自動搜索以及自動配置交換機路由的程序解析

卞孝麗

（鄭州財稅金融職業學院，河南 鄭州450000）

自動搜索及自動配置交換機路由的程序目前主要應用于現代電子系統中的通信領域，特別是在嵌入式通信設備的機載上使用。在這種高性能嵌入式系統的互聯通信里面使用的就是Rapidio 技術，Rapidio技術能夠有效的進行傳輸。同時因為其本身的特點能夠在自由的進行交換，在使用上非常的方便，為此經常被3G/4G移動通信基站上進行使用，同時在一些高性能數字信號處理系統中也有廣泛的應用。

1 自動搜索以及自動配置交換機路由程序的背景技術

在一個系統里面會存在很多的單板內的DSP/FPGA/PowePC。所有的各個子模塊和背板上的單板時需要有一種簡單、高效、可靠的一種通信技術和手段來進行幫助，讓芯片和單板都能夠全系統的連接起來，這個技術就是Rapidio技術。Rapidio技術建立起來的網絡非常復雜，里面會涉及很多的系統，每個網絡終端里面互通的通信鏈路甚至能夠達到幾百條之多。每一個擴展的系統都會存在一個復雜的結構。在傳統的Rapidio技術網絡系統里面一般都是由工作人員設計出一張Rapidio 網絡配置信息表格來進行整個Rapidio網絡的配置和維護。如果在運行的時候發現Rapidio 網絡結構頻繁變換的時候就容易出現錯誤，這個時候就需要很高的維護成本，有了自動搜索以后就能夠很大程度的解決這些問題。

2 自動搜索以及自動配置交換機路由程序的發明內容

自動搜索以及自動配置交換機路由程序支持Rapidio 網絡閉環回路的信息搜索方法，這個技術能夠真正實現終端最佳路徑的匹配識別，并能夠自動完成交換機路由信息的配置。

2.1 自動搜索以及自動配置交換機路由程序在運行的時候主要包含以下的步驟。首先在運行的時候使用Rapidio網絡能采集所有交換機的互聯信息和交換機上連接的終端信息；其次識別Rapidio網絡里面任意的兩個終端之間的最佳路徑；然后給每個路徑找到相對應的分配交換機的端口，保證交換機的負載能夠均衡。根據最佳路徑和分配的交換機端口提供的信息給每個交換機添加相對應的路由信息。

2.2 自動搜索以及自動配置交換機路由程序在進行的時候主要包括以下內容。首先建立一個交換機數據結構模型，其次給每個交換機設置相應的訪問標志“0”，這樣工作人員在運行的時候，如果發現只要是有訪問標志“0”的標志，就可以證明交換機沒有被搜索過。在自動搜索進行的時候，需要給第一個訪問到的交換機分配一個唯一特定的鎖值，鎖值輸入進去以后就可以把交換機的訪問標志設為“1”。這個“1”就能代表交換機已經被搜索過。這樣每搜到一個交換機都能先讀取它的鎖值，搜到的鎖值和訪問標志設為“1”的交換機的鎖值進行比較，如果相等，說明網絡里面存在閉環回路，并且這個交換機已經被搜索過，可以直接訪問下一個交換機；如果不相等，這說明這個交換機沒有被搜索過，這個時候可以給他分配一個鎖值，這個鎖值就能夠寫在交換機數據結構模型里面，把這個交換機的訪問標志設為“1”。等網絡里面的交換機都被搜索之后，整個搜索過程就會自動結束，這個時候交換機數據結構模型里面就會出現終端、端口號、交換機互聯情況、互聯的端口號的所有數據信息，這個時候整個網絡信息采集過程也就自動結束。根據上面的特征能夠知道最佳路徑就是在兩個終端之間所有的有效路徑里面經過篩選之后找到的最短路徑，也就是最佳路徑。然后在重復上述的步驟之后能夠識別出整個網絡中任意兩個終端之間的最佳路徑，通過路徑的分析之后把分析出來的結果記錄在交換機數據結構模型上。在整個過程中包含以下的程序步驟：在交換機數據結構模型里面的端口結構模型里，設置的交換機端口變量是“0”，如果在最佳路徑里面出現了多條通道的時候就需要找到一個Rapidio 網絡技術里面最小的一個端口就是最佳路徑用到的端口，把這個端口需要的路由信息添加到交換機數據結構模型里面，這個時候需要把端口的ratio值設置為“1”。等到所有步驟完成之后就需要把所有的最佳路徑的路由信息都添加到交換機數據結構模型里面去。在建好的交換機數據結構模型里面需要把所有額交換機路由配置標志都設為“0”，這樣的標志就是代表交換機沒有被配置路由信息過。在找到和主終端連接的交換機，根據交換機數據結構模型中的信息，把對一個的端口號和對應路由的配套路信息寫進交換機的路由寄存器中，最終完成交換機的路由配置，搜到之后的交換機的路由配置標志就需要設為“1”。根據交換機的互聯情況在找到下一個交換機，在查詢這個交換機的路由配置標志，如果是“0”，就是沒有被配置過，如果是“1”，就說明已經配置過路由了，并且該交換機已經是一個閉環回路中的一個交換機，這樣就會自動跳過已經被配置的交換機。所有的網絡中的交換機都配置完成之后，整個配置過程就結束。

2.3 自動搜索以及自動配置交換機路由的程序進一步包括。把交換機數據結構模型保存在NVRAM里面，這個時候如果Rapidio網絡有電的時候就會發現Rapidio 網絡里面的拓撲沒有發生任何的變化，這個時候就可以繼續進行，否則還是要重復之前的步驟。

3 自動搜索以及自動配置交換機路由的程序應用具體實施方式

在Rapidio終端里面有很多的小閉環回路，每個小閉環回路還會組成一個大的閉環回路，如果在計算的時候不能夠支持閉環回路的話，閉環回路的交換機就會一直被搜索，這個時候程序就會進入一個無限循環的環節永遠不會停止。在現在的Rapidio規范里面，網絡里面的每一個Rapidio終端都有自己唯一的id 來進行標識，但是Rapidio交換機卻沒有。這樣交換機在進行使用的時候就會出現很多的障礙。無果沒有一個方法或者一個標志來識別的話，閉環回路的自動搜索就會很難繼續實現下去。雖然在Rapidio交換機里面沒有專門需要識別的寄存器，但是里面有一個鎖值寄存器，鎖值寄存器的作用就是在主終端進行訪問的時候會出現交換機被其他終端非法篡改的現象。在整個系統里面有8 個交換機，這8 個交換機是兩兩互聯的狀態，每個交換機之間都有很多不同的路徑，這些路徑最短的就是最佳路徑，最短的路徑有很多，所以在使用的時候一定要細心的進行選擇。如果要求端口和端口之間能夠達到最大數據的時候就需要少使用一些交換機，交換機的減少就能減少其他端和端之間的通信影響。在程序進行運行的時候需要把所有的數據都利用起來，讓每一條通道都能起到數據分流的作用，最終達到提高數據帶寬和提升利用影響資源的目的。

Rapidio 網絡信息和交換機路由信息交換的時候可以先由主終端進行保存。當一個Rapidio網絡結構穩定的時候就不會出現一些改動情況，這個時候不需要每次系統上電開啟的時候都進行整個搜索，網絡結構就會更加的穩定。在穩定的時候就可以借鑒以前搜索的結構進行以下的操作。在Rapidio網絡進行的時候就是把搜索拓撲結構和最優化的路徑找出來，在交換機上進行端口信息的均衡，這樣就能時刻保證網絡結構信息的保存。在進行交換機路的時候可以有以下兩個選擇：首先能夠按照搜索拓撲結構終端之間的最佳路徑的優化和交換機端口負載均衡進行搜索，然后進行配置交換機路由，在運行的時候提取NVRAM里面的信息進行配置。自動搜索以及自動配置交換機路由程序的出現改變了之前的技術方案和技術替換的使用，讓設計人員和維修人員的工作都能夠比之前變得更加的輕松，設計人員在進行工作的時候能夠更加的方便，維修人員在進行維修的時候維修的線路也會減少，維修起來會節約很多的時間。

4 自動搜索以及自動配置交換機路由的程序應用效果

和傳統的方法相比，新出現的這種自動搜索以及自動配置交換機路由的程序應用的時候是先用人腦進行識別和熟悉整個Rapidio網絡的結構，在識別之后能夠自動的對Rapidio 網絡進行規劃，最后根據規劃出來的路徑設置每個交換機的路由信息。如果在應用場景上有3～5 個交換機并且每個端口到端口之間都有一個鏈路組成的網絡結構，這種情況不算復雜情況。但是如果網絡中有很多的交換機的時候并且閉環回路套在一起的時候如果還是用人腦來進行識別的話就會出現很多錯誤現象，在運行的時候隨著網絡的變化可以隨時改動，每一次經過的時候需要進行一次人腦識別情況，這樣就會給整個識別過程帶來非常大的麻煩，同時還會給項目維護帶來很多的不方便現象。

5 結論

自動搜索以及自動配置交換機路由的程序應用的出現能夠在很大程度上提升了自動搜索的智能化和適應性，并在這樣的背景下開發了新的軟件應用場景，解決了軟件質量和軟件應用成熟度的問題，給更多的維修工人帶來方便。自動搜索和自動配置交換機路由車的程序的出現還給其他從事Rapidio 網絡驅動設計的人員帶來一些借鑒，讓他們在以后的工作中設計出更多更好的應用程序。