用於網絡刀片伺服器的方法和設備的製作方法

2023-10-08 07:38:04 2

專利名稱：用於網絡刀片伺服器的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信網絡。更具體而言，本發明涉及包括但不限於光纖通道("FC")網絡的通信網絡中刀片伺服器(blade server)的使用。
技術背景數據中心的新近趨勢是部署刀片伺服器。刀片伺服器通常具有模塊化 機箱和一組插入該機箱的中央處理單元("CPU")刀片。除了 CPU刀 片，通常還有兩個或更多的網絡接口刀片。這些網絡接口刀片中有些用於 通常到存儲區域網絡("SAN")的FC連接，有些用於乙太網連接。刀 片伺服器的好處包括更大的機架密度、簡化的互連以及更低的成本。典型的刀片伺服器的部署示於圖1。刀片伺服器105包括刀片110， 每個刀片與交換機115、 120、 125和130中的每一個互連，所有這些都位 於單一機箱135內。對於網絡100中的其他設備(例如，對於主機設備 142)，刀片110的每一個看起來像單獨的設備。刀片110的每一個例如 可提供在機箱135內獨立於其他刀片IIO而工作的伺服器的功能。該示例中，乙太網交換機115禾a 120提供與企業網140和網際網路145 之間的冗餘連接。FC交換機125和130提供與SAN 150和存儲設備155 之間的冗餘連接。刀片伺服器106、 107和108配置類似。如圖l所示，被配置為與SAN通信的刀片伺服器通常包括兩個FC交 換機。FC網絡能夠支持有限總數的交換機，通常最多為239個。 一些流行 的交換設備實現方式對於SAN中交換機的數目有著更為嚴格的限制，例 如，最多32臺交換機。這些最大數目包括核心交換機、邊緣交換機和刀 片伺服器內的FC交換機。容易看出，這類限制使數據中心很快就會達到 FC交換總規模的限制。除了前述問題，還包括額外交換機產生額外的管理開銷。信息技術6("IT")部門經常組織成管理SAN的人員與管理伺服器的不是同樣人員。伺服器管理員可能不具備管理SAN所必需的技術，反之亦然。有了刀片伺服器結構，由於交換機和伺服器位於同一機箱，因此這種 責任劃分很難保持。通常，伺服器管理員負責刀片伺服器，包括嵌入其中的交換機。但是，若伺服器管理員缺乏足夠的SAN管理經驗，則伺服器 管理員可能會對刀片伺服器交換機做出給SAN的其它部分帶來有害影響 的事情。即使網絡管理員能夠同時勝任SAN和伺服器的管理，網絡中刀片服 務器引入的額外數目的FC交換機也會產生管理負擔。通常，SAN管理員 管理的交換機只是交換結構的交換機。但是，對於附接到SAN的現有技 術刀片伺服器，每個刀片伺服器的每個FC交換機具有其自己的必須被管 理的參數。從管理角度來看，這將必須被管理的交換結構冇效地擴展到刀 片伺服器中的交換機。此外，如果刀片伺服器中的FC交換機只能被配置用於例如32個交換 機的結構，那麼即使核心及邊緣交換機能被配置用於例如239個交換機的 結構，該最小值也將應用於整個結構。換言之，具有最小的最大值的交換 機將控制結構所能包含的交換機的最大數目。希望能夠解決至少一些現有技術的前述限制。發明內容本發明的一些實施例提供具有如下組件的刀片伺服器，所述組件在數 據平面發揮交換機的作用，而不在控制平面發揮普通交換機的作用，且不 具有單獨的域ID。有時，本文中這種組件可稱為"刀片交換機"或"衛星 交換機"(satellite switch)，雖然該刀片交換機不在控制平面發揮交換機 的作用。作為替代，大多數控制平面交換功能由刀片交換機附接的光纖交 換機(例如，核心交換機)來執行。根據一些這類實施例，刀片交換機在 數據平面發揮交換機的作用，且在控制平面發揮復用器的作用。根據本發明的一些這類實現方式，刀片交換機附接的光纖交換機為刀 片伺服器的刀片執行地址分配功能。 一些這類實現方式中，刀片伺服器初7始化並獲得用於光纖交換機通過光纖登錄(fabric log-in, FLOGI)過程連 接的埠的第一地址。刀片伺服器將接收的來自刀片的FLOGI請求轉換成 不具有指明的源ID的光纖發現(fabric discovery, FDISC)請求。FDISC請求被轉發到光纖交換機，由此從光纖交換機獲得用於刀片的地址。雖然本發明的一些實現方式提供了與單一光纖交換機通信的刀片交換 機，但是替代實施例提供了與多個光纖交換機通信的刀片交換機。為此， 一些優選實現方式提供了多個光纖交換機來建立和保持虛擬域ID的狀 態。本發明的一些實施例提供了一種刀片交換機，包括與多個刀片中的第 一刀片通信的第一埠，被配置為N—Port (節點埠)的第二埠以及邏 輯設備。邏輯設備被配置用於執行以下操作經由第一埠接收來自第一 刀片的第一 FLOGI請求；將第一 FLOGI請求轉換成第一 FDISC請求；將 FDISC請求轉發到與第二埠通信的光纖交換機的F一Port (光纖埠)； 以及接收來自附接的光纖交換機的FDISC ACCEPT (光纖發現接受)。 FDISC ACCEPT包括用於第一刀片的地址。邏輯設備應該被配置用於將 N一Port指定為默認退出埠 。本發明的替代實施例提供了一種網絡，包括多個光纖交換機和-.個刀 片伺服器。刀片伺服器包括至少一個刀片交換機和多個刀片。刀片交換機 具有與多個光纖交換機中的第一光纖交換機的第二埠通信的第一埠。 第一埠被配置為N一Port且第二埠被配置為F一Port。刀片交換機還包括與多個刀片中的第一刀片通信的第三埠，和邏輯 設備。邏輯設備可被配置用於執行以下操作經由第三埠接收來自第一 刀片的第一 FLOGI請求；將第一 FLOGI請求轉換成第一 FDISC請求；並 將FDISC請求經由第一埠轉發到第一光纖交換機的第二埠 。第一光纖交換機可被配置用於經由第二埠接收第一 FDISC請求；確 定將在響應FDISC請求的FDISC ACCEPT中使用的域ID的第一地址；形 成FDISC ACCEPT;並且將FDISC ACCEPT發送到刀片交換機的第一端 口。 FDISC ACCEPT包括第一地址。在網絡的一些實施例中，包括第一光纖交換機在內的M個合作的光纖交換機的F一Port可被配置用於與刀片交換機的M個N—Port通信。這M個 合作的光纖交換機形成虛擬的域ID。第一光纖交換機可確定將在FDISC ACCEPT中使用的虛擬域ID的第一地址。在發送FDISC ACCEPT之前， 第一光纖交換機優選地將FDISC ACCEPT中將使用的第一地址通知所有其 他合作的光纖交換機。本發明的一些實現方式提供用於控制刀片交換機的方法。該方法包括 這些步驟接收來自刀片伺服器的第一刀片的第一 FLOGI請求；將第一 FLOGI請求轉換成第一 FDISC請求；以及通過第一 FDISC請求獲取用於 第一刀片的第一地址。獲取步驟可涉及將第一 FDISC請求從刀片交換機的 N一Port轉發到附接的光纖交換機的F一Port，並接收來自附接的光纖交換機 的FDISC ACCEPT。 FDISC ACCEPT包括用於第一刀片的第一地址。該方 法優選地包括將光纖交換機附接的刀片交換機的N一Port指定為默認退出端 口的步驟。該方法還可包括這些步驟接收來自第二至第N個刀片的第二至第N 個FLOGI請求；將第二至第N個請求轉換成第二至第N個FDISC請求； 以及通過第二至第N個FDISC請求獲得用於第二至第N個刀片的第二至 第N個地址。該方法可包括用第一至第N個地址填充刀片交換機的轉發表 的步驟。該方法可涉及通過被配置用於與刀片交換機通信的多個光纖交換機之 間的合作來形成虛擬域ID。獲取步驟可涉及分配虛擬域ID的地址作為第 一地址。分配步驟可由多個光纖交換機中的一個來執行。本發明的一些實現方式提供了用於控制刀片伺服器的方法。該方法包 括這些步驟通過用於與刀片伺服器的刀片交換機通信的多個光纖交換機之間的合作來形成虛擬域ID;分配虛擬域ID的多個地址給刀片伺服器；以及根據分配步驟中分配的地址更新多個光纖交換機的每一個的轉發表。該方法優選地包括將刀片交換機的至少一個N一Port指定為默認退出埠的 步驟，通過所述N一Port多個光纖交換機被附接到刀片交換機。該方法還可包括這些步驟通過多個光纖交換機中的一個的F一Port， 接收來自刀片交換機的N—Port的地址請求；確定將在對地址請求的響應中使用的虛擬域ID的地址；將對地址請求的響應中將使用的地址通知多個 光纖交換機中的其他交換機；以及向刀片交換機發送響應。本發明的一些替代實施例提供了包括多個刀片和至少一個刀片交換機 的刀片伺服器。刀片交換機包括這些元素與多個刀片中的第一刀片通信 的第一埠；被配置為N一Port的第二埠；以及邏輯設備。邏輯設備被配 置用於執行以下操作通過第一埠接收來自第一刀片的第一 FLOGI請求；將第一 FLOGI請求轉換成第一 FDISC請求；將第一 FDISC請求轉發 到與第二埠通信的光纖交換機的F一Port;以及通過第一 FDISC請求從光 纖交換機獲取用於第一刀片的第一地址。


圖1是描繪典型的刀片伺服器的部署的網絡圖。圖2是提供關於SAN中典型刀片伺服器的部署的更多細節的網絡圖。圖3A是說明根據本發明的一些實施例配置並且在SAN中部署的刀片 伺服器的網絡圖。圖3B是可根據本發明的一些實施例配置的刀片伺服器的一些組件的 透視圖。圖4是說明向根據本發明的一些實施例配置的多個附接的刀片交換機提供地址的SAN的光纖交換機的邏輯網絡圖。圖5說明圖4的邏輯網絡圖的一部分以及根據本發明的一些實施例的FLOGI和FDISC請求和響應的流程。圖6是概述本發明的方法600的流程圖。圖7描繪已根據方法600進行填充的刀片交換機的轉發表。圖8是概述本發明的方法800的流程圖。圖9A說明刀片交換機和光纖交換機的一些替代互連。圖9B是根據本發明概述故障轉移(failover)方法的流程圖。圖10說明用於互連刀片交換機和光纖交換機的另一種替代方式。圖11是涉及虛擬域ID的本發明的一種實現方式的邏輯圖。10圖12是涉及虛擬域ID的本發明的另一種實現方式的網絡圖。 圖13是圖12的實現方式的邏輯圖。圖14是根據本發明的一些方面概述方法1400的流程圖。圖15是已根據方法1400進行填充的刀片交換機的轉發表。圖16是可根據本發明的一些實現方式來配置的光纖交換機的框圖。
具體實施方式
本申請中，為了提供對本發明的全面理解，提出許多具體細節。但是 對本領域技術人員很明顯，本發明可不通過這些具體細節的一些或全部而 實施。其他示例中，為了不模糊本發明，未詳細描述公知的處理步驟。圖2是說明與SAN 210連接的傳統刀片伺服器205的簡化網絡圖。刀 片伺服器205包括交換機215和220， 二者都冗餘地連接到N個刀片225 中的每一個。SAN 210包括核心交換機230和235， 二者都冗餘地連接到 交換機215和220。 SAN210還包括邊緣交換機240和245， 二者都冗餘地 連接到核心交換機和存儲設備250中的每一個。根據FC協議，E—Port將交換機連接到其他交換機。因此，交換機 220的埠 221和核心交換機235的埠 236都是E一Port。 F一Port將交換 機連接到諸如刀片之類的主機設備(舉例來說)的"節點"的N—Port。因 此，埠216是F—Port，而埠 226是N一Port。E—Port必須支持用於E一Port的諸如為獲得域ID所需的協議之類的全 套交換機到交換機(switch-to-switch)協議，來計算用於路由幀的路徑， 以及管理用於分區的接入等等。但是，F一Port不需要做所有這些事情。除 了接收和發送幀以外，F一Port的主要控制功能是地址分配。這通過對 FLOGI和FDISC請求的響應來完成。因此，本發明的一些實施例提供具有刀片交換機的刀片伺服器，所述 刀片交換機在數據平面發揮交換機的作用，但不在控制平面發揮交換機的 作用，且不具有單獨的域ID。控制平面交換功能通過附接到配置為 N—Port的刀片交換機的埠的光纖交換機(例如，核心交換機)的F—Port 來執行。ii一個這樣的配置示於圖3A的簡化網絡圖，其說明與SAN 310連接的 本發明的刀片伺服器305。刀片伺服器305包括冗餘地連接到N個刀片 325中的每一個的刀片交換機315和320。同SAN 210 —樣，SAN 310提 供核心交換機、邊緣交換機和存儲設備之間的冗餘連接。
但是，在本示例性實施例中，核心交換機330和335不冗餘地連接到 交換機315和320。此外，核心交換機330和335的F一Port連接到交換機 315和320的N—Port。地址通過核心交換機330和335之一分配給刀片服 務器305的組件。下面將參考圖6的流程圖描述地址分配的一個方法。
圖3B是描繪可根據本發明的一些實現方式來配置的刀片伺服器350 的一些組件的透視圖。該示例中，刀片360中的每一個提供單個伺服器的 功能並包含處理器(一個或多個)362、存儲設備364和運行伺服器應用 程序所需要的網絡組件。處理器362例如可以是英特爾的XeonTM或AMD 的OpteronTM處理器。存儲設備364可包括諸如PC3200 DDR之類的固態 存儲器，和一個或多個盤驅動器。
圖3B示出的處理器和存儲設備的數目僅用作說明；例如，目前實現 的刀片通常具有l到4個處理器。類似地，刀片的數目只是示例性的。目 前，多達16個刀片可部署於單一機箱中，並且該數目有望增加。
刀片伺服器350優選地同時包括乙太網交換機370和FC交換機380。 乙太網交換機370例如可以是思科千兆乙太網交換機模組(Cisco Gigabit Ethernet Switch Module)。乙太網交換機370和FC交換機380包括必需的 處理器、存儲器等等(如處理器382和存儲器384)來執行用於刀片服務 器350的網絡功能，包括但不限於此處描述的功能。背板365提供刀片服 務器350的各種組件之間的連接。
刀片伺服器350還包括用於容納圖3B所示組件和其他組件(如冷卻 風扇)的外殼(未示出)。電源385為刀片伺服器350提供並控制電力。
如圖4的邏輯網絡圖所示，光纖交換機(如核心交換機405)可連接 到在控制平面不充當交換機而充當復用器的多個刀片交換機。在該示例 中，刀片交換機410和415是刀片伺服器412的一部分，刀片交換機420 和425是刀片伺服器422的一部分，並且刀片交換機430和435是刀片伺服器432的一部分。
該示例中，只有刀片伺服器的一個刀片交換機附接到任意給定的光纖
交換機。此處，刀片交換機410、 425和430附接到核心交換機405。因 此，核心交換機405將來自其域ID (域ID=1)的地址分配給所有附接的 刀片交換機410、 425和430。類似地，核心交換機413的域ID用於分配 地址給刀片交換機415且核心交換機433的域ID將被用於分配地址給刀 片交換機435。
圖4說明的交換結構的部分包括具有的域ID為3的邊緣交換機440。 如本領域技術人員所公知，FC地址的3個數字對應於域ID、區域ID和主 機ID。在該示例中，附接的存儲設備450已在先前的FLOGI交換期間被 邊緣交換機440分配了地址3.4.6。
現在將參考圖5-7描述對刀片伺服器和相關刀片的地址分配。連接到 光纖交換機的埠的刀片交換機埠自身對光纖交換機表現為N—Port，並 在初始化後向光纖交換機發送FLOGI。
圖5說明圖4的邏輯圖的一個分支("spoke")，包括刀片交換機 430和核心交換機405。該分支已被放大，以便單個組件和指示各種 FLOGI和FDISC通信的箭頭容易辨別。這些通信是圖6所示流程圖的方法 600中指示的一些步驟的示例。因此，這些箭頭已用對應於方法600的歩 驟號的數字做了標記。
此時示出並描述的包括方法600在內的方法的步驟不一定按所示順序 執行。此外，落入本發明範圍的一些方法涉及比此處指示的步驟更多或更 少的步驟。
在方法600的步驟601中，刀片交換機(此處為刀片交換機430)初 始化。初始化過程涉及刀片交換機的轉發表的填充過程的開始等，所述轉 發表將目的地址與退出埠相聯繫。
這類轉發表的簡化描繪示於圖7。轉發表700包括目的地欄位705和 退出埠欄位710。填充轉發表700的初始步驟包括在頭部中利用未被識 別的目的地地址("D—ID")指示用於FC幀的默認路由。因此，默認路 由條目705形成，在默認路由欄位705中具有"通配符"符號並且在退出
13埠欄位710中指示埠 PI——附接到核心交換機405的N—Port。
此外，轉發表700的條目720利用稱為F—Port控制器的FRFF.FE的 目的地地址來填充。對應的"退出埠"被指定為刀片交換機的控制處理 器(此處為控制處理器555)的地址。根據本發明，這使得接收自附接刀 片的FLOGI請求例如被發送到刀片交換機的用於處理的控制處理器。
在步驟605中，刀片交換機430通過被配置為N一Port的埠 Pl向附 接的光纖交換機(此處為核心交換機405)發送FLOGI請求。該刀片交換 機將通過其與核心交換機通信的N一Port將被配置為衛星埠 。
核心交換機405確定刀片交換機430的地址(本例中為l丄l)，形成 FLOGI ACCEPT並返回該FLOGI ACCEPT (步驟610)。除了地址， FLOGI響應還包含正確接入FC結構(FC fabric)所需要的結構參數，例 如能發送到該結構的最大幀尺寸。
在步驟612中，接收自核心交換機405的地址被添加到轉發表700。 如條目725所示，接收地址(l丄l)與刀片交換機的控制處理器相關。
有時，在操作時，可能希望(乃至必須)與FC結構通信的主機設備 確定任一結構參數是否改變。FDISC請求最初是為N—Port設計以重新發現 /確認結構屬性的。對FDISC請求的響應或者確認假設的參數或者指示它 們已被改變。若收到的參數不可用，則主機設備可能需要重新初始化並發 送FLOGI請求。
N—Port通常利用FDISC請求發送它自己的(先前響應於FLOGI請求 而獲得的)N—Port—ID。但是，若FDISC請求不包含地址(S—ID=0)，則 它將被視為對額外地址的請求並且將在FDISC響應中被發送。
刀片伺服器的刀片(本例中為刀片505、 510和515)中的每一個在初 始化後向刀片交換機發送FLOGI請求。當刀片交換機收到每個FLOGI請 求時(步驟615) ， FLOGI請求根據轉發表的條目720被發送到刀片交換 機的控制處理器(此處為處理器555)。控制處理器將FLOGI請求轉換成 FDISC請求(步驟620)，刀片交換機將FDISC請求發送到沒有源地址的 核心交換機(步驟625)。每個FDISC響應(FDISC ACCEPT)包括用於 刀片的額外地址(步驟630)。該地址將被添加到刀片交換機的轉發表並
14與發出請求的刀片所附接到的埠相關聯(步驟612) 。 FDISC ACCEPT 被刀片交換機的控制處理器轉化成FLOGI ACCEPT (步驟635) ， FLOGI ACCEPT被轉發到發出請求的刀片(步驟640)。"光纖通道成幀和信令 接口 (FC-FS) " (ANSI INCITS 373-2003)標準描述了包括FLOGI和 FDISC請求及響應細節的相關信息(例如，參見12.3,2.41和12.2.2.7小 節)，因此為了各種目的通過引用被結合於此。
在本示例中，對刀片505的FLOGI請求在埠 P2上接收且用於相應 的FDISC請求的接收地址為l丄2。因此，轉發表700的條目730包括字 段705中的地址l丄2和欄位710中的埠 P2。類似地，對刀片510的 FLOGI請求在埠 P3上接收且用於相應的FDISC請求的接收地址為 l丄3。因此，轉發表700的條目735包括欄位705中的地址l丄3和欄位 710中的埠 P3。通過同樣方式，對刀片515的FLOGI請求在埠 P4上 接收且用於相應的FDISC請求的接收地址為l丄4。因此，轉發表700的 條目740包括欄位705中的地址1丄4和欄位710中的埠 P4。
初始化完成後，刀片可通過向刀片交換機發送S—ID=0的FDISC請求 來請求額外的N一Port一ID。當刀片交換機收到這樣的請求時，FDISC請求 將根據轉發表的條目720被發送到刀片交換機的控制處理器(此處為處理 器555)。控制處理器將FDISC請求轉發到核心交換機。FDISC響應 (FDISC ACCEPT)包括用於刀片的額外地址。該地址將被添加到刀片交 換機的轉發表並與發出請求的刀片所附接到的埠相關聯。然後FDISC ACCEPT被轉發到發出請求的刀片。
獲得額外N一Port一ID的刀片可通過從該N一Port一ID發送LOGO到地址 FF. FF. FE來釋放N一Port—ID。當刀片交換機收到這樣的請求時，LOGO請 求根據轉發表的條目720被發送到刀片交換機的控制處理器(此處為控制 器555)。控制處理器將該LOGO請求轉發到核心交換機。該LOGO請求 允許核心交換機從其轉發表中去除對應於該N一PortjD的條目。收到 LOGO響應(LOGO ACCEPT)後刀片交換機將其轉發到發出請求的刀 片，然後從其轉發表中去除先前分配給該刀片的N一PortJD。
當刀片壞掉時，刀片交換機通過從分配給該刀片的地址發送LOGO來通知附接的核心交換機並通過去除相應條目來更新其轉發表。LOGO請求 允許核心交換機從其轉發表中去除對應於該刀片的條目。
轉發表700的條目720使得刀片發送到FC地址FF. FF. FE的所有請 求都被轉發到刀片交換機的控制處理器。當FLOGI、 FDICS和LOGO如 上所述被檢測並處理時，其他類型的請求僅僅被轉發到附接的核心交換 機，且收到的響應被傳遞迴發出請求的刀片。
從光纖交換機的角度來看，沒發生新的事情。唯一的新軟換或硬體將 位於刀片伺服器，具體而言，位於刀片交換機中。附接的光纖交換機根據 用於具有虛擬N一Port的供應設備的標準FC協議來做出整體響應。對於本 實現方式，光纖交換機可以是完全標準的。但是，下面描述的本發明的一 些實現方式要求修改光纖交換機的功能。
圖8是關於初始化過程和填充刀片交換機的轉發表之後的常規操作的 流程圖。在步驟801中，刀片交換機(此處為刀片交換機430)例如接收 來自附接的刀片之一的FC幀。在步驟805中，判斷收到的FC幀的D一ID 是否在刀片交換機的轉發表中。如果是，則刀片交換機將該幀轉發到與指 示的目的地址相關的退出埠 (步驟820)。
當刀片交換機430收到具有的目的地不在其轉發表中的幀時，通配符 條目匹配且該幀被轉發到對應於該條目的退出埠 (此處為連接到核心交 換機405的埠)(步驟810)。例如，若刀片505發送具有的D—ID為 3.4.6 (域3的存儲設備)的幀，則刀片交換機405認不出該目的地地址， 因為它不在轉發表700中。因此，刀片交換機405通過通配符條目指示的 默認退出埠 Pl轉發該幀，該埠是核心交換機405連接的埠 (步驟 810)。
核心交換機405具有常規的、完整的轉發表，該轉發表包括用於FC 結構的其他域ID，包括域3。因此，核心交換機405通過退出埠 477將 幀轉發到交換機440 (見圖4)(步驟815)。交換機440根據常規FC轉 發協議將幀轉發到存儲設備450。
本領域技術人員將從前述討論中意識到，刀片交換機在數據平面內充 當交換機，但不"消耗"域ID。因此，刀片伺服器中的額外交換機不貢獻或加重與有限的域ID相關的問題。
此外，網絡管理被簡化。網絡管理員可將精力集中於管理由SAN的 光纖交換機執行的諸如分區和接入控制之類的更高層功能；刀片交換機不 需要被單獨管理。或者，管理軟體可以指示刀片交換機是刀片交換機連接 的光纖交換機的衛星。例如，光纖交換機的顯示埠可以指示存在多個與 附接的設備相關聯的地址。
現在參考附圖9A和9B描述第一故障轉移實現方式。圖9A的刀片服 務器901包括按上面描述的那樣操作的刀片交換機915，該刀片交換機通 過鏈路930與光纖交換機卯5相連。若光纖交換機905和刀片交換機915 之間的鏈路930壞掉(如圖9B的步驟965所確定的那樣)，則刀片交換 機915和刀片940之間的所有鏈路935被拆除(歩驟970)。所有刀片通 過交換機920繼續正確地操作。
在本示例中，冗餘連接950和955未形成。因此，在歩驟975中確定 交換機915不連結到另一個光纖交換機。刀片940通過刀片交換機920與 光纖交換機910來和光纖通信(步驟990)。
但是，在替代實現方式中，冗餘連接950和955形成但除了在故障情 況下不被使能。例如，在一個替代實現方式中，限制刀片交換機915通過 鏈路930向預定的光纖交換機，例如向交換機905發送它的FLOGI、 FDISC和其他請求。
根據該實現方式，在歩驟975中確定刀片交換機915附接到另一個光 纖交換機。鏈路930上的故障使得刀片交換機915激活鏈路950 (步驟 980)作為衛星埠，重新初始化並將鏈路935恢復起來(步驟985)。然 後刀片交換機915通過鏈路950向光纖交換機910發送FLOGI。然後光纖 交換機910可以為刀片交換機915和刀片940提供新地址，如本文其他地 方所討論的那樣(步驟990)。
在該示例中，鏈路912連接刀片交換機920和光纖交換機910。但 是，在一些實現方式中，多個物理鏈路被捆綁或聚集成單一的虛擬鏈路。 例如，可能有多個物理鏈路922被虛擬化為一個邏輯鏈路912。這類實現 方式在例如若鏈路不是高速鏈路，若刀片伺服器有多個刀片等，則單一物理鏈路會引起瓶頸的各種情況下很有優勢。
圖10說明刀片交換機具有與多於一個光纖交換機之間的活動鏈路的
實施例。此處，刀片交換機1005經由鏈路1007與光纖交換機1010相連且 刀片交換機1020經由鏈路1022與光纖交換機1025相連。另外，刀片交換 機1005經由鏈路1015與光纖交換機1025相連且刀片交換機1020經由鏈 路1017與光纖交換機1010相連。在其他實現方式中，刀片伺服器1001會 包含多於2個光纖交換機。
圖11說明用於圖IO示出的配置的邏輯域ID，和通過光纖交換機 1010和1025的合作而建立的虛擬域ID 10。(題為"Method And Apparatus For Reliably And Asymmetrically Distributing Security Information Within A Fibre Channel Fabric" 、 2003年2月25日遞交的10/374,490號美 國專利申請討論了虛擬域ID的建立，該申請通過引用方式結合於此。) 由於虛擬域ID已建立，因此地址既可由光纖交換機1010也可由光纖交換 機1025分配。若鏈路或光纖交換機故障，則虛擬域ID仍然存在，不需要 重新分配地址。
圖12說明具有連接到光纖交換機1210、 1215、 1220和1225的刀片交 換機1205和1206的刀片伺服器1201。在該示例中，光纖交換機1210、 1215、 1220和1225具有域ID 1、 2、 5和6。刀片伺服器1211和1221也 連接到光纖交換機1210、 1215、 1220和1225中的每一個。在該示例中， 交換機1210、 1215、 1220和1225合作形成虛擬域ID，本例中為虛擬域 ID 10。本領域技術人員將理解更多或更少的刀片伺服器可以連接到交換機 1210、 1215、 1220和1225中的每一個。
圖13說明圖12的域ID和虛擬域ID 10之間的邏輯關係。此處，刀片 伺服器1201、 1211和1221的刀片交換機中的每一個充當具有虛擬域ID 10的虛擬交換機的衛星。圖D代表將由FSPF路由協議建立的拓撲類型。 如10/374,490號美國專利申請中所詳細描述的那樣，物理域的每一個向近 鄰公告虛擬域ID。物理域之一 (例如域l)公告域ID 10，好像該ID被分
配給單一交換機。
再次參考圖12，可以看出刀片伺服器1201、 1211和1221連接到的交換機1210、 1215、 1220和1225的埠與光纖交換機通過其連接到其他光 纖交換機的埠描繪不同此處，前者有陰影而後者沒有。這意味著交換 機1210、 1215、 1220和1225需要知道由於陰影埠與虛擬域ID 10相 關，因此在這些埠 (陰影埠)上發送或接收的幀應該與其他埠上發 送或接收的幀區別對待。此外，每個陰影埠應該知道它連接的刀片交換 機的身份。
圖14是描述根據本發明的一些實現方式分配地址給諸如刀片伺服器 1201之類的刀片伺服器的流程圖。在步驟1401中，刀片交換機(此處為 圖12的刀片交換機1205)初始化並開始填充其轉發表，本例中為圖15的 轉發表1500。條目1520將目的地地址FF.FF.FE與控制處理器1277相關 聯，以便來自刀片1288的FLOGI請求可以被處理。條目1515將目的地字 段1505中的"通配符"符號與連結到光纖交換機1210、 1215、 ]220和 1225的埠 (分別為埠P1、 P2、 P3和P4)相關聯。
在本發明的一些實現方式中，單一優選衛星退出埠被選擇。優選 地，這類實現方式採用確定原來的衛星退出埠故障時哪個埠將變為新 的衛星退出埠的策略(例如，首先使用Pl，但若其故障，則使用P2等 等)。本領域技術人員會認識到該策略只是個示例，在本發明的範圍內可 以實施很多其他這類策略。
在步驟1405中，刀片交換機向合作的光纖交換機1210、 1215、 1220 和1225之一發送FLOGI請求。光纖交換機分配虛擬域ID的地址(此處為 IO丄I)並將該地址通知合作的光纖交換機(步驟1410)，以便光纖交換 機可以利用新的地址分配來填充其轉發表(步驟1415)。然後，光纖交換 機返回帶有該地址的FDISC ACCEPT (步驟1420)，該地址用來填充刀 片交換機的轉發表1500的條目1525。
刀片以類似方式被分配地址。當在步驟1430中確定來自刀片的 FLOGI請求被接收(例如經由埠 P5)時，FLOGI請求被轉化成S—ID=0 的FDISC請求(歩驟1435)，該FDISC請求被轉發到附接的光纖交換機 (步驟1440)。光纖交換機分配地址並通知其他合作的光纖交換機(歩驟 1445)，以便它們能夠填充其轉發表(步驟1450)並在通過FDISC
19ACCEPT向刀片交換機返回該地址之前保持虛擬域ID 10的狀態(步驟 1455)。
刀片交換機將FDISC ACCEPT轉化成FLOGI ACCEPT (步驟 1460)，向發出請求的刀片發送該FLOGI ACCEPT (步驟1465)並利用 該地址填充轉發表。在本示例中，刀片交換機1205在埠 P5上接收 FLOGI請求，所以返回地址(10丄2)與埠 P5相關(轉發表條目 1530)。埠 P6、 P7和P8上接收的響應於FLOGI請求而返回的地址分 別為10.1.3、 10丄4禾n 10丄5。因此，轉發表條目1535將目的地地址 10丄3與埠 P6相關聯，條目1540將目的地地址10丄4與埠 P7相關聯 並且條目1545將目的地地址10丄5與埠 P8相關聯。
初始化完成後，刀片可通過向刀片交換機發送SJD=0的FDISC請求 來請求額外的N—Port一ID。當刀片交換機收到這類請求時，FDISC請求將 根據轉發表的條目1520被發送到刀片交換機的控制處理器(此處為處理 器1277)。控制處理器將該FDISC請求轉發到附接的光纖交換機。光纖 交換機分配地址並通知其他合作的光纖交換機，以便它們能夠填充其轉發 表並在通過FDISC ACCEPT向刀片交換機返回該額外地址之前保持虛擬域 ID 10的狀態。該額外地址將被添加到刀片交換機的轉發表並與發出請求 的刀片附接到的埠相關聯。然後FDISC ACCEPT被轉發到發出請求的刀 片。
獲得額外N—Port—ID的刀片可通過從該N_Port—ID發送LOGO到地址 FF.FF.FE來釋放N—Port—ID。當刀片交換機收到這類請求時，該LOGO請 求根據轉發表的條目1520被發送到刀片交換機的控制處理器(此處為處 理器1277)。控制處理器將該LOGO請求轉發到附接的光纖交換機。該 LOGO請求允許光纖交換機從其轉發表中去除對應於該N—Port—ID的條目 並通知其他合作的光纖交換機，以便它們能更新其轉發表並保持虛擬域ID 10的狀態。在收到LOGO響應(LOGO ACCEPT)後，刀片交換機將其轉 發到發出請求的刀片，然後從其轉發表中去除先前分配給該刀片的 N—Port—ID 。
當刀片故障時，刀片交換機通過從分配給該刀片的地址發送LOGO來
20通知附接的光纖交換機，並通過去除相應條目來更新其轉發表。該LOGO 請求允許核心交換機從其轉發表中去除對應於該刀片的條目並通知其他光
纖交換機，以便它們能更新其轉發表並保持虛擬域ID 10的狀態。
轉發表1500的條目1520使得刀片發送到FC地址FF.FF.FE的所有請 求都被轉發到刀片交換機的控制處理器。當FLOGI、 FDISC和LOGO請
求按上面描述的那樣被檢測和處理時，其他類型的請求僅僅被轉發到附接 的光纖交換機，且收到的響應被傳遞迴發出請求的刀片。
由於交換機1210、 1215、 1220和1225中的每一個互相合作以在每個 交換機中保持虛擬域ID 10的狀態，因此若交換機1210、 1215、 1220和 1225之一故障(或到這些交換機之一的連接故障)，則其餘的交換機可以 繼續提供域ID 10。交換機1210、 1215、 1220和1225中的每一個事先知 道形成虛擬域ID 10的其他交換機的身份，以便交換機1210、 1215、 1220 和1225中的每一個在步驟1410 (和步驟1445)中知道要通知哪些交換 機。該通知(和交換機轉發表的相應更新)優選地發生在地址在對FLOGI 或FDISC的ACCEPT中被提供之前。
當合作形成虛擬域ID的交換機壞掉然後恢復起來時，必須利用虛擬 域ID的當前狀態來更新它。
雖然涉及虛擬域ID的實現方式提供了額外的優勢(例如，增加的魯 棒性和潛在增加的帶寬)，但是這些實現方式要求刀片交換機和附接的光 纖交換機二者的新穎功能。這在為光纖交換機提供附加價值方面會很有優 勢。但是，更簡單的例子允許根據本發明來配置的刀片伺服器與標準的光 纖交換機一起使用。
圖16是可用來實施本發明的一些技術的FC交換機的一個示例的圖形 化表示。雖然將描述一個具體配置，但是應該注意可以有各種多樣的交換 機配置。交換機1601可包括一個或多個監控器(supervisor) 1611和電源 1617。根據各種實施例，監控器1611具有它自己的處理器、存儲器和存 儲資源。
線路卡1603、 1605和1607可以通過接口電路1663、 1665和1667以
及背板1615與活動監控器1611通信。根據各種實施例，每個線路卡包括可以充當與外部FC網絡實體1651和1653通信的輸入埠或輸出埠二 者之一的多個埠。背板1615可以提供用於線路卡和監控器之間的所有 流量的通信通道。單個線路卡1603和1607還可以通過FC埠 1643和 1647耦合到外部FC網絡實體1651和1653。
外部FC網絡實體1651和1653可以是諸如其他FC交換機、磁碟、 RAID、磁帶庫或伺服器之類的節點。FC交換機還可包括帶有IP埠 1685和1687的線路卡1675和1677。在一個示例中，IP埠 1685耦合到 外部IP網絡實體1655。線路卡1675和1677還具有到背板1615的接口 1695和1697。
應該注意，交換機可以支持任何數目的線路卡和監控器。在所示實施 例中，只有單一的監控器連接到背板1615並且單一的監控器與多個不同 線路卡通信。活動監控器1611可配置或設計為運行諸如路由、域管理 器、系統管理器和實用程序之類的多個應用程式。監控器可包括一個或多 個耦合到用於與其他實體通信的接口的處理器。
根據一個實施例，路由應用程式被配置用於在識別出分組已轉發到下 一跳後為發送者提供信用(credit)。實用程序可配置為跟蹤緩衝器的數目 和所使用的信用的數目。域管理器應用程式可用於在FC存儲區域網絡中 分配域。各種監控器應用程式也可配置為提供用於各種FC協議層的諸如 流量控制、信用管理和服務質量(QoS)之類的功能。
雖然已描述了示例性交換機，但上述實施例可在各種網絡設備中以及 在各種媒體中實施。例如，用於實施上述發明的指令和數據可存儲於磁碟 驅動器、硬碟驅動器、軟盤、伺服器計算機或遠程連網計算機。因此，本 發明應被視為說明性的而非限制性的，並且本發明不限於此處給出的細 節，而是可以在所附權利要求及其等同物的範圍內做出修改。
雖然已參考具體實施例具體示出並描述了本發明，但是本領域技術人 員應該理解，可以在所公開實施例的形式和細節上加以改變而不脫離本發 明的精神和範圍。例如，本發明的實施例可與各種網絡協議和結構一起使 用。因此本發明應該理解為包括落入本發明的真實精神和範圍之內的所有 變更及其等同物。
2權利要求
1.一種刀片交換機，包括第一埠，所述第一埠與多個刀片中的第一刀片通信；第二埠，所述第二埠被配置為節點埠；以及邏輯設備，所述邏輯設備被配置用於執行以下操作通過所述第一埠接收來自所述第一刀片的第一FLOGI請求；將所述第一FLOGI請求轉換成第一FDISC請求；將所述FDISC請求轉發到與所述第二埠通信的光纖交換機的光纖埠；以及接收來自附接的光纖交換機的FDISC ACCEPT，所述FDISCACCEPT包括用於所述第一刀片的地址。
2. 如權利要求1所述的刀片交換機，其中所述邏輯設備被配置為將所 述節點埠指定為默認衛星埠。
3. —種網絡，包括 多個光纖交換機；以及刀片伺服器，所述刀片伺服器包含刀片交換機和多個刀片，所述刀片 交換機具有與所述多個光纖交換機中的第一光纖交換機的第二埠通信的 第一埠，其中所述第一埠被配置為節點埠而所述第二埠被配置為 光纖埠 。
4. 如權利要求3所述的網絡，其中所述刀片交換機包括 第三埠，所述第三埠與所述多個刀片中的第一刀片通信； 邏輯設備，所述邏輯設備被配置為執行以下操作通過所述第三埠接收來自所述第一刀片的第一 FLOGI請求； 將所述第一 FLOGI請求轉換成第一 FDISC請求； 通過所述第一埠將所述FDISC請求轉發到所述第一光纖交換機 的所述第二埠，其中所述第一光纖交換機被配置用於通過所述第二埠接收所述第一 FDISC請求；根據將響應於所述FDISC請求被用在FDISC ACCEPT中的域ID 來確定第一地址；形成所述FDISC ACCEPT;以及向所述刀片交換機的所述第一埠發送所述FDISC ACCEPT,所 述FDISC ACCEPT包括所述第一地址。
5. 如權利要求4所述的網絡，其中包括所述第一光纖交換機在內的M 個合作的光纖交換機的光纖埠被配置用於與所述刀片交換機的M個節點 埠的通信，其中所述M個合作的光纖交換機形成虛擬域ID並且其中所 述第一光纖交換機確定將被用在所述FDISC ACCEPT中的所述虛擬域ID 的第一地址。
6. 如權利要求5所述的網絡，其中，在發送所述FDISC ACCEPT之 前，所述第一光纖交換機將在所述FDISC ACCEPT中將使用的所述第一地 址通知給所有其他合作的光纖交換機。
7. —種用於控制刀片交換機的方法，包括接收來自刀片伺服器的第一刀片的第一 FLOGI請求； 將所述第一 FLOGI請求轉換成第一 FDISC請求；以及 通過所述第一 FDISC請求獲取用於所述第一刀片的第一地址。
8. 如權利要求7所述的方法，其中所述獲取步驟包括 將所述第一 FDISC請求從所述刀片交換機的節點埠轉發到附接的光纖交換機的光纖埠；以及接收來自所述附接的光纖交換機的FDISC ACCEPT,所述FDISC ACCEPT包括用於所述第一刀片的第一地址。
9. 如權利要求7所述的方法，還包括接收來自第二至第N個刀片的第二至第N個FLOGI請求； 將所述第二至第N個請求轉換成第二至第N個FDISC請求；以及 通過所述第二至第N個FDISC請求獲取用於所述第二至第N個刀片 的第二至第N個地址。
10. 如權利要求7所述的方法，還包括將光纖交換機附接到的節點端 口指定為默認衛星埠的步驟。
11. 如權利要求7所述的方法，還包括通過被配置用於與所述刀片交 換機通信的多個光纖交換機之間的合作形成虛擬域ID的步驟，其中所述獲取步驟包括將來自虛擬域ID的地址分配為所述第一地址。
12. 如權利要求9所述的方法，還包括利用所述第一至第N個地址填 充所述刀片交換機的轉發表的步驟。
13. 如權利要求11所述的方法，其中所述分配步驟由所述多個光纖交 換機之一來執行。
14. 一種控制刀片伺服器的方法，包括通過被配置用於與刀片伺服器的刀片交換機通信的多個光纖交換機之間的合作來形成虛擬域ID;將來自所述虛擬域ID的多個地址分配給所述刀片伺服器；以及根據所述分配步驟 中分配的地址來更新所述多個光纖交換機中每一個 的轉發表。
15. 如權利要求14所述的方法，還包括通過所述多個光纖交換機之一的光纖埠接收來自刀片交換機的節點埠的地址請求；從將響應於所述地址請求被使用的所述虛擬域ID中確定地址； 將響應於所述地址請求將被使用的地址通知所述多個光纖交換機中的其他交換機；以及向所述刀片交換機發送所述響應。
16. 如權利要求14所述的方法，還包括將所述多個光纖交換機通過其附接到所述刀片交換機的至少一個節點埠指定為默認衛星埠的步驟。
17. 如權利要求14所述的方法，還包括將所述多個光纖交換機通過其 附接到所述刀片交換機的每個埠指定為默認衛星埠的步驟。
18. 如權利要求15所述的方法，其中所述請求是FLOGI請求或 FDISC請求。
19. 一種刀片交換機，包括用於接收來自刀片伺服器的第一刀片的第一FLOGI請求的裝置； 用於將所述第一 FLOGI請求轉換成第一 FDISC請求的裝置；以及用於通過所述第一 FDISC請求獲取用於所述第一刀片的第一地址的裝置。
20. —種刀片伺服器，包括 多個刀片；以及 刀片交換機，包括與所述多個刀片的第一刀片通信的第一埠；被配置為節點埠的第二埠；以及邏輯設備，該邏輯設備被配置用於執行以下操作通過所述第一埠接收來自所述第一刀片的第一 FLOGI請求；將所述第一 FLOGI請求轉換成第一 FDISC請求；將所述FDISC請求轉發到與所述第二埠通信的光纖交換機的光纖埠；以及通過所述第一 FDISC請求從所述光纖交換機獲取用於所述第一刀片的第一地址。
21. —種網絡管理方法，包括在刀片伺服器的刀片交換機的第一埠和光纖通道光纖交換機的第二 埠之間形成連接；以及將所述刀片交換機配置為所述光纖通道光纖交換機的邏輯擴展，其中 所述配置步驟包括將來自所述光纖交換機的域ID的地址分配給所述刀片 伺服器的刀片。
22. 如權利要求21所述的網絡管理方法，其中所述域ID包括虛擬域
全文摘要
本發明的一些實施例提供了具有刀片交換機的刀片伺服器，所述刀片交換機在數據平面發揮交換機的作用，但不具有域ID。控制平面交換功能由刀片伺服器附接到的光纖交換機(例如，核心交換機)執行。刀片交換機附接到的光纖交換機可以為刀片伺服器的刀片執行地址分配功能。刀片交換機優選地將FLOGI請求轉換成被轉發到附接的光纖交換機的FDISC請求。一些實現方式提供多個光纖交換機來建立和保持虛擬域ID的狀態，所有這些光纖交換機都被配置用於與至少一個刀片交換機的通信。
文檔編號G06F3/00GK101553768SQ200680014272
公開日2009年10月7日 申請日期2006年6月12日 優先權日2005年6月15日
發明者克勞迪奧·德桑蒂, 託馬斯·埃茲爾 申請人:思科技術公司