[发明专利]一种数据包交换方法、装置以及接入交换机和交换系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种数据包交换方法、装置以及接入交换机和交换系统。

背景技术

数据中心(data center/datacenter)又称为服务器农场(server farm)，用于安放计算机系统及其相关的通信组件，一般包括备份的供电设备、冗余的数据通信连接以及环境控制和安全相关设备，是企业信息化的重要基础设施。数据中心是企业提供各种信息相关的应用业务服务的中心，也是数据运算、交换和存储的中心。数据中心结合了先进的计算模式、网络技术和存储技术，为企业的信息服务提供运行平台。现有的数据中心一般由服务器、TOR(Top Of Rack)交换机、汇聚层交换机和核心层交换机等组成，采用如图1所示的3级树形结构进行组网，其中，服务器构成树型结构的叶节点，一般通过1Gps网口和TOR交换机连接，TOR交换机、汇聚层交换机和核心层交换机分别构成树的节点，TOR交换机通过更高速率例如10Gps的接口连接到汇聚层交换机，汇聚层交换机进一步通过更高速率例如40Gps的接口连接到核心层交换机，服务器产生的流量通过TOR交换机、汇聚层交换机和核心层交换机一层一层汇聚，因此，越靠近根节点的交换机需要提供更高交换容量才能满足需求。

随着视频流、社交网络和云计算等新兴应用的发展，对数据中心的要求也越来越高，例如，在数据中心的服务器中托管的应用程序(例如云计算的应用程序、搜索引擎等)需要在数据中心的服务器之间进行海量数据交互。这就要求在数据中心构成的网络中设计高效的互连方案，以提供更高带宽和更低的延迟，而背板、能耗等技术的限制使得电交换技术无法满足数据中心带宽和时延的需求。

为解决上述问题，现有技术提出的一种数据中心的网络架构是如图2所示的C-through架构，C-through架构是将光路交换和电包交换混合使用形成混合网络结构的数据中心网络。在附图2示例的C-through架构中，数据中心由电网络和光网络构成。电网络提供服务器之间全互联的网络，其架构和现有的数据中架构一致，采用3级树形结构，分别是TOR交换机、汇聚层交换机和核心层交换机。光网络是由可配置的光路交换设备构成，可以提供机架和机架之间一条光链路，使得两个机架之间可以以非常高的速率通信。

当两个TOR交换机之间有长数据流传输，例如长达1s的通信连接时，中央控制器给这对TOR交换机配置一条高速宽带的光路连接，两个TOR交换机之间就通过光网络通信，而其他的一些TOR交换机，若只有少量数据传输，则仍然通过电网络交换。如此，光网络承担长数据流的交换，而电网络承担短数据流的交换。

现有技术提供的数据中心网络，其可配置的光路交换设备主要用于负责长数据流的交换，当网络中主要是类似于数据备份这样的长数据流时，光路交换可以为其提供高效的服务，而当网络主要是类似于社交服务这种短数据流时，光路交换发挥的作用就很小。

发明内容

本发明实施例提供一种数据包交换方法、装置以及接入交换机和交换系统，以满足数据中心对交换带宽和交换颗粒度的要求。

本发明实施例提供一种数据包交换方法，所述方法包括：接收媒质访问控制层MAC帧控制信息，所述MAC帧控制信息包括目的MAC地址、虚拟局域网标识和帧协议类型信息中的一种或其任意结合；

根据所述MAC帧控制信息和通过查询MAC地址转发表，确定用于转发所述MAC帧的接口，所述用于转发所述MAC帧的接口包括下行链路接口、上行电包交换网络接口和/或上行光包交换网络接口；

向电包交换单元发出控制信号，以使将所述MAC帧从所述确定的接口转发出去；

其中，所述根据所述MAC帧控制信息和通过查询MAC地址转发表，确定用于转发所述MAC帧的接口包括：若所述MAC帧来自下行链路接口，并且所述MAC帧的目的MAC地址不是广播地址或者组播地址，并且查询到所述MAC地址转发表中存在与所述MAC帧的目的MAC地址对应的表项，并且所述MAC地址转发表中光包交换网络转发接口信息不为NULL，并且根据所述控制信息判断所述MAC帧不是协议帧，并且与所述MAC帧的目的MAC地址对应的上行光包交换网络接口对应的输出缓存未满，则确定与所述MAC帧的目的MAC地址对应的上行光包交换网络接口用于转发所述MAC帧，否则，确定下行链路接口和/或上行电包交换网络接口用于转发所述MAC帧；