CN101553768B - 用于网络刀片服务器的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的一些实施例提供了具有刀片交换机的刀片服务器，所述刀片交换机在数据平面发挥交换机的作用，但不具有域ID。控制平面交换功能由刀片服务器附接到的光纤交换机(例如，核心交换机)执行。刀片交换机附接到的光纤交换机可以为刀片服务器的刀片执行地址分配功能。刀片交换机优选地将FLOGI请求转换成被转发到附接的光纤交换机的FDISC请求。一些实现方式提供多个光纤交换机来建立和保持虚拟域ID的状态，所有这些光纤交换机都被配置用于与至少一个刀片交换机的通信。

Description

用于网络刀片服务器的方法和设备
技术领域
本发明涉及通信网络。更具体而言，本发明涉及包括但不限于光纤通道(“FC”)网络的通信网络中刀片服务器(blade server)的使用。
背景技术
数据中心的新近趋势是部署刀片服务器。刀片服务器通常具有模块化机箱和一组插入该机箱的中央处理单元(“CPU”)刀片。除了CPU刀片，通常还有两个或更多的网络接口刀片。这些网络接口刀片中有些用于通常到存储区域网络(“SAN”)的FC连接，有些用于以太网连接。刀片服务器的好处包括更大的机架密度、简化的互连以及更低的成本。
典型的刀片服务器的部署示于图1。刀片服务器105包括刀片110，每个刀片与交换机115、120、125和130中的每一个互连，所有这些都位于单一机箱135内。对于网络100中的其他设备(例如，对于主机设备142)，刀片110的每一个看起来像单独的设备。刀片110的每一个例如可提供在机箱135内独立于其他刀片110而工作的服务器的功能。
该示例中，以太网交换机115和120提供与企业网140和因特网145之间的冗余连接。FC交换机125和130提供与SAN 150和存储设备155之间的冗余连接。刀片服务器106、107和108配置类似。
如图1所示，被配置为与SAN通信的刀片服务器通常包括两个FC交换机。FC网络能够支持有限总数的交换机，通常最多为239个。一些流行的交换设备实现方式对于SAN中交换机的数目有着更为严格的限制，例如，最多32台交换机。这些最大数目包括核心交换机、边缘交换机和刀片服务器内的FC交换机。容易看出，这类限制使数据中心很快就会达到FC交换总规模的限制。
除了前述问题，还包括额外交换机产生额外的管理开销。信息技术(“IT”)部门经常组织成管理SAN的人员与管理服务器的不是同样人员。服务器管理员可能不具备管理SAN所必需的技术，反之亦然。
有了刀片服务器结构，由于交换机和服务器位于同一机箱，因此这种责任划分很难保持。通常，服务器管理员负责刀片服务器，包括嵌入其中的交换机。但是，若服务器管理员缺乏足够的SAN管理经验，则服务器管理员可能会对刀片服务器交换机做出给SAN的其它部分带来有害影响的事情。
即使网络管理员能够同时胜任SAN和服务器的管理，网络中刀片服务器引入的额外数目的FC交换机也会产生管理负担。通常，SAN管理员管理的交换机只是交换结构的交换机。但是，对于附接到SAN的现有技术刀片服务器，每个刀片服务器的每个FC交换机具有其自己的必须被管理的参数。从管理角度来看，这将必须被管理的交换结构有效地扩展到刀片服务器中的交换机。
此外，如果刀片服务器中的FC交换机只能被配置用于例如32个交换机的结构，那么即使核心及边缘交换机能被配置用于例如239个交换机的结构，该最小值也将应用于整个结构。换言之，具有最小的最大值的交换机将控制结构所能包含的交换机的最大数目。
希望能够解决至少一些现有技术的前述限制。
发明内容
本发明的一些实施例提供具有如下组件的刀片服务器，所述组件在数据平面发挥交换机的作用，而不在控制平面发挥普通交换机的作用，且不具有单独的域ID。有时，本文中这种组件可称为“刀片交换机”或“卫星交换机”(satellite switch)，虽然该刀片交换机不在控制平面发挥交换机的作用。作为替代，大多数控制平面交换功能由刀片交换机附接的光纤交换机(例如，核心交换机)来执行。根据一些这类实施例，刀片交换机在数据平面发挥交换机的作用，且在控制平面发挥复用器的作用。
根据本发明的一些这类实现方式，刀片交换机附接的光纤交换机为刀片服务器的刀片执行地址分配功能。一些这类实现方式中，刀片服务器初始化并获得用于光纤交换机通过光纤登录(fabric log-in，FLOGI)过程连接的端口的第一地址。刀片服务器将接收的来自刀片的FLOGI请求转换成不具有指明的源ID的光纤发现(fabric discovery，FDISC)请求。FDISC请求被转发到光纤交换机，由此从光纤交换机获得用于刀片的地址。
虽然本发明的一些实现方式提供了与单一光纤交换机通信的刀片交换机，但是替代实施例提供了与多个光纤交换机通信的刀片交换机。为此，一些优选实现方式提供了多个光纤交换机来建立和保持虚拟域ID的状态。
本发明的一些实施例提供了一种用于控制刀片交换机的设备，包括用于经由第一端口接收来自第一刀片的第一FLOGI请求的装置；用于将第一FLOGI请求转换成第一FDISC请求的装置；以及用于通过所述第一FDISC请求获取用于所述第一刀片的第一地址的装置，所述用于通过所述第一FDISC请求获取用于所述第一刀片的第一地址的装置包括：用于将第一FDISC请求转发从所述刀片交换机的节点端口到与附接的光纤交换机的F_Port(光纤端口)的装置；以及用于接收来自所述附接的光纤交换机的FDISC ACCEPT(光纤发现接受)的装置。FDISC ACCEPT包括用于第一刀片的地址，其中包括所述附接的光纤交换机在内的M个合作的光纤交换机的光纤端口被配置用于与包括所述节点端口在内的所述刀片交换机的M个节点端口的通信，其中所述M个合作的光纤交换机形成虚拟域ID并且其中所述附接的光纤交换机确定将被用在所述FDISC ACCEPT中的所述虚拟域ID的第一地址。逻辑设备应该被配置用于将N_Port指定为默认退出端口。
本发明的替代实施例提供了一种网络，包括多个光纤交换机和一个刀片服务器。刀片服务器包括至少一个刀片交换机和多个刀片。刀片交换机具有与多个光纤交换机中的第一光纤交换机的第二端口通信的第一端口。第一端口被配置为N_Port且第二端口被配置为F_Port，其中刀片交换机还包括与多个刀片中的第一刀片通信的第三端口，和逻辑设备。逻辑设备可被配置用于执行以下操作：经由第三端口接收来自第一刀片的第一FLOGI请求；将第一FLOGI请求转换成第一FDISC请求；并将FDISC请求经由第一端口转发到第一光纤交换机的第二端口。第一光纤交换机可被配置用于经由第二端口接收第一FDISC请求；确定将在响应FDISC请求的FDISC ACCEPT中使用的域ID的第一地址；形成FDISC ACCEPT；并且将FDISC ACCEPT发送到刀片交换机的第一端口。FDISC ACCEPT包括第一地址。在网络的一些实施例中，包括第一光纤交换机在内的M个合作的光纤交换机的F_Port可被配置用于与刀片交换机的M个N_Port通信。这M个合作的光纤交换机形成虚拟的域ID。第一光纤交换机可确定将在FDISC ACCEPT中使用的虚拟域ID的第一地址。在发送FDISC ACCEPT之前，第一光纤交换机优选地将FDISC ACCEPT中将使用的第一地址通知所有其他合作的光纤交换机。
本发明的一些实现方式提供用于控制刀片交换机的方法。该方法包括这些步骤：通过第一端口接收来自刀片服务器的第一刀片的第一FLOGI请求；将第一FLOGI请求转换成第一FDISC请求；以及通过第一FDISC请求获取用于第一刀片的第一地址，其中获取步骤可涉及将第一FDISC请求从刀片交换机的N_Port转发到附接的光纤交换机的F_Port，并接收来自附接的光纤交换机的FDISC ACCEPT。FDISC ACCEPT包括用于第一刀片的第一地址，其中包括所述附接的光纤交换机在内的多个合作的光纤交换机的光纤端口被配置用于与包括所述节点端口在内的所述刀片交换机的多个节点端口的通信，其中所述多个合作的光纤交换机形成虚拟域ID并且其中所述附接的光纤交换机确定将被用在所述FDISC ACCEPT中的所述虚拟域ID的第一地址。该方法优选地包括将光纤交换机附接的刀片交换机的N_Port指定为默认退出端口的步骤。
该方法还可包括这些步骤：接收来自第二至第N个刀片的第二至第N个FLOGI请求；将第二至第N个请求转换成第二至第N个FDISC请求；以及通过第二至第N个FDISC请求获得用于第二至第N个刀片的第二至第N个地址。该方法可包括用第一至第N个地址填充刀片交换机的转发表的步骤。
该方法可涉及通过被配置用于与刀片交换机通信的多个光纤交换机之间的合作来形成虚拟域ID。获取步骤可涉及分配虚拟域ID的地址作为第一地址。分配步骤可由多个光纤交换机中的一个来执行。
本发明的一些实现方式提供了用于控制刀片服务器的方法。该方法包括这些步骤：通过用于与刀片服务器的刀片交换机通信的多个光纤交换机之间的合作来形成虚拟域ID；分配虚拟域ID的多个地址给刀片服务器；以及根据分配步骤中分配的地址更新多个光纤交换机的每一个的转发表。该方法优选地包括将刀片交换机的至少一个N_Port指定为默认退出端口的步骤，通过所述N_Port多个光纤交换机被附接到刀片交换机；通过多个光纤交换机中的一个的F_Port，接收来自刀片交换机的N_Port的地址请求；确定将在对地址请求的响应中使用的虚拟域ID的地址；将对地址请求的响应中将使用的地址通知多个光纤交换机中的其他交换机；以及向刀片交换机发送响应。
本发明的一些替代实施例提供了包括多个刀片和至少一个刀片交换机的刀片服务器。刀片交换机包括这些元素：与多个刀片中的第一刀片通信的第一端口；被配置为N_Port的第二端口；以及逻辑设备。逻辑设备被配置用于执行以下操作：通过第一端口接收来自第一刀片的第一FLOGI请求；将第一FLOGI请求转换成第一FDISC请求；将第一FDISC请求转发到与第二端口通信的光纤交换机的F_Port；以及通过第一FDISC请求从光纤交换机获取用于第一刀片的第一地址。
附图说明
图1是描绘典型的刀片服务器的部署的网络图。
图2是提供关于SAN中典型刀片服务器的部署的更多细节的网络图。
图3A是说明根据本发明的一些实施例配置并且在SAN中部署的刀片服务器的网络图。
图3B是可根据本发明的一些实施例配置的刀片服务器的一些组件的透视图。
图4是说明向根据本发明的一些实施例配置的多个附接的刀片交换机提供地址的SAN的光纤交换机的逻辑网络图。
图5说明图4的逻辑网络图的一部分以及根据本发明的一些实施例的FLOGI和FDISC请求和响应的流程。
图6是概述本发明的方法600的流程图。
图7描绘已根据方法600进行填充的刀片交换机的转发表。
图8是概述本发明的方法800的流程图。
图9A说明刀片交换机和光纤交换机的一些替代互连。
图9B是根据本发明概述故障转移(failover)方法的流程图。
图10说明用于互连刀片交换机和光纤交换机的另一种替代方式。
图11是涉及虚拟域ID的本发明的一种实现方式的逻辑图。
图12是涉及虚拟域ID的本发明的另一种实现方式的网络图。
图13是图12的实现方式的逻辑图。
图14是根据本发明的一些方面概述方法1400的流程图。
图15是已根据方法1400进行填充的刀片交换机的转发表。
图16是可根据本发明的一些实现方式来配置的光纤交换机的框图。
具体实施方式
本申请中，为了提供对本发明的全面理解，提出许多具体细节。但是对本领域技术人员很明显，本发明可不通过这些具体细节的一些或全部而实施。其他示例中，为了不模糊本发明，未详细描述公知的处理步骤。
图2是说明与SAN 210连接的传统刀片服务器205的简化网络图。刀片服务器205包括交换机215和220，二者都冗余地连接到N个刀片225中的每一个。SAN 210包括核心交换机230和235，二者都冗余地连接到交换机215和220。SAN 210还包括边缘交换机240和245，二者都冗余地连接到核心交换机和存储设备250中的每一个。
根据FC协议，E_Port将交换机连接到其他交换机。因此，交换机220的端口221和核心交换机235的端口236都是E_Port。F_Port将交换机连接到诸如刀片之类的主机设备(举例来说)的“节点”的N_Port。因此，端口216是F_Port，而端口226是N_Port。
E_Port必须支持用于E_Port的诸如为获得域ID所需的协议之类的全套交换机到交换机(switch-to-switch)协议，来计算用于路由帧的路径，以及管理用于分区的接入等等。但是，F_Port不需要做所有这些事情。除了接收和发送帧以外，F_Port的主要控制功能是地址分配。这通过对FLOGI和FDISC请求的响应来完成。
因此，本发明的一些实施例提供具有刀片交换机的刀片服务器，所述刀片交换机在数据平面发挥交换机的作用，但不在控制平面发挥交换机的作用，且不具有单独的域ID。控制平面交换功能通过附接到配置为N_Port的刀片交换机的端口的光纤交换机(例如，核心交换机)的F_Port来执行。
一个这样的配置示于图3A的简化网络图，其说明与SAN 310连接的本发明的刀片服务器305。刀片服务器305包括冗余地连接到N个刀片325中的每一个的刀片交换机315和320。同SAN 210一样，SAN 310提供核心交换机、边缘交换机和存储设备之间的冗余连接。
但是，在本示例性实施例中，核心交换机330和335不冗余地连接到交换机315和320。此外，核心交换机330和335的F_Port连接到交换机315和320的N_Port。地址通过核心交换机330和335之一分配给刀片服务器305的组件。下面将参考图6的流程图描述地址分配的一个方法。
图3B是描绘可根据本发明的一些实现方式来配置的刀片服务器350的一些组件的透视图。该示例中，刀片360中的每一个提供单个服务器的功能并包含处理器(一个或多个)362、存储设备364和运行服务器应用程序所需要的网络组件。处理器362例如可以是英特尔的XeonTM或AMD的OpteronTM处理器。存储设备364可包括诸如PC3200DDR之类的固态存储器，和一个或多个盘驱动器。
图3B示出的处理器和存储设备的数目仅用作说明；例如，目前实现的刀片通常具有1到4个处理器。类似地，刀片的数目只是示例性的。目前，多达16个刀片可部署于单一机箱中，并且该数目有望增加。
刀片服务器350优选地同时包括以太网交换机370和FC交换机380。以太网交换机370例如可以是思科千兆以太网交换机模组(Cisco GigabitEthernet Switch Module)。以太网交换机370和FC交换机380包括必需的处理器、存储器等等(如处理器382和存储器384)来执行用于刀片服务器350的网络功能，包括但不限于此处描述的功能。背板365提供刀片服务器350的各种组件之间的连接。
刀片服务器350还包括用于容纳图3B所示组件和其他组件(如冷却风扇)的外壳(未示出)。电源385为刀片服务器350提供并控制电力。
如图4的逻辑网络图所示，光纤交换机(如核心交换机405)可连接到在控制平面不充当交换机而充当复用器的多个刀片交换机。在该示例中，刀片交换机410和415是刀片服务器412的一部分，刀片交换机420和425是刀片服务器422的一部分，并且刀片交换机430和435是刀片服务器432的一部分。
该示例中，只有刀片服务器的一个刀片交换机附接到任意给定的光纤交换机。此处，刀片交换机410、425和430附接到核心交换机405。因此，核心交换机405将来自其域ID(域ID＝1)的地址分配给所有附接的刀片交换机410、425和430。类似地，核心交换机413的域ID用于分配地址给刀片交换机415且核心交换机433的域ID将被用于分配地址给刀片交换机435。
图4说明的交换结构的部分包括具有的域ID为3的边缘交换机440。如本领域技术人员所公知，FC地址的3个数字对应于域ID、区域ID和主机ID。在该示例中，附接的存储设备450已在先前的FLOGI交换期间被边缘交换机440分配了地址3.4.6。
现在将参考图5-7描述对刀片服务器和相关刀片的地址分配。连接到光纤交换机的端口的刀片交换机端口自身对光纤交换机表现为N_Port，并在初始化后向光纤交换机发送FLOGI。
图5说明图4的逻辑图的一个分支(“spoke”)，包括刀片交换机430和核心交换机405。该分支已被放大，以便单个组件和指示各种FLOGI和FDISC通信的箭头容易辨别。这些通信是图6所示流程图的方法600中指示的一些步骤的示例。因此，这些箭头已用对应于方法600的步骤号的数字做了标记。
此时示出并描述的包括方法600在内的方法的步骤不一定按所示顺序执行。此外，落入本发明范围的一些方法涉及比此处指示的步骤更多或更少的步骤。
在方法600的步骤601中，刀片交换机(此处为刀片交换机430)初始化。初始化过程涉及刀片交换机的转发表的填充过程的开始等，所述转发表将目的地址与退出端口相联系。
这类转发表的简化描绘示于图7。转发表700包括目的地字段705和退出端口字段710。填充转发表700的初始步骤包括在头部中利用未被识别的目的地地址(“D_ID”)指示用于FC帧的默认路由。因此，默认路由条目705形成，在默认路由字段705中具有“通配符”符号并且在退出端口字段710中指示端口P1——附接到核心交换机405的N_Port。
此外，转发表700的条目720利用称为F_Port控制器的FF.FF.FE的目的地地址来填充。对应的“退出端口”被指定为刀片交换机的控制处理器(此处为控制处理器555)的地址。根据本发明，这使得接收自附接刀片的FLOGI请求例如被发送到刀片交换机的用于处理的控制处理器。
在步骤605中，刀片交换机430通过被配置为N_Port的端口P1向附接的光纤交换机(此处为核心交换机405)发送FLOGI请求。该刀片交换机将通过其与核心交换机通信的N_Port将被配置为卫星端口。
核心交换机405确定刀片交换机430的地址(本例中为1.1.1)，形成FLOGI ACCEPT并返回该FLOGI ACCEPT(步骤610)。除了地址，FLOGI响应还包含正确接入FC结构(FC fabric)所需要的结构参数，例如能发送到该结构的最大帧尺寸。
在步骤612中，接收自核心交换机405的地址被添加到转发表700。如条目725所示，接收地址(1.1.1)与刀片交换机的控制处理器相关。
有时，在操作时，可能希望(乃至必须)与FC结构通信的主机设备确定任一结构参数是否改变。FDISC请求最初是为N_Port设计以重新发现/确认结构属性的。对FDISC请求的响应或者确认假设的参数或者指示它们已被改变。若收到的参数不可用，则主机设备可能需要重新初始化并发送FLOGI请求。
N_Port通常利用FDISC请求发送它自己的(先前响应于FLOGI请求而获得的)N_Port_ID。但是，若FDISC请求不包含地址(S_ID＝0)，则它将被视为对额外地址的请求并且将在FDISC响应中被发送。
刀片服务器的刀片(本例中为刀片505、510和515)中的每一个在初始化后向刀片交换机发送FLOGI请求。当刀片交换机收到每个FLOGI请求时(步骤615)，FLOGI请求根据转发表的条目720被发送到刀片交换机的控制处理器(此处为处理器555)。控制处理器将FLOGI请求转换成FDISC请求(步骤620)，刀片交换机将FDISC请求发送到没有源地址的核心交换机(步骤625)。每个FDISC响应(FDISC ACCEPT)包括用于刀片的额外地址(步骤630)。该地址将被添加到刀片交换机的转发表并与发出请求的刀片所附接到的端口相关联(步骤612)。FDISC ACCEPT被刀片交换机的控制处理器转化成FLOGI ACCEPT(步骤635)，FLOGIACCEPT被转发到发出请求的刀片(步骤640)。“光纤通道成帧和信令接口(FC-FS)”(ANSI INCITS 373-2003)标准描述了包括FLOGI和FDISC请求及响应细节的相关信息(例如，参见12.3.2.41和12.2.2.7小节)，因此为了各种目的通过引用被结合于此。
在本示例中，对刀片505的FLOGI请求在端口P2上接收且用于相应的FDISC请求的接收地址为1.1.2。因此，转发表700的条目730包括字段705中的地址1.1.2和字段710中的端口P2。类似地，对刀片510的FLOGI请求在端口P3上接收且用于相应的FDISC请求的接收地址为1.1.3。因此，转发表700的条目735包括字段705中的地址1.1.3和字段710中的端口P3。通过同样方式，对刀片515的FLOGI请求在端口P4上接收且用于相应的FDISC请求的接收地址为1.1.4。因此，转发表700的条目740包括字段705中的地址1.1.4和字段710中的端口P4。
初始化完成后，刀片可通过向刀片交换机发送S_ID＝0的FDISC请求来请求额外的N_Port_ID。当刀片交换机收到这样的请求时，FDISC请求将根据转发表的条目720被发送到刀片交换机的控制处理器(此处为处理器555)。控制处理器将FDISC请求转发到核心交换机。FDISC响应(FDISC ACCEPT)包括用于刀片的额外地址。该地址将被添加到刀片交换机的转发表并与发出请求的刀片所附接到的端口相关联。然后FDISCACCEPT被转发到发出请求的刀片。
获得额外N_Port_ID的刀片可通过从该N_Port_ID发送LOGO到地址FF.FF.FE来释放N_Port_ID。当刀片交换机收到这样的请求时，LOGO请求根据转发表的条目720被发送到刀片交换机的控制处理器(此处为控制器555)。控制处理器将该LOGO请求转发到核心交换机。该LOGO请求允许核心交换机从其转发表中去除对应于该N_Port_ID的条目。收到LOGO响应(LOGO ACCEPT)后刀片交换机将其转发到发出请求的刀片，然后从其转发表中去除先前分配给该刀片的N_Port_ID。
当刀片坏掉时，刀片交换机通过从分配给该刀片的地址发送LOGO来通知附接的核心交换机并通过去除相应条目来更新其转发表。LOGO请求允许核心交换机从其转发表中去除对应于该刀片的条目。
转发表700的条目720使得刀片发送到FC地址FF.FF.FE的所有请求都被转发到刀片交换机的控制处理器。当FLOGI、FDICS和LOGO如上所述被检测并处理时，其他类型的请求仅仅被转发到附接的核心交换机，且收到的响应被传递回发出请求的刀片。
从光纤交换机的角度来看，没发生新的事情。唯一的新软换或硬件将位于刀片服务器，具体而言，位于刀片交换机中。附接的光纤交换机根据用于具有虚拟N_Port的供应设备的标准FC协议来做出整体响应。对于本实现方式，光纤交换机可以是完全标准的。但是，下面描述的本发明的一些实现方式要求修改光纤交换机的功能。
图8是关于初始化过程和填充刀片交换机的转发表之后的常规操作的流程图。在步骤801中，刀片交换机(此处为刀片交换机430)例如接收来自附接的刀片之一的FC帧。在步骤805中，判断收到的FC帧的D_ID是否在刀片交换机的转发表中。如果是，则刀片交换机将该帧转发到与指示的目的地址相关的退出端口(步骤820)。
当刀片交换机430收到具有的目的地不在其转发表中的帧时，通配符条目匹配且该帧被转发到对应于该条目的退出端口(此处为连接到核心交换机405的端口)(步骤810)。例如，若刀片505发送具有的D_ID为3.4.6(域3的存储设备)的帧，则刀片交换机405认不出该目的地地址，因为它不在转发表700中。因此，刀片交换机405通过通配符条目指示的默认退出端口P1转发该帧，该端口是核心交换机405连接的端口(步骤810)。
核心交换机405具有常规的、完整的转发表，该转发表包括用于FC结构的其他域ID，包括域3。因此，核心交换机405通过退出端口477将帧转发到交换机440(见图4)(步骤815)。交换机440根据常规FC转发协议将帧转发到存储设备450。
本领域技术人员将从前述讨论中意识到，刀片交换机在数据平面内充当交换机，但不“消耗”域ID。因此，刀片服务器中的额外交换机不贡献或加重与有限的域ID相关的问题。
此外，网络管理被简化。网络管理员可将精力集中于管理由SAN的光纤交换机执行的诸如分区和接入控制之类的更高层功能；刀片交换机不需要被单独管理。或者，管理软件可以指示刀片交换机是刀片交换机连接的光纤交换机的卫星。例如，光纤交换机的显示端口可以指示存在多个与附接的设备相关联的地址。
现在参考附图9A和9B描述第一故障转移实现方式。图9A的刀片服务器901包括按上面描述的那样操作的刀片交换机915，该刀片交换机通过链路930与光纤交换机905相连。若光纤交换机905和刀片交换机915之间的链路930坏掉(如图9B的步骤965所确定的那样)，则刀片交换机915和刀片940之间的所有链路935被拆除(步骤970)。所有刀片通过交换机920继续正确地操作。
在本示例中，冗余连接950和955未形成。因此，在步骤975中确定交换机915不链接到另一个光纤交换机。刀片940通过刀片交换机920与光纤交换机910来和光纤通信(步骤990)。
但是，在替代实现方式中，冗余连接950和955形成但除了在故障情况下不被使能。例如，在一个替代实现方式中，限制刀片交换机915通过链路930向预定的光纤交换机，例如向交换机905发送它的FLOGI、FDISC和其他请求。
根据该实现方式，在步骤975中确定刀片交换机915附接到另一个光纤交换机。链路930上的故障使得刀片交换机915激活链路950(步骤980)作为卫星端口，重新初始化并将链路935恢复起来(步骤985)。然后刀片交换机915通过链路950向光纤交换机910发送FLOGI。然后光纤交换机910可以为刀片交换机915和刀片940提供新地址，如本文其他地方所讨论的那样(步骤990)。
在该示例中，链路912连接刀片交换机920和光纤交换机910。但是，在一些实现方式中，多个物理链路被捆绑或聚集成单一的虚拟链路。例如，可能有多个物理链路922被虚拟化为一个逻辑链路912。这类实现方式在例如若链路不是高速链路，若刀片服务器有多个刀片等，则单一物理链路会引起瓶颈的各种情况下很有优势。
图10说明刀片交换机具有与多于一个光纤交换机之间的活动链路的实施例。此处，刀片交换机1005经由链路1007与光纤交换机1010相连且刀片交换机1020经由链路1022与光纤交换机1025相连。另外，刀片交换机1005经由链路1015与光纤交换机1025相连且刀片交换机1020经由链路1017与光纤交换机1010相连。在其他实现方式中，刀片服务器1001会包含多于2个光纤交换机。
图11说明用于图10示出的配置的逻辑域ID，和通过光纤交换机1010和1025的合作而建立的虚拟域ID 10。(题为“Method AndApparatus For Reliably And Asymmetrically Distributing Security InformationWithin A Fibre Channel Fabric”、2003年2月25日递交的10/374,490号美国专利申请讨论了虚拟域ID的建立，该申请通过引用方式结合于此。)由于虚拟域ID已建立，因此地址既可由光纤交换机1010也可由光纤交换机1025分配。若链路或光纤交换机故障，则虚拟域ID仍然存在，不需要重新分配地址。
图12说明具有连接到光纤交换机1210、1215、1220和1225的刀片交换机1205和1206的刀片服务器1201。在该示例中，光纤交换机1210、1215、1220和1225具有域ID 1、2、5和6。刀片服务器1211和1221也连接到光纤交换机1210、1215、1220和1225中的每一个。在该示例中，交换机1210、1215、1220和1225合作形成虚拟域ID，本例中为虚拟域ID 10。本领域技术人员将理解更多或更少的刀片服务器可以连接到交换机1210、1215、1220和1225中的每一个。
图13说明图12的域ID和虚拟域ID 10之间的逻辑关系。此处，刀片服务器1201、1211和1221的刀片交换机中的每一个充当具有虚拟域ID10的虚拟交换机的卫星。图13代表将由FSPF路由协议建立的拓扑类型。如10/374,490号美国专利申请中所详细描述的那样，物理域的每一个向近邻公告虚拟域ID。物理域之一(例如域1)公告域ID 10，好像该ID被分配给单一交换机。
再次参考图12，可以看出刀片服务器1201、1211和1221连接到的交换机1210、1215、1220和1225的端口与光纤交换机通过其连接到其他光纤交换机的端口描绘不同：此处，前者有阴影而后者没有。这意味着交换机1210、1215、1220和1225需要知道由于阴影端口与虚拟域ID 10相关，因此在这些端口(阴影端口)上发送或接收的帧应该与其他端口上发送或接收的帧区别对待。此外，每个阴影端口应该知道它连接的刀片交换机的身份。
图14是描述根据本发明的一些实现方式分配地址给诸如刀片服务器1201之类的刀片服务器的流程图。在步骤1401中，刀片交换机(此处为图12的刀片交换机1205)初始化并开始填充其转发表，本例中为图15的转发表1500。条目1520将目的地地址FF.FF.FE与控制处理器1277相关联，以便来自刀片1288的FLOGI请求可以被处理。条目1515将目的地字段1505中的“通配符”符号与链接到光纤交换机1210、1215、1220和1225的端口(分别为端口P1、P2、P3和P4)相关联。
在本发明的一些实现方式中，单一优选卫星退出端口被选择。优选地，这类实现方式采用确定原来的卫星退出端口故障时哪个端口将变为新的卫星退出端口的策略(例如，首先使用P1，但若其故障，则使用P2等等)。本领域技术人员会认识到该策略只是个示例，在本发明的范围内可以实施很多其他这类策略。
在步骤1405中，刀片交换机向合作的光纤交换机1210、1215、1220和1225之一发送FLOGI请求。光纤交换机分配虚拟域ID的地址(此处为10.1.1)并将该地址通知合作的光纤交换机(步骤1410)，以便光纤交换机可以利用新的地址分配来填充其转发表(步骤1415)。然后，光纤交换机返回带有该地址的FDISC ACCEPT(步骤1420)，该地址用来填充刀片交换机的转发表1500的条目1525。
刀片以类似方式被分配地址。当在步骤1430中确定来自刀片的FLOGI请求被接收(例如经由端口P5)时，FLOGI请求被转化成S_ID＝0的FDISC请求(步骤1435)，该FDISC请求被转发到附接的光纤交换机(步骤1440)。光纤交换机分配地址并通知其他合作的光纤交换机(步骤1445)，以便它们能够填充其转发表(步骤1450)并在通过FDISCACCEPT向刀片交换机返回该地址之前保持虚拟域ID 10的状态(步骤1455)。
刀片交换机将FDISC ACCEPT转化成FLOGI ACCEPT(步骤1460)，向发出请求的刀片发送该FLOGI ACCEPT(步骤1465)并利用该地址填充转发表。在本示例中，刀片交换机1205在端口P5上接收FLOGI请求，所以返回地址(10.1.2)与端口P5相关(转发表条目1530)。端口P6、P7和P8上接收的响应于FLOGI请求而返回的地址分别为10.1.3、10.1.4和10.1.5。因此，转发表条目1535将目的地地址10.1.3与端口P6相关联，条目1540将目的地地址10.1.4与端P7相关联并且条目1545将目的地地址10.1.5与端口P8相关联。
初始化完成后，刀片可通过向刀片交换机发送S_ID＝0的FDISC请求来请求额外的N_Port_ID。当刀片交换机收到这类请求时，FDISC请求将根据转发表的条目1520被发送到刀片交换机的控制处理器(此处为处理器1277)。控制处理器将该FDISC请求转发到附接的光纤交换机。光纤交换机分配地址并通知其他合作的光纤交换机，以便它们能够填充其转发表并在通过FDISC ACCEPT向刀片交换机返回该额外地址之前保持虚拟域ID 10的状态。该额外地址将被添加到刀片交换机的转发表并与发出请求的刀片附接到的端口相关联。然后FDISC ACCEPT被转发到发出请求的刀片。
获得额外N_Port_ID的刀片可通过从该N_Port_ID发送LOGO到地址FF.FF.FE来释放N_Port_ID。当刀片交换机收到这类请求时，该LOGO请求根据转发表的条目1520被发送到刀片交换机的控制处理器(此处为处理器1277)。控制处理器将该LOGO请求转发到附接的光纤交换机。该LOGO请求允许光纤交换机从其转发表中去除对应于该N_Port_ID的条目并通知其他合作的光纤交换机，以便它们能更新其转发表并保持虚拟域ID10的状态。在收到LOGO响应(LOGO ACCEPT)后，刀片交换机将其转发到发出请求的刀片，然后从其转发表中去除先前分配给该刀片的N_Port_ID。
当刀片故障时，刀片交换机通过从分配给该刀片的地址发送LOGO来通知附接的光纤交换机，并通过去除相应条目来更新其转发表。该LOGO请求允许核心交换机从其转发表中去除对应于该刀片的条目并通知其他光纤交换机，以便它们能更新其转发表并保持虚拟域ID 10的状态。
转发表1500的条目1520使得刀片发送到FC地址FF.FF.FE的所有请求都被转发到刀片交换机的控制处理器。当FLOGI、FDISC和LOGO请求按上面描述的那样被检测和处理时，其他类型的请求仅仅被转发到附接的光纤交换机，且收到的响应被传递回发出请求的刀片。
由于交换机1210、1215、1220和1225中的每一个互相合作以在每个交换机中保持虚拟域ID 10的状态，因此若交换机1210、1215、1220和1225之一故障(或到这些交换机之一的连接故障)，则其余的交换机可以继续提供域ID 10。交换机1210、1215、1220和1225中的每一个事先知道形成虚拟域ID 10的其他交换机的身份，以便交换机1210、1215、1220和1225中的每一个在步骤1410(和步骤1445)中知道要通知哪些交换机。该通知(和交换机转发表的相应更新)优选地发生在地址在对FLOGI或FDISC的ACCEPT中被提供之前。
当合作形成虚拟域ID的交换机坏掉然后恢复起来时，必须利用虚拟域ID的当前状态来更新它。
虽然涉及虚拟域ID的实现方式提供了额外的优势(例如，增加的鲁棒性和潜在增加的带宽)，但是这些实现方式要求刀片交换机和附接的光纤交换机二者的新颖功能。这在为光纤交换机提供附加价值方面会很有优势。但是，更简单的例子允许根据本发明来配置的刀片服务器与标准的光纤交换机一起使用。
图16是可用来实施本发明的一些技术的FC交换机的一个示例的图形化表示。虽然将描述一个具体配置，但是应该注意可以有各种多样的交换机配置。交换机1601可包括一个或多个监控器(supervisor)1611和电源1617。根据各种实施例，监控器1611具有它自己的处理器、存储器和存储资源。
线路卡1603、1605和1607可以通过接口电路1663、1665和1667以及背板1615与活动监控器1611通信。根据各种实施例，每个线路卡包括可以充当与外部FC网络实体1651和1653通信的输入端口或输出端口二者之一的多个端口。背板1615可以提供用于线路卡和监控器之间的所有流量的通信通道。单个线路卡1603和1607还可以通过FC端口1643和1647耦合到外部FC网络实体1651和1653。
外部FC网络实体1651和1653可以是诸如其他FC交换机、磁盘、RAID、磁带库或服务器之类的节点。FC交换机还可包括带有IP端口1685和1687的线路卡1675和1677。在一个示例中，IP端口1685耦合到外部IP网络实体1655。线路卡1675和1677还具有到背板1615的接口1695和1697。
应该注意，交换机可以支持任何数目的线路卡和监控器。在所示实施例中，只有单一的监控器连接到背板1615并且单一的监控器与多个不同线路卡通信。活动监控器1611可配置或设计为运行诸如路由、域管理器、系统管理器和实用程序之类的多个应用程序。监控器可包括一个或多个耦合到用于与其他实体通信的接口的处理器。
根据一个实施例，路由应用程序被配置用于在识别出分组已转发到下一跳后为发送者提供信用(credit)。实用程序可配置为跟踪缓冲器的数目和所使用的信用的数目。域管理器应用程序可用于在FC存储区域网络中分配域。各种监控器应用程序也可配置为提供用于各种FC协议层的诸如流量控制、信用管理和服务质量(QoS)之类的功能。
虽然已描述了示例性交换机，但上述实施例可在各种网络设备中以及在各种媒体中实施。例如，用于实施上述发明的指令和数据可存储于磁盘驱动器、硬盘驱动器、软盘、服务器计算机或远程连网计算机。因此，本发明应被视为说明性的而非限制性的，并且本发明不限于此处给出的细节，而是可以在所附权利要求及其等同物的范围内做出修改。
虽然已参考具体实施例具体示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，可以在所公开实施例的形式和细节上加以改变而不脱离本发明的精神和范围。例如，本发明的实施例可与各种网络协议和结构一起使用。因此本发明应该理解为包括落入本发明的真实精神和范围之内的所有变更及其等同物。

Claims (15)

1.一种用于控制刀片交换机的设备，包括：
用于通过第一端口接收来自第一刀片的第一光纤登录FLOGI请求的装置；
用于将所述第一FLOGI请求转换成第一光纤发现FDISC请求的装置；以及
用于通过所述第一FDISC请求获取用于所述第一刀片的第一地址的装置，所述用于通过所述第一FDISC请求获取用于所述第一刀片的第一地址的装置包括：
用于将所述第一FDISC请求从所述刀片交换机的节点端口转发到附接的光纤交换机的光纤端口的装置；以及
用于接收来自所述附接的光纤交换机的光纤发现接受FDISCACCEPT的装置，所述FDISC ACCEPT包括用于所述第一刀片的地址，
其中包括所述附接的光纤交换机在内的M个合作的光纤交换机的光纤端口被配置用于与包括所述节点端口在内的所述刀片交换机的M个节点端口的通信，其中所述M个合作的光纤交换机形成虚拟域ID并且其中所述附接的光纤交换机确定将被用在所述FDISC ACCEPT中的所述虚拟域ID的第一地址。
2.如权利要求1所述的设备，还包括用于将所述节点端口指定为默认卫星端口的装置。
3.一种用于控制刀片交换机的方法，包括：
通过第一端口接收来自刀片服务器的第一刀片的第一光纤登录FLOGI请求；
将所述第一FLOGI请求转换成第一光纤发现FDISC请求；以及
通过所述第一FDISC请求获取用于所述第一刀片的第一地址，其中所述获取步骤包括：
将所述第一FDISC请求从所述刀片交换机的节点端口转发到附接的光纤交换机的光纤端口；以及
接收来自所述附接的光纤交换机的光纤发现接受FDISCACCEPT，所述FDISC ACCEPT包括用于所述第一刀片的第一地址，
其中包括所述附接的光纤交换机在内的多个合作的光纤交换机的光纤端口被配置用于与包括所述节点端口在内的所述刀片交换机的多个节点端口的通信，其中所述多个合作的光纤交换机形成虚拟域ID并且其中所述附接的光纤交换机确定将被用在所述FDISC ACCEPT中的所述虚拟域ID的第一地址。
4.如权利要求3所述的方法，还包括：
接收来自第二至第N个刀片的第二至第N个FLOGI请求；
将所述第二至第N个请求转换成第二至第N个FDISC请求；以及
通过所述第二至第N个FDISC请求获取用于所述第二至第N个刀片的第二至第N个地址。
5.如权利要求3所述的方法，还包括将光纤交换机附接到的节点端口指定为默认卫星端口的步骤。
6.如权利要求3所述的方法，还包括通过被配置用于与所述刀片交换机通信的多个光纤交换机之间的合作形成虚拟域ID的步骤，其中所述获取步骤包括将来自虚拟域ID的地址分配为所述第一地址。
7.如权利要求4所述的方法，还包括利用所述第一至第N个地址填充所述刀片交换机的转发表的步骤。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述分配步骤由所述多个光纤交换机之一来执行。
9.一种控制刀片服务器的方法，包括：
通过被配置用于与刀片服务器的刀片交换机通信的多个光纤交换机之间的合作来形成虚拟域ID；
将来自所述虚拟域ID的多个地址分配给所述刀片服务器；
根据所述分配步骤中分配的地址来更新所述多个光纤交换机中每一个的转发表；
通过所述多个光纤交换机之一的光纤端口接收来自刀片交换机的节点端口的地址请求；
从将响应于所述地址请求被使用的所述虚拟域ID中确定地址；
将响应于所述地址请求将被使用的地址通知所述多个光纤交换机中的其他交换机；以及
向所述刀片交换机发送所述响应。
10.如权利要求9所述的方法，还包括将所述多个光纤交换机通过其附接到所述刀片交换机的至少一个节点端口指定为默认卫星端口的步骤。
11.如权利要求9所述的方法，还包括将所述多个光纤交换机通过其附接到所述刀片交换机的每个端口指定为默认卫星端口的步骤。
12.如权利要求9所述的方法，其中所述请求是光纤登录FLOGI请求或光纤发现FDISC请求。
13.一种用于控制刀片服务器的设备，包括：
用于通过被配置用于与刀片服务器的刀片交换机通信的多个光纤交换机之间的合作来形成虚拟域ID的装置；
用于将来自所述虚拟域ID的多个地址分配给所述刀片服务器的装置；
用于根据所述分配步骤中分配的地址来更新所述多个光纤交换机中每一个的转发表的装置；
用于通过所述多个光纤交换机之一的光纤端口接收来自刀片交换机的节点端口的地址请求的装置；
用于从将响应于所述地址请求被使用的所述虚拟域ID中确定地址的装置；
用于将响应于所述地址请求将被使用的地址通知所述多个光纤交换机中的其他交换机的装置；以及
用于向所述刀片交换机发送所述响应的装置。
14.一种网络管理方法，包括：
在刀片服务器的刀片交换机的第一端口和光纤通道光纤交换机的第二端口之间形成连接；
将所述刀片交换机配置为所述光纤通道光纤交换机的逻辑扩展，其中所述配置步骤包括将来自所述光纤通道光纤交换机的域ID的地址分配给所述刀片服务器的刀片；
由所述光纤通道光纤交换机的第二端口接收来自所述刀片交换机的第一端口的地址请求；
从将响应于所述地址请求被使用的所述域ID中确定地址；
将响应于所述地址请求将被使用的地址通知其他光纤交换机；以及
向所述刀片交换机发送所述响应。
15.如权利要求14所述的网络管理方法，其中所述域ID包括虚拟域ID。
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