[发明专利]可扩展的光广播互连

说明书

背景技术

大部分计算机互连为有限数量的节点或端点服务。较大的互连典型地由较小的互连模块通过将一个互连模块与另一个互连模块以树、粗树和其他以多种不同拓扑配置的交换机网络(被称为交换结构)的形式结合起来而形成。

这种网络中的每个交换机可与一个或多个主机以及一个或多个存储设备相连。此外，可有交换机-交换机连接和交换机-集线器连接。该交换机-交换机连接典型地比交换机-主机和交换机-存储器连接的带宽更高，因此交换机之间的数据可分发给多个主机或存储设备。集线器，也称为2层交换机，获取来自一个或多个交换机的输入，在一个或多个交换机结构与其他设备例如去往其他数据网络的网关之间形成桥梁。这些实施中的数据流必须被内部管理为去往数据路径，对交换机-交换机流打包消息，以及解打包此类消息用于分发到单独端点(主机或存储设备)。

参考图1(现有技术)示出，典型的n路(或n×n)互连基于美国专利No.7,970,279(“N路串行通道互连”)中描述的广播光。该图描绘了从输入(典型地来自n个节点或端点)到输出(典型地去往相同的n个节点或端点)的全连接n×n互连。

广播分发模块100(将直播光学互连标示为“DBOI”)分发来自所述n个输入110中每一个的光编码(在首选实施例中)或者其他数据载体方式的信息。所述广播分发由标示为115的多个扇出(fan-out)和扇入(fan-in)线路指示。在首选实施例中，这些线路115简要地指示来自输入110中每一个的光广播的广播分发，以及对输出线路120中每一个的收集。该说明书描述的对“光”的使用并不意味着局限于光学方式，能够在图1指示的方法中使用的任何信息载体在图1的上下文中都是有效的。在所述互连的光学版本中，根据上面参考的专利的描述，使用透镜对来自所述几个输入的光广播进行收集并聚集在所述输出120处，在光学情况下，所述输出为多模光纤，在电学情况下，所述输出为传输线或电缆。四个收集点(箭头120的尾部)中的每一个包含n个信号作为所述n个输入110的输入数据流的四个副本。在所述DBOI互连的最初实现中，n为32，并且每个输入流被光学扇出设备分为4路以复制出所述32个数据流中的每一个。然后这些光信号组合成四个检测器阵列或光纤束，其每一个包含所述原始32个输入数据流的副本。因此4个数据流120的描述离开所述广播分发模块100。

注意选择数字n＝32以及所述光学扇出为四个仅仅是出于方便。其他选择也是可以的。例如，128路互连可具有16倍光学或电学扇出，其带来标示为120的16个输出束，其替代图1所示的四个。所述分区135用于示例该具体实施例中的4倍模块化结构。

仍然参考图1，模块130(将电光节点接口控制器标示为“EONOC”)接收光学信号120(在首选实施例中)并将它们转换成电学信号，其中在由箭头120表示的四个束中每一个上的n个信号每一个都分成8路，承载了每个原始输入信号110的8个副本，因此在每个分区给出总数为n＝32的信号。在模块130中由线路135分离的每个分区包含n/4个输出或端点140。例如，模块130中最上面的分区可包含，对于n＝32，输出给节点1至8；第二个分区，输出9至16；依此类推。因此，容易明白每个输入流110在每个输出流140处重现。

特别要注意，在模块100或模块130中都没有交换机或路由机制。也就是说，数据可毫无阻碍地从n个输入110中的任一个自由地流向n个输出140中的任一个。其直接结果是在图1表示的互连中能够不存在数据拥塞。

实际上，模块130包含额外的软件和/或硬件，从而根据已编码目的地以及防止输出节点140处的争用所需的流控制电路来收集、存储和选通(gate)所述多个数字信号流。这些用于所述扇出和扇入电路的额外功能在上面参考的美国专利No.7,970,279中有描述。

参考图2(现有技术)示例了如何独立地互连4组n个节点，每组都与自己完全地互连。当然，得到的4n个节点不是完全互连的。

所述四个模块200中的每一个都具有独立的n通道输入210。如上所述，每组被光学地分发(在首选实施例中)，并在每个互连排中表示为四组光学输出220。所述四个EONIC 230接收所述四组光学输入并对它们进行如上所述的分发和组合，形成四组输出240。所述4n个独立的输入210以4个为一组进行处理，因此呈现给最上面模块200的数据流，例如，不会出现在下面三个模块230中的任何一个上。注意由指示符序列200，210，220，230和240指示的四个区域是没有区别的，因为它们是同一n×n互连的副本。