[发明专利]实现网络单元体系结构中的冗余度的方法及设备

说明书

相关申请的交叉引用

[0001]本申请要求2004年4月12日提交的美国临时专利申请No.60/561379的优先权，还要求2004年5月10日提交的美国临时专利申请No.60/569717的优先权，以及还要求2004年12月29日提交的美国实用新型申请No.11/025815的优先权，通过引用将它们每个的内容结合于本文中。

技术领域

[0002]本发明涉及通信网络，更具体来说，涉及用于实现网络单元体系结构中的冗余度的方法及设备。

背景技术

[0002]数据通信网络一般包括耦合在一起并且配置成相互传递数据的多个路由器和交换机。这些装置在本文中称作“网络单元”。通过经由采用光纤、铜或其它金属线或无线信号形成的一个或多个通信链路在网络单元之间传递诸如分组、帧、信元或段之类的协议数据单元，经由数据通信网络传递数据。具体的分组当通过网络在其源与其目的地之间传播时通过多个通信链路由多个网络单元来处理。

[0003]图1说明一个示例通信网络，其中，局域网10通过网络单元12连接到具有互连高速网络单元18的高速通信链路16的另一个网络域14。若干网络单元可根据它们在网络上的预计使用而以相似或不同的方式来实现。虽然图1是通信网络的较简单呈现，但实际上，网络可能相当复杂。如图2所示，多个网络单元一般共同包含在通信中心内，并且可安装在机架系统19中，或者可能是独立的。

[0004]随着通信网络的大小和复杂度增加，对网络单元的要求同样增加到给定网络单元可配置成每秒处理多个兆兆位数据的程度。为了适应这种增加的数据业务量，用于实现网络单元的内部体系结构已经随时间改变。一般来说，网络单元具有控制平面和数据平面。控制平面控制网络单元的整体操作，而数据平面则配置或优化成代表网络单元来处理数据业务。例如，典型的数据平面包括配置成与通信链路接口的电路，以便例如从通信链路接收物理信号、从物理信号提取数据、执行噪声减小和其它信号处理功能，以及可选地把所接收信号组成分组或位和字节的其它逻辑关联。这种类型的初始处理将称作I/O处理。

[0005]另外，典型的数据平面将处理数据的分组或帧，以便使那些分组/帧被交换或转发到一个或多个通信链路上。这种附加处理将称作数据路径服务处理，它可包括从与分组关联的首标或标签提取信息或者可能需要的或希望结合分组/帧或者分组/帧流来执行的其它功能。

[0006]前一代网络单元以及某些现有网络单元采用功能卡，其中，I/O处理功能以及数据路径服务功能在同一个网卡上执行。网卡或本文所使用的术语“功能卡”一般由在其中实现处理电路的印刷电路板组成。功能卡以与存储卡被插入计算机主板大致相同的方式被插入连接器平面。图3说明在网络单元的后部(本文称作背面22)插入连接器平面的一组功能卡20，以及图4说明在网络单元的中部(本文称作中间平面24)插入连接器平面的一组功能卡。

[0007]随着网络数据速率增加以及处理电路领域得到发展，采用集成功能卡开始显示出缺陷。例如，由于在卡的前缘可用于支撑线路连接器的有限空间，给定功能卡仅可容纳到物理通信链路、如光纤和有线连接的有限数量的连接。随着处理技术提高、板上的数据路径服务处理电路进步，使得比可通过这种有限数量的连接器连接到功能卡能够处理更多业务。因此，采用集成功能卡要求网络单元的数据路径服务方面被过度构建。

[0008]为了解决这个问题，开发一种体系结构，其中，不同的功能卡用来实现I/O和数据路径服务功能。配置成执行输入和输出功能的功能卡在本文中将称作IOC，以及配置成执行数据路径服务功能的功能卡在本文中将称作DSC。这种体系结构被广泛采用，以及许多大网络单元现在包括多个IOC、多个DSC以及可选地包括诸如服务器卡之类的一个或多个其它功能卡，全部通过中间平面或背面互连。中间平面和背面在本文中将共同称作“连接器平面”。在中间平面体系结构中，IOC一般从网络单元前面被插入中间平面前面的连接器，以及DSC和其它处理卡从网络单元后面被插入中间平面后面的连接器。另外，如图5所示，功能卡可能是诸如卡26之类的全高卡或者诸如卡28之类的部分高度卡。