機架式交換設備實現堆疊的系統及方法
2023-08-02 04:01:41 1
專利名稱：機架式交換設備實現堆疊的系統及方法
技術領域：
本發明涉及網絡通信領域的路由交換設備數據流量轉發技術，特別涉及一種普通業務線卡跨板卡堆疊系統及方法。
背景技術：
目前主流路由交換設備的系統架構，一般都分為數據平面、控制平面和監控平面三個子系統。數據平面由多個業務線卡(LPU)和一個交換卡(SFU)組成，所有業務線卡和交換卡之間通過高速通道(HiGig埠)互連,如圖1所示。堆疊系統中，多個機架式交換設備構成一個整體，虛擬為一臺交換設備，如圖2所示，加入堆疊系統的各成員設備之間通過堆疊鏈路即虛擬交換鏈路(VSL)互連，多條堆疊鏈路可形成聚合(VSL-Channel)，以提供更高的帶寬，同時鏈路相互備份，提高可靠性。目前在堆疊成員設備中有兩種方式提供堆疊鏈路:一種是採用專用堆疊板卡，另一種是採用普通業務線卡，即選擇一種普通線卡作為堆疊卡。而在這兩種方式中，採用普通業務線卡提供堆疊鏈路更受用戶青睞，這是因為普通業務線卡與專用堆疊板卡相比具備更靈活的優點，用戶根據不同情況選擇用作業務線卡或用作堆疊卡，可保護投資；如圖3所示，在傳統技術中，堆疊系統中的每個成員設備包括η個業務線卡和I個交換卡，還包括I個用作堆疊卡(STACK)的業務線卡；各個業務線卡和堆疊卡均通過高速通道連接交換卡，堆疊卡提供與其它成員設備相連的堆疊鏈路(VSL);該堆疊系統由於其成員設備中的堆疊板卡採用單張普通業務線卡，因而存在一些缺陷:(I)堆疊成員設備之間形成聚合鏈路包含的VSL數目受單張線卡埠個數的限制，不能提供更高的帶寬；(2)不能實現板卡級備份，如果堆疊卡出現問題，會導致堆疊系統分裂，引發嚴重網絡故障。綜上，有必要提出一種普通業務線卡跨板卡堆疊系統及方法以解決上述問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是:提出一種機架式交換設備實現堆疊的系統及方法，解決傳統技術中的堆疊系統不能提供高帶寬、不能實現板卡升級備份的問題。本發明解決上述技術問題所採用的方案是:機架式交換設備實現堆疊的系統，包括至少兩個堆疊成員設備，每個堆疊成員設備包括一個交換卡及至少兩個堆疊卡，所述每個堆疊成員設備的至少兩個堆疊卡通過高速通道埠與交換卡連接，所述至少兩個堆疊成員設備之間通過堆疊卡的堆疊埠建立堆疊鏈路。所述堆疊卡為普通業務線卡。所述每個堆疊成員設備用於，在其每一個堆疊卡中連接同一個堆疊成員設備的堆疊埠建立第一鏈路聚合組。所述每個堆疊成員設備還用於，在與同一個堆疊成員設備建立堆疊鏈路的所有堆疊卡與交換卡連接的高端通道埠建立第二鏈路聚合組。進一步，所述堆疊成員設備還用於，在通過堆疊鏈路接收到對端堆疊成員設備發送的堆疊協商報文時，對所述堆疊協商報文進行處理，具體包括:所述堆疊成員設備的任一堆疊卡在接收到同一個對端堆疊成員設備發送的堆疊協商報文的堆疊埠創建第一鏈路聚合組，並將接收到的報文信息提交給交換卡；交換卡對所有堆疊卡提交的報文信息進行分析，在與其連接的且連接相同堆疊成員設備的堆疊卡的高速通道埠創建第二鏈路聚合組。具體的，所述堆疊成員設備的任一堆疊卡還用於，根據接收到的對端堆疊成員設備發送的堆疊協商報文中攜帶的設備編號，判斷不同堆疊埠是否接收到同一個對端堆疊成員設備發送的堆疊協商報文。具體的，所述堆疊成員設備還用於，在創建第一鏈路聚合組和第二鏈路聚合組後，記錄第一鏈路聚合組、第二鏈路聚合組和所連接的對端堆疊成員設備的對應關係。進一步，所述堆疊成員設備還用於，向連接的對端堆疊成員設備轉發業務數據時，根據目的堆疊成員設備的設備編號確定轉發路徑，將發向目的堆疊成員設備的業務數據流量在第二鏈路聚合組中通過哈希運算均衡分配，再在所述每個堆疊卡的第一堆疊鏈路聚合組中通過哈希運算均衡分配後發送到目的堆疊成員設備。本發明的另一目的在於，提出一種機架式交換設備實現堆疊的方法，該方法包括以下步驟:A、堆疊成員設備之間通過至少兩個堆疊卡的堆疊埠建立堆疊鏈路；每個堆疊成員設備的至少兩個堆疊卡通過高速通道埠與交換卡連接；B、堆疊成員設備的任一堆疊卡在接收到同一個堆疊成員設備發送的堆疊協商報文的堆疊埠創建第一鏈路聚合組，並將接收到的報文信息提交給所在堆疊成員設備的交換卡；所述交換卡對所在堆疊成員設備的所有堆疊卡提交的報文信息進行分析，在與其連接且連接相同堆疊成員設備的堆疊卡的高速通道埠創建第二鏈路聚合組。進一步的，所述機架式交換設備實現堆疊的方法，還包括如下步驟:C、任一堆疊成員設備向連接的對端堆疊成員設備轉發業務數據時，根據目的堆疊成員設備的設備編號確定轉發路徑，將發向目的堆疊成員設備的業務數據流量在第二鏈路聚合組中通過哈希運算均衡分配，再在所述第一堆疊卡鏈路聚合組中通過哈希運算均衡分配後發送到目的堆疊成員設備。具體的，步驟B中，堆疊成員設備發送的堆疊協商報文中攜帶有本堆疊成員設備的設備編號。具體的，步驟B中，堆疊成員設備創建第一鏈路聚合組和第二鏈路聚合組後，記錄第一鏈路聚合組、第二鏈路聚合組和所連接的對端堆疊成員設備的對應關係。本發明的有益效果是:由於堆疊成員設備中採用兩張通用業務卡作堆疊卡，且在交換卡和堆疊卡上分別配置相應的鏈路聚合組，通過交換卡上的鏈路聚合組和堆疊卡上的鏈路聚合組的組合使用實現跨板卡的堆疊鏈路聚合，除了支持的堆疊鏈路數目增加，提供更高的帶寬外，還可以實現板卡級備份，即使其中一張堆疊板卡損壞，整個堆疊系統仍能正常工作，從而提升系統的穩定性。
圖1為現有技術中機架式交換設備中LPU與SFU連接示意圖；圖2為現有技術中兩臺機架式交換設備通過堆疊鏈路形成堆疊系統的示意圖3為現有技術中採用單張堆疊卡的堆疊成員設備結構示意圖；圖4為本發明實施例的採用兩張堆疊卡的堆疊成員設備結構示意圖；圖5為本發明中實施例的機架式交換設備實現堆疊的方法流程圖。
具體實施例方式本發明提供了一種機架式交換設備實現堆疊的系統，包括至少兩個堆疊成員設備，每個堆疊成員設備包括一個交換卡及至少兩個堆疊卡，所述每個堆疊成員設備的至少兩個堆疊卡通過高速通道埠與交換卡連接，所述至少兩個堆疊成員設備之間通過堆疊卡的堆疊埠建立堆疊鏈路。所述堆疊卡為普通業務線卡。所述每個堆疊成員設備用於，在其每一個堆疊卡中連接同一個堆疊成員設備的堆疊埠建立第一鏈路聚合組。所述每個堆疊成員設備還用於，在與同一個堆疊成員設備建立堆疊鏈路的所有堆疊卡與交換卡連接的高端通道埠建立第二鏈路聚合組。所述第二鏈路聚合組在交換卡上建立。參見圖4，本實施例中的堆疊成員設備包括一個交換卡(SFU)、η個普通業務線卡(LPU)、以及第一堆疊卡(STACKl)和第二堆疊卡(STACK2)，第一堆疊卡和第二堆疊卡均為普通業務線卡，例如萬兆以太卡。所有線卡和第一堆疊卡STACK1、第二堆疊卡STACK2均通過高速通道(HiGig)埠與交換卡相連。本堆疊成員設備與對端對的成員設備之間通過第一堆疊卡和第二堆疊卡的堆疊埠建立堆疊鏈路VSL。當第一堆疊卡在通過堆疊鏈路接收到對端堆疊成員設備發送的堆疊協商報文時，通過堆疊協商報文中攜帶的設備編號確定本堆疊卡上的哪些堆疊鏈路接收到了同一個對端堆疊成員設備發送的堆疊協商報文，並將這些堆疊鏈路所在的堆疊埠創建第一鏈路聚合組，由此在第一堆疊卡STACKl上的多條VSL形成第一鏈路聚合組(Link Agg3)，並將接收到的報文信息提交給交換卡。當然，對於第一堆疊卡來說，根據用於堆疊的埠多少可以建立多條VSL，所以不限定本堆疊卡的所有VSL連接同一個對端堆疊成員設備，所以存在第一堆疊卡上建立的第一鏈路聚合組不限於一個。所述堆疊協商報文，用於堆疊成員設備之間交互各自堆疊鏈路中的埠、設備編號、設備優先級、拓撲關係和角色信息。同理，當第二堆疊卡在通過堆疊鏈路接收到對端堆疊成員設備發送的堆疊協商報文時，通過堆疊協商報文中攜帶的設備編號確定本堆疊卡上的哪些堆疊鏈路接收到了同一個對端堆疊成員設備發送的堆疊協商報文，並將這些堆疊鏈路所在的堆疊埠創建第一鏈路聚合組，由此在第二堆疊卡STACK2上的多條VSL形成第一鏈路聚合組(Link Agg2);並將接收到的報文信息提交給交換卡。交換卡對第一堆疊卡和第二堆疊卡提交的報文信息進行分析，假如當判斷第一堆疊卡和第二堆疊卡連接同一個對端堆疊成員設備後，在與第一堆疊卡和第二堆疊卡連接的高速通道埠創建第二鏈路聚合組。即在交換卡上，在與同一個堆疊成員設備建立堆疊鏈路的所有堆疊卡(第一堆疊卡和第二堆疊卡)對應的HiGig埠形成第二鏈路聚合組(LinkAggl),如此,便在堆疊成員設備中形成了以Link Aggl為一級鏈路，以Link Agg2和LinkAgg3為二級鏈路的通道，從使用角度，實現了跨堆疊板卡的VSL聚合。堆疊成員設備在創建第一鏈路聚合組和第二鏈路聚合組後，記錄第一鏈路聚合組、第二鏈路聚合組和所連接的對端堆疊成員設備的對應關係。在進行業務數據流量轉發時，判斷目的堆疊成員設備，根據記錄的第一鏈路聚合組、第二鏈路聚合組和所連接的對端堆疊成員設備的對應關係；由一級鏈路聚合組和二級鏈路聚合組組成的轉發路徑聯合處理:業務數據流量先在交換卡的第二鏈路聚合組LinkAggl內通過哈希計算均衡分配後分別進入STACKl和STACK2板卡。在每張堆疊卡上，業務數據流量再次通過哈希計算後均衡分配到不同的VSL中，即在Link Agg2、Link Agg3內部分擔到每個VSL埠。從使用角度看,流量在虛擬的跨板卡鏈路聚合Link Agg4中均衡分擔。圖5給出了本發明中的機架式交換設備實現堆疊的方法流程，其包括以下步驟:501.堆疊成員設備之間通過至少兩個堆疊卡的堆疊埠建立堆疊鏈路；每個堆疊成員設備的至少兩個堆疊卡通過高速通道埠與交換卡連接。各個堆疊成員設備之間通過堆疊鏈路相連，並相互發送堆疊協商報文；在該堆疊協商報文中攜帶了成員設備的設備編號;502.堆疊成員設備的任一堆疊卡在接收到同一個堆疊成員設備發送的堆疊協商報文的堆疊埠創建第一鏈路聚合組，並將接收到的報文信息提交給所在堆疊成員設備的交換卡；所述交換卡對所在堆疊成員設備的所有堆疊卡提交的報文信息進行分析，在與其連接且連接相同堆疊成員設備的堆疊卡的高速通道埠創建第二鏈路聚合組。堆疊成員設備在接收到其它堆疊成員設備發送的堆疊協商報文時，對所述堆疊協商報文進行處理，具體包括:所述堆疊成員設備的任一堆疊卡在接收到同一個對端堆疊成員設備發送的堆疊協商報文的堆疊埠創建第一鏈路聚合組，並將接收到的報文信息提交給交換卡；交換卡對所有堆疊卡提交的報文信息進行分析，在與其連接的且連接相同堆疊成員設備的堆疊卡的高速通道埠創建第二鏈路聚合組。下面以一個具體的實施例對本步驟作具體描述:堆疊系統中，為每個成員設備分配一個設備編號，成員設備之間通過堆疊鏈路互連，相互發送堆疊協商報文，攜帶設備編號。在第一堆疊卡STACKl上，接收對端堆疊成員設備的堆疊協商報文並分析處理，多個VSL埠收到設備編號為Device_Number_A的堆疊成員設備的報文信息，在第一堆疊卡上這些VSL埠創建一個鏈路聚合Link Agg3。同理,在第二堆疊卡STACK2上，多個VSL埠收到設備編號為Device_Number_A堆疊成員設備的報文信息，在第二堆疊卡上這些VSL的堆疊埠創建一個鏈路聚合Link Agg2。在成員設備內部，堆疊卡STACKl和STACK2向交換卡通告報文信息，交換板卡接收並處理堆疊卡STACKl和STACK2的通告信息，交換板卡發現STACK1、STACK2連接的是同一個對端堆疊成員設備Device_Number_A，則交換板卡連接STACKl、STACK2的HiGig埠創建鏈路聚合Link Aggl ；記錄VSL聚合和所連接設備的對應關係。503.任一堆疊成員設備向連接的對端堆疊成員設備轉發業務數據時，根據目的堆疊成員設備的設備編號確定轉發路徑，將發向目的堆疊成員設備的業務數據流量在第二鏈路聚合組中通過哈希運算均衡分配，再在所述第一堆疊卡鏈路聚合組中通過哈希運算均衡分配後發送到目的堆疊成員設備。以圖4中的堆疊成員設備為例，該堆疊成員設備在轉發業務數據時，根據目的設備編號確定轉發路徑，到設備編號為DeVice_Number_A的堆疊成員設備的業務數據通過Link Aggl和Link Agg2、Link Agg3轉發,從而將Link Aggl與LinkAgg2、Link Agg3關聯起來。流量先在Link Aggl內流量分擔,接著在Link Agg2、Link Agg3內流量分擔。從使用角度看，流量如同在虛擬的跨板卡鏈路聚合Link Agg4內分擔、轉發。
權利要求
1.架式交換設備實現堆疊的系統，包括至少兩個堆疊成員設備，每個堆疊成員設備包括一個交換卡及至少兩個堆疊卡，其特徵在於，所述每個堆疊成員設備的至少兩個堆疊卡通過高速通道埠與交換卡連接，所述至少兩個堆疊成員設備之間通過堆疊卡的堆疊埠建立堆疊鏈路。
2.按權利要求1所述的機架式交換設備實現堆疊的系統，其特徵在於，所述每個堆疊成員設備用於，在其每一個堆疊卡中連接同一個堆疊成員設備的堆疊埠建立第一鏈路聚合組。
3.按權利要求1或2所述的機架式交換設備實現堆疊的系統，其特徵在於，所述每個堆疊成員設備還用於，在與同一個堆疊成員設備建立堆疊鏈路的所有堆疊卡與交換卡連接的高端通道埠建立第二鏈路聚合組。
4.按權利要求1所述的機架式交換設備實現堆疊的系統，其特徵在於，所述堆疊成員設備還用於，在通過堆疊鏈路接收到對端堆疊成員設備發送的堆疊協商報文時，對所述堆疊協商報文進行處理，具體包括:所述堆疊成員設備的任一堆疊卡在接收到同一個對端堆疊成員設備發送的堆疊協商報文的堆疊埠創建第一鏈路聚合組，並將接收到的報文信息提交給交換卡；交換卡對所有堆疊卡提交的報文信息進行分析，在與其連接的且連接相同堆疊成員設備的堆疊卡的高速通道埠創建第二鏈路聚合組。
5.按權利要求4所述的機架式交換設備實現堆疊的系統，其特徵在於，所述堆疊成員設備的任一堆疊卡還用於，根據接收到的對端堆疊成員設備發送的堆疊協商報文中攜帶的設備編號，判斷不同堆疊埠是否接收到同一個對端堆疊成員設備發送的堆疊協商報文。
6.按權利要求5或4所述的機架式交換設備實現堆疊的系統，其特徵在於，所述堆疊成員設備還用於，在創建第一鏈路聚合組和第二鏈路聚合組後，記錄第一鏈路聚合組、第二鏈路聚合組和所連接的對端堆疊成員設備的對應關係。
7.按權利要求4所述的機架式交換設備實現堆疊的系統，其特徵在於，所述堆疊成員設備還用於，向連接 的對端堆疊成員設備轉發業務數據時，根據目的堆疊成員設備的設備編號確定轉發路徑，將發向目的堆疊成員設備的業務數據流量在第二鏈路聚合組中通過哈希運算均衡分配，再在所述每個堆疊卡的第一堆疊鏈路聚合組中通過哈希運算均衡分配後發送到目的堆疊成員設備。
8.架式交換設備實現堆疊的方法，其特徵在於，包括以下步驟: A、堆疊成員設備之間通過至少兩個堆疊卡的堆疊埠建立堆疊鏈路；每個堆疊成員設備的至少兩個堆疊卡通過高速通道埠與交換卡連接； B、堆疊成員設備的任一堆疊卡在接收到同一個堆疊成員設備發送的堆疊協商報文的堆疊埠創建第一鏈路聚合組，並將接收到的報文信息提交給所在堆疊成員設備的交換卡；所述交換卡對所在堆疊成員設備的所有堆疊卡提交的報文信息進行分析，在與其連接且連接相同堆疊成員設備的堆疊卡的高速通道埠創建第二鏈路聚合組。
9.按權利要求8所述的機架式交換設備實現堆疊的方法，其特徵在於，所述方法還包括如下步驟: C、任一堆疊成員設備向連接的對端堆疊成員設備轉發業務數據時，根據目的堆疊成員設備的設備編號確定轉發路徑，將發向目的堆疊成員設備的業務數據流量在第二鏈路聚合組中通過哈希運算均衡分配，再在所述第一堆疊卡鏈路聚合組中通過哈希運算均衡分配後發送到目的堆疊成員設備。
10.按權利要求8所述的機架式交換設備實現堆疊的方法，其特徵在於， 步驟B中，堆疊成員設備發送的堆疊協商報文中攜帶有本堆疊成員設備的設備編號；和/或 步驟B中，堆疊成員設備創建第一鏈路聚合組和第二鏈路聚合組後， 記錄第一鏈路聚合組、第二鏈路聚合組和所連接的對端堆疊成員設備的對應關係。
全文摘要
本發明涉及路由交換設備數據流量轉發技術，其公開了一種機架式交換設備實現堆疊的方法，解決傳統技術中的堆疊系統不能提供高帶寬、不能實現板卡升級備份的問題。在本發明中，堆疊成員設備之間通過至少兩個堆疊卡的堆疊埠建立堆疊鏈路；每個堆疊成員設備的至少兩個堆疊卡通過高速通道埠與交換卡連接；任一堆疊卡在接收到同一個堆疊成員設備發送的堆疊協商報文的堆疊埠創建第一鏈路聚合組，並將接收到的報文信息提交給所在堆疊成員設備的交換卡；交換卡對所在堆疊成員設備的所有堆疊卡提交的報文信息進行分析，在與其連接且連接相同堆疊成員設備的堆疊卡的高速通道埠創建第二鏈路聚合組。本發明適用於路由交換設備的快速流量轉發。
文檔編號H04L12/701GK103095568SQ20131003480
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月30日 優先權日2013年1月30日
發明者王煥章 申請人:邁普通信技術股份有限公司