專利名稱：用于服務(wù)器和存儲(chǔ)區(qū)網(wǎng)絡(luò)之間的光學(xué)連網(wǎng)的方法和架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域一般涉及存儲(chǔ)和/或服務(wù)器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)，且尤其涉及用于使用光交換網(wǎng)絡(luò)在SAN之間傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
商業(yè)活動(dòng)所產(chǎn)生和采集的數(shù)據(jù)量近些年呈指數(shù)增長(zhǎng)，且這種增長(zhǎng)被預(yù)計(jì)會(huì)在將來(lái)持續(xù)下去。數(shù)據(jù)是商業(yè)計(jì)算處理所依據(jù)的基礎(chǔ)資源。為確保商業(yè)處理遞交期望的結(jié)果，就必須訪問(wèn)數(shù)據(jù)。商業(yè)數(shù)據(jù)的管理和保護(hù)對(duì)于商業(yè)處理的可用性來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。管理覆蓋諸如配置、執(zhí)行和保護(hù)的多個(gè)方面，其范圍從如果存儲(chǔ)介質(zhì)故障該怎么辦到完成災(zāi)難恢復(fù)過(guò)程。
在大型機(jī)的環(huán)境中，集中了存儲(chǔ)管理。存儲(chǔ)裝置連接到大型機(jī)主機(jī)并直接由其中系統(tǒng)程序員(存儲(chǔ)管理員)完全專注該任務(wù)的IT部門管理。按此方式管理存儲(chǔ)是相對(duì)直接和容易的。
客戶機(jī)/服務(wù)器計(jì)算的出現(xiàn)產(chǎn)生了新的一組問(wèn)題，諸如對(duì)臺(tái)式機(jī)的管理成本迅速上升，以及新的存儲(chǔ)管理問(wèn)題。大型機(jī)環(huán)境中被集中的信息現(xiàn)在分散于一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)上并常被不佳地管理和控制。存儲(chǔ)裝置被分散并連接到各個(gè)機(jī)器；必須逐機(jī)器地安排容量增加；一個(gè)操作系統(tǒng)平臺(tái)所需的存儲(chǔ)常不能用于其它平臺(tái)上。
數(shù)十年來(lái)，計(jì)算產(chǎn)業(yè)已認(rèn)識(shí)到表達(dá)、處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之間的割裂?？蛻魴C(jī)/服務(wù)器架構(gòu)基于這三分層模型。頂層將臺(tái)式機(jī)用于數(shù)據(jù)表達(dá)。臺(tái)式機(jī)通?；趥€(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)。包括應(yīng)用程序服務(wù)器的中間層進(jìn)行處理。諸如電子郵件服務(wù)器或web服務(wù)器的應(yīng)用服務(wù)器由臺(tái)式機(jī)訪問(wèn)并使用底層上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，底層包括包含數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置。
為解決以上問(wèn)題，關(guān)于存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(這里都稱作“SAN”)連網(wǎng)的技術(shù)和存儲(chǔ)解決方案已且正在開發(fā)。SAN是允許網(wǎng)絡(luò)連接基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)所支持的距離內(nèi)建立在存儲(chǔ)裝置和處理器(服務(wù)器)之間的直接連接的高速網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)最普通地包括光纖信道(FC)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)今的SAN環(huán)境中，底層中的存儲(chǔ)裝置被集中和互連，它實(shí)際上表示后退到主機(jī)或大型機(jī)的中央存儲(chǔ)模型。
SAN可被認(rèn)為是對(duì)存儲(chǔ)總線概念的擴(kuò)展，它使存儲(chǔ)裝置和服務(wù)器能使用與局域網(wǎng)(LAN)和廣域網(wǎng)(WAN)中類似的元件路由器、集線器、交換機(jī)、導(dǎo)向器和網(wǎng)關(guān)進(jìn)行互連。SAN可在服務(wù)器之間共享和/或?qū)Ｓ糜谝粋€(gè)服務(wù)器。它可以支持同類(例如，共同平臺(tái))和異類(混合平臺(tái))架構(gòu)兩者。
圖1中示出了一對(duì)異類SAN架構(gòu)100A和100B的示例。每個(gè)架構(gòu)都根據(jù)上述常規(guī)三層架構(gòu)配置，包括客戶機(jī)層、應(yīng)用服務(wù)器層和存儲(chǔ)層?？蛻魴C(jī)層包括各種類型的客戶機(jī)計(jì)算機(jī)102，諸如工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)等。客戶機(jī)層中的客戶機(jī)計(jì)算機(jī)經(jīng)由LAN(局域網(wǎng))或WAN(廣域網(wǎng))106(對(duì)各自架構(gòu)100A和100B中標(biāo)記為106A和106B)連接到應(yīng)用服務(wù)器層中的服務(wù)器104。而服務(wù)器層中的服務(wù)器104經(jīng)由各自的SAN110A和110B連接到存儲(chǔ)層中的存儲(chǔ)裝置108。
異類架構(gòu)支持各種服務(wù)器硬件和平臺(tái)類型，并獨(dú)立于平臺(tái)分銷商和操作系統(tǒng)類型。存儲(chǔ)層106中的存儲(chǔ)裝置108用于存儲(chǔ)可經(jīng)由SAN110A和110B被訪問(wèn)的數(shù)據(jù)。一般，大多數(shù)類型的大容量存儲(chǔ)裝置可部署于SAN存儲(chǔ)層中，只要該裝置與SAN架構(gòu)兼容。
商業(yè)實(shí)體與更大企業(yè)的合并一般導(dǎo)致其中表示存儲(chǔ)島的各個(gè)SAN相互隔離的出現(xiàn)。為便于不同SAN之間的連續(xù)通信，必須采用有效的傳輸機(jī)制。在一種常規(guī)方案下，傳輸機(jī)制使用具有IP(以太網(wǎng)協(xié)議)的以太網(wǎng)接口和交換機(jī)來(lái)做到，諸如圖1所示的。為了在SAN110A和SAN110B之間接口，在IP網(wǎng)絡(luò)114之間使用SAN網(wǎng)關(guān)112A和112B。SAN網(wǎng)關(guān)便于根據(jù)具體協(xié)議的數(shù)據(jù)再配置，以幫助跨網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)交換。
雖然SAN一般被認(rèn)為是高效網(wǎng)絡(luò)，但SAN上發(fā)送的通信遠(yuǎn)不同于IP網(wǎng)絡(luò)被設(shè)計(jì)成處理的通信。IP網(wǎng)絡(luò)以路由為基礎(chǔ)，并通常服務(wù)大量客戶并且可以包括幾百或甚至幾千的路由器、交換機(jī)、網(wǎng)橋等。在IP協(xié)議下，通過(guò)將數(shù)據(jù)封裝入包括首部的相對(duì)較小的分組來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，所述首部在沿著數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目的地之間(諸如圖1的SAN110A和110B之間)的路徑的每個(gè)路由中繼段(hop)處被檢查。這包括量開銷。相反，SAN通信通常包括很短的路徑上發(fā)送的較大的有效負(fù)荷，通常是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。因此，SAN被設(shè)計(jì)用于處理塊通信，其中路由考慮是次要的。當(dāng)使用IP網(wǎng)絡(luò)在SAN之間發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，這些較大的有效負(fù)荷必須在源SAN網(wǎng)關(guān)處被分成許多小得多的分組，分別地在IP網(wǎng)絡(luò)上常沿著不同的路徑被發(fā)送，并在目的地SAN網(wǎng)關(guān)處被再匯集。結(jié)果，使用常規(guī)傳輸機(jī)制(諸如IP網(wǎng)絡(luò))的經(jīng)由SAN的數(shù)據(jù)傳輸是非常低效的且消耗有價(jià)值的帶寬和網(wǎng)絡(luò)資源。


本發(fā)明的前述各方面和許多優(yōu)點(diǎn)將變得更易于理解，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^(guò)以下詳細(xì)描述并結(jié)合附圖將得到更好的理解，其中除非另外指明否則相同的標(biāo)號(hào)貫穿各附圖表示相同的部分圖1是說(shuō)明典型存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)的組件和使用IP網(wǎng)絡(luò)在SAN島之間發(fā)送通信的常規(guī)技術(shù)的示意圖。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有可變時(shí)隙的光子脈沖串交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化框圖，該網(wǎng)絡(luò)連接到多個(gè)SAN和LAN網(wǎng)絡(luò)。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光子脈沖串交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)的操作的簡(jiǎn)化流程圖。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光子脈沖串交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)中使用的交換節(jié)點(diǎn)模塊的框圖。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的交換節(jié)點(diǎn)模塊的操作的流程圖。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的PBS網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的PBS光脈沖串流的示圖。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的PBS光脈沖串的一般PBS成幀格式的示圖。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖7的PBS成幀格式的進(jìn)一步細(xì)節(jié)的示圖。
圖9a是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的包括邊緣節(jié)點(diǎn)處共同定位的PBS接口和SAN網(wǎng)關(guān)的一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的示意圖，在該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下用PBS網(wǎng)絡(luò)組件連網(wǎng)多個(gè)SAN。
圖9b是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的包括用作邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)路由器的共同定位的PBS交換/邊緣節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的示意圖，在該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下用PBS網(wǎng)絡(luò)組件連網(wǎng)多個(gè)SAN。
圖9c是從BGP路由器看的圖9b的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的示意圖。
圖10是示出光纖信道如何被結(jié)構(gòu)化為分層功能的分層集的示圖。
圖11是示出光纖信道幀(FC-2)的格式的示圖。
圖12是示出在可以封裝一個(gè)或多個(gè)光纖信道幀的PBS成幀格式的細(xì)節(jié)的示圖。
圖13是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的共同定位的SAN網(wǎng)關(guān)/PBS邊緣節(jié)點(diǎn)單元的示圖。
圖14a是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖13中描述的光學(xué)PBSI/O卡的框圖。
圖14b是更詳細(xì)地示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖17a中描述的網(wǎng)絡(luò)處理器單元和排列單元的框圖。
圖15是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的出口操作流程的流程圖。
圖16是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的出口操作流程的流程圖。
圖17是示出BGP更新消息中的各種字段的示圖。
圖17a是示出與常規(guī)BGP更新消息的通路屬性相對(duì)應(yīng)的各種字段的示圖。
圖17b是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的附加字段的示圖，這些附加字段被添加到圖17a的BGP更新消息的通路屬性，它們使得外部路由能擴(kuò)展到光脈沖串交換網(wǎng)絡(luò)。
圖18是示出用于配置和初始化PBS網(wǎng)絡(luò)以使能與該P(yáng)BS網(wǎng)絡(luò)耦合的多個(gè)SAN之間的基于PBS的數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟僮鞯牧鞒虉D。
具體實(shí)施例方式
這里將描述使能使用光交換網(wǎng)絡(luò)在SAN之間傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)的實(shí)施例。在以下描述中，闡述了許多特定細(xì)節(jié)，諸如使用用于光子脈沖串交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施例的描述，以提供本發(fā)明實(shí)施例的透徹理解。但相關(guān)領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可以在沒(méi)有一個(gè)或多個(gè)這些特定細(xì)節(jié)或者用其它方法、組件、材料等的情況下實(shí)施。在其它實(shí)例中，未詳細(xì)示出或描述公知的結(jié)構(gòu)、材料或操作以使本發(fā)明的各方面更清晰。
貫穿說(shuō)明書對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”的引用表示聯(lián)系該實(shí)施例描述的特殊特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)或特征包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說(shuō)明書各處短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在一實(shí)施例中”的出現(xiàn)不必都表示同一實(shí)施例。此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，特殊的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)或特征可按任何合適的方式組合。
根據(jù)這里描述的本發(fā)明的各方面，通過(guò)光交換網(wǎng)絡(luò)便于在兩個(gè)或更多不同SAN之間以及任選的其它傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)類型(包括LAN和WAN)的網(wǎng)絡(luò)間通信。在以下的詳細(xì)描述中，參考它們?cè)诠庾用}沖串交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)中的使用來(lái)揭示本發(fā)明的實(shí)施例。PBS網(wǎng)絡(luò)是一種類型的光交換網(wǎng)絡(luò)，通常包括高速中繼段和跨度約束網(wǎng)絡(luò)，諸如企業(yè)網(wǎng)。術(shù)語(yǔ)“光子脈沖串”這里用于表示具有類似路由要求的統(tǒng)計(jì)多路復(fù)用的分組(例如，因特網(wǎng)協(xié)議(IP)分組、因特網(wǎng)幀、光纖信道(FC)幀)。雖然概念上類似于基于主干的光學(xué)脈沖串交換(OBS)網(wǎng)絡(luò)，但這些高速中繼段和跨度約束網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、操作約束和性能要求可以是不同的。但，可以理解，這里揭示的教示和原理也可應(yīng)用于其它類型的光交換網(wǎng)絡(luò)。
常規(guī)光交換網(wǎng)絡(luò)通常使用波長(zhǎng)路由技術(shù)，該技術(shù)需要在光交換節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行光學(xué)信號(hào)的光-電-光(O-E-O)轉(zhuǎn)換。光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)交換節(jié)點(diǎn)處的O-E-O轉(zhuǎn)換不僅是很慢的操作(通常約10毫秒)，而且是很昂貴且功耗大的操作，它潛在地形成了光交換網(wǎng)絡(luò)的通信瓶頸。此外，當(dāng)前的光交換技術(shù)不能有效地支持分組通信應(yīng)用(例如因特網(wǎng))中常發(fā)生的“猝發(fā)”通信。
圖2示出了示例性架構(gòu)，在該架構(gòu)下采用PBS網(wǎng)絡(luò)200以便于SAN106A、106B和106C，LAN202A和202B，以及WAN204之間的網(wǎng)絡(luò)間通信。PBS網(wǎng)絡(luò)200包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)，包括邊緣節(jié)點(diǎn)2151-215M以及交換節(jié)點(diǎn)2171-217L。PBS網(wǎng)絡(luò)200可進(jìn)一步包括與圖2所示的交換節(jié)點(diǎn)互連的附加的邊緣和交換節(jié)點(diǎn)(未示出)。在所示實(shí)施例中，邊緣節(jié)點(diǎn)同時(shí)用作入口和出口節(jié)點(diǎn)。在任選的配置中，入口和出口節(jié)點(diǎn)可包括分開的節(jié)點(diǎn)。因此，以下分開描述入口和出口節(jié)點(diǎn)功能；可以理解，對(duì)入口或出口節(jié)點(diǎn)的參考也可應(yīng)用于邊緣節(jié)點(diǎn)。實(shí)際上，邊緣節(jié)點(diǎn)提供“外部”網(wǎng)絡(luò)(即PBS網(wǎng)絡(luò)以外；圖2實(shí)施例中的SAN 106A-C，LAN202A和202B，以及WAN204)和PBS網(wǎng)絡(luò)的交換節(jié)點(diǎn)之間的接口。在該實(shí)施例中，用智能模塊實(shí)現(xiàn)入口、出口和交換節(jié)點(diǎn)功能。
在一些實(shí)施例中，入口節(jié)點(diǎn)執(zhí)行接收光信號(hào)的光-電(O-E)轉(zhuǎn)換，并包括電子存儲(chǔ)器以緩沖接收信號(hào)直到它們被發(fā)送給合適的外部網(wǎng)絡(luò)。此外，在一些實(shí)施例中，入口節(jié)點(diǎn)也在接收的電信號(hào)被發(fā)送給PBS網(wǎng)絡(luò)200的交換節(jié)點(diǎn)2171-217L前執(zhí)行該電信號(hào)的電-光(E-O)轉(zhuǎn)換。
出口節(jié)點(diǎn)用光交換單元或模塊實(shí)現(xiàn)，它們可配置成從PBS網(wǎng)絡(luò)200的其它節(jié)點(diǎn)接收光信號(hào)并隨后將它們路由到外部網(wǎng)絡(luò)。出口節(jié)點(diǎn)也可從外部網(wǎng)絡(luò)接收光信號(hào)并將它們發(fā)送到PBS網(wǎng)絡(luò)200內(nèi)的合適目的地節(jié)點(diǎn)，因此用作入口節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，出口節(jié)點(diǎn)執(zhí)行所接收的光信號(hào)的O-E-O轉(zhuǎn)換，并包括電子存儲(chǔ)器來(lái)緩沖接收到的信號(hào)直到它們被發(fā)送給PBS網(wǎng)絡(luò)200的合適節(jié)點(diǎn)。入口和出口節(jié)點(diǎn)也可從電域中實(shí)現(xiàn)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈接(例如，有線的以太網(wǎng)鏈接等)接收信號(hào)并將信號(hào)發(fā)送出去。
交換節(jié)點(diǎn)2171-217L用光交換單元或模塊實(shí)現(xiàn)，它們各自被配置成從其它交換節(jié)點(diǎn)接收光信號(hào)并適當(dāng)?shù)貙⒔邮盏降墓庑盘?hào)路由到PBS網(wǎng)絡(luò)200的其它交換和邊緣節(jié)點(diǎn)。如下所述，交換節(jié)點(diǎn)執(zhí)行光控制脈沖串和網(wǎng)絡(luò)管理控制脈沖串信號(hào)的O-E-O轉(zhuǎn)換。在一些實(shí)施例中，這些光控制脈沖串和網(wǎng)絡(luò)管理控制脈沖串僅在預(yù)選的波長(zhǎng)上傳播。在這種實(shí)施例中，這些預(yù)選的波長(zhǎng)不傳播光“數(shù)據(jù)”脈沖串(與控制脈沖串和網(wǎng)絡(luò)管理控制脈沖串相反)信號(hào)，盡管控制脈沖串和網(wǎng)絡(luò)管理控制脈沖串可包括用于特殊一組光學(xué)數(shù)據(jù)脈沖串信號(hào)的必要信息。在一些實(shí)施例中，控制和數(shù)據(jù)信息在分開的波長(zhǎng)上發(fā)送(這里也稱作帶外(OOB)信號(hào)發(fā)送)。在其它實(shí)施例中，控制和數(shù)據(jù)信息可在相同的波長(zhǎng)上發(fā)送(這里也稱作帶內(nèi)(IB)信號(hào)發(fā)送)。在另一實(shí)施例中，光控制脈沖串、網(wǎng)絡(luò)管理控制脈沖串和光數(shù)據(jù)脈沖串信號(hào)使用不同的編碼方案(諸如不同的調(diào)制格式等)在相同波長(zhǎng)上傳播。
雖然交換節(jié)點(diǎn)2171-217L可執(zhí)行光控制信號(hào)的O-E-O轉(zhuǎn)換，但在此實(shí)施例中交換節(jié)點(diǎn)不執(zhí)行光數(shù)據(jù)脈沖串信號(hào)的O-E-O轉(zhuǎn)換。相反，交換節(jié)點(diǎn)2171-217L純粹地執(zhí)行光數(shù)據(jù)脈沖串信號(hào)的光交換。因此，交換節(jié)點(diǎn)可包括電子電路以存儲(chǔ)和處理被轉(zhuǎn)換為電子形式的進(jìn)入的光控制脈沖串和網(wǎng)絡(luò)管理控制脈沖串并使用該信息來(lái)配置光子脈沖串交換設(shè)定，并正確地路由與光控制脈沖串相對(duì)應(yīng)的光數(shù)據(jù)脈沖串信號(hào)?；谛碌穆酚尚畔⑻鎿Q先前的控制脈沖串的新控制脈沖串被轉(zhuǎn)換成光控制信號(hào)，并被發(fā)送到下一個(gè)交換或出口節(jié)點(diǎn)。
用于示例性PBS網(wǎng)絡(luò)200的元件如下互連。SAN106A、106B和106C，LAN202A和202B，以及WAN204連接到PBS邊緣節(jié)點(diǎn)2151-215M中的相應(yīng)一些。在所示實(shí)施例中，各SAN網(wǎng)關(guān)206A、206B和206C被用于便于SAN106A、106B和106C的通信接口。如以下詳細(xì)描述的，在一個(gè)實(shí)施例中，SAN網(wǎng)關(guān)和PBS邊緣節(jié)點(diǎn)之間的“連接”發(fā)生于同一“單元”內(nèi)，因此共同定位SAN網(wǎng)關(guān)和PBS邊緣節(jié)點(diǎn)的功能。在另一實(shí)施例中，基于光纜或電纜的鏈接可用于將SAN網(wǎng)關(guān)連接到PBS邊緣節(jié)點(diǎn)。
PBS網(wǎng)絡(luò)200內(nèi)，邊緣節(jié)點(diǎn)2151-215M經(jīng)由光纖連接到交換節(jié)點(diǎn)2171-217L中的一些。交換節(jié)點(diǎn)2171-217L也經(jīng)由光纖互相互連以形成包括邊緣節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)光通路或光學(xué)鏈路的網(wǎng)狀架構(gòu)。理想地，有多個(gè)光通路以將交換節(jié)點(diǎn)2171-217L連接到PBS網(wǎng)絡(luò)200的每個(gè)端點(diǎn)(即，邊緣節(jié)點(diǎn)是PBS網(wǎng)絡(luò)200內(nèi)的端點(diǎn))。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，交換節(jié)點(diǎn)和邊緣節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)光通路使能保護(hù)交換，或者可以使能諸如到目的地的主要和次要路徑的特點(diǎn)。
如以下結(jié)合圖3所述的，PBS網(wǎng)絡(luò)200的邊緣和交換節(jié)點(diǎn)被配置為發(fā)送和/或接收被波長(zhǎng)多路復(fù)用的光控制脈沖串、光數(shù)據(jù)脈沖串和其它控制信號(hào)，以在預(yù)選波長(zhǎng)上傳播光控制脈沖串和控制標(biāo)簽并在不同的預(yù)選波長(zhǎng)上傳播光數(shù)據(jù)脈沖串或有效負(fù)荷。此外，PBS網(wǎng)絡(luò)200的邊緣節(jié)點(diǎn)可發(fā)送光控制脈沖串信號(hào)同時(shí)從PBS網(wǎng)絡(luò)200發(fā)送出數(shù)據(jù)(光或電的)。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在LAN和WAN之間發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)PBS網(wǎng)絡(luò)200的操作流程。該流程圖反映了PBS網(wǎng)絡(luò)所執(zhí)行的一般傳輸操作。特別是，內(nèi)部交換對(duì)于SAN和LAN、WAN或另一SAN之一之間的數(shù)據(jù)傳輸是一致的。以下描述用于SAN對(duì)接的附加措施。
參考圖2和3，過(guò)程開始于框300，其中PBS網(wǎng)絡(luò)200從外部網(wǎng)絡(luò)接收IP分組或以太網(wǎng)幀等。在一個(gè)實(shí)施例中，PBS網(wǎng)絡(luò)200在邊緣節(jié)點(diǎn)2151-215M之一處接收IP分組。接收到的分組可以是電子形式而非光學(xué)形式，或者按光學(xué)形式接收并隨后轉(zhuǎn)換成電子形式。在該實(shí)施例中，邊緣節(jié)點(diǎn)以電形式存儲(chǔ)接收到的分組。
為清楚起見(jiàn)，PBS網(wǎng)絡(luò)200的操作流程的其余描述集中于從邊緣節(jié)點(diǎn)2152(用作入口節(jié)點(diǎn))到邊緣節(jié)點(diǎn)2153(用作出口節(jié)點(diǎn))的信息傳輸。其它邊緣節(jié)點(diǎn)之間的信息傳輸基本類似。
光脈沖串標(biāo)簽(即，光控制脈沖串)和光有效負(fù)荷(即，光數(shù)據(jù)脈沖串)從接收到的IP分組形成，如框302所描述的。在一個(gè)實(shí)施例中，邊緣節(jié)點(diǎn)2151使用統(tǒng)計(jì)多路復(fù)用技術(shù)來(lái)從邊緣節(jié)點(diǎn)2152中存儲(chǔ)的接收到的IP分組形成光數(shù)據(jù)脈沖串。例如，由邊緣節(jié)點(diǎn)2152接收并在它們的路徑上通過(guò)邊緣節(jié)點(diǎn)2153傳遞到目的地的分組可被組裝成一個(gè)光數(shù)據(jù)脈沖串有效負(fù)荷。
接著，在框304中，特殊光學(xué)信道和/或光纖上的帶寬被保留以通過(guò)PBS網(wǎng)絡(luò)200傳輸光數(shù)據(jù)脈沖串。在一個(gè)實(shí)施例中，邊緣節(jié)點(diǎn)2152保留通過(guò)PBS網(wǎng)絡(luò)200的光數(shù)據(jù)信號(hào)路徑中的時(shí)隙(即時(shí)分多路復(fù)用(TDM)系統(tǒng)的時(shí)隙)。該時(shí)隙可以是固定持續(xù)時(shí)間和/或可變持續(xù)時(shí)間，其中相鄰時(shí)隙之間有均勻或不均勻的時(shí)間間隔。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，為足以將光脈沖串從入口節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)匠隹诠?jié)點(diǎn)的時(shí)間周期保留帶寬。例如，在一些實(shí)施例中，邊緣和交換節(jié)點(diǎn)維持所有使用的和可用的時(shí)隙的更新列表。時(shí)隙可在多個(gè)帶寬和光纖上分配和分布。這些保留的時(shí)隙這里也稱作TDM信道。
當(dāng)邊緣節(jié)點(diǎn)保留帶寬時(shí)或當(dāng)在傳輸光數(shù)據(jù)脈沖串后釋放帶寬時(shí)，網(wǎng)絡(luò)控制器(未示出)更新該列表。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)控制器和邊緣節(jié)點(diǎn)基于可用網(wǎng)絡(luò)資源和通信模式使用各種脈沖串或分組調(diào)度算法執(zhí)行該更新處理。周期性向所有邊緣和交換節(jié)點(diǎn)廣播的可用的可變持續(xù)時(shí)間TDM信道在相同波長(zhǎng)上作為光控制脈沖串發(fā)送或在整個(gè)光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的不同共用預(yù)選波長(zhǎng)上發(fā)送。網(wǎng)絡(luò)控制器功能可駐留于邊緣節(jié)點(diǎn)之一中，或者可以分布于兩個(gè)或更多邊緣節(jié)點(diǎn)上。
光控制脈沖串、網(wǎng)絡(luò)光纜控制標(biāo)簽和光數(shù)據(jù)脈沖串隨后通過(guò)光子脈沖串交換網(wǎng)絡(luò)200在保留的時(shí)隙或TDM信道中傳輸，如框306所述。在一個(gè)實(shí)施例中，邊緣節(jié)點(diǎn)2152沿著網(wǎng)絡(luò)控制器確定的光學(xué)標(biāo)簽交換路徑(OLSP)將控制脈沖串發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在該實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)控制器在一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)上使用基于約束的路由協(xié)議(例如，多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS))以確定對(duì)出口節(jié)點(diǎn)的最佳可用OLSP。
在一個(gè)實(shí)施例中，控制標(biāo)簽(這里也稱作控制脈沖串)在光子數(shù)據(jù)脈沖串之前在不同的波長(zhǎng)和/或不同的光纖上被異步發(fā)送?？刂泼}沖串和數(shù)據(jù)脈沖串之間的時(shí)間偏差允許每個(gè)交換節(jié)點(diǎn)處理該控制脈沖串并配置光子脈沖串交換機(jī)以在相應(yīng)的數(shù)據(jù)脈沖串到達(dá)前正確地進(jìn)行交換。術(shù)語(yǔ)光子脈沖串交換機(jī)這里用于表示不使用O-E-O轉(zhuǎn)換的快速光交換機(jī)。
在一個(gè)實(shí)施例中，邊緣節(jié)點(diǎn)2152隨后沿著路由器(例如，交換節(jié)點(diǎn)2171)異步發(fā)送光學(xué)數(shù)據(jù)脈沖串到交換節(jié)點(diǎn)，其中光數(shù)據(jù)脈沖串經(jīng)歷很少的時(shí)間延遲或不經(jīng)歷時(shí)間延遲且在每個(gè)交換節(jié)點(diǎn)內(nèi)不作O-E-O轉(zhuǎn)換。光控制脈沖串在發(fā)送相應(yīng)的光數(shù)據(jù)脈沖串前被發(fā)送。
在一些實(shí)施例中，交換節(jié)點(diǎn)可執(zhí)行控制脈沖串的O-E-O轉(zhuǎn)換，使得該節(jié)點(diǎn)能提取和處理標(biāo)簽中包含的路由信息。此外，在一些實(shí)施例中，TDM信道以用于傳播標(biāo)簽的相同的波長(zhǎng)傳播?；蛘?，標(biāo)簽和有效負(fù)荷可利用不同的調(diào)制格式在同一光纖的相同波長(zhǎng)上調(diào)制。例如，光學(xué)標(biāo)簽可利用不歸零(NRZ)調(diào)制格式發(fā)送，同時(shí)光學(xué)有效負(fù)荷在相同波長(zhǎng)上使用歸零(RZ)調(diào)制格式被發(fā)送。光學(xué)脈沖串按類似方式從一個(gè)交換節(jié)點(diǎn)發(fā)送到另一交換節(jié)點(diǎn)，直到光控制和數(shù)據(jù)脈沖串終止于邊緣節(jié)點(diǎn)2153。
其余操作組屬于出口節(jié)點(diǎn)操作(例如，邊緣節(jié)點(diǎn)2153處執(zhí)行的出口操作)?？?08中，在接收到數(shù)據(jù)脈沖串后，出口節(jié)點(diǎn)分解它以提取被封裝的數(shù)據(jù)(例如，IP分組，以太網(wǎng)幀，光纖信道(FC)幀，等等)。在一個(gè)實(shí)施例中，出口節(jié)點(diǎn)將光數(shù)據(jù)脈沖串轉(zhuǎn)換為出口節(jié)點(diǎn)可以處理以恢復(fù)每個(gè)分組的數(shù)據(jù)段的電子信號(hào)。這點(diǎn)處的操作流程取決于目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)是光學(xué)WAN還是LAN，如判斷框310所述的。
如果目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)是光學(xué)WAN，則在框312中形成新的光控制和數(shù)據(jù)脈沖串信號(hào)。在該實(shí)施例中，邊緣節(jié)點(diǎn)2153準(zhǔn)備新的光學(xué)標(biāo)簽和有效負(fù)荷信號(hào)。隨后，在框314中，將該新的控制和數(shù)據(jù)脈沖串發(fā)送給目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)(即，這種情況中的WAN)。在本實(shí)施例中，出口節(jié)點(diǎn)包括光學(xué)接口以將控制和數(shù)據(jù)脈沖串發(fā)送到光學(xué)WAN。
但如果框310中目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)被判定為是LAN，則邏輯進(jìn)行到框316。因此，提取的數(shù)據(jù)分組或幀被處理，與相應(yīng)的IP標(biāo)簽組合，并隨后被路由到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)(即，這種情況中的LAN)。本實(shí)施例中，邊緣節(jié)點(diǎn)2153形成這些新IP分組。新IP分組隨后被發(fā)送給目標(biāo)LAN，如框318所示。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用作PBS網(wǎng)絡(luò)200中的交換節(jié)點(diǎn)的模塊217。模塊217包括一組光學(xué)波分多路分解器4001-400A，其中A表示用于傳播有效負(fù)荷、標(biāo)簽和其它網(wǎng)絡(luò)資源到該模塊的輸入光纖的數(shù)量。例如，在本實(shí)施例中，每個(gè)輸入光纖都可以承載一組C個(gè)波長(zhǎng)(即，WDM波長(zhǎng))，盡管在其它實(shí)施例中輸入光纖可承載不同數(shù)量的波長(zhǎng)。模塊217還包括一組N×N光子脈沖串交換機(jī)4021-402B，其中N是每個(gè)光子脈沖串交換機(jī)的輸入/輸出端口的數(shù)量。因此，在該實(shí)施例中，每個(gè)光子脈沖串交換機(jī)處波長(zhǎng)的最大數(shù)量是A·C，其中N≥A·C+1。對(duì)于其中N大于A·C的實(shí)施例，額外的輸入/輸出端口可用于回送光信號(hào)用于緩沖。
此外，盡管光子脈沖串交換機(jī)4021-402B被示作分開的單元，它們可以用任何合適的交換機(jī)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)為N×N光子脈沖串交換機(jī)。模塊217還包括一組光學(xué)波分多路復(fù)用器4041-404A，一組光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器406(例如，光電檢測(cè)器)，控制單元407，和一組電光信號(hào)轉(zhuǎn)換器408(例如，激光器)?？刂茊卧?07可具有一個(gè)或多個(gè)處理器以執(zhí)行軟件或固件程序。
模塊217的該實(shí)施例中的元件如下互連。光學(xué)多路分解器4001-400A連接到一組A個(gè)輸入光纖，這些光纖傳播來(lái)自光子脈沖串交換網(wǎng)絡(luò)200的其它交換節(jié)點(diǎn)的輸入光信號(hào)。光學(xué)多路分解器的輸出引線連接到一組B個(gè)核心光交換機(jī)4021-402B以及連接到光信號(hào)轉(zhuǎn)換器406。例如，光學(xué)多路分解器4001具有連接到光子脈沖串交換機(jī)4021-402B的B條輸出引線(即，光學(xué)多路分解器4001的一條輸出引線連接到每個(gè)光子脈沖串交換機(jī)的一條輸入引線)以及連接到光信號(hào)轉(zhuǎn)換器406的至少一條輸出引線。
光子脈沖串交換機(jī)4021-402B的輸出引線連接到光學(xué)多路復(fù)用器4041-404A。例如，光子脈沖串交換機(jī)4021具有連接到光學(xué)多路復(fù)用器4041-404A的輸入引線的A條輸出引線(即，光子脈沖串交換機(jī)4021的一條輸出引線到每個(gè)光學(xué)多路復(fù)用器的一條輸入引線)。每個(gè)光學(xué)多路復(fù)用器還具有連接到電光信號(hào)轉(zhuǎn)換器408的輸出引線的輸入引線。控制單元407具有與光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器406的輸出引線或端口相連的輸入引線或端口。控制單元407的輸出引線連接到光子脈沖串交換機(jī)4021-402B的控制引線以及電光信號(hào)轉(zhuǎn)換器408。如以下結(jié)合圖5的流程圖所述的，模塊217用于接收和發(fā)送光控制脈沖串、光數(shù)據(jù)脈沖串和網(wǎng)絡(luò)管理控制脈沖串。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的模塊217的操作流程。參考圖4和5，模塊217如下操作。
模塊217接收具有TDM控制和數(shù)據(jù)脈沖串信號(hào)的光信號(hào)。在本實(shí)施例中，模塊217在一個(gè)或兩個(gè)光學(xué)多路分解器處接收光學(xué)控制信號(hào)(例如，光控制脈沖串)和光數(shù)據(jù)信號(hào)(即，本實(shí)施例中的光數(shù)據(jù)脈沖串)。例如，可以在光學(xué)多路分解器400A接收的光信號(hào)的第一波長(zhǎng)上調(diào)制光控制信號(hào)，而在光學(xué)多路分解器400A接收的光信號(hào)的第二波長(zhǎng)上調(diào)制光數(shù)據(jù)信號(hào)。在一些實(shí)施例中，光控制信號(hào)由第一光學(xué)多路分解器接收而光數(shù)據(jù)信號(hào)由第二光學(xué)多路分解器接收。此外，在一些情況中，僅接收光控制信號(hào)(例如，網(wǎng)絡(luò)管理控制脈沖串)?？?00表示該操作。
模塊217將光控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。在該實(shí)施例中，光控制信號(hào)是光控制脈沖串信號(hào)，它由光學(xué)多路分解器從接收到的光數(shù)據(jù)信號(hào)中分離并被發(fā)送到光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器406。在其它實(shí)施例中，光控制信號(hào)可以是網(wǎng)絡(luò)管理控制脈沖串。光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器406將光控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，TDM控制信號(hào)的每個(gè)部分都被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。由控制單元407接收的電控制信號(hào)被處理以形成新的控制信號(hào)。在該實(shí)施例中，控制單元407存儲(chǔ)并處理控制信號(hào)中包含的信息?？?02表示該操作。
隨后，模塊217將處理后的電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成新的光控制脈沖串。在該實(shí)施例中，控制單元407提供TDM信道校準(zhǔn)，從而在期望的波長(zhǎng)和TDM時(shí)隙模式中生成再轉(zhuǎn)換的或新的光控制脈沖串。該新的控制脈沖串可在與框500中接收的控制脈沖串的波長(zhǎng)和/或時(shí)隙不同的波長(zhǎng)和/或時(shí)隙上被調(diào)制?？?04表示該操作。
隨后，模塊217發(fā)送光控制脈沖串到路徑中的下一個(gè)交換節(jié)點(diǎn)。在該實(shí)施例中，電光信號(hào)發(fā)生器408發(fā)送新的光控制脈沖串到光學(xué)多路復(fù)用器4041-404A的合適光學(xué)多路復(fù)用器以實(shí)現(xiàn)路由?？?06表示該操作。
隨后，模塊217根據(jù)控制信號(hào)中包含的路由信息將光數(shù)據(jù)信號(hào)(即，本實(shí)施例中的光數(shù)據(jù)脈沖串)路由到光學(xué)多路復(fù)用器4041-404A之一。在該實(shí)施例中，控制單元407處理控制脈沖串以提取路由和計(jì)時(shí)信息，并將合適的PBS配置信號(hào)發(fā)送給一組B個(gè)光子脈沖串交換機(jī)4021-402B以再配置每個(gè)光子脈沖串交換機(jī)來(lái)切換相應(yīng)的光數(shù)據(jù)脈沖串?？?08表示該操作。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在示例性PBS架構(gòu)600下節(jié)點(diǎn)之間的PBS光脈沖串流。架構(gòu)600包括入口節(jié)點(diǎn)610、交換節(jié)點(diǎn)612、出口節(jié)點(diǎn)614和其它節(jié)點(diǎn)(出口、交換和入口，它們未被示出以使光脈沖串流的描述更清晰)。在本實(shí)施例中，示出的入口、交換和出口節(jié)點(diǎn)610、612和614的組件是使用機(jī)器可讀指令實(shí)現(xiàn)的，這些指令使得機(jī)器(例如，處理器)執(zhí)行允許節(jié)點(diǎn)將信息傳遞到PBS網(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點(diǎn)的操作并從其它節(jié)點(diǎn)將信息傳入。本例中，光脈沖串流的光通路是從入口節(jié)點(diǎn)610到交換節(jié)點(diǎn)612再到出口節(jié)點(diǎn)614。
入口節(jié)點(diǎn)610包括入口PBS MAC(媒體訪問(wèn)信道)層組件620，它具有數(shù)據(jù)脈沖串匯編器621、數(shù)據(jù)脈沖串調(diào)度器622、偏差時(shí)間管理器624、控制脈沖串構(gòu)建器626和脈沖串成幀器628。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)脈沖串匯編器621匯編數(shù)據(jù)脈沖串以便在PBS網(wǎng)絡(luò)200上光學(xué)傳送。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)許多不同的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)確定數(shù)據(jù)脈沖串的大小，所述參數(shù)諸如服務(wù)質(zhì)量(QoS)、可用光學(xué)信道的數(shù)量、入口節(jié)點(diǎn)處電子緩沖的大小、特殊的脈沖串匯編算法等等。
數(shù)據(jù)脈沖串調(diào)度器622調(diào)度PBS網(wǎng)絡(luò)200上的數(shù)據(jù)脈沖串傳輸。入口PBSMAC層組件610生成用于插入與正形成的數(shù)據(jù)脈沖串相關(guān)聯(lián)的控制脈沖串的帶寬請(qǐng)求。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)脈沖串調(diào)度器622還生成調(diào)度，以包括偏差時(shí)間(來(lái)自于以下所述的偏差管理器624)從而允許PBS網(wǎng)絡(luò)200中的各種節(jié)點(diǎn)在相關(guān)數(shù)據(jù)脈沖串到達(dá)前處理控制脈沖串。
在一個(gè)實(shí)施例中，偏差時(shí)間管理器624根據(jù)各種網(wǎng)絡(luò)參數(shù)確定偏差時(shí)間，這些參數(shù)諸如沿選定光通路的中繼段的數(shù)量，每個(gè)交換節(jié)點(diǎn)處的處理延遲，用于特殊光通路的通信負(fù)荷，以及服務(wù)要求的等級(jí)。隨后，控制脈沖串構(gòu)建器626使用諸如所需帶寬、脈沖串調(diào)度時(shí)間、帶內(nèi)或帶外信號(hào)發(fā)送、脈沖串目的地地址、數(shù)據(jù)脈沖串長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)脈沖串信道波長(zhǎng)、偏差時(shí)間、優(yōu)先級(jí)等的信息構(gòu)建控制脈沖串。
脈沖串成幀器628使控制和數(shù)據(jù)脈沖串(在一些實(shí)施例中使用以下結(jié)合圖7、8和12所述的成幀格式)成幀。脈沖串成幀器628隨后在PBS網(wǎng)絡(luò)200上經(jīng)由物理光學(xué)接口(未示出)發(fā)送控制脈沖串，如箭頭650所示。在該實(shí)施例中，控制脈沖串在帶外(OOB)發(fā)送到交換節(jié)點(diǎn)612，如圖6中的光控制脈沖串656和PBS TDM信道657所指示的。隨后，脈沖串成幀器628根據(jù)脈沖串調(diào)度器622所生成的調(diào)度在PBS網(wǎng)絡(luò)上經(jīng)由物理光學(xué)接口發(fā)送數(shù)據(jù)脈沖串到交換節(jié)點(diǎn)612，如圖6中的光學(xué)脈沖串658和PBS TDM信道659所指示的。光學(xué)脈沖串656(控制脈沖串)和658(數(shù)據(jù)脈沖串)之間的時(shí)間延遲在圖6中被指示為OFFSET1。
交換節(jié)點(diǎn)612包括PBS交換控制器630，它具有控制脈沖串處理組件632、脈沖串成幀器/去成幀器634和硬件PBS交換機(jī)(未示出)。光控制脈沖串656經(jīng)由物理光學(xué)接口(未示出)和光交換機(jī)(未示出)被接收并被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)(即，O-E轉(zhuǎn)換)?？刂泼}沖串成幀器/去成幀器634使控制脈沖串信息去成幀并將控制信息提供給控制脈沖串處理組件632?？刂泼}沖串處理組件632處理該信息，確定相應(yīng)數(shù)據(jù)脈沖串的目的地、帶寬保留、下一個(gè)控制中繼段、控制標(biāo)簽交換等等。
PBS交換控制器組件630使用該信息中的一些以控制和配置光交換機(jī)(未示出)，從而在合適持續(xù)時(shí)間處將光數(shù)據(jù)脈沖串交換到合適信道處的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)(即，本例中的出口節(jié)點(diǎn)614)。在一些實(shí)施例中，如果保留帶寬不可用，PBS交換控制器組件630可采取合適的行動(dòng)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，PBS交換控制器630可以(a)確定不同的光通路以避免不可用的光學(xué)信道(例如，偏轉(zhuǎn)路由)；(b)使用PBS交換機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)集成的緩沖元件(諸如光纖延遲線)延遲數(shù)據(jù)脈沖串；(c)使用不同的光學(xué)信道(例如，通過(guò)使用可調(diào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器)；和/或(d)僅去掉同期數(shù)據(jù)脈沖串。PBS交換控制器組件630的一些實(shí)施例也可發(fā)送否定的確認(rèn)消息回到入口節(jié)點(diǎn)610以再發(fā)送去掉的脈沖串。
但是，如果可以找到和為數(shù)據(jù)脈沖串保留帶寬，則PBS交換控制器組件630提供硬件PBS交換機(jī)(未示出)的適當(dāng)控制。此外，PBS交換控制器組件630根據(jù)來(lái)自控制脈沖串處理組件632的更新保留帶寬和可用PBS網(wǎng)絡(luò)資源生成新的控制脈沖串。控制脈沖串成幀器/去成幀器634隨后使再構(gòu)建的控制脈沖串成幀，它隨后經(jīng)由物理光學(xué)接口(未示出)和光交換機(jī)(未示出)被光學(xué)發(fā)送到出口節(jié)點(diǎn)614，如圖6中PBS TDM信道664和光學(xué)控制脈沖串666所指示的。
此后，當(dāng)與接收/處理的控制脈沖串相對(duì)應(yīng)的光學(xué)數(shù)據(jù)脈沖串由交換節(jié)點(diǎn)612接收時(shí)，硬件PBS交換機(jī)已被配置為將光數(shù)據(jù)脈沖串交換到出口節(jié)點(diǎn)614。在其它情況中，交換節(jié)點(diǎn)612可以將光數(shù)據(jù)脈沖串交換到不同的節(jié)點(diǎn)(例如，圖6中未示出的另一交換節(jié)點(diǎn))。來(lái)自入口節(jié)點(diǎn)610的光數(shù)據(jù)脈沖串隨后被交換到出口節(jié)點(diǎn)614，如PBS TDM信道667和光學(xué)數(shù)據(jù)脈沖串658A所指示的。在該實(shí)施例中，光數(shù)據(jù)脈沖串658A僅僅是由硬件PBS交換機(jī)(未示出)再路由但可能在不同的TDM信道中發(fā)送的光數(shù)據(jù)脈沖串658。光控制脈沖串666和光數(shù)據(jù)脈沖串658A之間的時(shí)間延遲由圖6中的OFFSET2指示，它小于OFFSET1，例如是因?yàn)榻粨Q節(jié)點(diǎn)612中的處理延遲和其它計(jì)時(shí)錯(cuò)誤。
出口節(jié)點(diǎn)614包括PBS MAC組件940，它具有數(shù)據(jù)多路分解器642、數(shù)據(jù)脈沖串再匯編器644、控制脈沖串處理組件646以及數(shù)據(jù)脈沖串去成幀器648。出口節(jié)點(diǎn)614接收光控制脈沖串，如圖6中的箭頭670所指示的。脈沖串去成幀器648經(jīng)由物理O-E接口(未示出)接收并去成幀控制脈沖。在該實(shí)施例中，控制脈沖串處理組件646處理被去成幀的控制脈沖串以提取相關(guān)的控制/地址信息。
在接收到控制脈沖串后，出口節(jié)點(diǎn)614接收與接收到的控制脈沖串相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)脈沖串，如圖6中的箭頭672所示。本例中，相對(duì)于控制脈沖串的末端，出口節(jié)點(diǎn)614在延遲OFFSET2后接收光數(shù)據(jù)脈沖串。按與以上針對(duì)接收到的控制脈沖串所述的相類似的方式，脈沖串去成幀器648接收并去成幀數(shù)據(jù)脈沖串。數(shù)據(jù)脈沖串再匯編器644隨后處理被去成幀的數(shù)據(jù)脈沖串以提取數(shù)據(jù)(且如果數(shù)據(jù)脈沖串是分段的數(shù)據(jù)脈沖串，則再匯編該數(shù)據(jù))。數(shù)據(jù)多路分解器642適當(dāng)?shù)囟嗦贩纸馓崛〉臄?shù)據(jù)，用于發(fā)送到合適的目的地(它可以是PBS網(wǎng)絡(luò)以外的網(wǎng)絡(luò))。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于PBS光脈沖串的一般PBS成幀格式700。一般PBS幀700包括PBS一般脈沖串首部702和PBS脈沖串有效負(fù)荷704(它可以是控制脈沖串或數(shù)據(jù)脈沖串)。圖7還包括PBS一般脈沖串首部702和PBS脈沖串有效負(fù)荷704的展開圖。
PBS一般脈沖串首部702對(duì)于所有類型的PBS脈沖串是共同的，并包括版本號(hào)(VN)字段710、有效負(fù)荷類型(PT)字段712、控制優(yōu)先級(jí)(CP)字段714、帶內(nèi)信號(hào)發(fā)送(IB)字段716、標(biāo)簽表現(xiàn)(LP)字段718、首部糾錯(cuò)(HEC)表現(xiàn)(HP)字段719、脈沖串長(zhǎng)度字段722和脈沖串ID字段724。在一些實(shí)施例中，PBS一般脈沖串首部還包括保留字段720和HEC字段726。以下針對(duì)具有32位字的成幀格式描述特殊字段大小和定義；但在其它實(shí)施例中，大小、順序和定義可以是不同的。
在該實(shí)施例中，PBS一般脈沖串首部702是4字首部。第一個(gè)首部字包括VN字段710、PT字段712、CP字段714、IB字段716以及LP字段718。該示例性實(shí)施例中的VN字段710是4位字段(例如，位0-3)，定義了用于使PBS脈沖串成幀的PBS成幀格式的版本號(hào)。該實(shí)施例中，VN字段710被定義為第一個(gè)字的前4位，但在其它實(shí)施例中，在第一個(gè)字中，不需要是前4位，或限制于4位。
PT字段712是定義有效負(fù)荷類型的四位字段(位4-7)。以下示出了示例性有效負(fù)荷類型。
CP字段714是定義脈沖串的優(yōu)先級(jí)的2位字段(位8-9)。例如，二進(jìn)制“00”可表示正常優(yōu)先級(jí)且二進(jìn)制“01”表示高優(yōu)先級(jí)。
IB字段716是表示PBS控制脈沖串是正在帶內(nèi)還是OOB發(fā)送信號(hào)的1位字段(位10)。例如，二進(jìn)制“0”可表示OOB信號(hào)發(fā)送而二進(jìn)制“1”表示帶內(nèi)信號(hào)發(fā)送。LP字段718是用于表示是否已建立用于傳送該首部的光通路的標(biāo)簽的1位字段(位11)。
HP字段719是用于表示首部糾錯(cuò)是否正用于該控制脈沖串中的1位(位12)。不使用的位(位13-31)形成當(dāng)前不使用并保留用于將來(lái)使用的保留字段720。
PBS一般脈沖串首部702的第二個(gè)字包含PBS脈沖串長(zhǎng)度字段722，它用于存儲(chǔ)與PBS脈沖串有效負(fù)荷704中字節(jié)數(shù)的長(zhǎng)度相等的二進(jìn)制值。在該實(shí)施例中，PBS脈沖串長(zhǎng)度字段是32位。
PBS一般脈沖串首部702的第三個(gè)字包含PBS脈沖串ID字段724，它用于存儲(chǔ)用于該脈沖串的標(biāo)識(shí)號(hào)。在該實(shí)施例中，PBS脈沖串ID字段724是由入口節(jié)點(diǎn)(例如，圖6中的入口節(jié)點(diǎn)610)生成的32位。
PBS一般脈沖串首部702的第四個(gè)字包括一般脈沖串首部HEC字段726，它用于存儲(chǔ)糾錯(cuò)字。在該實(shí)施例中，一般脈沖串首部HEC字段726是使用任何合適的已知糾錯(cuò)技術(shù)生成的32位。如圖7所示，一般脈沖串首部HEC字段726是任選的，這在于如果不使用糾錯(cuò)，該字段可用全部零來(lái)填充。在其它實(shí)施例中，一般脈沖串首部HEC字段726不包含于PBS一般脈沖串首部702中。
PBS脈沖串有效負(fù)荷704對(duì)于所有類型的PBS脈沖串都是共同的并包括PBS特定有效負(fù)荷首部字段732、有效負(fù)荷字段734和有效負(fù)荷幀檢查序列(FCS)字段736。
在該示例性實(shí)施例中，PBS特定有效負(fù)荷首部732是PBS脈沖串有效負(fù)荷704的第一部分(即，一個(gè)或更多字)。通常，特殊有效負(fù)荷首部字段732包括用于與數(shù)據(jù)脈沖串相關(guān)的信息的一個(gè)或多個(gè)字段，它可以是該脈沖串本身或包含于與該脈沖串相關(guān)聯(lián)的另一脈沖串中(即當(dāng)該脈沖串是控制脈沖串時(shí))。
有效負(fù)荷數(shù)據(jù)字段734是PBS脈沖串有效負(fù)荷704的下一個(gè)部分。在一些實(shí)施例中，控制脈沖串沒(méi)有有效負(fù)荷數(shù)據(jù)，所以該字段可被省去或全部包含零。對(duì)于數(shù)據(jù)脈沖串，有效負(fù)荷數(shù)據(jù)字段734可以相對(duì)較大(例如，包含多個(gè)數(shù)據(jù)分組或幀)。
有效負(fù)荷FCS字段736是PBS脈沖串有效負(fù)荷的下一部分。在該實(shí)施例中，有效負(fù)荷FCS字段736是檢錯(cuò)和/或糾錯(cuò)中使用的一個(gè)字的字段(即，32位)。如圖7所示，有效負(fù)荷FCS字段736是任選的，這在于如果不使用檢錯(cuò)/糾錯(cuò)，則該字段全部用零填充。在其它實(shí)施例中，有效負(fù)荷FCS字段736不包含于PBS脈沖串有效負(fù)荷704中。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的PBS光控制脈沖串成幀格式800。為了更加清楚起見(jiàn)，圖8包括PBS一般脈沖串首部702和PBS脈沖串有效負(fù)荷704的展開圖(先前結(jié)合圖7描述的)，其中當(dāng)為控制脈沖串的一部分時(shí)帶有PBS有效負(fù)荷首部字段732的進(jìn)一步擴(kuò)展(以下描述)。本例中，PT字段被設(shè)定為“01”以表示該脈沖串是控制脈沖串。CP字段被設(shè)定為“0”以表示該脈沖串具有正常優(yōu)先級(jí)。IB字段被設(shè)定為“0”以表示該脈沖串正使用OOB發(fā)送信號(hào)。LP字段被設(shè)定為“0”以表示沒(méi)有用于該控制脈沖串的標(biāo)簽。
在PBS控制脈沖串的示例性實(shí)施例中，PBS有效負(fù)荷首部字段732包括PBS控制長(zhǎng)度字段802；擴(kuò)展首部(EH)字段806；地址類型(AT)字段808；有效負(fù)荷FCS出現(xiàn)(PH)字段810；控制信道波長(zhǎng)字段820；數(shù)據(jù)信道波長(zhǎng)字段822；PBS標(biāo)簽字段824；PBS數(shù)據(jù)脈沖串長(zhǎng)度字段826；PBS數(shù)據(jù)脈沖串開始時(shí)間字段830；PBS數(shù)據(jù)脈沖串使用期限(time-to-live)(TTL)字段832；數(shù)據(jù)脈沖串優(yōu)先級(jí)字段834；PBS數(shù)據(jù)脈沖串目的地地址字段838；以及任選的擴(kuò)展首部字段840。
該實(shí)施例中，PBS有效負(fù)荷首部732的第一個(gè)字包括PBS控制長(zhǎng)度字段802，它用于存儲(chǔ)控制首部按字節(jié)的長(zhǎng)度。在該實(shí)施例中，PBS控制長(zhǎng)度字段802是通過(guò)控制脈沖串構(gòu)建器626(圖6)或控制脈沖串處理器632(圖6)計(jì)算的16位字段(位0-15)。在其它實(shí)施例中PBS控制長(zhǎng)度字段802不需要是第一個(gè)字中的前16個(gè)位，或者不需要限于16位。在該實(shí)施例中，保留字段804(位16-27)包含于PBS有效負(fù)荷首部732內(nèi)。在其它實(shí)施例中，這些位可用于其它字段。
PBS有效負(fù)荷首部732的第一個(gè)字還包括EH字段806，它在本實(shí)施例中用于指示擴(kuò)展首部是否存在于脈沖串中。在該實(shí)施例中，EH字段806是1位字段(位28)。在其它實(shí)施例中，EH字段806不需要是位28或者在第一個(gè)字中。
PBS有效負(fù)荷首部732的第一個(gè)字還包括AT字段808，它在本實(shí)施例中用于表示相關(guān)聯(lián)的PBS數(shù)據(jù)脈沖串的目的地的地址類型。例如，地址類型可以是IP地址(例如，IPv4，IPv6)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)存取點(diǎn)(NSAP)地址、以太網(wǎng)地址或其它類型的地址。在一個(gè)實(shí)施例中，AT字段808是2位字段(位29-30)。
PBS有效負(fù)荷首部732的第一個(gè)字還包括PH字段810，它用于表示有效負(fù)荷FCS是否存在于該脈沖串中。在該實(shí)施例中，PH字段810是1位字段(位31)。
PBS有效負(fù)荷首部732的第二個(gè)字包括控制信道波長(zhǎng)字段820，它用于表示控制脈沖串被假定在其中被調(diào)制的WDM波長(zhǎng)。在該實(shí)施例中，控制信道波長(zhǎng)字段820是16位字段(位0-15)。
PBS有效負(fù)荷首部732的第二個(gè)字還包括數(shù)據(jù)信道波長(zhǎng)字段822，它被用于表示數(shù)據(jù)脈沖串被假定在其中被調(diào)制的WDM波長(zhǎng)。在該實(shí)施例中，數(shù)據(jù)信道波長(zhǎng)字段822是16位字段(位16-31)。
PBS有效負(fù)荷首部732的第三個(gè)字包括PBS標(biāo)簽字段824，它用于存儲(chǔ)用于正由脈沖串使用的光通路的標(biāo)簽(如果有)。在該實(shí)施例中，該標(biāo)簽是由標(biāo)簽管理組件生成的32位字。
PBS有效負(fù)荷首部732的第四個(gè)字包括PBS數(shù)據(jù)脈沖串長(zhǎng)度字段826。本實(shí)施例中，PBS數(shù)據(jù)脈沖串長(zhǎng)度是32位字。
PBS有效負(fù)荷首部732的第五個(gè)字包括包括PBS數(shù)據(jù)脈沖串開始時(shí)間字段83-。在該實(shí)施例中，PBS數(shù)據(jù)脈沖串開始時(shí)間是由脈沖串調(diào)度器622(圖6)生成的32位字。
PBS有效負(fù)荷首部732的第六個(gè)字包括PBS數(shù)據(jù)TTL字段832。在該實(shí)施例中，PBS數(shù)據(jù)TTL字段932是由入口PBS MAC組件620(圖6)生成的16位(位0-15)字段。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，入口PBS MAC組件620的脈沖串調(diào)度器622(圖6)可以生成TTL值。
PBS有效負(fù)荷首部732的第六個(gè)字還包括數(shù)據(jù)脈沖串優(yōu)先級(jí)字段832。在該實(shí)施例中，數(shù)據(jù)脈沖串優(yōu)先級(jí)字段832是入口PBS MAC組件620(圖6)生成的8位字段(位16-23)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，入口PBS MAC組件620的脈沖串調(diào)度器622(圖6)可生成數(shù)據(jù)脈沖串優(yōu)先級(jí)值。此外，在該實(shí)施例中，PBS有效負(fù)荷首部732的第六個(gè)字包括可在將來(lái)用于其它字段的保留字段836(位24-31)。
PBS有效負(fù)荷首部732的第七個(gè)字還包括PBS數(shù)據(jù)脈沖串目的地地址字段838。在該實(shí)施例中，PBS數(shù)據(jù)脈沖串目的地地址字段838是可變長(zhǎng)度字段，為清楚起見(jiàn)，示作單個(gè)32位字。地址的實(shí)際長(zhǎng)度可根據(jù)AT字段808中指示的地址類型而變化。
PBS有效負(fù)荷首部732的第八個(gè)字可以包括任選的擴(kuò)展首部字段840。該首部可用于保存將來(lái)使用的其它首部數(shù)據(jù)。在使用該首部時(shí)，EH字段806被設(shè)定為1。在該實(shí)施例中，以上已描述了有效負(fù)荷數(shù)據(jù)字段734和有效負(fù)荷FCS字段736。
圖9A描述了示例性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)900A，它支持經(jīng)由光學(xué)脈沖串交換連網(wǎng)組件(在所示的實(shí)施例中PBS組件)的多個(gè)SAN島之間的網(wǎng)絡(luò)通信。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)900包括六個(gè)SAN，分別標(biāo)記為9021-6，它們經(jīng)由多個(gè)PBS交換節(jié)點(diǎn)2171-3和光學(xué)鏈路9041-26而互連。在所示的實(shí)施例中，每個(gè)SAN都包括各自的SAN網(wǎng)關(guān)906N以及共同定位的PBS接口908O。SAN網(wǎng)關(guān)和PBS接口共同提供了一SAN和PBS連網(wǎng)架構(gòu)的內(nèi)部PBS交換節(jié)點(diǎn)之間的接口。因此，這些共同定位的組件對(duì)于PBS交換節(jié)點(diǎn)表現(xiàn)為PBS邊緣節(jié)點(diǎn)9101-6。
為說(shuō)明目的，光學(xué)鏈路9041-26成對(duì)示出，表示經(jīng)由同時(shí)經(jīng)由單根光纖在多個(gè)不同波長(zhǎng)上或者經(jīng)由多根光纖在單個(gè)波長(zhǎng)上傳送數(shù)據(jù)的能力?？梢岳斫?，單條光學(xué)鏈路在合適的WDM實(shí)現(xiàn)下可支持1-N個(gè)并存的波長(zhǎng)。此外，一條以上光纖鏈路可用于連接一對(duì)節(jié)點(diǎn)，從而在鏈路故障的情況下或者為支持增加的通信提供了冗余。
網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)900A使得SAN9021-6能經(jīng)由PBS結(jié)構(gòu)相互通信。為支持該能力，有必要提供合適的通信接口以支持每個(gè)SAN和PBS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的內(nèi)部工作。如上所述，這是通過(guò)SAN網(wǎng)關(guān)和PBS接口的組合來(lái)使能的。為更好地理解該接口的SAN側(cè)的基礎(chǔ)操作，現(xiàn)在討論基本SAN操作。有許多SAN資源對(duì)于連網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員方便可用，它們提供了以下討論的SAN各方面的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
SAN操作被設(shè)計(jì)成支持各種不同的平臺(tái)和連網(wǎng)技術(shù)。已開發(fā)了開放的標(biāo)準(zhǔn)以使各種供應(yīng)商組件之間的網(wǎng)絡(luò)能互操作，而不是使SAN成為限制性網(wǎng)絡(luò)。用于SAN的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸是基于光纖信道(FC)標(biāo)準(zhǔn)。盡管名稱意味著光纖鏈路的使用，但可以使用各種類型的光學(xué)和銅鏈路，包括同軸和雙絞線鏈路。光纖信道是由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)的集合組的一般名稱(X3T9.3Task Group ofANSIFibre Channel Physical and Signaling Interface(FC-PH))；最后的FC-PH草案可在http//www.t11.org/index.htm獲得。
在光纖信道術(shù)語(yǔ)中，連接終端裝置(即，服務(wù)器和存儲(chǔ)裝置)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)稱作織構(gòu)(Fabric)。光纖信道包括以相反方向發(fā)送并具有相關(guān)聯(lián)的發(fā)送器和接收器的兩個(gè)單向光纖，其中每個(gè)光纖都附著到一端處的一個(gè)端口的發(fā)送器以及另一端處的另一端口的接收器。當(dāng)織構(gòu)存在于配置中時(shí)，光纖可附著到節(jié)點(diǎn)端口(N_Port)以及織構(gòu)的端口(F_Port)。
參考圖10，光纖信道被構(gòu)成為分層結(jié)構(gòu)功能的分層集。最底層(FC-0)定義系統(tǒng)中的物理鏈路，包括光纖、連接器、用于各種不同數(shù)據(jù)率的光學(xué)和電學(xué)參數(shù)。由于光纖鏈路中的光功率水平會(huì)超過(guò)由可應(yīng)用的激光安全標(biāo)準(zhǔn)所定義的極限，還規(guī)定了安全系統(tǒng)—開放光纖控制系統(tǒng)—用于短波激光數(shù)據(jù)鏈路。本質(zhì)上，破損光纖的檢測(cè)造成激光器工作周期被自動(dòng)減少以滿足安全需要。
FC-1層定義了包括串行編碼和解碼規(guī)則、特殊字符和錯(cuò)誤控制的傳輸協(xié)議。光纖上傳送的信息被每次地8位編碼成10位傳輸字符。傳輸代碼使用的主要原理是改善光纖上信息的傳輸特性。
信號(hào)發(fā)送協(xié)議(FC-2)層用作光纖信道的傳輸機(jī)制。FC-2定義了端口間要傳遞的數(shù)據(jù)的成幀規(guī)則、用于控制三個(gè)服務(wù)等級(jí)的不同機(jī)制以及用于管理數(shù)據(jù)傳遞序列的裝置。為幫助鏈路上數(shù)據(jù)的傳輸，標(biāo)準(zhǔn)定義了以下構(gòu)建塊有序集、幀、序列、交換和協(xié)議。這些是本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的。為了這里的實(shí)施例，F(xiàn)C幀是FC-2的最重要方面，因此以下僅簡(jiǎn)要描述有序集、序列、交換和協(xié)議；它們每一個(gè)都是SAN領(lǐng)域中公知的。
有序集是用于獲得位和字同步的四字節(jié)傳輸字，它可以形成字邊界校準(zhǔn)。信號(hào)發(fā)送協(xié)議定義了三種主要類型的有序集，包括幀定界符、原始信號(hào)和原始序列。
FC鏈接的基本構(gòu)建塊是幀。幀包含要發(fā)送的信息(即有效負(fù)荷)、源和目的地端口的地址以及鏈接控制信息。幀被廣泛地分類為數(shù)據(jù)幀和鏈接控制(Link_control)幀。數(shù)據(jù)幀可用作鏈接數(shù)據(jù)(Link_Data)幀以及裝置數(shù)據(jù)(Device_Data)幀，鏈接控制幀可分類為確認(rèn)(ACK)和鏈接響應(yīng)(Link_Response)(忙和拒絕)幀。織構(gòu)的主要功能是從源端口接收幀并將它們路由到目的地端口。FC-2層的責(zé)任是將要發(fā)送的數(shù)據(jù)分解成幀大小，并再匯編這些幀。
FC幀1100的格式在圖11中示出。每個(gè)幀都以幀定界符開始和結(jié)束。幀定界符(幀開始(SOF)定界符1101和幀結(jié)束(EOF)定界符1112)是緊鄰幀內(nèi)容之前或之后的有序集。幀首部1102緊接著SOF定界符1101。幀首部用于控制鏈接應(yīng)用，控制裝置協(xié)議傳遞，以及檢測(cè)丟失或故障幀。最大2112字節(jié)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)字段1104包含要從源N_Port傳遞到目的地N_Port的信息。有效負(fù)荷可包括包含有附加鏈接控制信息的任選首部1106，并包括最大2048字節(jié)的數(shù)據(jù)有效負(fù)荷1108。4字節(jié)的循環(huán)冗余碼校驗(yàn)(CRC)1110在EOF定界符1112之前。CRC用于檢測(cè)傳輸錯(cuò)誤。
幀首部1102的進(jìn)一步細(xì)節(jié)在圖11的下半部處示出。幀首部包括控制CTL字段1114，繼之以源和目的地地址字段1116和1118以及類型字段1120。包括序列計(jì)數(shù)(seq_cnt)字段1122和序列標(biāo)識(shí)(seq_ID)字段1124的下兩個(gè)字段包含序列信息。通過(guò)從一個(gè)N_Port單向發(fā)送到另一個(gè)的一個(gè)或多個(gè)有關(guān)幀的集合形成一序列。序列內(nèi)的每個(gè)幀都用序列計(jì)數(shù)唯一地編號(hào)。通常在序列邊界處進(jìn)行較上協(xié)議層控制的錯(cuò)誤恢復(fù)。
交換_ID(exchange_ID)字段1126是最后一個(gè)幀首部字段。交換包括用于單個(gè)操作的一個(gè)或多個(gè)非并存序列。交換可以是兩個(gè)N_Ports之間單向或雙向的。在單個(gè)交換內(nèi)，在任何一刻僅一個(gè)序列可以是活動(dòng)的，但不同交換的序列可并發(fā)活動(dòng)。
協(xié)議關(guān)系到光纖信道提供的服務(wù)。協(xié)議可以是針對(duì)較高層服務(wù)的，盡管光纖信道提供其自身的一組協(xié)議以管理用于其數(shù)據(jù)傳遞的操作環(huán)境。協(xié)議由前述ANSI標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)定。
流控制是用于調(diào)步多個(gè)N_Ports之間以及一N_Port和織構(gòu)之間的幀流動(dòng)的FC-2層控制過(guò)程以防止接收器處的超時(shí)運(yùn)行。流控制取決于服務(wù)等級(jí)。等級(jí)1幀使用端對(duì)端流控制，等級(jí)3僅使用緩沖到緩沖，等級(jí)2幀使用這兩種類型的流控制。
FC-3等級(jí)的FC標(biāo)準(zhǔn)旨在提供高級(jí)特點(diǎn)所需的共同服務(wù)。這些包括分條(Striping)—用于并行使用多個(gè)N_Ports以在多條鏈路上發(fā)送單個(gè)信息單元來(lái)倍增帶寬；查尋(hunt)組—一個(gè)以上端口響應(yīng)于同一別名地址的能力。這通過(guò)減少到達(dá)忙N_Port的機(jī)會(huì)改善了效率；和多播一多播將單個(gè)發(fā)送提交到多個(gè)目的地端口。這包括發(fā)送給織構(gòu)上的所有N_Ports(廣播)或者僅發(fā)送給織構(gòu)上N_Ports的一個(gè)子集。
FC-4是FC結(jié)構(gòu)中的最高層，它定義了可以在FC上執(zhí)行的應(yīng)用程序接口。它規(guī)定了使用以下FC級(jí)的上層協(xié)議映射規(guī)則。FC同樣擅長(zhǎng)于傳輸網(wǎng)絡(luò)和信道信息兩者并允許在同一物理接口上并發(fā)地傳輸這兩種協(xié)議類型。
當(dāng)前規(guī)定或提出了以下的網(wǎng)絡(luò)和信道協(xié)議小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)智能外圍接口(IPI)；高性能并行接口(HIPPI)成幀協(xié)議；因特網(wǎng)協(xié)議(IP)；用于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的ATM適應(yīng)層(AAL5)；鏈路封裝(FC-LE)；單字節(jié)命令代碼集映射(SBCCS)；以及IEEE 802.2。
為有效地適應(yīng)SAN到PBS網(wǎng)絡(luò)接口上的數(shù)據(jù)傳送，提供了在PBS有效負(fù)荷內(nèi)嵌入光纖信道幀的格式化機(jī)制。圖12示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包含多個(gè)FC幀的PBS數(shù)據(jù)脈沖串有效負(fù)荷1200的細(xì)節(jié)。PBS一般脈沖串首部702A包括圖7和8中示出的用于PBS一般脈沖串首部702的許多上述字段。更詳細(xì)地，有效負(fù)荷類型字段712A可用于標(biāo)識(shí)不同的有效負(fù)荷類型。在一個(gè)實(shí)施例中，使用以下的4位值0000無(wú)有效負(fù)荷0001控制脈沖串0010網(wǎng)絡(luò)管理脈沖串0100保留1XXX數(shù)據(jù)有效負(fù)荷諸如1111IP分組1001以太網(wǎng)幀1101FC幀1011MPEG-1/2/4視頻幀PBS有效負(fù)荷首部732A包括20位保留字段1202，以及段ID(S-ID)字段1204，它用于存儲(chǔ)再匯編分段數(shù)據(jù)脈沖串的標(biāo)識(shí)符(ID)。在該實(shí)施例中，段ID字段704是由控制脈沖串構(gòu)建器626(圖6)或控制脈沖串處理器632計(jì)算出的8位字段(位20-27)。
PBS有效負(fù)荷首部732A還包括段脈沖串指示器(SB)字段1208、串聯(lián)有效負(fù)荷指示器(CPI)字段1210和有效負(fù)荷PCS(PH)字段1212。這些字段分別用于表明PBS數(shù)據(jù)脈沖串是否被分段；脈沖串有效負(fù)荷是否被串聯(lián)；以及有效負(fù)荷FCS是否存在。在所示實(shí)施例中，字段1208、1210和1212是1位字段(分別為位29、30和31)。在其它實(shí)施例中，這些字段可映射到不同的位，或者在與PBS有效負(fù)荷首部732A的第一個(gè)字不同的字中。與用于PBS控制脈沖串的PBS有效負(fù)荷首部不同，數(shù)據(jù)脈沖串的PBS有效負(fù)荷首部的該實(shí)施例僅具有一個(gè)32位字。但是，在其它實(shí)施例中用于PBS數(shù)據(jù)脈沖串的PBS有效負(fù)荷首部可以在長(zhǎng)度上大于字。
有效負(fù)荷數(shù)據(jù)734A被配置為一個(gè)或多個(gè)FC幀1100，其中每個(gè)各自的幀都包括PBS脈沖串有效負(fù)荷長(zhǎng)度1214A。例如，所示實(shí)施例包括有效負(fù)荷中的三個(gè)FC幀1100A、1100B和1100C，具有各自的PBS脈沖串有效負(fù)荷長(zhǎng)度1214A、1214B和1214C。每個(gè)FC幀都具有類似于以上參考圖11所述的配置。PBS脈沖串有效負(fù)荷長(zhǎng)度1214A、1214B或1214C中的每一個(gè)都包含與各FC幀1100A/B/C的長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)的值。
如上所述，在一個(gè)實(shí)施例中，由SAN網(wǎng)關(guān)和PBS接口提供的功能可共同定位于單個(gè)單元中。例如，圖13示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的模塊可再配置SAN網(wǎng)關(guān)/PBS邊緣節(jié)點(diǎn)單元1300。在該實(shí)施例中，單元1300包括各自具有光學(xué)端口13041和13042的一對(duì)光學(xué)PBS I/O卡或模塊13021和13022，具有傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)端口1308的傳統(tǒng)接口卡或模塊1306，多個(gè)可配置服務(wù)器模塊13101-1310N(僅示出其中兩個(gè))，包括FC端口1314的一個(gè)或多個(gè)光纖信道接口卡1312，底板1316，連接器13181-1318M(圖13中僅連接器13161-13163可見(jiàn))，以及機(jī)架1320。在一些實(shí)施例中，單元1300可包括兩個(gè)以上或以下的可配置服務(wù)器模塊，以及兩個(gè)以上或以下的PBS I/O卡。在其它實(shí)施例中，單元1300可不同于圖13所示的實(shí)施例進(jìn)行配置。以下結(jié)合圖14a和14b描述光學(xué)PBS I/O模塊1302的一個(gè)實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，各種模塊和卡包括位于刀片服務(wù)器機(jī)架上的刀片服務(wù)器。在一個(gè)實(shí)施例中，單元1300根據(jù)高級(jí)電信計(jì)算架構(gòu)(高級(jí)TCA或ATCA)標(biāo)準(zhǔn)(PICMG 3.0)(PCI工業(yè)計(jì)算機(jī)制造組)進(jìn)行配置。
在該實(shí)施例中，傳統(tǒng)接口卡1306是用于利用GbE以太網(wǎng)協(xié)議與前緣路由器(LER)或其它LAN/WAN網(wǎng)絡(luò)通信的千兆位以太網(wǎng)(GbE)卡。在其它實(shí)施例中，可以使用不同的傳統(tǒng)協(xié)議。
在該實(shí)施例中，服務(wù)器模塊13101-1310N是自包含高速服務(wù)器刀片，其中單個(gè)或多個(gè)服務(wù)器功能被作為單個(gè)集成刀片服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。
在一些實(shí)施例中，底板1316包括電子交換織構(gòu)，它具有緩沖器并具有與商業(yè)上可得到的刀片服務(wù)器系統(tǒng)中所使用的那些相類似的電子總線(參見(jiàn)圖14a的交換織構(gòu)1430)、電源和控制等。在一個(gè)實(shí)施例中，電子底板織構(gòu)支持多個(gè)交換拓?fù)?，諸如星形或雙星形拓?fù)?，以切換到合適的電接口，例如服務(wù)器模塊中的外圍組件互連(PCI)(例如，1999年1月25日的PCI規(guī)范v2.2)或快速PCI(PCI-Express)(例如，1999年9月27日的PCI-X規(guī)范v.1.0)、InfiniBand(例如，2000年10月24日的InfiniBand1.0規(guī)范)接口。在其它實(shí)施例中，底板可包括其它類型的布線交換織構(gòu)。這里使用的布線交換織構(gòu)也可表示光交換織構(gòu)或光學(xué)和電學(xué)交換織構(gòu)的組合。
單元1300的元件如下地互連。光學(xué)I/O模塊13021和13022、傳統(tǒng)接口模塊1306、服務(wù)器模塊13101-1310N以及光纖信道接口卡1312經(jīng)由連接器13181-1318M連接到底板1316(以及前述電交換織構(gòu)1430)。光學(xué)端口13041-13042連接到各PBS網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點(diǎn)217(例如，圖2中的PBS網(wǎng)絡(luò)200的)。傳統(tǒng)端口1308連接到傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(LAN或WAN)或LER(例如，參見(jiàn)圖2)。機(jī)架1320容納并物理支持這些模塊、連接器和底板。機(jī)架1320還包括其它組件(例如，電源、一個(gè)或多個(gè)冷卻風(fēng)扇等)，它們?cè)趫D13中未示出以避免模糊本發(fā)明。
操作中，單元1300可以用作SAN網(wǎng)關(guān)并使能通過(guò)給定SAN與各種存儲(chǔ)裝置主機(jī)的連接性。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，經(jīng)由本領(lǐng)域公知的常規(guī)SAN網(wǎng)關(guān)操作方便了SAN外的客戶機(jī)與SAN內(nèi)的數(shù)據(jù)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。支持這種類型的功能的SAN網(wǎng)關(guān)模塊由若干供應(yīng)商提供，包括，但不限于，IBM公司，White Plains，New York。例如，一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器模塊13101-1302N可方便SAN網(wǎng)關(guān)操作。
此外，單元1300可經(jīng)由PBS網(wǎng)絡(luò)以及光學(xué)I/O模塊13021和13022向客戶機(jī)提供服務(wù)。但是，與常規(guī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不同，光學(xué)I/O模塊13021和13022從客戶機(jī)接收光學(xué)PBS控制和數(shù)據(jù)脈沖串，它們隨后如下所述地被O-E轉(zhuǎn)換、去成幀、多路分解和路由。在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)I/O模塊13021和13022提供信息以按與服務(wù)器模塊在底板1316上傳遞信息相同的方式經(jīng)由底板1316將輸入通信路由到正確的服務(wù)器模塊。
類似地，單元1300的服務(wù)器模塊經(jīng)由底板1316以及光學(xué)PBS I/O模塊1302將信息傳遞給PBS網(wǎng)絡(luò)。不同于常規(guī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議裝置，在一個(gè)實(shí)施例中，按與先前針對(duì)PBS網(wǎng)絡(luò)200(圖2)的入口節(jié)點(diǎn)描述的基本相同的方式，光學(xué)PBS I/O模塊1302統(tǒng)計(jì)多路復(fù)用來(lái)自一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器模塊的輸入通信流(例如，F(xiàn)C幀)，以形成PBS控制和數(shù)據(jù)脈沖串。PBS脈沖串隨后被成幀、調(diào)度、E-O轉(zhuǎn)換和經(jīng)由PBS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到客戶機(jī)，如先前針對(duì)PBS網(wǎng)絡(luò)200所描述的。
從用于通過(guò)PBS網(wǎng)絡(luò)傳送到目的地的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入到單元1300的通信在傳統(tǒng)端口1308處由單元1300接收。如上所述，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)可使用諸如TCP/IP或以太網(wǎng)協(xié)議的常規(guī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。在此實(shí)施例中，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)是電GbE網(wǎng)絡(luò)，雖然在其它實(shí)施例中可使用其它有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的接口模塊1306以與服務(wù)器模塊通過(guò)底板1316傳送信息一樣的方式將在傳統(tǒng)端口1308接收的信息通過(guò)底板1316發(fā)送到光I/O PBS模塊1302。光PBS I/O模塊1302以與上面對(duì)PBS網(wǎng)絡(luò)200的入口節(jié)點(diǎn)描述基本上相同的方式將來(lái)自傳統(tǒng)接口模塊1308的信息構(gòu)造成PBS脈沖串。然后，該P(yáng)BS脈沖串如以前對(duì)PBS網(wǎng)絡(luò)200描述地被調(diào)度、E-O轉(zhuǎn)換、并通過(guò)PBS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到客戶機(jī)。
從PBS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入單元1300并用于傳到SAN目的地的通信由PBS光學(xué)端口1304處的單元1300以光控制和數(shù)據(jù)PBS脈沖串的形式接收。光學(xué)PBS I/O模塊1302O-E轉(zhuǎn)換PBS光學(xué)端口1304處接收的光控制和數(shù)據(jù)脈沖串，去成幀該P(yáng)BS脈沖串，并將PBS數(shù)據(jù)脈沖串多路分解為例如構(gòu)成FC幀1100的各個(gè)流。隨后，將這些各個(gè)流經(jīng)由底板1316傳送到服務(wù)器模塊中的合適一個(gè)。然后，用作SAN網(wǎng)關(guān)的該服務(wù)器模塊將這些各個(gè)通信流經(jīng)由光纖信道卡1312上的合適FC端口1314傳送到SAN。
圖14a示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)PBS I/O模塊1302。在該實(shí)施例中，光學(xué)PBS I/O模塊1302包括網(wǎng)絡(luò)處理器單元1402(該模塊可具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)處理器)、總線橋路1404、隊(duì)列單元1406、成幀器單元1408(具有提供框14081和14082所指示的成幀器和去成幀器功能)、E-O接口1410、O-E接口1416、網(wǎng)絡(luò)處理器緩沖器1420、通信整形器(shaper)1424以及通信整形器緩沖器1426。在一個(gè)實(shí)施例中，底板交換織構(gòu)1430包括快速PCI總線，盡管在其它實(shí)施例中可使用任何其它的合適的總線。因此，可以使用商業(yè)上可得到的PCI橋路裝置或芯片組實(shí)現(xiàn)總線-橋路1404。
在該實(shí)施例中，光學(xué)PBS I/O單元1302的前述元件如下互連?？偩€橋路1404連接到底板交換織構(gòu)1430以支持經(jīng)由互連1438的并行雙向通信?？偩€橋路1404還經(jīng)由電互連1439連接到通信整形器1424。為了清楚起見(jiàn)，將圖14a中的電互連1438、1439和其它信號(hào)互連描繪為單個(gè)互連線路(盡管連接可包括若干信號(hào)互連線路)。
通信整形器1424分別經(jīng)由互連1440和1441連接到網(wǎng)絡(luò)處理器單元1402和緩沖器1426。網(wǎng)絡(luò)處理器單元1402分別經(jīng)由互連1442和1443連接到隊(duì)列單元1406和緩沖器1420。接著，隊(duì)列單元1406經(jīng)由互連1444連接到PBS成幀器/去成幀器1408。
如圖14b所示，在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)處理器單元1402包括入口網(wǎng)絡(luò)處理器1460和出口網(wǎng)絡(luò)處理器1462。因此，在光學(xué)PBS I/O模塊1302的一些實(shí)施例中，互連1440和1442連接到入口網(wǎng)絡(luò)處理器1460。
此外，如圖14b所示，在一些實(shí)施例中，隊(duì)列單元1406可包括數(shù)據(jù)隊(duì)列1470和1472、控制隊(duì)列1474和1475，以及與隊(duì)列1470、1472、1474和1475的輸出端口耦合的電交換機(jī)或多路分解器1476。因此，在一些實(shí)施例中，隊(duì)列1470、1472、1474和1475的輸入端口經(jīng)由交換機(jī)或多路復(fù)用器(未示出)連接到互連1442。此外，在一些實(shí)施例中，交換機(jī)1476的輸出端口可連接到互連1444。
在其它實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)處理器單元1402中可以使用不同數(shù)量的處理器(例如，單個(gè)處理器)。此外，在一些實(shí)施例中，可以在隊(duì)列單元1406中使用不同數(shù)量的隊(duì)列。例如，隊(duì)列單元不需要包括一專用控制隊(duì)列和/或兩個(gè)數(shù)據(jù)隊(duì)列。多個(gè)隊(duì)列可用于提供用于構(gòu)建具有不同屬性(諸如不同優(yōu)先級(jí))的多個(gè)脈沖串的存儲(chǔ)。
再參考圖14a，PBS成幀器單元1408經(jīng)由互連1446連接到E-O接口1410。E-O接口1410接著經(jīng)由互連1448連接到PBS網(wǎng)絡(luò)的其余部分。O-E接口1416經(jīng)由互連1450連接到PBS網(wǎng)絡(luò)的其余部分。一般，O-E接口1416可在一個(gè)互連的SAN上接收所有發(fā)送的波長(zhǎng)—或者它具有可調(diào)光學(xué)脈沖串接收器或者具有多個(gè)固定波長(zhǎng)的光學(xué)脈沖串接收器。O-E接口1416還經(jīng)由互連1452連接到成幀器單元1408。成幀器單元1408還經(jīng)由互連1454連接到網(wǎng)絡(luò)處理器單元1402。在一個(gè)實(shí)施例中，互連1464連接到網(wǎng)絡(luò)處理器1462(圖14b)。網(wǎng)絡(luò)處理器單元1402經(jīng)由互連1456連接到總線橋路1404。以下結(jié)合圖15和16描述從PBS網(wǎng)絡(luò)和向PBS網(wǎng)絡(luò)傳遞信息過(guò)程中光學(xué)PBS I/O模塊1302的操作。
參考圖14a-b以及圖15的流程圖1500，光學(xué)PBS I/O模塊1302執(zhí)行如下的PBS出口操作(即，將信息從PBS網(wǎng)絡(luò)傳遞到常規(guī)網(wǎng)絡(luò)和/或單元1300的服務(wù)器模塊)。光學(xué)PBS I/O模塊1302將經(jīng)由互連1450從PBS網(wǎng)絡(luò)接收的光學(xué)PBS脈沖串轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。在該實(shí)施例中，O-E接口1416執(zhí)行O-E轉(zhuǎn)換。該操作流程由框1502表示。
隨后，將接收到的O-E轉(zhuǎn)換的PBS脈沖串去成幀和多路分解。在該實(shí)例中，成幀器單元1408從O-E接口1416經(jīng)由互連1452接收O-E轉(zhuǎn)換的PBS脈沖串并去成幀該P(yáng)BS脈沖串。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，如以上參考圖7和8所描述的，可使PBS脈沖串成幀。在其它實(shí)施例中，可使用不同的成幀格式。多路分解使得能將每個(gè)成幀的數(shù)據(jù)脈沖串分成相應(yīng)的IP分組、以太網(wǎng)幀、FC幀等。該操作流程由框1504表示。
隨后，處理PBS脈沖串中包含的信息。在該實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)處理器單元1402經(jīng)由互連1454從成幀器單元1408接收去成幀和多路分解的PBS脈沖串并執(zhí)行該處理。例如，在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)處理器單元1402可提取地址和有效負(fù)荷信息，對(duì)首部和/或有效負(fù)荷信息進(jìn)行糾錯(cuò)，連接有效負(fù)荷，再匯編分段的有效負(fù)荷等等。網(wǎng)絡(luò)處理器單元1402可使用緩沖器1420，以在以上處理操作期間臨時(shí)存儲(chǔ)信息。在一個(gè)實(shí)施例中，出口網(wǎng)絡(luò)處理器1462(圖14b)處理去成幀的脈沖串。該操作流程由框1506表示。
隨后，在底板交換織構(gòu)1430上發(fā)送處理后的信息。在該實(shí)施例中，總線橋路1404從網(wǎng)絡(luò)處理器單元1402經(jīng)由互連1456接收處理后的信息并在底板交換織構(gòu)1430上以合適的格式并用合適的總線控制信號(hào)(例如，根據(jù)PCI協(xié)議)將該信息發(fā)送到合適的目的地。該信息的目的地例如可以是與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相連的裝置(這種情況中信息被發(fā)送到傳統(tǒng)接口模塊1306)或服務(wù)器模塊(即，服務(wù)器模塊13101-1310N之一)。該操作流程由框1508表示。
流程圖1500包括專用于轉(zhuǎn)發(fā)要存儲(chǔ)于SAN存儲(chǔ)裝置上的數(shù)據(jù)的框1510-1514中的附加操作。框1508中在底板上發(fā)送的數(shù)據(jù)由服務(wù)器模塊15101-1510N之一接收。提供SAN網(wǎng)關(guān)功能的服務(wù)器模塊隨后標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)要向其轉(zhuǎn)發(fā)以便存儲(chǔ)的SAN目的地。這些操作由框1510表示。根據(jù)框1512和1514，數(shù)據(jù)被分組到FC幀，且該FC幀使用可應(yīng)用的SAN數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)被發(fā)送到目的地SAN存儲(chǔ)裝置。
參考圖14a-b以及圖16的流程圖16，光學(xué)PBS I/O模塊1302執(zhí)行PBS入口操作；即如下地將信息從單元1300的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和/或服務(wù)器模塊傳遞到PBS網(wǎng)絡(luò)。光學(xué)PBS I/O模塊1302以電信號(hào)形式接收要在PBS網(wǎng)絡(luò)上傳送的信息。在該實(shí)施例中，總線橋路1404經(jīng)由互連1438從底板交換織構(gòu)接收信息。在該實(shí)施例中，該信息可經(jīng)由傳統(tǒng)接口1306來(lái)自于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)或者來(lái)自于服務(wù)器模塊15101-1510N之一。該操作由框1602表示。
然后，將接收到的信息整形以幫助改善PBS網(wǎng)絡(luò)(例如，圖3的PBS網(wǎng)絡(luò)300)中的通信流。在該實(shí)施例中，通信整形器1424經(jīng)由互連1439從總線橋路1404接收信息并整形該信息。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，通信整形器1424對(duì)該信息執(zhí)行操作以減少由于自相似效果引起的輸入通信流的相關(guān)結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)期依賴性。通信整形器1424可配置為執(zhí)行任何合適的通信整形算法或本領(lǐng)域已知的技術(shù)。通信整形器1424可使用緩沖器1426以在執(zhí)行通信執(zhí)行操作的同時(shí)臨時(shí)存儲(chǔ)信息。該操作流程由框1604表示。
隨后，將整形后的信息多路復(fù)用入PBS控制和數(shù)據(jù)脈沖串。在該實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)處理器單元1402經(jīng)由互連1440從通信整形器1424接收整形后的信息。隨后，網(wǎng)絡(luò)處理器單元1402處理該信息以形成并調(diào)度PBS控制和數(shù)據(jù)脈沖串，如以上針對(duì)PBS網(wǎng)絡(luò)300中的入口節(jié)點(diǎn)所描述的。在其它實(shí)施例中，基于選定的脈沖串匯編算法將該信息匯編入合適的脈沖串大小以便在光學(xué)脈沖串網(wǎng)絡(luò)(不必是PBS網(wǎng)絡(luò))上傳送。在一個(gè)實(shí)施例中，入口網(wǎng)絡(luò)處理器1460(圖14b)處理通信整形信息。此外，在此實(shí)施例中，在控制和數(shù)據(jù)脈沖串正被形成時(shí)，網(wǎng)絡(luò)處理器單元1402使用隊(duì)列單元1406存儲(chǔ)這些控制和數(shù)據(jù)脈沖串且直到它們被調(diào)度用于在PBS網(wǎng)絡(luò)上傳輸。該操作流程由框1606表示。
隨后，將脈沖串封裝入幀，用于在PBS網(wǎng)絡(luò)上傳輸。在該實(shí)施例中，成幀器1408經(jīng)由互連1444從隊(duì)列單元1406接收脈沖串并執(zhí)行成幀操作。在一個(gè)實(shí)施例中，如以上參考圖7和10描述的那樣使脈沖串成幀。在其它實(shí)施例中，可用使用不同的成幀格式。該操作流程由框1608表示。
隨后，將成幀的脈沖串轉(zhuǎn)換成光信號(hào)并在調(diào)度的時(shí)間在PBS網(wǎng)絡(luò)上傳送。在該實(shí)施例中，E-O接口1410經(jīng)由互連1446從成幀器單元1408接收成幀的脈沖串(即PBS控制和數(shù)據(jù)脈沖串)。接著，E-O接口1410執(zhí)行E-O轉(zhuǎn)換并在調(diào)度的時(shí)間并在PBS網(wǎng)絡(luò)的保留的PBS TDM信道中發(fā)送光信號(hào)。該操作流程由框1610和1612表示。
根據(jù)本揭示內(nèi)容的其它方面，PBS邊緣、交換和路由設(shè)備可在SAN網(wǎng)關(guān)處共同定位。例如，圖9B示出了一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)900B，它包括了與圖9A示出并在以上討論的那些相類似的組件。但是，在該實(shí)施例中，PBS交換模塊2171-6在各SAN網(wǎng)關(guān)9061-6處共同定位。各種交換PBS交換模塊2171-6經(jīng)由光學(xué)鏈路9041-6被通信鏈接。
盡管與圖9A的實(shí)施例相比使用共同定位的PBS交換模塊會(huì)需要附加的模塊，但它消除了對(duì)孤立PBS交換節(jié)點(diǎn)的需要，形成了具有較低網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)成本的更靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。通過(guò)與其共同定位的SAN網(wǎng)關(guān)的交互，PBS交換模塊動(dòng)態(tài)地提供所請(qǐng)求的光通路，提前保留必要的帶寬并根據(jù)通信優(yōu)先級(jí)、其自身的分配資源和可用帶寬調(diào)度要發(fā)送到其它SAN和/或其它LAN/WAN的SAN通信。結(jié)果，對(duì)SAN內(nèi)基于FC的數(shù)據(jù)通信的影響最小。
在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)修改外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(EGP)來(lái)使能較大企業(yè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)SAN到SAN網(wǎng)絡(luò)路由，當(dāng)多個(gè)光通路可用時(shí)該外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議用于確定到特定SAN網(wǎng)絡(luò)的最佳可用路徑。EGP進(jìn)行的路徑選擇是通過(guò)特殊SAN的相關(guān)屬性來(lái)進(jìn)行的。因此，不同SAN之間的每條光通路都被映射到給定的路徑或交換連接。在一個(gè)實(shí)施例中，EGP在專用控制光通路上運(yùn)行但也可以在互連裝置的分開的電(例如以太網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行。
一方面，路由方案類似于用于因特網(wǎng)路由的方案，其中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)域作為一自主系統(tǒng)(AS)操作，且外部路由被用于通過(guò)使用僅意識(shí)到不同域之間的互連而不意識(shí)到關(guān)于每個(gè)域內(nèi)互連的任何信息的域間路由協(xié)議將數(shù)據(jù)路由到并通過(guò)各種AS。特別是，用于因特網(wǎng)的路由域被稱作邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)，且本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)BGP協(xié)議的擴(kuò)展版本，它包括便于基于PBS網(wǎng)絡(luò)的路由的規(guī)定。
在一個(gè)實(shí)施例中，PBS網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)或多個(gè)共同定位的交換節(jié)點(diǎn)被指定為“外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議”路由器，它們?cè)谒鼈兣c其它相鄰PBS節(jié)點(diǎn)的接口連接上運(yùn)行修改的BGP協(xié)議。因此，所有輸出和輸入數(shù)據(jù)通信到這些共同定位的交換節(jié)點(diǎn)通過(guò)PBSBGP路由器所指定的一個(gè)SAN。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議路由器選擇性地將其所有可能的路由器通告給相鄰BGP路由器中的一些或全部。在另一實(shí)施例中，每個(gè)BGP路由器都被允許根據(jù)相關(guān)屬性以及其它標(biāo)準(zhǔn)(諸如帶寬使用或端對(duì)端等待時(shí)間)將它發(fā)送的各種路由通告排列或定優(yōu)先級(jí)。因此，在所有可用路徑中的最佳路徑選擇中，SAN/PBS網(wǎng)關(guān)可容易地影響B(tài)GP判斷過(guò)程?？鏟BS網(wǎng)絡(luò)通告光通路路徑的可用性是使用BGP更新(UPDATE)消息進(jìn)行的。PBS到PBS網(wǎng)絡(luò)連接性不限于全光網(wǎng)絡(luò)，也可以包括其它類型的光學(xué)物理鏈路，諸如SONET/SDH或10Gb/s以太網(wǎng)。
圖9C示出了從共同定位的BGP路由器方面觀察的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)900B，它包括用“BGPn”標(biāo)簽示出的所有路由器。特別是，交換節(jié)點(diǎn)2171-6中的每一個(gè)都用作一BGP路由器，出于說(shuō)明目的，它們通過(guò)各種路徑段9121-8連接。在常規(guī)BGP路由下，每個(gè)路由器維護(hù)包括路徑段的串聯(lián)的一個(gè)路由表，其中每一個(gè)都共同地包括經(jīng)過(guò)該路由器的一路徑。但是，常規(guī)BGP路由不涉及基礎(chǔ)傳輸機(jī)制，且不考慮路徑段的調(diào)度使用。
如上所述，在控制脈沖串從入口節(jié)點(diǎn)中繼段到中繼段地發(fā)送到出口節(jié)點(diǎn)用于具有可變時(shí)間供應(yīng)的端對(duì)端單向帶寬保留之后，數(shù)據(jù)脈沖串沿著與控制脈沖串相同的光通路被發(fā)送到出口節(jié)點(diǎn)(在某一時(shí)間差后)。但是，數(shù)據(jù)脈沖串透明地通過(guò)交換節(jié)點(diǎn)發(fā)送而不檢查其內(nèi)容。PBS交換織構(gòu)在動(dòng)態(tài)保留的持續(xù)時(shí)間內(nèi)提供輸入和輸出端口之間的連接，因此允許數(shù)據(jù)脈沖串被發(fā)送通過(guò)，其中保留的光通路構(gòu)成耦合入口和出口節(jié)點(diǎn)的“虛擬光學(xué)回路”。從PBS邊緣節(jié)點(diǎn)BGP路由器觀察，該虛擬光學(xué)回路表現(xiàn)為BGP路由器端點(diǎn)之間的直接連接，如BGP路由器BGB1和BGP4之間的虛擬鏈路9141-3所描繪的。
從路由的觀點(diǎn)，在確認(rèn)形成因特網(wǎng)的AS的數(shù)量遠(yuǎn)大于典型的企業(yè)網(wǎng)所使用的數(shù)量的情況下，BGP路由網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)900B粗略地類似于因特網(wǎng)上的BGP路由。但是，路由原理是類似的。這樣，使用公知的設(shè)置和配置方法，許多路由實(shí)現(xiàn)將類似于常規(guī)BGP路由所遇到的。
BGP是當(dāng)前的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)域間路由協(xié)議。BGP首先于1989年變成因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)并且最初在RFC(請(qǐng)求注釋)1105中被定義。隨后，它被采納作為域間路由選擇的EGP。當(dāng)前版本，BGP-4，于1995年被采納并于RFC1771中定義。
BGP是通過(guò)發(fā)送路由通告進(jìn)行工作的通路矢量(path-vector)協(xié)議。路由信息存儲(chǔ)于每個(gè)BGP路由器處作為目的地和到達(dá)該目的地的通路的屬性的組合。路由通告指示網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性(即，表示連續(xù)IP地址的塊的網(wǎng)絡(luò)地址和網(wǎng)絡(luò)掩碼)。除了可達(dá)網(wǎng)絡(luò)和用于達(dá)到該網(wǎng)絡(luò)的路由器的IP地址之外(稱作下一個(gè)中繼段)，路由通告還包含AS通路屬性，它包含了可用于達(dá)到所宣告的網(wǎng)絡(luò)的所有轉(zhuǎn)接AS的列表。AS通路的長(zhǎng)度可被認(rèn)為是路由度量。
BGP更新(UPDATE)消息用于在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)出現(xiàn)變化時(shí)提供路由更新。為了設(shè)置不同PBS“島”或網(wǎng)絡(luò)之間的光通路，需要擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)BGP以傳送必要的光通路路由信息給BGP路由器。目的是充分利用現(xiàn)有的BGP屬性，但將它們擴(kuò)展以滿足PBS網(wǎng)絡(luò)的路由需要。
PBS LER(標(biāo)簽邊緣路由器)被指定為主要的PBS BGP路由器以支持不同光學(xué)域之間的路由。如圖9C所示，BGP路由器BGP1-6中的每一個(gè)都是PBS LER候選，盡管任何數(shù)量的BGP路由器BGP1-6可實(shí)際作為PBS LER操作。PBS BGP路由器將負(fù)責(zé)通過(guò)將光通路屬性通告給其相鄰BGP路由器來(lái)設(shè)置光通路，并構(gòu)建和維護(hù)用于所有可能路徑的路由信息庫(kù)(RIB，即路由表)。一般，PBS BGP路由器和PBS LER可共同定位于同一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處。
圖17示出了具有其相應(yīng)字段的更新(UPDATE)消息的格式。更新消息包括不可能路由長(zhǎng)度字段1700、撤回路由字段1702、通路屬性長(zhǎng)度字段1704、通路屬性字段1706和網(wǎng)絡(luò)層可達(dá)性信息(NLRI)字段1708。在更新消息中，在一對(duì)BGP廣播器(speaker)(即，經(jīng)由單個(gè)中繼段彼此連接的BGP路由器)之間通告路由目的地是在NLRI字段1708中報(bào)告其IP地址的系統(tǒng)，且通路是同一更新消息的通路屬性字段1706中報(bào)告的信息。
不可能路由長(zhǎng)度字段1700包括2個(gè)八位字節(jié)的無(wú)符號(hào)整數(shù)，它指示八位字節(jié)中撤回路由字段的總長(zhǎng)度。其值必須允許如以下規(guī)定地確定網(wǎng)絡(luò)層可達(dá)性信息字段1708的長(zhǎng)度。0值指示沒(méi)有路由正從服務(wù)中撤回，并撤回路由字段不存在于該更新消息中。
撤回路由字段1702是可變長(zhǎng)度字段，它包含了用于正從服務(wù)中撤回的路由的IP地址前綴的列表。每個(gè)IP地址前綴被編碼為2字節(jié)組，它包括單個(gè)八位字節(jié)長(zhǎng)度字段后面跟著可變長(zhǎng)度前綴字段。長(zhǎng)度字段以位數(shù)指示IP地址前綴的長(zhǎng)度。零長(zhǎng)度指示匹配所有IP地址的前綴(其中前綴本身是零八位字節(jié))。前綴字段包含IP地址前綴后面跟著足夠的拖尾位，以使得該字段的末端落到一八位字節(jié)的邊界。
總通路屬性長(zhǎng)度字段1704包括2個(gè)八位字節(jié)的無(wú)符號(hào)整數(shù)，它以八位字節(jié)表示通路屬性字段1706的總長(zhǎng)度。0的值表示該更新消息中沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)層可達(dá)性信息字段。
常規(guī)通路屬性字段1706的細(xì)節(jié)在圖17a的1706A處示出。通路屬性的可變長(zhǎng)度序列存在于所有更新(UPDATE)中。每個(gè)通路屬性都是三倍可變長(zhǎng)度。屬性類型是兩個(gè)八位字節(jié)的字段，它包括屬性標(biāo)記八位字節(jié)1710A后面跟著屬性類型代碼八位字節(jié)1712。屬性標(biāo)記八位字節(jié)的高位位(位0)是任選位1714。它定義屬性是任選的(如果設(shè)定為1)還是公知的(如果設(shè)定為0)。
屬性標(biāo)記八位字節(jié)的第二高位位(位1)是過(guò)渡位(transitive bit)1716。它定義任選屬性是過(guò)渡的(如果設(shè)定為1)還是非過(guò)渡的(如果設(shè)定為0)。對(duì)于公知屬性，過(guò)渡屬性必須設(shè)定為1。
屬性標(biāo)記八位字節(jié)的第三高位位(位2)是部分位1718。它定義任選過(guò)渡屬性中包含的信息是部分的(如果設(shè)定為1)還是完整的(如果設(shè)定為0)。對(duì)于公知屬性且對(duì)于任選非過(guò)渡屬性，部分位必須設(shè)定為0。
屬性標(biāo)記八位字節(jié)的第四高位位(位3)是擴(kuò)展長(zhǎng)度位1720。它定義屬性長(zhǎng)度是一個(gè)八位字節(jié)(如果設(shè)定為0)還是兩個(gè)八位字節(jié)(如果設(shè)定為1)。只有當(dāng)屬性值長(zhǎng)度大于255個(gè)八位字節(jié)時(shí)，可使用擴(kuò)展長(zhǎng)度位1720。
屬性標(biāo)記八位字節(jié)的低位的四個(gè)位不使用，如保留字段1722所描繪的。它們必須是零(且在被接收到時(shí)必須被忽略)。
屬性類型代碼八位字節(jié)1712包含屬性類型代碼。當(dāng)前定義的屬性類型代碼在RFC 1771的部分5中討論。
如果屬性標(biāo)記八位字節(jié)1710的擴(kuò)展長(zhǎng)度位1720被設(shè)定為0，通路屬性的第三個(gè)八位字節(jié)包含以八位字節(jié)計(jì)的屬性數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。如果屬性標(biāo)記八位字節(jié)的擴(kuò)展長(zhǎng)度位被設(shè)定為1，則通路屬性的第三和第四八位字節(jié)包含以八位字節(jié)計(jì)的屬性數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。屬性長(zhǎng)度代碼1724描述了這兩種情況。通路屬性的其余八位字節(jié)表示屬性值1726并根據(jù)屬性標(biāo)記1710和屬性類型代碼1712進(jìn)行解釋。
其中，更重要的屬性類型代碼中有ORIGIN(類型代碼1)、AS_PATH(類型代碼2)和NEXT_HOP(類型代碼3)。ORIGIN是定義通路信息的來(lái)源的公知強(qiáng)制屬性。AS_PATH是由AS通路段的序列構(gòu)成的公知強(qiáng)制屬性。每個(gè)AS通路段都由三個(gè)一組表示。通路段類型是1個(gè)八位字節(jié)長(zhǎng)的字段，而通路段長(zhǎng)度是包含通路段值字段中AS數(shù)量的1個(gè)八位字節(jié)長(zhǎng)的字段。通路段值字段包含一個(gè)或多個(gè)AS數(shù)，每個(gè)都被編碼為2個(gè)八位字節(jié)長(zhǎng)的字段。NEXT_HOP是公知強(qiáng)制屬性(RFC1771)，它定義應(yīng)用作到達(dá)更新消息的網(wǎng)絡(luò)層可達(dá)字段中列出的目的地的BGP下一個(gè)中繼段的路由器的IP地址。路由器進(jìn)行遞歸查找以找出路由表中的BGP下一個(gè)中繼段。
根據(jù)將BGP路由擴(kuò)展到光交換網(wǎng)絡(luò)的各方面，按照一個(gè)實(shí)施例，圖17b示出了包含附加信息(在粗體線的框中所示)的一組修改通路屬性1706B的細(xì)節(jié)，所示附加信息用于指明光傳輸屬性以便將BGP協(xié)議擴(kuò)展到光交換網(wǎng)絡(luò)。這些擴(kuò)展包括PBS連接(PC)字段1726、可用波長(zhǎng)屬性字段1728和可用光纖屬性字段1730。PC字段1726對(duì)應(yīng)于屬性標(biāo)記八位字節(jié)1710B的位4。0值指示PBS連接不可用。1值指示PBS連接可用。
可用波長(zhǎng)屬性字段1728中的值指示相鄰PBS網(wǎng)絡(luò)(光域)之間當(dāng)前波長(zhǎng)可用性的狀態(tài)。如果該值為0，則無(wú)波長(zhǎng)可用于所請(qǐng)求的光通路。任何包含的值都對(duì)應(yīng)于可用于所請(qǐng)求的光通路的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)。這意味著與PBS LER共同定位的BGP路由器可開始到特定目的地的光通路設(shè)置處理。
可用光纖屬性字段1730中的值指示相鄰PBS網(wǎng)絡(luò)之間當(dāng)前光纖可用性的狀態(tài)。0值指示該光纖不可用于所請(qǐng)求的光通路。這意味著該光纖由其它波長(zhǎng)使用或者該光纖鏈路關(guān)閉。在任一情況中，必須選擇備用路徑。非零值指示光纖可由所請(qǐng)求的到達(dá)目的地地址的光通路使用。
返回到圖17，網(wǎng)絡(luò)層可達(dá)性信息字段1708包括包含IP地址前綴列表的可變長(zhǎng)度字段。網(wǎng)絡(luò)層可達(dá)性信息的以八位字節(jié)計(jì)的長(zhǎng)度不是明確地編碼，但可以計(jì)算為可達(dá)性信息被編碼為長(zhǎng)度(Length)(1八位字節(jié))、前綴(Prefix)(可變長(zhǎng)度)的形式的一個(gè)或多個(gè)2元組。長(zhǎng)度字段指示IP地址前綴的位的長(zhǎng)度。零長(zhǎng)度表示匹配所有IP地址的前綴(本身為零八位字節(jié)的前綴)。前綴字段包含IP地址前綴，繼之以足夠的尾位以使得字段的末端落到一個(gè)八位字節(jié)的邊界，其中尾位的值是不相關(guān)的。
BGP中的更新消息最相關(guān)于PBS BGP的設(shè)計(jì)和操作，因?yàn)樗鼈儗⑿碌穆酚煽捎眯孕畔囊粋€(gè)路由器傳到另一路由器。例如，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?從BPG路由器的立場(chǎng))可通過(guò)經(jīng)由相應(yīng)的更新消息對(duì)相鄰BPG路由器作出的通告表達(dá)。這些原理是網(wǎng)絡(luò)路由領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員公知的。
圖18示出了概括前述設(shè)置和網(wǎng)絡(luò)更新操作的流程圖。設(shè)置過(guò)程開始于框1800，其中共同定位于各SAN網(wǎng)關(guān)的多個(gè)PBS交換/邊緣節(jié)點(diǎn)模塊被配置成使能相互之間的數(shù)據(jù)傳輸通路，因此在使能PBS連網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上各SAN之間基于PBS的數(shù)據(jù)傳輸。一般，通信鏈路可包括各光線I/O模塊1302之間的一個(gè)或多個(gè)光纖鏈路。
接著，在框1802中，從沿著跨多個(gè)BGP路由器的路徑路由數(shù)據(jù)的立場(chǎng)，每個(gè)SAN都被建模為自主系統(tǒng)(AS)。隨后，選定的共同定位PBS交換/邊緣模塊被設(shè)計(jì)成起用于SAN之間外部路由的BGP路由器的作用，如框1804所述。
框1806中，每個(gè)BGP路由器指定模塊接收PBS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其它節(jié)點(diǎn)的路由可用性信息，它標(biāo)識(shí)該節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其它BGP路由器之間可用于傳輸數(shù)據(jù)的路徑。這么作是提供標(biāo)識(shí)給定PBS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)入口和出口BGP路由器之間的可用路徑的路由信息。隨后，在框1808中生成包含用于這些路徑的通告的相應(yīng)BGP更新消息，其中BGP更新消息具有圖17b所示的通路屬性格式。
在這點(diǎn)上，在BGP路由器近鄰之間交換包括光交換網(wǎng)絡(luò)路由支持?jǐn)U展的BGP更新消息，以更新每個(gè)BGP路由器中的外部路由表。這些操作在框1810和1812中執(zhí)行。每個(gè)外部路由表都包含多個(gè)路由記錄，每一個(gè)都指明到目的地網(wǎng)絡(luò)的路徑。特別地，每個(gè)路由記錄都包括將順序遇到以達(dá)到具有目的地地址的SAN處的入口節(jié)點(diǎn)BGP路由器的段中繼段(即，BGP路由器地址)的列表。該外部路由數(shù)據(jù)不包括AS內(nèi)使用的內(nèi)部路由的任何細(xì)節(jié)。
一旦企業(yè)網(wǎng)被配置和初始化(即，建立BGP路由表)，就可以通過(guò)將擴(kuò)展BGP路由用于外部路由操作并將IGP路由機(jī)制用于給定PBS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的內(nèi)部路由而在不同PBS網(wǎng)絡(luò)之間以及不同PBS網(wǎng)絡(luò)和非PBS網(wǎng)絡(luò)之間傳輸數(shù)據(jù)。因此，路由類似于因特網(wǎng)所采用的路由，區(qū)別在于除常規(guī)的外部路由通告外在更新它們的路由表時(shí)現(xiàn)在路由器考慮光交換網(wǎng)絡(luò)可用性信息。
當(dāng)用作沿著給定路徑的中間節(jié)點(diǎn)時(shí)，PBS交換/邊緣節(jié)點(diǎn)模塊將提供類似于以上討論的PBS交換模塊217的PBS交換機(jī)功能。同時(shí)，源SAN處的PBS交換/邊緣節(jié)點(diǎn)模塊將用作BGP路由器和PBS出口節(jié)點(diǎn)，其中目的地SAN處的PBS交換/邊緣節(jié)點(diǎn)模塊將用作PBS入口節(jié)點(diǎn)。
返回到圖9a，在一個(gè)實(shí)施例中，前述BGP路由器功能可以在一個(gè)或多個(gè)PBS邊緣節(jié)點(diǎn)910中實(shí)現(xiàn)，如通過(guò)BGP路由器模塊916所描述的。在該實(shí)施例中，PBS邊緣節(jié)點(diǎn)910將提供EGP路由功能，并提供PBS邊緣節(jié)點(diǎn)和共同定位的SAN網(wǎng)關(guān)操作。
一般，BGP路由器功能可由分開的服務(wù)器模塊提供，或者可以集成于單元1300的現(xiàn)有組件上，諸如集成于光學(xué)PBS I/O模塊1302。如同前述PBS交換節(jié)點(diǎn)和邊緣節(jié)點(diǎn)功能，路由器功能可通過(guò)硬件(例如編程邏輯)、軟件或兩者的組合而實(shí)現(xiàn)。更特別地，用于實(shí)現(xiàn)PBS交換節(jié)點(diǎn)、邊緣節(jié)點(diǎn)、SAN網(wǎng)關(guān)和/或BGP路由器功能的軟件可體現(xiàn)為一組或多組指令或包含在某種形式的處理器核心(諸如網(wǎng)絡(luò)處理器、服務(wù)器或I/O模塊的處理器或其它類型的處理器)上執(zhí)行的指令的模塊。
因此，本發(fā)明的實(shí)施例可用作或支持在某種形式的處理核心上執(zhí)行或另外地在機(jī)器可讀媒介之上或之內(nèi)執(zhí)行或?qū)崿F(xiàn)的軟件程序。機(jī)器可讀媒介包括用于存儲(chǔ)或傳送可由機(jī)器(例如計(jì)算機(jī))讀取的形式的信息的任何機(jī)制。例如，機(jī)器可讀媒介可包括諸如只讀存儲(chǔ)器(ROM)；隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)；磁盤存儲(chǔ)媒體；光學(xué)存儲(chǔ)媒體；以及閃存裝置等等。此外，機(jī)器可讀媒介可包括傳播信號(hào)，諸如電、光、聲或其它形式的傳播信號(hào)(例如，載波、紅外線信號(hào)、數(shù)字信號(hào)等)。
在前述說(shuō)明書中，已描述了本發(fā)明的實(shí)施例。但顯然，可對(duì)其進(jìn)行各種修改和變化而不背離所附權(quán)利要求書中所闡述的較寬精神和范圍。因此，說(shuō)明書和附圖被認(rèn)為是說(shuō)明性而非限制性的。
包含摘要中所描述的內(nèi)容的所述本發(fā)明實(shí)施例的以上描述不被認(rèn)為是窮盡性或者將本發(fā)明限制于所揭示的精確形式。雖然這里出于說(shuō)明目的描述了本發(fā)明的實(shí)施例和示例，但各種等效修改也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，如相關(guān)領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員能認(rèn)識(shí)到的。
可以根據(jù)以上的詳細(xì)描述對(duì)本發(fā)明進(jìn)行這些修改。以下權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語(yǔ)不應(yīng)認(rèn)為將本發(fā)明限制于說(shuō)明書和權(quán)利要求書中所揭示的特定實(shí)施例，相反，本發(fā)明的范圍完全由以下的權(quán)利要求書確定，它是根據(jù)所建立的權(quán)利要求說(shuō)明原則進(jìn)行解釋的。
權(quán)利要求
1.一種用于在多個(gè)SAN(存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和/或服務(wù)器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))之間傳遞數(shù)據(jù)的方法，包括經(jīng)由光脈沖串交換(OBS)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)將第一SAN耦合到第二SAN；從所述第一SAN接收數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)根據(jù)第一SAN格式被配置；將所述數(shù)據(jù)封裝入一個(gè)或多個(gè)OBS數(shù)據(jù)脈沖串；經(jīng)過(guò)所述OBS網(wǎng)絡(luò)將所述一個(gè)或多個(gè)OBS數(shù)據(jù)脈沖串從所述第一SAN發(fā)送到第二SAN；以及在所述第二SAN處提取所封裝的數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述OBS網(wǎng)絡(luò)包括光子脈沖串交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述OBS網(wǎng)絡(luò)包括波分復(fù)用(WDM)PBS網(wǎng)絡(luò)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)的第一SAN格式包括光纖信道(FC)幀，且將所述數(shù)據(jù)封裝入一個(gè)或多個(gè)OBS數(shù)據(jù)脈沖串包括在所述一個(gè)或多個(gè)OBS數(shù)據(jù)脈沖串中的每一個(gè)中封裝至少一個(gè)FC幀。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，經(jīng)由(OBS)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)將第一SAN耦合到第二SAN包括在用于第一和第二SAN中的每一個(gè)的各自SAN網(wǎng)關(guān)處共同定位各自PBS邊緣節(jié)點(diǎn)模塊；以及將各自PBS邊緣節(jié)點(diǎn)模塊光耦合到至少一個(gè)PBS交換節(jié)點(diǎn)以形成一光通路，所述光通路包括在所述第一和第二SAN之間的至少兩個(gè)光通路段。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，由SAN網(wǎng)關(guān)和PBS邊緣節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的各自操作由多模塊單元中所包含的至少一個(gè)模塊提供。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)模塊包括經(jīng)由模塊化可再配置通信平臺(tái)中的共用底板耦合的多個(gè)服務(wù)器刀片。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包括在用于第一和第二SAN的至少一個(gè)的各自SAN網(wǎng)關(guān)處共同定位至少一個(gè)外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議路由器模塊；以及使用外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議路由器確定一路徑，其中所述一個(gè)或多個(gè)OBS數(shù)據(jù)脈沖串經(jīng)由所述路徑在第一和第二SAN之間傳送。
9.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，經(jīng)由(OBS)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)將第一SAN耦合到第二SAN包括在用于第一和第二SAN中的每一個(gè)的各自SAN網(wǎng)關(guān)處共同定位各自PBS交換/邊緣節(jié)點(diǎn)模塊；以及相互光耦合各自PBS交換/邊緣節(jié)點(diǎn)模塊。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，由SAN網(wǎng)關(guān)和PBS交換/邊緣節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的各自操作由多模塊單元中包含的至少一個(gè)模塊提供。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)模塊包括經(jīng)由服務(wù)器刀片單元中的共用底板耦合的多個(gè)服務(wù)器刀片。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括將第三和第四SAN光耦合到第一和第二SAN，第三和第四SAN中的每一個(gè)在共同定位的SAN網(wǎng)關(guān)和PBS交換/邊緣節(jié)點(diǎn)處被光耦合；以及確定一路徑以光傳送所述一個(gè)或多個(gè)光脈沖串，所述路徑包括至少兩個(gè)路徑段的串聯(lián)，每個(gè)路徑段在各自SAN對(duì)之間耦合。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括將共同定位的PBS交換/邊緣節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)配置為外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議路由器；以及使用外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議路由器確定所述路徑。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議包括對(duì)包含PBS網(wǎng)絡(luò)的規(guī)定的邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議的擴(kuò)展，且確定所述路徑包括確定要用于每個(gè)路徑段的光波長(zhǎng)。
15.一種系統(tǒng)，包括多個(gè)SAN(存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))，它們每一個(gè)都包括各自的SAN網(wǎng)關(guān)；多個(gè)光脈沖串交換(OBS)網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)，它們每一個(gè)與各自的SAN網(wǎng)關(guān)通信耦合；以及多個(gè)OBS網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點(diǎn)，它們按網(wǎng)狀配置光耦合到OBS邊緣節(jié)點(diǎn)的多個(gè)OBS。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與多個(gè)OBS網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)耦合的一個(gè)OBS網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)；到包括局域網(wǎng)(LAN)和廣域網(wǎng)(WAN)之一的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)接口，它與OBS網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)通信耦合。
17.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述OBS網(wǎng)絡(luò)包括光子脈沖串交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)，OBS網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點(diǎn)包括PBS交換節(jié)點(diǎn)，且OBS邊緣節(jié)點(diǎn)包括PBS邊緣節(jié)點(diǎn)。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)OBS網(wǎng)絡(luò)都包括波分復(fù)用(WDM)PBS網(wǎng)絡(luò)。
19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，PBS邊緣節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)包括與相應(yīng)SAN網(wǎng)關(guān)共同定位的模塊。
20.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，PBS邊緣節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)包括與相應(yīng)的邊緣網(wǎng)關(guān)協(xié)議路由器模塊共同定位的模塊。
21.一種系統(tǒng)，包括多個(gè)SAN(存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))，它們每一個(gè)都包括各自的SAN網(wǎng)關(guān)；以及多個(gè)光脈沖串交換(OBS)網(wǎng)絡(luò)交換/邊緣節(jié)點(diǎn)，它們每一個(gè)都與各自的SAN網(wǎng)關(guān)通信耦合并光耦合到至少一個(gè)其它OBS網(wǎng)絡(luò)交換/邊緣節(jié)點(diǎn)。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)OBS交換/邊緣節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)在各自的SAN網(wǎng)關(guān)處被共同定位。
23.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光脈沖串交換網(wǎng)絡(luò)包括光子脈沖串交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光脈沖串交換網(wǎng)絡(luò)包括波分復(fù)用(WDM)PBS網(wǎng)絡(luò)。
25.一種系統(tǒng)，包括包括具有布線通信信道的交換織構(gòu)的底板，所述布線通信信道用于提供傳播信息的媒介；存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)網(wǎng)關(guān)模塊，用于提供與耦合到所述布線通信信道的SAN的接口以便在所述布線通信信道上傳送數(shù)據(jù)；以及與所述布線通信信道耦合的光輸入/輸出(I/O)模塊，所述光I/O模塊包括耦合到光脈沖串交換(OBS)網(wǎng)絡(luò)的端口，所述光I/O模塊從SAN網(wǎng)關(guān)接收SAN格式的數(shù)據(jù)，在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)脈沖串內(nèi)封裝所述數(shù)據(jù)，并在所述OBS網(wǎng)絡(luò)上光傳送所述一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)脈沖串。
26.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括經(jīng)由底板與所述布線通信信道耦合的傳統(tǒng)接口模塊，所述傳統(tǒng)接口模塊包括耦合到包括局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)之一的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的端口。
27.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光脈沖串交換網(wǎng)絡(luò)包括光子脈沖串交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)。
28.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述I/O模塊被配置成提供實(shí)現(xiàn)PBS邊緣節(jié)點(diǎn)的操作。
29.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述I/O模塊被配置成提供操作以實(shí)現(xiàn)PBS交換節(jié)點(diǎn)和PBS邊緣節(jié)點(diǎn)的組合。
30.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述I/O模塊被配置成提供實(shí)現(xiàn)外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議路由的操作。
31.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議路由包括對(duì)邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議的擴(kuò)展，所述邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議包括對(duì)波分復(fù)用(WDM)光脈沖串交換網(wǎng)絡(luò)的規(guī)定。
32.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光I/O模塊包括與所述布線通信信道耦合的總線橋路，以便從所述布線通信信道接收分組；與所述總線橋路耦合的網(wǎng)絡(luò)處理器單元，所述網(wǎng)絡(luò)處理器單元將經(jīng)由所述總線橋路接收的分組聚集成一脈沖串；與所述網(wǎng)絡(luò)處理器單元耦合的成幀器單元，其中所述成幀器用于將所述數(shù)據(jù)脈沖串封裝入光脈沖串交換網(wǎng)絡(luò)幀；以及與所述成幀器單元和光學(xué)網(wǎng)絡(luò)耦合的光輸出接口，其中光輸出接口用于在光脈沖串交換網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送包括所述光網(wǎng)絡(luò)幀的光信號(hào)。
33.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述總線橋路和網(wǎng)絡(luò)處理單元耦合的通信整形器。
34.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述成幀器單元和網(wǎng)絡(luò)處理單元耦合的隊(duì)列單元，其中所述隊(duì)列單元用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)脈沖串直到它們被調(diào)度為在光脈沖串交換網(wǎng)絡(luò)上被發(fā)送。
35.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)處理器單元形成控制脈沖串和數(shù)據(jù)脈沖串，其中所述控制脈沖串包括用于路由數(shù)據(jù)脈沖串通過(guò)光脈沖串交換網(wǎng)絡(luò)的信息。
36.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述成幀器單元和光脈沖串交換網(wǎng)絡(luò)耦合的光輸入接口，其中所述光輸入接口用于將包括從光學(xué)網(wǎng)絡(luò)接收的光脈沖串交換網(wǎng)絡(luò)幀的光脈沖串信號(hào)轉(zhuǎn)換成包括光脈沖串交換網(wǎng)絡(luò)幀信息的電信號(hào)。
37.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述成幀器單元也用于將來(lái)自光輸入接口的光脈沖串交換網(wǎng)絡(luò)幀信息去成幀。
38.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)根據(jù)PICMG(PCI工業(yè)計(jì)算機(jī)制造組)3.0所定義的高級(jí)電信計(jì)算架構(gòu)(ATCA)標(biāo)準(zhǔn)或最近的ATCA規(guī)范被配置。
39.一種用于提供指令的機(jī)器可讀媒介，所述指令在由光輸入/輸出(I/O)模塊中的處理器執(zhí)行時(shí)使得該模塊執(zhí)行一些操作，包括接收多個(gè)光纖信道幀；將所述多個(gè)光纖信道幀封裝入一個(gè)或多個(gè)光脈沖串交換(OBS)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)脈沖串；以及將所述一個(gè)或多個(gè)OBS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)脈沖串發(fā)送到OBS邊緣節(jié)點(diǎn)或交換節(jié)點(diǎn)之一。
40.如權(quán)利要求39所述的機(jī)器可讀媒介，其特征在于，所述光脈沖串交換網(wǎng)絡(luò)包括光子脈沖串交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)。
41.如權(quán)利要求39所述的機(jī)器可讀媒介，其特征在于，還提供其它指令，所述指令使光I/O模塊執(zhí)行一些操作，包括經(jīng)由OBS網(wǎng)絡(luò)接收OBS數(shù)據(jù)脈沖串幀；將所述OBS數(shù)據(jù)脈沖串幀去成幀以提取一個(gè)或多個(gè)封裝的FC幀；以及將所述FC幀提供給SAN網(wǎng)關(guān)。
42.如權(quán)利要求39所述的機(jī)器可讀媒介，其特征在于，提供其它指令以使光I/O模塊執(zhí)行一些操作，包括從一FC幀中提取路由數(shù)據(jù)，所述路由數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)所述數(shù)據(jù)要路由到的目的地地址；從一路由表中存儲(chǔ)的路徑中選擇可用于達(dá)到所述目的地地址的一路徑；以及將其中封裝所述FC幀的數(shù)據(jù)脈沖串轉(zhuǎn)發(fā)到所選路徑中的下一個(gè)中繼段。
43.如權(quán)利要求42所述的機(jī)器可讀媒介，其特征在于，光I/O模塊包括接收數(shù)據(jù)的入口節(jié)點(diǎn)，且所述數(shù)據(jù)將被轉(zhuǎn)發(fā)到OBS網(wǎng)絡(luò)的出口節(jié)點(diǎn)，所述機(jī)器可讀媒介用于提供其它指令以使光I/O模塊執(zhí)行一些操作，包括保留在入口節(jié)點(diǎn)和出口節(jié)點(diǎn)之間跨越的光通路；以及在被保留的所述光通路上發(fā)送數(shù)據(jù)脈沖串。
全文摘要
一種用于經(jīng)由光脈沖串交換(OBS)網(wǎng)絡(luò)與SAN(存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))路由高速數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)。包括邊緣節(jié)點(diǎn)和交換節(jié)點(diǎn)的OBS網(wǎng)絡(luò)組件耦合于SAN島之間。在一個(gè)實(shí)施例中，OBS網(wǎng)絡(luò)包括光子脈沖串交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)。在一種方案下，PBS邊緣節(jié)點(diǎn)和SAN網(wǎng)關(guān)共同定位于與SAN的接口處，同時(shí)多個(gè)PBS交換節(jié)點(diǎn)部署于PBS邊緣節(jié)點(diǎn)之間。在另一方案下，PBS交換/邊緣節(jié)點(diǎn)共同定位于各自的SAN處。該方案采用用于經(jīng)由選定的路徑段路由數(shù)據(jù)的外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(EGP)。到達(dá)SAN和從SAN接收的數(shù)據(jù)被封裝為光纖信道幀。經(jīng)由PBS網(wǎng)絡(luò)傳送的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成具有封裝的光纖信道幀的PBS幀。該方案還支持與諸如LAN和WAN的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的接口。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK1890943SQ200480036871
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月19日
發(fā)明者S·奧瓦德亞 申請(qǐng)人:英特爾公司