用于不同的獨(dú)立交換域的集中式控制與管理平面的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一般而言涉及數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)處理。更具體而言，本發(fā)明涉及集中對(duì)用于 不同的獨(dú)立交換域的管理和控制平面的控制。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)據(jù)中心通常是提供支持企業(yè)和組織所需的因特網(wǎng)和內(nèi)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的集中式設(shè)施。 典型的數(shù)據(jù)中心可以容納各種類型的電子設(shè)備，諸如計(jì)算機(jī)、服務(wù)器（例如，電子郵件服務(wù) 器、代理服務(wù)器和DNS服務(wù)器）、交換機(jī)、路由器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備以及其它相關(guān)聯(lián)的部件。給 定的數(shù)據(jù)中心可以由不同類型的交換域組成。一種類型的交換域可以包括被集成以形成單 個(gè)虛擬交換機(jī)的一組獨(dú)立的基于分組的交換機(jī)。另一種類型的交換域可以包括通過單個(gè)管 理域被管理的一組基于信元的交換機(jī)。按照慣例，管理具有不同的獨(dú)立交換域的數(shù)據(jù)中心 中的交換機(jī)很復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 在一方面，本發(fā)明特征在于一種網(wǎng)絡(luò)，包括具有由多個(gè)互連的獨(dú)立交換機(jī)組成的 分布式架構(gòu)的第一交換域。獨(dú)立交換機(jī)根據(jù)基于分組的分布式架構(gòu)協(xié)議彼此通信。第二交 換域具有與基于信元的交換機(jī)架構(gòu)通信的多個(gè)基于信元的交換機(jī)。第二交換域的基于信元 的交換機(jī)通過基于信元的交換機(jī)架構(gòu)根據(jù)基于信元的分布式架構(gòu)協(xié)議彼此通信。第二交換 域的給定的一個(gè)基于信元的交換機(jī)通過通信鏈路耦合到第一交換域的給定的一個(gè)獨(dú)立交 換機(jī)。第二交換域還包括耦合到第二交換域中的一個(gè)基于信元的交換機(jī)的服務(wù)器設(shè)備。該 服務(wù)器設(shè)備被配置為具有邏輯，該邏輯根據(jù)基于分組的分布式架構(gòu)協(xié)議處理用于第一交換 域的獨(dú)立交換機(jī)的控制分組并且根據(jù)與基于分組的分布式架構(gòu)協(xié)議不同的協(xié)議處理用于 第二交換域的基于信元的交換機(jī)的控制分組。
[0004] 在另一方面，本發(fā)明特征在于一種包括存儲(chǔ)器的服務(wù)器計(jì)算系統(tǒng)，其中存儲(chǔ)器存 儲(chǔ)用于為由根據(jù)基于分組的分布式架構(gòu)協(xié)議彼此通信的多個(gè)互連的獨(dú)立的基于分組的交 換機(jī)組成的第一交換域提供控制平面功能的程序代碼以及用于為具有根據(jù)基于信元的分 布式架構(gòu)協(xié)議通過基于信元的交換機(jī)架構(gòu)彼此通信的多個(gè)基于信元的交換機(jī)的第二交換 域提供控制平面功能的程序代碼。處理器執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序代碼，該程序代碼根 據(jù)基于分組的分布式架構(gòu)協(xié)議處理用于第一交換域的獨(dú)立交換機(jī)的控制分組并且根據(jù)與 基于分組的分布式架構(gòu)協(xié)議不同的協(xié)議處理用于第二交換域的基于信元的交換機(jī)的控制 分組。
[0005] 在還有另一方面，本發(fā)明特征在于一種用于為異構(gòu)交換域集中控制平面功能的方 法。該方法包括把服務(wù)器設(shè)備被配置為具有根據(jù)基于分組的分布式架構(gòu)協(xié)議處理用于第一 交換域的獨(dú)立交換機(jī)的控制分組的邏輯并且具有根據(jù)與基于分組的分布式架構(gòu)協(xié)議不同 的協(xié)議處理用于第二交換域的基于信元的交換機(jī)的控制分組的邏輯。服務(wù)器設(shè)備耦合到基 于信元的交換域的基于信元的交換機(jī)。服務(wù)器設(shè)備根據(jù)基于分組的分布式架構(gòu)協(xié)議處理用 于第一交換域的獨(dú)立交換機(jī)的控制分組并且根據(jù)與基于分組的分布式架構(gòu)協(xié)議不同的協(xié) 議處理用于第二交換域的基于信元的交換機(jī)的控制分組。
[0006] 在還有再一方面，本發(fā)明特征在于一種由服務(wù)器設(shè)備執(zhí)行來為不同的異構(gòu)交換域 提供控制平面和管理平面功能的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括具有嵌入在其中 的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀程序代碼包括被配置為使服務(wù) 器設(shè)備能夠根據(jù)由獨(dú)立交換機(jī)用來在第一交換域中通信的基于分組的分布式架構(gòu)協(xié)議處 理用于第一交換域的獨(dú)立交換機(jī)的控制分組的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。計(jì)算機(jī)可讀程序代碼 還包括被配置為使服務(wù)器設(shè)備能夠根據(jù)與基于分組的分布式架構(gòu)協(xié)議不同的協(xié)議處理用 于第二交換域的基于信元的交換機(jī)的控制分組的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。
【附圖說明】
[0007] 通過結(jié)合附圖參考以下描述，本發(fā)明的以上和更多優(yōu)點(diǎn)可以得到更好的理解，附 圖中相似的標(biāo)號(hào)在各個(gè)圖中都指示相似的架構(gòu)元素和特征。附圖不一定是按比例的，而是 把重點(diǎn)放在說明本發(fā)明的原理上。
[0008] 圖1是包括具有被帶到單個(gè)管理域下的多個(gè)獨(dú)立交換域的數(shù)據(jù)中心的聯(lián)網(wǎng)環(huán)境 的實(shí)施例。
[0009] 圖2是包括主（控制器）交換機(jī)、備份交換機(jī)以及多個(gè)從交換機(jī)（follower switch)的基于分組的交換域的實(shí)施例的框圖。
[0010] 圖3是基于分組的交換域中交換機(jī)的實(shí)施例的功能框圖，該交換機(jī)包括與存儲(chǔ)器 通信的處理器，以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的分層軟件。
[0011] 圖4是基于信元的交換域的實(shí)施例的框圖，該交換域包括利用多個(gè)交換機(jī)互連的 多個(gè)向外擴(kuò)展（scaled-out)的架構(gòu)親合器（SFC)機(jī)架（chassis)。
[0012] 圖5是說明圖2的基于分組的交換域和圖4的基于信元的交換域之間連接性的框 圖。
[0013] 圖6是與圖4基于信元的交換域的交換機(jī)之一通信的服務(wù)器中分層軟件的功能框 圖。
[0014] 圖7是說明用于為基于分組的交換域?qū)崿F(xiàn)控制平面的過程的實(shí)施例的流程圖。
[0015] 圖8是說明用于為基于信元的交換域?qū)崿F(xiàn)集中式控制平面的過程的實(shí)施例的流 程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 本文所述的分布式架構(gòu)系統(tǒng)把多個(gè)獨(dú)立的交換域帶到單個(gè)管理域之下，其中每個(gè) 獨(dú)立交換域按照慣例都具有其自己的管理域。被稱為基于分組的分布式架構(gòu)的一種類型的 交換域具有多個(gè)互連的獨(dú)立交換機(jī)。一般而言，基于分組的分布式架構(gòu)包括主交換機(jī)、備用 交換機(jī)和從交換機(jī)。主交換機(jī)根據(jù)分布式架構(gòu)協(xié)議與每個(gè)從交換機(jī)通信。
[0017] 在本文被稱為基于信元的分布式架構(gòu)的另一種類型的交換域具有與基于信元的 交換機(jī)架構(gòu)通信的多個(gè)基于信元的交換機(jī)，在基于信元的分布式架構(gòu)的基于信元的交換機(jī) 之間根據(jù)基于信元的分布式架構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)信元?；谛旁慕粨Q域的基于信元的交換機(jī)之 一耦合到基于分組的分布式架構(gòu)的獨(dú)立交換機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)。
[0018] 為了把異構(gòu)交換域帶到單個(gè)管理域之下，服務(wù)器設(shè)備（即，計(jì)算系統(tǒng)）集中地運(yùn)行 基于分組和基于信元的分布式架構(gòu)的控制和管理平面。服務(wù)器設(shè)備是基于信元的分布式架 構(gòu)的一部分，耦合到一個(gè)或多個(gè)基于信元的交換機(jī)的面向網(wǎng)絡(luò)端口。此外，這種服務(wù)器設(shè)備 被配置為具有有效地把基于信元的分布式架構(gòu)作為"虛擬"獨(dú)立交換機(jī)結(jié)合到基于分組的 分布式架構(gòu)中的邏輯。這種虛擬的獨(dú)立交換機(jī)可以擔(dān)任基于分組的分布式架構(gòu)的主交換機(jī) 的角色或者它可以作為基于分組的分布式架構(gòu)的從交換機(jī)之一操作。服務(wù)器設(shè)備根據(jù)主 和從交換機(jī)通過其進(jìn)行通信的分布式架構(gòu)協(xié)議處理用于基于分組的分布式架構(gòu)的控制和/ 或管理分組。為了處理基于信元的分布式架構(gòu)的控制和/或管理分組，服務(wù)器設(shè)備采用與 由基于分組的分布式架構(gòu)所采用的分布式架構(gòu)協(xié)議不同的通信協(xié)議。
[0019] 在服務(wù)器設(shè)備上而不是在獨(dú)立交換機(jī)之一上運(yùn)行控制和管理平面有利地減小了 該獨(dú)立交換機(jī)上的計(jì)算負(fù)載、通常隨著交換機(jī)上端口密度的增加以及當(dāng)把多個(gè)獨(dú)立交換機(jī) 分組到單個(gè)基于分組的分布式架構(gòu)中時(shí)增加的負(fù)擔(dān)。類似地，在服務(wù)器設(shè)備上集中控制和 管理平面緩和了基于信元的分布式架構(gòu)的各個(gè)基于信元的交換機(jī)上的計(jì)算負(fù)載。
[0020] 圖1示出了聯(lián)網(wǎng)環(huán)境2的實(shí)施例，該聯(lián)網(wǎng)環(huán)境2包括經(jīng)網(wǎng)絡(luò)8與管理站4通信的數(shù) 據(jù)中心10。網(wǎng)絡(luò)8的實(shí)施例包括，但不限于，局域網(wǎng)（LAN)、城域網(wǎng)（MN)和廣域網(wǎng)（WAN)， 諸如因特網(wǎng)或萬維網(wǎng)。在一種實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)8被配置為層2 (L2) VLAN。
[0021] 一般而言，數(shù)據(jù)中心10是容納各種計(jì)算機(jī)、路由器、交換機(jī)和其它相關(guān)聯(lián)設(shè)備的 設(shè)施，以支持企業(yè)、組織或其它實(shí)體的操作不可或缺的應(yīng)用和數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)中心10的設(shè)備可 以部署在單個(gè)站點(diǎn)或者分布在多個(gè)站點(diǎn)之間。數(shù)據(jù)中心10包括通過一個(gè)或多個(gè)通信鏈路 24彼此連接的多個(gè)獨(dú)立的異構(gòu)交換域12A、12B(統(tǒng)稱為12)。如本文所使用的，交換域12 包括被一起配置為作為單個(gè)分布式架構(gòu)系統(tǒng)、作為虛擬交換機(jī)或者作為堆疊交換機(jī)合作的 多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件。
[0022] 交換域12A的一種實(shí)施例包括經(jīng)交換機(jī)間鏈路（ISL) 16通信的一組獨(dú)立的 (standalone)基于分組的交換機(jī)14。一般而言，既定的一組獨(dú)立的基于分組的交換機(jī)具有 主（或控制器）交換機(jī)、一個(gè)或多個(gè)備用或備份交換機(jī)，以及一個(gè)或多個(gè)從交換機(jī)，如聯(lián)系 圖2更詳細(xì)描述的。雖然只示出了五個(gè)交換機(jī)14,但是基于分組的交換域12A中交換機(jī)的 數(shù)目可以在幾百和幾千的范圍內(nèi)。交換機(jī)14的實(shí)施例包括，但不限于，核心交換機(jī)、接入交 換機(jī)、架構(gòu)卡（fabric card)、線路卡和物理機(jī)架式交換機(jī)中的管理模塊。
[0023] 交換域12B的一種實(shí)施例包括經(jīng)通信鏈路19與一個(gè)或多個(gè)向外擴(kuò)展的架構(gòu)耦合 器（SFC)機(jī)架20通信的一組基于信元的交換機(jī)18。每個(gè)SFC機(jī)架20具有用于在交換機(jī) 18之間交換信元的一個(gè)或多個(gè)基于信元的交換機(jī)架構(gòu)元件（未示出），如聯(lián)系圖4更詳細(xì) 描述的。一個(gè)或多個(gè)SFC機(jī)架20為交換機(jī)18提供基于信元的交換機(jī)架構(gòu)。
[0024] 在數(shù)據(jù)中心10中，功能發(fā)生在三個(gè)平面上：管理平面、控制平面和數(shù)據(jù)平面。組的 管理，諸如操作、管理和維護(hù)（OAM)、配置管理、信息的呈現(xiàn)（示出和顯示）、圖形生成以及處 理SNMP請(qǐng)求，發(fā)生在管理平面上?？刂破矫媾c涉及網(wǎng)絡(luò)信令和控制的那些功能關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù) 平面管理數(shù)據(jù)流。在數(shù)據(jù)中心10中，基于分組的和基于信元的交換域12A、12B的管理平面 和/或控制平面的功能都集中在服務(wù)器22實(shí)現(xiàn)，如本文進(jìn)一步描述的。數(shù)據(jù)平面的功能分 別在基于分組和基于信元的交換機(jī)14、18中分布。
[0025] 服務(wù)器22連接到基于信元的交換域12B的交換機(jī)18之一。一般而言，服務(wù)器是 向數(shù)據(jù)中心10提供一種或多種服務(wù)的設(shè)備或計(jì)算機(jī)（或者計(jì)算機(jī)組），其例子包括，但不限 于，電子郵件服務(wù)器、代理服務(wù)器、DNS服務(wù)器。優(yōu)選地，服務(wù)器22是被配置為運(yùn)行由多個(gè) 異構(gòu)交換域組成的分布式架構(gòu)系統(tǒng)的控制平面和/或管理平面的控制服務(wù)器。
[0026] 管理站4提供用于管理和控制基于分組的交換域12A的交換機(jī)14以及基于信元 的交換域12B的基于信元的交換機(jī)18和SFC機(jī)架20的集中式管理點(diǎn)。通過管理站4,數(shù)據(jù) 中心10的用戶或網(wǎng)絡(luò)管理員與服務(wù)器22通信，以便管理不同的交換域12A、12B，這些交換 域被一起帶到單個(gè)管理域下。在管理站4上執(zhí)行的圖形用戶界面（GUI)應(yīng)用可以用來為網(wǎng) 絡(luò)管理員提供不同交換域12A，12B的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊晥D。這種⑶I應(yīng)用的例子是由位于 紐約Armonk的IBM