收到下一个"R文。
18、 如权利要求15所述基于PCIE交换网的线卡板，其特征在于，所述 下行适配单元还包括多个队列子单元，分别存储来自其它线卡板和主控板的PC正纟艮文。
19、 一种基于PCIE交换网的通信方法，其特征在于，包括将来自本线卡板控制装置的报文转换为PCIE报文，通过所述PCIE交换 设备发送到主控板或其它线卡板；转换为所述控制装置适配的^^文发送给所述控制装置。
20、 如权利要求19所述基于PCIE交换网的通信方法，其特征在于， 将所述控制装置发来的报文拆分成多个PCIE特定长度的报文；分别将所述多个PC正特定长度的报文加PC正报文头，生成一组PC正报文，发送到 PC正交换设备；将来自PCIE交换设备的PCIE报文去掉PCIE报文头，获得一组PC正报 文；然后将所述PC正报文组装成适配所述控制装置的报文发送给所述控制装置。
21、 如权利要求20所述基于PC正交换网的通信方法，其特征在于，从 所述控制装置发送的报文中获取目标线卡板地址，通过所述PCIE头封装子单 元封装在PC正报文头中。
22、 如权利要求20所述基于PCIE交换网的通信方法，其特征在于，从 所述控制装置发送的报文中获取优先级信息，确定所述报文的优先级级别， 将对应的优先级标识通过所述PCIE头封装子单元封装到所述PC正报文头中。
23、 如权利要求20所述基于PCIE交换网的通信方法，其特征在于，所 述将来自PCIE交换设备的PCIE报文去掉PC正报文头之前还包括检测从 PCIE交换设备发来的PC正报文是否为一组完整报文，其中，所述检测条件 包括PCIE报文头中地址不连续、报文长度小于特定长度或预设时间内没有 收到下一个纟艮文。
24、 如权利要求20所述基于PCIE交换网的通信方法，其特征在于，所 述将来自PCIE交换设备的PC正报文去掉PCIE报文头之前还包括将来自 其它线卡板和主控板的PCIE报文分别存储到不同的队列中。
全文摘要
本发明提供了一种基于PCIE交换网的通信系统，包括主控板、线卡板和PCIE交换设备，所述线卡板包括控制装置和适配装置；所述适配装置，将来自本线卡板控制装置的报文转换为PCIE报文，通过所述PCIE交换设备发送到主控板或其它线卡板；并接收主控板或其它线卡板通过所述PCIE交换设备发送来的PCIE报文，转换为所述控制装置适配的报文发送给所述控制装置。本发明还提供了一种基于PCIE交换网的通信方法及线卡板。本发明的实施例中，在如网关、路由器等通信设备的PCIE交换器和线卡板控制装置之间增加一个适配装置，实现控制装置的接口总线和PCIE总线的适配，使PCIE总线对于线卡板的控制装置是透明的。
文档编号H04L12/02GK101277196SQ20071009099
公开日2008年10月1日 申请日期2007年3月30日 优先权日2007年3月30日
发明者武 杨 申请人:杭州华三通信技术有限公司