[发明专利]一种光纤通道交换机的数据缓存方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通道技术领域，更具体而言，本发明涉及到光纤通道交换机的数据缓存的方法。

背景技术

光纤通道(FC，Fiber Channel)交换机是存储区域网络中一种支持FC协议的硬件设备。其它支持FC协议硬件设备，比如主机或者存储系统，和FC交换机相耦合时，可以通过FC交换机进行硬件设备之间的数据传输。与FC交换机相耦合的硬件设备向与FC交换机相耦合的另一个硬件设备发送数据时，将数据发送的设备称为源设备，将FC交换机称为中间设备，将数据接收的设备称为目标设备。多个源设备通过FC交换机向一个目标设备发送数据时，FC交换机需要将源设备发送过来的数据缓存在FC交换机内部的缓冲器中，然后FC交换机按照一定的方式把数据依次转发到目标设备中。

FC交换机采用缓冲到缓冲的流量控制特性，来保证发送的数据在网络中不丢失。现行的缓存方法有单输入缓存队列，源设备发送到不同目标设备的数据，FC交换机将这些数据依次存入一个输入端口的缓存队列中，当缓存中前面的数据没有及时转发，就会影响其后面的数据转发，即出现队头阻塞(HOL，head of line)现象；另一种方法是虚拟输出队列(VOQ，Virtual Output Queue)，源设备向不同目标设备发送数据，FC交换机的输入端口将数据分别存入不同的缓存队列，每一个队列对应一个输出端口，这样可以避免队头阻塞现象。由于每个队列对应一个输出端口，从而使得每个输入端口的缓存容量是单输入缓存队列缓存容量的N倍。N是输出端口个数。同时源设备向不同目标设备发送数据的数量和概率都是不一样的，这就会造成输入端口中某些缓存队列数据多，某些缓存队列数据少，分配不均的现象，因此会影响缓存的利用率。再一种是共享缓存的方法，将交换机所有输入端口接收到的数据存入一个共享的缓存器中，然后再将数据从共享缓存器中转发到输出端口；采用共享缓存的方法，对于每个输入端口和输出端口在读写缓存器时需要有时间分片协议来配合数据的读写；同时要产生数据所对应的数据描述信息，数据描述信息要能够记录数据所在缓存器的准确位置。采用共享缓存的方式可以提高缓存的利用率，但是要求交换机和共享缓存器之间接口的时钟频率很高，同时数据的读写逻辑控制电路也相对复杂。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的缓存方法的不足，提出了一种FC交换机的数据缓存方法。

本发明的技术方案是：一种光纤通道交换机的数据缓存方法，包括步骤：

步骤81：FC交换机输入端口一直处于监测输入端口是否有FC数据到来的状态，当正确检测到有FC数据到来时，则输入端口会立即向缓存器发出数据缓存请求；

步骤82：当输入端口发出数据缓存请求时，缓存器接受数据缓存请求，立即在输入端口的缓存器中为FC数据分配一个缓冲器，然后将FC数据缓存在指定的缓冲器；同时缓冲器一直监测该FC数据是否被转发出去，如果转发成功，则缓冲器可以重新被指定为另一个FC数据的缓冲器，这样每一个缓冲器可以作为一个共享的缓冲器；如果没有转发成功，当FC交换机输入端口监测到有另一个FC数据到来时，则FC交换机为这个FC数据分配另外一个缓冲器；

步骤83：在缓存FC数据的时候，同时产生FC数据必须的FC数据描述信息，FC数据描述信息记录着FC数据的优先级和FC数据所在缓存器中数据缓冲器的基地址；

步骤84：输入端口在产生正确的FC数据描述信息时，将FC数据描述信息根据FC数据所要转发输出端口，存入到VOQ缓存器中对应的数据描述信息缓冲器中；同时数据描述信息缓冲器将其中最先缓存在数据描述信息缓冲器的FC数据描述信息，作为数据转发请求信号向仲裁器进行仲裁请求；如果该数据转发请求信号没有被仲裁器所接受，则一直保持该数据转发请求信号；如果该数据转发请求信号被仲裁器所接受，同时数据描述信息缓冲器有FC数据描述信息，则读取下一个FC数据描述信息作为数据转发请求信号，继续向仲裁器进行仲裁请求；

步骤85：仲裁器将对接收到的数据转发请求信号进行判断，当数据的优先级不相等时，仲裁器根据优先级从大到小的顺序，首先接受最大优先级的数据转发请求信号，然后再接受低优先级的数据转发请求信号；当数据的优先级相等时，仲裁器会根据轮询的方式依次接受数据转发请求信号；

步骤86：FC交换机根据与每个输出端口相关联的仲裁器的仲裁结果，来转发数据。当FC数据被成功转发到输出端口时，FC交换机就通过数据所在的输入端口的相对应的输出端口向与FC交换机相连接的硬件设备回复RDY数据。