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      用于不同的獨立交換域的集中式控制與管理平面的制作方法_3

      文檔序號:8476913閱讀:來源:國知局
      示例實施例,該交換域12B具有與多個基于 信元的交換機18-1、18-2、18-N(統(tǒng)稱為18)通信的四個獨立的SFC機架20-1、20-2、20-3 和20-4(統(tǒng)稱為20)。交換機18的數(shù)量,N,可以在幾百和幾千的范圍內(nèi)。每個SFC機架20 包括與N個SFC架構(gòu)端口 64通信的一組基于信元的交換機架構(gòu)元件(FE) 60,在每個SFC機 架20中至少存在與交換域12B中交換機18數(shù)目一樣多的SFC架構(gòu)端口 64。每組架構(gòu)元件 60對應(yīng)于SFC機架20的架構(gòu)元件的CLOS,其中CLOS基于信元報頭中的目的地信息在架構(gòu) 端口 64之間交換信元。
      [0048] 每個交換機18具有面向網(wǎng)絡(luò)的端口 68、網(wǎng)絡(luò)處理器70-1、70-2以及面向架構(gòu)的 端口 72。面向網(wǎng)絡(luò)的(或網(wǎng)絡(luò))端口 68可以與服務(wù)器(例如,服務(wù)器設(shè)備22)、外部交換 域(例如,交換域12A)及網(wǎng)絡(luò)8(圖1),例如因特網(wǎng),通信。在一種實施例中,每個交換機 I8具有40個網(wǎng)絡(luò)端口 68,每個網(wǎng)絡(luò)端口 68被配置為接收以太網(wǎng)分組的IOGbps以太網(wǎng)端 口(交換機18的聚合網(wǎng)絡(luò)帶寬是400Gbps)。
      [0049] 在這個例子中,交換域12B具有全網(wǎng)狀配置:每個交換機18與每個SFC 20通信; 更具體而言,給定交換機18的每個面向架構(gòu)的端口 72 (在下文中稱為交換機架構(gòu)端口 72) 經(jīng)通信鏈路19與SFC20中不同SFC的SFC架構(gòu)端口 64電通信。參照交換機18-1作為代 表性示例,交換機18-1的交換機架構(gòu)端口 72-1與SFC 20-1的SFC架構(gòu)端口 64-1通信,交 換機架構(gòu)端口 72-2與SFC 20-2的SFC架構(gòu)端口 64-1通信,交換機架構(gòu)端口 72-3與SFC 20-3的SFC架構(gòu)端口 64-1通信,并且交換機架構(gòu)端口 72-4與SFC 20-4的SFC架構(gòu)端口 64-1通信。以這種全網(wǎng)狀配置連接,交換機18和SFC 20構(gòu)成分布式虛擬機架,其中交換機 18充當(dāng)線路卡。作為例子,4個256-架構(gòu)端口 SFC機架20 -起最多可連接256個交換機 18。這種分布式虛擬機架是模塊化的;即,交換機18可以一次一個地被添加到分布式虛擬 機架或從中除去,就像線路卡添加到物理機架或從中除去。
      [0050] 每個交換機架構(gòu)端口 72和SFC架構(gòu)端口 64之間的通信鏈路19可以是有線連接。 互連變化包括直接附連電纜(DAC)或光纜。DAC提供五至七米的電纜長度;而光纜在數(shù)據(jù)中 心內(nèi)提供長達(dá)100米的連接性(標(biāo)準(zhǔn)的光連接性可以超過IOkm)。作為替代,通信鏈路19 可以是直接物理連接(即,交換機架構(gòu)端口 72的電連接器直接物理連接到SFC架構(gòu)端口 64 的電連接器)。
      [0051] 在交換域12B的操作過程中,分組到達(dá)交換機18的網(wǎng)絡(luò)端口 68。對于每個接收的 分組,交換機18的網(wǎng)絡(luò)處理器70之一向分組添加元數(shù)據(jù)/預(yù)分類報頭。然后,網(wǎng)絡(luò)處理器 70把該分組劃分成一個或多個固定尺寸的信元(例如,256字節(jié))。網(wǎng)絡(luò)處理器70通過交 換機架構(gòu)端口 72把信元發(fā)送到每個SFC 20,向不同的SFC 20發(fā)送不同的信元。例如,考 慮具有1600字節(jié)長度的進(jìn)入的分組。交換機18的接收網(wǎng)絡(luò)處理器70可以把分組分割成 400字節(jié)的四個信元(在向那些信元添加報頭信息-例如10字節(jié)-之前)。然后,網(wǎng)絡(luò) 處理器70把不同的信元發(fā)送到四個SFC 20當(dāng)中每一個,實際上實現(xiàn)了信元跨SFC 20的負(fù) 載平衡。
      [0052] 在每SFC 20中,基于信元的交換機架構(gòu)元件60接收信元并且檢查那個信元的報 頭,確定其目的地,并且通過那個SFC的SFC架構(gòu)端口 64中適當(dāng)?shù)囊粋€把信元發(fā)送到目的 地交換機18。目的地交換機18從SFC 20接收與原始分組相關(guān)的所有信元,重組原始分組 (即,除去所添加的報頭,組合信元),并且把重組的分組通過其網(wǎng)絡(luò)端口 68中適當(dāng)?shù)囊粋€ 發(fā)送出去。繼續(xù)前面四個信元的例子,考慮每個SFC確定目的地交換機18是交換機18-2。 每個SFC 20通過其架構(gòu)端口 64-2將其信元發(fā)送至交換機18-2。交換機18-2根據(jù)四個接 收到的信元重組分組(所添加的報頭提供組合信元的次序),并且把分組發(fā)送出適當(dāng)?shù)木W(wǎng) 絡(luò)端口 68。信元中的預(yù)分類報頭信息確定適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)端口 68。
      [0053] 圖4的具有四個SFC機架20的全網(wǎng)狀配置是全線路速率配置,即,從給定交換 機18向SFC傳送信元的聚合帶寬(即,480Gbps)大于在網(wǎng)絡(luò)端口 68上到達(dá)給定交換機 18的分組的聚合帶寬(即,400Gbps)。該配置還可以適于支持交換機18的各種超額置換 (oversubscription permutation)。例如,代替具有四個SFC 20,交換域12B可以只有兩個 SFC機架20-1、20-2,每個交換機18只利用兩個交換機架構(gòu)端口 72用于與SFC機架20通 信,這兩個SFC機架20當(dāng)中每一個有一個交換機架構(gòu)端口 72。例如,這種超額置換讓每個 交換機18在其網(wǎng)絡(luò)側(cè)具有400Gbps的聚合進(jìn)入帶寬(四十個IOGbps的以太網(wǎng)端口)并且 在其兩個120Gbps交換機架構(gòu)端口 72上具有240Gbps的聚合出口信元交換帶寬,用于與兩 個SFC通信??梢詫嵺`其它的超額置換。
      [0054] 作為例子,服務(wù)器設(shè)備22耦合到交換機18-2的面向網(wǎng)絡(luò)的端口 68之一?;谛?元的交換機18把它們經(jīng)其網(wǎng)絡(luò)端口 68接收到的管理和控制分組重定向到服務(wù)器設(shè)備22 以供處理。在另一個方向,服務(wù)器設(shè)備22把管理和控制分組發(fā)送到交換機18,用于通過其 網(wǎng)絡(luò)端口 68傳輸出去。被服務(wù)器設(shè)備22用來為基于信元的架構(gòu)系統(tǒng)12B的交換機18和 SFC 20處理管理和控制分組的協(xié)議是與被服務(wù)器設(shè)備22用來為基于分組的架構(gòu)系統(tǒng)12A 的交換機14處理管理和控制分組的M-DFP協(xié)議不同的協(xié)議。例如,與基于分組的分布式架 構(gòu)系統(tǒng)12A的那些形成對比,基于信元的架構(gòu)系統(tǒng)12B中的管理和控制分組未被橋接(即, 它們不跨交換機18跳躍以到達(dá)其目的地,而是直接遞送到其目的地端口)。為了區(qū)分不同 分布式架構(gòu)系統(tǒng)12A、12B的管理和控制分組,基于分組的分布式架構(gòu)系統(tǒng)12A的管理和控 制分組被稱為M-DFP分組,而基于信元的分布式架構(gòu)系統(tǒng)12B的那些管理和控制分組被稱 為非M-DFP分組。
      [0055] 圖5示出了交換域12A、12B之間連接性的實施例。交換域12A的主交換機14-1 和備用交換機14-2每個都通過通信鏈路24連接到基于信元的交換域12B的交換機18之 一(在這里,例如,交換機18-1)的不同網(wǎng)絡(luò)端口 68。在不背離本文所闡述原理的情況下, 主交換機14-1和備用交換機14-2可以連接到兩個不同的交換機18。主交換機14-1 (和, 可選地,備用交換機14-2)之間的這種連接性使得能夠從服務(wù)器設(shè)備22對交換域12A進(jìn)行 遠(yuǎn)程管理和控制。服務(wù)器設(shè)備22連接到基于信元的交換域12B的基于信元的交換機18之 一(在這里,例如,交換機18-2)的網(wǎng)絡(luò)端口 68之一。服務(wù)器設(shè)備22可以連接到相同的或 不同的基于信元的交換機18上的多于一個網(wǎng)絡(luò)端口 68。由于這種連接性以及服務(wù)器設(shè)備 22具有M-DFP邏輯的配置(如圖6中所述),基于信元的交換域12B實際上是結(jié)合到基于 分組的交換域12A中的基于虛擬分組的獨立交換機14-5,從而加入其它獨立交換機14作為 交換機堆疊的一部分。
      [0056] 在圖5中,主交換機14-1與服務(wù)器設(shè)備22具有主-從關(guān)系,其中主交換機14-1 是主,而服務(wù)器設(shè)備22是從。當(dāng)基于信元的交換域變?yōu)榛顒訒r,服務(wù)器設(shè)備22從交換機18 和SFC 20獲取適當(dāng)?shù)慕粨Q機信息并將這種信息發(fā)送到主交換機14-1?;谶@種信息,主交 換機14-1為每個交換機18和SFC 20生成虛擬插槽,從而將這些虛擬插槽添加到為在基于 分組的交換域12A中發(fā)現(xiàn)的獨立交換機14中每一個生成的虛擬插槽的堆疊。由此,這些交 換機18和SFC 20變得結(jié)合到基于分組的交換域12A中。數(shù)據(jù)分組可以從基于分組的交換 機14遍歷到基于信元的交換機18并從基于信元的交換機18遍歷到基于分組的獨立交換 機14,通常經(jīng)過SFC 20。
      [0057] 作為替代,通過選舉或者通過某個其它過程,服務(wù)器設(shè)備22可以變成基于分組的 交換域12A的主交換機,由此逆轉(zhuǎn)主-從關(guān)系的方向;即,服務(wù)器設(shè)備22成為主交換機,而 交換機14-1. .. 14-N每一個是從交換機。作為基于分組的交換域12A的主交換機,其中基 于分組的交換域12A包括基于信元的交換域12B (也由標(biāo)號14-5指示),響應(yīng)于從獨立從交 換機14-1. .. 14-N、從基于信元的交換機18和從SFC 20獲取的交換機信息,服務(wù)器設(shè)備22 生成并維護(hù)對應(yīng)于基于分組的交換域12A的堆疊交換機的虛擬插槽。虛線雙端箭頭82表 示虛擬路徑,通過該路徑,交換機14-1向服務(wù)器設(shè)備22發(fā)送M-DFP管理和控制分組(不論 交換機14-1是處于主還是從的角色)。
      [0058] 為了為獨立的異構(gòu)交換域12A、12B提供單個管理域,服務(wù)器設(shè)備22被配置為具有 適當(dāng)?shù)倪壿?、軟件?或協(xié)議,用于在基于分組的和基于信元的交換域12A、12B上通信。圖 6 -般性地示出了服務(wù)器設(shè)備22的邏輯、軟件或協(xié)議套件90,這包括存儲在服務(wù)器設(shè)備22 的處理器存儲器80中的管理平面邏輯92、控制平面邏輯94以及數(shù)據(jù)平面邏輯96。管理平 面邏輯92和控制邏輯平面94包括M-DFP分層軟件或邏輯34 (圖3)。M-DFP邏輯34為服 務(wù)器設(shè)備22提供M-DFP能力,通過這種能力,服務(wù)器設(shè)備22能夠與基于分組的交換域12A 的獨立交換機14之一建立主-從關(guān)系。利用這種M-DFP能力,服務(wù)器設(shè)備22以及因此基于 信元的交換域12B能夠加入基于分組的交換域12A,其中獨立交換機14、基于信元的交換機 18以及SFC20每個都是交換機堆疊中單個虛擬插槽。因而,基于信元的交換域12B變?yōu)榛?于分組的交換域12A的子部分,獨立交換機的分布式架構(gòu)中的虛擬獨立交換機,全都在單 個維護(hù)域之下。M-DFP邏輯34使服務(wù)器設(shè)備22能夠處理從基于分組的交換域12A的獨立 交換機14接收到的M-DFP管理和控制分組。為網(wǎng)絡(luò)元件(及其備用網(wǎng)絡(luò)元件)提供遠(yuǎn)程控 制平面的服務(wù)器的不例實現(xiàn)在標(biāo)題為"Systems and Methods for Controlling a Network Switch"的美國專利申請No. 13/237, 143中描述,其全部內(nèi)容通過引用被結(jié)合于此。
      [0059] 服務(wù)器設(shè)備22的管理平面邏輯92和控制平面邏
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