跨多個(gè)架構(gòu)交換機(jī)的虛擬鏈路聚合的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)管理。更具體地，本發(fā)明涉及用于促進(jìn)從一個(gè)設(shè)備到多個(gè)架構(gòu)交換機(jī)的鏈路聚合的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]互聯(lián)網(wǎng)持續(xù)不斷的發(fā)展帶來了對(duì)帶寬的無止境需求。因此，設(shè)備供應(yīng)商爭(zhēng)先建立更大、更快和更具有通用性的交換機(jī)來傳遞通信量。然而，交換機(jī)的尺寸不能無限增大，其受物理空間、功耗和設(shè)計(jì)復(fù)雜度等因素的限制。更重要的是，過于龐大和復(fù)雜的系統(tǒng)因其復(fù)雜性而常常不能形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，因此，由于增加的每端口成本，單純地增大交換機(jī)尺寸和吞吐量可能被證明在經(jīng)濟(jì)上是不可行的。
[0003]提高交換機(jī)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性的一個(gè)靈活方式是，建立架構(gòu)(fabric)交換機(jī)。架構(gòu)交換機(jī)是單獨(dú)的成員交換機(jī)的集合。這些成員交換機(jī)形成單一的、邏輯的交換機(jī)，其具有任意數(shù)量端口和任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。隨著需求的增長(zhǎng)，客戶可以采用“按需購(gòu)買”的方式擴(kuò)展架構(gòu)交換機(jī)的性能。
[0004]同時(shí)，第二層(Layer-2，例如，以太網(wǎng))交換技術(shù)不斷發(fā)展。具有傳統(tǒng)上的第三層(Layer-3，例如，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(Internet Protocol，IP))網(wǎng)絡(luò)的特征的更多路由類似功能迀移到第二層中。尤其是最新的多鏈接透明互聯(lián)(Transparent Interconnect1n of Lotsof Links，TRILL)協(xié)議的發(fā)展，允許以太網(wǎng)交換機(jī)的功能更像路由設(shè)備。TRILL克服了傳統(tǒng)生成樹協(xié)議固有的低效率，其迫使第二層交換機(jī)連接在邏輯擴(kuò)充樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，以避免生成環(huán)路。通過在交換機(jī)中執(zhí)行路由功能，并在TRILL報(bào)頭中包含入跳躍計(jì)數(shù)，TRILL允許路由橋(Routing Bridge，RBridge)連接在任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，而沒有生成環(huán)路的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]隨著越來越多的關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施，高可用性的操作逐漸變得更重要，成為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師的價(jià)值定位。在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中將通常屬于不同的架構(gòu)交換機(jī)的傳統(tǒng)聚合鏈路(從一個(gè)設(shè)備到另一個(gè)設(shè)備)進(jìn)行劃分可能是可取的，這樣，一個(gè)架構(gòu)交換機(jī)的不可用性不會(huì)影響多宿主設(shè)備的運(yùn)作。
[0006]雖然架構(gòu)交換機(jī)為網(wǎng)絡(luò)帶來許多理想特性，當(dāng)終端設(shè)備連接到多架構(gòu)交換機(jī)上時(shí)，一些問題仍然未得到解決。特別地，當(dāng)使用鏈路聚合將終端設(shè)備連接到多架構(gòu)交換機(jī)時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)沒有提供充分利用架構(gòu)交換機(jī)的可擴(kuò)展和靈活的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種交換機(jī)。該交換機(jī)可配置為第一架構(gòu)交換機(jī)的成員。該交換機(jī)包括鏈路聚合模塊。在操作期間，所述鏈路聚合模塊用虛擬交換機(jī)標(biāo)識(shí)符對(duì)幀的入口交換機(jī)域進(jìn)行標(biāo)記。該虛擬交換機(jī)標(biāo)識(shí)符與所述交換機(jī)和作為第二架構(gòu)交換機(jī)的成員的第二交換機(jī)相關(guān)聯(lián)，且所述虛擬交換機(jī)標(biāo)識(shí)符來自于與所述第一架構(gòu)交換機(jī)和所述第二架構(gòu)交換機(jī)相關(guān)聯(lián)的一系列標(biāo)識(shí)符。所述第一架構(gòu)交換機(jī)和所述第二架構(gòu)交換機(jī)中的每一個(gè)都可操作以包容多個(gè)交換機(jī)，并作為單一交換機(jī)而運(yùn)作。
[0008]在本實(shí)施例的一個(gè)變形例中，所述交換機(jī)還包括包處理模塊，其將所述虛擬交換機(jī)標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)為幀的出口交換機(jī)標(biāo)識(shí)符，并作為響應(yīng)而確定所述交換機(jī)是用于所述幀的出口交換機(jī)。
[0009]在本實(shí)施例的一個(gè)變形例中，所述交換機(jī)還包括抑制模塊，其將所述虛擬交換機(jī)標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)為廣播、未知單播或多播幀的出口交換機(jī)標(biāo)識(shí)符，并且，作為響應(yīng)而阻止所述交換機(jī)將與局部終端設(shè)備相關(guān)聯(lián)的端口確定為所述幀的輸出端口。
[0010]在本實(shí)施例的一個(gè)變形例中，所述交換機(jī)還包括多播模塊，其將幀標(biāo)識(shí)為是廣播、未知單播或多播幀的幀，并且，作為響應(yīng)，用虛擬根交換機(jī)標(biāo)識(shí)符標(biāo)記所述幀的出口交換機(jī)域。所述虛擬根交換機(jī)標(biāo)識(shí)符與所述第一架構(gòu)交換機(jī)和所述第二架構(gòu)交換機(jī)的各自的多播根交換機(jī)相關(guān)聯(lián)。
[0011]在進(jìn)一步的變形例中，所述交換機(jī)還包括故障檢測(cè)模塊，響應(yīng)于對(duì)所述第一架構(gòu)交換機(jī)的所述多播根交換機(jī)的不可用性的檢測(cè)，所述故障檢測(cè)模塊標(biāo)識(shí)新多播根交換機(jī)，并將所述虛擬根交換機(jī)標(biāo)識(shí)符與所述第一架構(gòu)交換機(jī)的所述新多播根交換機(jī)相關(guān)聯(lián)。
[0012]在本實(shí)施例的變形例中，所述交換機(jī)為可根據(jù)多鏈接透明互聯(lián)(TransparentInterconnect1n of Lots of Links，TRILL)協(xié)議操作的路由橋(Routing Bridge,RBridge)。
[0013]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述交換機(jī)還包括支持TRILL的邊緣端口和TRILL主模塊。所述支持TRILL的邊緣端口可作為發(fā)往所述第一架構(gòu)交換機(jī)的外部的幀的輸出端口。在操作期間，響應(yīng)于確定TRILL封裝的幀為廣播、未知單播或多播幀，所述TRILL主模塊阻止所述交換機(jī)從所述TRILL封裝的幀移除TRILL封裝，并將所述支持TRILL的邊緣端口確定為所述TRILL封裝的幀的輸出端口。
[0014]在本實(shí)施例的一個(gè)變形例中，所述交換機(jī)還包括故障檢測(cè)模塊，其響應(yīng)于對(duì)所述第二交換機(jī)的不可用性的檢測(cè)，將所述交換機(jī)與所述虛擬交換機(jī)標(biāo)識(shí)符分離，并且，該故障檢測(cè)模塊用所述局部交換機(jī)的交換機(jī)標(biāo)識(shí)符標(biāo)記幀的出口交換機(jī)域，所述幀是在對(duì)所述第二交換機(jī)的不可用性后進(jìn)行檢測(cè)之后接收的。
[0015]在本實(shí)施例的一個(gè)變形例中，所述交換機(jī)還包括可操作的控制模塊，其根據(jù)與所述第一架構(gòu)交換機(jī)相關(guān)的協(xié)議運(yùn)行帶有自動(dòng)配置功能的控制面板，并且根據(jù)所述控制面板的所述自動(dòng)配置功能將所述第一架構(gòu)交換機(jī)作為單個(gè)以太網(wǎng)交換機(jī)。
[0016]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種交換機(jī)。所述交換機(jī)可配置為第一架構(gòu)交換機(jī)的成員。所述交換機(jī)包括鏈路聚合模塊。在操作期間，所述鏈路聚合模塊將所述交換機(jī)的第一集群鏈路連同所述第一架構(gòu)交換機(jī)的第二交換機(jī)的第二集群鏈路作為虛擬鏈路聚合。所述虛擬鏈路聚合映射到所述交換機(jī)和所述第二交換機(jī)。通過所述第一和第二集群鏈路，第二架構(gòu)交換機(jī)是可以達(dá)到的。所述第一架構(gòu)交換機(jī)和所述第二架構(gòu)交換機(jī)中的每一個(gè)都可操作為包容多個(gè)交換機(jī)，并且作為單一交換機(jī)而運(yùn)作。
[0017]在本實(shí)施例的一個(gè)變形例中，所述虛擬鏈路聚合根據(jù)哈希函數(shù)映射到所述交換機(jī)。
[0018]在本實(shí)施例的一個(gè)變形例中，所述交換機(jī)為發(fā)往所述第二架構(gòu)交換機(jī)的所述幀選擇所述交換機(jī)的各自的輸出端口，以致所述幀分布在所述第一集群鏈路的鏈路間，從而將所述幀散布在所述第一集群鏈路的鏈路間。
【附圖說明】
[0019]圖1A為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性的、跨多個(gè)架構(gòu)交換機(jī)的虛擬鏈路聚合的示意圖；
[0020]圖1B為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性的、跨多個(gè)通過TRILL正向鏈接連接的架構(gòu)交換機(jī)的虛擬鏈路聚合的示意圖；
[0021]圖2A為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、在伙伴路由橋(Routing Bridge，RBridge)轉(zhuǎn)發(fā)通過邊緣端口接收的幀的過程的流程圖，其中，所述伙伴RBridge參與跨多個(gè)架構(gòu)交換機(jī)的虛擬鏈路聚合；
[0022]圖2B為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的RBridge轉(zhuǎn)發(fā)TRILL封裝的單播幀的過程的流程圖；
[0023]圖3A為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、在伙伴RBridge轉(zhuǎn)發(fā)通過邊緣端口接收的幀的過程的流程圖，其中，所述幀屬于廣播、未知單播或多播(Broadcast、Unknown Unicast和Multicast, BUM)通信量，所述伙伴RBridge參與跨多個(gè)架構(gòu)交換機(jī)的虛擬鏈路聚合；
[0024]圖3B為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、RBridge轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)往虛擬根RBridge的TRILL封裝的幀的過程的流程圖；
[0025]圖3C為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、RBridge轉(zhuǎn)發(fā)屬于BUM通信量的TRILL封裝的幀的過程的流程圖；
[0026]圖4A為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、示例性的與跨多個(gè)架構(gòu)交換機(jī)的虛擬鏈路聚合相關(guān)聯(lián)的失敗場(chǎng)景的示意圖；
[0027]圖4B為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、處理影響伙伴RBridge的故障的過程的示意圖，其中，所述伙伴RBridge參與跨多個(gè)架構(gòu)交換機(jī)的虛擬鏈路聚合；
[0028]圖4C為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、處理影響根RBridge的故障的過程的示意圖，其中，所述根RBridge與虛擬根RBridge相關(guān)聯(lián)；
[0029]圖5A為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、示例性的跨多個(gè)架構(gòu)交換機(jī)的混合虛擬鏈路聚合；
[0030]圖5B為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、通過跨多個(gè)架構(gòu)交換機(jī)的混合虛擬鏈路聚合的示例性包轉(zhuǎn)發(fā)示意圖；
[0031]圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、支持跨多個(gè)架構(gòu)交換機(jī)的虛擬鏈路聚合的示例性RBridge的示意圖。
[0032]附圖中相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的部件。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下描述的提出是為了本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明，并且在具體應(yīng)用及其需求的情況下提供。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，可以顯而易見地對(duì)公開的實(shí)施例做出若干變形和改進(jìn)，并且本文限定的一般原則可以應(yīng)用到其他實(shí)施例和應(yīng)用中。因此，本發(fā)明不限于所示的實(shí)施例，其保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
[0034]概述
[0035]在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過形成邏輯的、虛擬交換機(jī)并且從架構(gòu)交換機(jī)已知的全局標(biāo)識(shí)符范圍中分配虛擬交換機(jī)標(biāo)識(shí)符，解決了提供可擴(kuò)展和靈活的方式來配置跨多個(gè)架構(gòu)交換機(jī)的虛擬鏈路聚合的問題。例如，如果架構(gòu)交換機(jī)中的通信基于多鏈接透明互聯(lián)(Transparent Interconnect1n of Lots of Links，TRILL)協(xié)議，當(dāng)終端設(shè)備連接到屬于兩個(gè)單獨(dú)的架構(gòu)交換機(jī)的兩個(gè)單獨(dú)的路由橋(Routing Bridge, RBridge)并且到這些RBridge的鏈路形成聚合鏈接時(shí)，生成虛擬RBridge標(biāo)識(shí)符(ID)、并且，該終端設(shè)備被認(rèn)為是邏輯地連接到虛擬RBridge。在下面的描述中，參與虛擬鏈路聚合并形成虛擬RBridge的RBridge 被稱為“伙伴 RBridge”。
[0036]如果與虛擬鏈路聚合相關(guān)聯(lián)的虛擬RBridge標(biāo)識(shí)符來自架構(gòu)交換機(jī)的局部標(biāo)識(shí)符范圍，作為其他架構(gòu)交換機(jī)的成員的伙伴RBridge不會(huì)將虛擬RBridge標(biāo)識(shí)符識(shí)別為是它自己的。因此，這些伙伴RBridge也許不能執(zhí)行與鏈路聚合的有效配置相關(guān)聯(lián)的操作，如BUM通信量的源抑制。此外，為了在架構(gòu)交換機(jī)中分配BUM通信量，伙伴RBridge設(shè)置目標(biāo)RBridge標(biāo)識(shí)符為架構(gòu)交換機(jī)的根RBridge (即，多播樹的根)的RBridge標(biāo)識(shí)符。在一些實(shí)施例中，這種根RBridge負(fù)責(zé)在架構(gòu)交換機(jī)中分配BUM通信量，并且經(jīng)常是特定于該架構(gòu)交換機(jī)的。因此，對(duì)于跨多個(gè)架構(gòu)交換機(jī)的虛擬鏈路聚合，架構(gòu)特有的根RBridge可能不支持在多個(gè)架構(gòu)交換機(jī)中的BUM通信量分配。
[0037]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過從全局標(biāo)識(shí)符范圍中分配虛擬RBridge標(biāo)識(shí)符解決了上述問題，其中，RBridge標(biāo)識(shí)符與跨多個(gè)架構(gòu)交換機(jī)的虛擬鏈路聚合相關(guān)聯(lián)。屬于這種全局標(biāo)識(shí)符范圍的標(biāo)識(shí)符對(duì)多個(gè)架構(gòu)交換機(jī)是已知的。這使得在不同架構(gòu)交換機(jī)中的伙伴RBridge能夠識(shí)別相同的虛擬RBridge標(biāo)識(shí)符，并且執(zhí)行BUM通信量的源抑制，該BUM通信量源于與虛擬鏈路聚合相關(guān)聯(lián)的終端設(shè)備。此外，為了在架構(gòu)交換機(jī)中轉(zhuǎn)發(fā)BUM通信量創(chuàng)建虛擬根RBridge。這種虛擬根RBridge與各自的架構(gòu)交換機(jī)的根RBridge相關(guān)聯(lián)?；锇镽Bridge向虛擬根RBridge轉(zhuǎn)發(fā)BUM通信量，轉(zhuǎn)而，由在各自的架構(gòu)交換機(jī)中的各自的根RBridge接收該BUM通信量。這使得各自的根RBridge能夠在相應(yīng)的架構(gòu)交換機(jī)中分配BUM通信量。
[0038]在一些實(shí)施例中，架構(gòu)交換機(jī)為以太網(wǎng)架構(gòu)交換機(jī)。在以太網(wǎng)架構(gòu)交換機(jī)中，以任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接的任意數(shù)量的交換機(jī)可能以單個(gè)交換機(jī)的形式邏輯地運(yùn)作。任何新的交換機(jī)可以以“即插即用”的方式加入或離開架構(gòu)交換機(jī)，而無需任何手動(dòng)配置。架構(gòu)交換機(jī)以外部設(shè)備來看表現(xiàn)為單個(gè)邏輯交換機(jī)。在還有的一些實(shí)施例中，架構(gòu)交換機(jī)為TRILL網(wǎng)絡(luò)，并且架構(gòu)交換機(jī)的各成員為TRILL RBridge?
[0039]應(yīng)該注意的是，架構(gòu)交換機(jī)與傳統(tǒng)的交換機(jī)堆疊是不同的。在交換機(jī)堆疊中，多個(gè)交換機(jī)基于特定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在一個(gè)共同位置相互連接(通常在相同的機(jī)架中)，并且以特定的方式手動(dòng)配置。這些堆疊的交換機(jī)通常共享相同的地址，例如，IP地址，因此，它們可以作為單個(gè)交換機(jī)被外部尋址。此外，交換機(jī)堆疊需要大量的端口和交換機(jī)相互間鏈接的手動(dòng)配置。在建造大規(guī)模交換系統(tǒng)中，手動(dòng)配置的需要限制交換機(jī)堆疊成為一種可行選擇。交換機(jī)堆疊強(qiáng)加的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)限制也限