CN101588298B - 一种堆叠系统中流量切换的方法和堆叠系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种堆叠系统中流量切换的方法和堆叠系统,堆叠系统中新加入的设备使拓扑由链型变成环型时,阻塞其中一个新加入的设备的一个堆叠端口;在堆叠系统中的各设备重新进行链型拓扑的收敛过程之后,主设备对新加入的设备进行恢复配置;阻塞了一个堆叠端口的新加入的设备在恢复配置完成后,将阻塞的堆叠端口置为转发状态,基于环型拓扑计算最短转发路径,通过两个堆叠端口发送指示由链型拓扑变环型拓扑的第一通告报文;接收到所述第一通告报文的设备,重新计算最短转发路径并进行流量切换后,转发所述第一通告报文。本发明能够避免堆叠系统从链型拓扑变为环型拓扑过程中的流量中断。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术,特别涉及一种堆叠系统中流量切换的方法和堆叠系统。
背景技术
堆叠系统是将两台以上的设备连接起来形成的一台逻辑设备,用户管理堆叠系统就像管理一台单一的设备,为用户提供了高可用性、高可扩展性和简化管理的优点。堆叠系统中的各设备通过堆叠电缆连接,连接方式可以是链型或环型拓扑。
本发明所涉及的情况是在链型拓扑稳定后,新加入一台设备成为环型拓扑。如图1所示,原来堆叠系统是由设备S2、S1、S8、S7、S6、S5和S4构成的链型拓扑,在拓扑稳定后,新加入一台设备S3,拓扑由链型变成环型。对于这种情况,需要重新计算最短转发路径,并在必要的情况下进行流量切换,现有技术中的实现方式主要为:
堆叠系统的链型拓扑稳定后,堆叠系统中的各设备计算最短转发路径和报文丢弃准则。当堆叠系统中新加入一台设备S3后,将该设备S3的一端口设置为阻塞状态,即停止收发报文,如图2所示,初步认为链型拓扑。对于初步的链状拓扑,设备S2到设备S4之间的流量仍然按照S2-S1-S8-S7-S6-S5-S4的路径进行正常转发,主设备S1通过链路S1-S2-S3对新加入的设备S3进行恢复配置,在恢复配置完成后,设备S3中被阻塞的端口恢复转发状态,主设备S1更新存储的拓扑数据,重新计算最短转发路径并进行流量切换,然后通过发送通告报文通知其它设备拓扑由链型变成环型,其它设备接收到指示拓扑由链型变成环型的通告报文后,重新计算最短转发路径并进行流量切换。这样设备S1与设备S4之间的业务流量则从S1-S8-S7-S6-S5-S4的路径切换至S1-S2-S3-S4的路径。
虽然现有技术的上述方法中能够实现从链型拓扑到环型拓扑的流量切换,但是,由于主设备S1是在自身最短转发路径计算完毕后,发送指示拓扑由链型变成环型的通知报文来触发其它设备进行最短路径计算的,这样会出现某些设备之间的流量出现中断。例如,主设备S1的最短转发路径计算完毕后,切换流量从S1到S4的转发路径变为S1-S2-S3-S4,而S2上的最短转发路径尚没有计算完毕时,仍按照S2-S1-S8-S7-S6-S5-S4的路径转发,从而造成了S1到S4之间的流量中断。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种堆叠系统中流量切换的方法和堆叠系统,以便于避免堆叠系统从链型拓扑变为环型拓扑过程中的流量中断。
一种堆叠系统中流量切换的方法,堆叠系统中新加入的设备使拓扑由链型变成环型时,阻塞其中一个新加入的设备的一个堆叠端口;该方法包括:
A、在堆叠系统中的各设备重新进行链型拓扑的收敛过程之后,主设备对新加入的设备进行恢复配置;
B、阻塞了一个堆叠端口的新加入的设备在恢复配置完成后,将阻塞的堆叠端口置为转发状态,基于环型拓扑计算最短转发路径,通过两个堆叠端口发送指示由链型拓扑变环型拓扑的第一通告报文;
C、接收到所述第一通告报文的设备,重新计算最短转发路径并进行流量切换后,转发所述第一通告报文。
一种堆叠系统,堆叠系统中新加入的设备使拓扑由链型变成环型时,其中一个新加入的设备的一个堆叠端口被置为阻塞状态;
该堆叠系统中的主设备,用于在堆叠系统中的各设备基于新加入的设备重新进行链型拓扑的收敛过程之后,对新加入的设备进行恢复配置;
该堆叠系统中阻塞了一个堆叠端口的新加入的设备,用于在恢复配置完成后,将阻塞的堆叠端口置为转发状态,基于环型拓扑计算最短转发路径,通过两个堆叠端口发送指示由链型拓扑变环型拓扑的第一通告报文;
接收到所述第一通告报文的设备,接收到所述第一通告报文后,重新计算最短转发路径并进行流量切换后,转发所述第一通告报文。
由以上技术方案可以看出,本发明提供的方法和系统,在新加入设备使得拓扑由链型变成环型时,将其中一个新加入设备的一个堆叠端口阻塞,首先保持链型拓扑,保证在恢复配置之前不影响其它设备的转发路径。在恢复配置完成后,将阻塞的堆叠端口置为转发状态,从阻塞了一个堆叠端口的新加入的设备开始基于环型拓扑计算最短转发路径,并通过发送指示由链型拓扑变环型拓扑的通告报文保证其它设备依次进行最短转发路径的计算和流量切换,保证各设备形成的最短转发路径在各时间点都是一致的,从而避免流量中断问题。
附图说明
图1为堆叠系统由链型拓扑变环型拓扑的示意图;
图2为现有技术中对图1所示结构的处理示意图;
图3为本发明实施例提供的主要方法流程图;
图4为本发明实施例提供的一个设备加入时的详细方法流程图;
图5为本发明实施例提供的图4所示方法的架构示意图;
图6为本发明实施例提供的多于一个设备加入时的架构示意图;
图7为本发明实施例提供的多于一个设备加入时的详细方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明所提供的方法如图3所示,可以主要包括以下步骤:
步骤301:堆叠系统中新加入的设备使拓扑由链型变成环型时,阻塞其中一个新加入的设备的一个堆叠端口。
步骤302:在堆叠系统中的各设备重新进行链型拓扑的收敛过程之后,主设备对新加入的设备进行恢复配置。
步骤303:阻塞了一个堆叠端口的新加入的设备在恢复配置完成后,将阻塞的堆叠端口置为转发状态,基于环型拓扑计算最短转发路径,通过两个堆叠端口发送指示由链型拓扑变环型拓扑的第一通告报文。
步骤304:接收到第一通告报文的设备,重新计算最短转发路径并进行流量切换后,转发所述第一通告报文。
下面结合具体实施例对上述方法进行详细描述,仍以图1所示的架构为例进行描述,堆叠系统已经形成稳定的链型拓扑,各节点已计算完毕各自的最短路径转发树,各节点到其它各节点路径都是可达的,例如,S2到S1、S8、S7、S6、S5、S4的转发路径为逆时针方向;S4到S5、S6、S7、S8、S1的转发路径为顺时针方向。此时,设备S3加入该堆叠系统后变成环型拓扑。如图4所示,该方法可以包括以下步骤:
步骤401:设备S3加入堆叠系统后,阻塞S3的一个堆叠端口,如图5所示,仍保持初始加入S3仍为链型拓扑。
为了防止设备S3加入后由链型拓扑直接变成环型拓扑后自动引起拓扑收集和最短转发路径的计算,在最短转发路径的计算和流量切换没有按照正确顺序执行时引起流量中断,在本步骤中,首先阻塞S3的其中一个堆叠端口,图5中以右口为例,使得拓扑首先仍保持链型。
步骤402:堆叠系统中的各设备重新进行链型拓扑的收敛过程。
S3的加入会使得堆叠系统中的各设备感知到新设备的加入,从而触发拓扑收集和最短转发路径的计算过程。由于阻塞了S3的一个端口,仍保持拓扑为链型,此时拓扑收敛后,S3的加入并不会影响其它节点的转发路径,其它设备仍保持原有链型拓扑的最短路径转发,但是由于S2到S4之间的任意路径是可达的,从而也保证了S3到其它任意节点的路径是可达的,流量并不会中断。
步骤403:主设备S1通过计算出来的路径S1-S2-S3对设备S3进行恢复配置,并在恢复配置完成后,发送指示设备S3恢复配置完成的通告报文。
本步骤中,主设备S1对设备S3进行的恢复配置可以包括:成员ID的下发、堆叠端口的配置等。
步骤404:设备S3接收到指示设备S3恢复配置完成的通告报文后,将阻塞的堆叠端口置为转发状态,按照最短路径转发算法基于环型拓扑计算最短转发路径,计算报文丢弃准则后,通过两个堆叠端口发送指示由链型拓扑变成环型拓扑的通告报文。
阻塞了一个堆叠端口的新加入的设备即S3,接收到指示自身恢复配置完成的通告报文后,确定恢复配置结束,将阻塞的堆叠端口置为转发状态,此时拓扑由链型变成环型。此时S3会对环型拓扑进行收集,基于此时形成的环型拓扑计算最短转发路径和报文丢弃准则。
本发明中涉及的报文丢弃准则可以包括:(1)接收到本设备自身发送的报文后进行丢弃,从而保证任何情况下不会出现环路。(2)非最短路径上的报文丢弃,从而保证不会接收到双份报文。这里涉及到的报文包括广播、组播和未知单播报文,以下情况相同,不再一一赘述。
在步骤403执行完毕后,只有设备S3完成了基于环型拓扑的最短路径转发的计算,设备S3并不会影响其它节点的转发路径,其它设备仍保持原有链型拓扑的最短路径转发,但是由于S2到S4之间的任意路径是可达的,从而也保证了S3到其它任意节点的路径是可达的,流量不会中断。
步骤405:其它节点接收到指示由链型拓扑变环型拓扑的通告报文后,计算最短转发路径和报文丢弃原则,并进行流量切换后,转发该指示恢复配置完成的通告报文。
例如,逆时针方向,S2在接收到S3的指示由链型拓扑变环型拓扑的通告报文后,利用拓扑收集到的环型拓扑信息重新计算最短转发路径和报文丢弃原则,并进行流量切换后,再将指示由链型拓扑变环型拓扑的通告报文发送给下一跳的S1。顺时针方向,S4接收到S3的指示由链型拓扑变环型拓扑的通告报文后,利用收集到的环型拓扑信息重新计算最短转发路径和报文丢弃原则,并进行流量切换后,再将指示由链型拓扑变环型拓扑的通告报文发送给下一跳的S5。依次类推。这样能够保证最短路径的切换是从S3开始依次进行的,S2的流量切换并不会影响其它节点的转发路径,S1至S4之间的流量是可达的,同理依次计算转发路径的其它节点也是如此,因此不会造成流量中断。
为了避免顺时针和逆时针两个方向各节点对指示由链型拓扑变环型拓扑的通告报文的处理速度不一致可能导致的问题,例如,假设设备S2过忙,在顺时针方向长时间无法处理S3发送的指示由链型拓扑变环型拓扑的通告报文,而逆时针方向上S1已经完成了对指示由链型拓扑变环型拓扑的通告报文的处理,也就是,S1已经完成最短路径切换而S2尚未完成最短路径切换,这就可能造成S1确定发往S4的路径为S1-S2-S3-S4,而S2的最短转发路径仍保持S2-S1-S8-S7-S6-S5-S4,会造成在S1和S2之间造成流量中断。为了避免这一特殊情况,可以进一步在S3发送的指示由链型拓扑变环型拓扑的通告报文中携带转发跳数信息,如果堆叠系统中的设备数目M为偶数,则通过两个堆叠端口发送的指示由链型拓扑变环型拓扑的通告报文中携带的转发跳数信息分别为如果堆叠系统中的设备数目M为奇数,则通过从阻塞状态恢复转发状态的堆叠端口发送的指示由链型拓扑变环型拓扑的通告报文中携带的转发跳数信息为通过另一个堆叠端口发送的指示由链型拓扑变环型拓扑的通告报文中携带的转发跳数信息为或者各设备接收到指示由链型拓扑变环型拓扑的通告报文后,首先将其中携带的转发跳数减1,再判断减1后的转发跳数是否为0,如果是,则不处理该报文,否则按照步骤404的方式进行处理。仍以图1为例,S3发送的通告报文中携带的转发跳数为4,采用这种方式时,各设备分别按照S3、S2、S1、S8的顺序,以及S3、S4、S5、S6,即两个方向在S7处终止,而S7并不对指示由链型拓扑变环型拓扑的通告报文进行处理,但是由于S7从两个方向发往S3的路径跳数相同,因此,不必重新计算最短转发路径和流量切换。
通过上述步骤401至步骤405后,形成堆叠系统中新的负载分担,堆叠系统的环型拓扑稳定。由S1发往S4的路径变为S1-S2-S3-S4,而不是S1-S8-S7-S6-S5-S4。
上述是一台设备加入使得拓扑由链型变成环型,当有多于一台设备加入使得拓扑由链型变成环型时,如图6所示,设备S3和S0的加入使得原有的链型拓扑变成环型,此时本发明所提供的方法同样适用,如图7所示,可以包括以下步骤:
步骤701:在设备S0和设备S3加入堆叠系统时,将设备S3的右口阻塞,如图6所示,仍保持初始加入S0和S3后认为链型拓扑。
当多于一台设备加入堆叠系统使得拓扑由链型变成环型时,可以将新加入的设备中的一台设备的其中一个堆叠口设置为阻塞状态,停止报文的发送和接收。在本实施例中以S3的右口阻塞为例,也可以是S2设备上的堆叠口。
步骤702:堆叠系统中的各设备重新进行链型拓扑的收敛过程。
S0和S3的加入会使得堆叠系统中的各设备感知到新设备的加入,从而触发拓扑收集和最短转发路径的计算过程。由于阻塞了S3的一个端口,仍保持拓扑为链型,此时拓扑收敛后,S0和S3的加入并不会影响其它节点的转发路径,其它设备仍保持原有链型拓扑的最短路径转发,但是由于S2到S4之间的任意路径是可达的,从而也保证了S0和S3到其它任意节点的路径是可达的,流量并不会中断。
步骤703:主设备S1通过路径S1、S2、S0和S3对设备S0和S3进行恢复配置,恢复配置完成后,在堆叠系统中发送指示恢复配置完成的通告报文。
步骤704:设备S3接收到指示恢复配置完成的通告报文后,将阻塞的堆叠端口置为转发状态,按照最短路径转发算法基于环型拓扑计算最短转发路径,计算报文丢弃准则后,通过两个堆叠端口发送指示由链型拓扑变成环型拓扑的通告报文。
S3接收到恢复配置完成的通告报文后,确定恢复配置结束,将阻塞的堆叠端口置为转发状态,此时拓扑由链型变成环型。S3会对环型拓扑进行收集,基于此时形成的环型拓扑计算最短转发路径和报文丢弃准则。
在本实施例中,首先由阻塞端口的新加入设备进行最短转发路径的计算和报文丢弃准则的计算,并由该设备开始进行指示由链型拓扑变成环型拓扑的通告报文的发送,来依次触发其它设备进行最短转发路径的计算。
步骤705同步骤405。
同样,为了避免顺时针和逆时针两个方向各节点对指示恢复配置完成的通告报文的处理速度不一致可能导致的问题,可以进一步在S3发送的指示配置恢复完成的通告报文中携带转发跳数信息,如果堆叠系统中的设备数目M为偶数,则通过两个堆叠口发送的指示配置恢复完成的通告报文中携带的转发跳数信息分别为如果堆叠系统中的设备数目M为奇数,则通过从阻塞状态恢复转发状态的堆叠端口发送的指示配置恢复完成的通告报文中携带的转发跳数信息为通过另一个堆叠端口发送的指示由链型拓扑变环型拓扑的通告报文中携带的转发跳数信息为或者各设备接收到指示配置恢复完成的通告报文后,首先将其中携带的转发跳数减1,再判断减1后的转发跳数是否为0,如果是,则不处理该报文,否则按照步骤705的方式进行处理。
仍以图6为例,S3发送的指示由链型拓扑变成环型拓扑的通告报文中携带的跳数信息可以为5,逆时针方向按照S3-S0-S2-S1-S8依次进行最短转发路径计算和流量切换,到S8终止,顺时针方向按照S3-S4-S5-S6-S7依次进行最短转发路径计算和流量切换,到S7终止。
基于以上方法,本发明提供的堆叠系统中新加入的设备使拓扑由链型变成环型时,其中一个新加入的设备的一个堆叠端口被置为阻塞状态。
该堆叠系统中的主设备,用于在堆叠系统中的各设备基于新加入的设备重新进行链型拓扑的收敛过程之后,对新加入的设备进行恢复配置。
该堆叠系统中阻塞了一个堆叠端口的新加入的设备,用于在恢复配置完成后,将阻塞的堆叠端口置为转发状态,基于环型拓扑计算最短转发路径,通过两个堆叠端口发送指示由链型拓扑变环型拓扑的第一通告报文。
接收到第一通告报文的设备,接收到第一通告报文后,重新计算最短转发路径并进行流量切换后,转发该第一通告报文。
在新设备加入堆叠系统且其中一个新加入的设备的一个端口被阻塞时,该堆叠系统中的各设备基于阻塞其中一个新加入的设备的一个堆叠端口所形成的链型拓扑,进行拓扑收集和最短转发路径的计算,从而实现基于新加入的设备的链型拓扑收敛。
该堆叠系统中的主设备,还可以用于对新加入的设备进行的恢复配置完成后,发送指示恢复配置完成的第二通告报文。
阻塞了一个堆叠端口的新加入的设备,还用于接收到所述第二通告报文后,确定恢复配置完成。
更进一步地,堆叠系统中的各设备,还用于在计算最短转发路径之后,计算报文丢弃准则,该报文丢弃准则至少包括:接收到本设备自身发送的报文后进行丢弃,以及对非最短转发路径上的报文进行丢弃。
更优地,阻塞了一个堆叠端口的新加入的设备,还可以用于在发送的第一通告报文中携带转发跳数;其中,如果堆叠系统中的设备数目M为偶数,则将作为转发跳数携带在第一通告报文中;如果堆叠系统中的设备数目M为奇数,则将作为转发跳数携带在通过从阻塞状态恢复转发状态的堆叠端口发送的第一通告报文中,将或者作为转发跳数携带在通过另一个堆叠端口发送的第一通告报文中。
接收到所述第一通告报文的设备,在接收到第一通告报文后,将第一通告报文中携带的转发跳数减1,判断减1后的转发跳数是否为0,如果是,不执行任何处理,丢弃该第一通告报文;否则,执行所述重新计算最短转发路径的操作。
由以上描述可以看出,本发明提供的方法和系统,在新加入设备使得拓扑由链型变成环型时,将其中一个新加入设备的一个堆叠端口阻塞,首先保持链型拓扑,保证在恢复配置之前不影响其它设备的转发路径。在恢复配置完成后,将阻塞的堆叠端口置为转发状态,从阻塞了一个堆叠端口的新加入的设备开始基于环型拓扑计算最短转发路径,并通过发送指示由链型拓扑变环型拓扑的通告报文保证其它设备依次进行最短转发路径的计算和流量切换,保证各设备形成的最短转发路径在各时间点都是一致的,从而避免流量中断问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种堆叠系统中流量切换的方法,其特征在于,堆叠系统中新加入的设备使拓扑由链型变成环型时,阻塞其中一个新加入的设备的一个堆叠端口;该方法包括:
A、在堆叠系统中的各设备重新进行链型拓扑的收敛过程之后,主设备对新加入的设备进行恢复配置;
B、阻塞了一个堆叠端口的新加入的设备在恢复配置完成后,将阻塞的堆叠端口置为转发状态,基于环型拓扑计算最短转发路径,通过两个堆叠端口发送指示由链型拓扑变环型拓扑的第一通告报文;
C、接收到所述第一通告报文的设备,重新计算最短转发路径并进行流量切换后,转发所述第一通告报文。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤A中所述各设备重新进行链型拓扑的收敛过程具体为:基于阻塞其中一个新加入的设备的一个堆叠端口所形成的链型拓扑,各设备进行拓扑收集和最短转发路径的计算。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述主设备对新加入的设备进行的恢复配置完成后,发送指示恢复配置完成的第二通告报文;
所述阻塞了一个堆叠端口的新加入的设备接收到所述第二通告报文后,确定恢复配置完成。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,堆叠系统中的各设备在计算最短转发路径之后,还计算报文丢弃准则,该报文丢弃准则至少包括:接收到本设备自身发送的报文后进行丢弃,以及对非最短转发路径上的报文进行丢弃。
5.根据权利要求1至4任一权项所述的方法,其特征在于,步骤B中的所述第一通告报文中携带转发跳数;
其中,如果所述堆叠系统中的设备数目M为偶数,则步骤B中所述第一通告报文中携带的转发跳数为 ;如果所述堆叠系统中的设备数目M为奇数,则步骤B中通过从阻塞状态恢复转发状态的堆叠端口发送的第一通告报文中携 带的转发跳数为 通过另一个堆叠端口发送的第一通告报文中携带的转发跳数为 或者
步骤C中,在所述重新计算最短转发路径之前还包括:接收到所述第一通告报文的设备将所述第一通告报文中携带的转发跳数减1,判断减1后的转发跳数是否为0,如果是,结束流程,否则,继续执行如下操作:重新计算最短转发路径并进行流量切换后,转发所述第一通告报文。
6.一种堆叠系统,其特征在于,堆叠系统中新加入的设备使拓扑由链型变成环型时,其中一个新加入的设备的一个堆叠端口被置为阻塞状态;
该堆叠系统中的主设备,用于在堆叠系统中的各设备基于新加入的设备重新进行链型拓扑的收敛过程之后,对新加入的设备进行恢复配置;
该堆叠系统中阻塞了一个堆叠端口的新加入的设备,用于在恢复配置完成后,将阻塞的堆叠端口置为转发状态,基于环型拓扑计算最短转发路径,通过两个堆叠端口发送指示由链型拓扑变环型拓扑的第一通告报文;
接收到所述第一通告报文的设备,接收到所述第一通告报文后,重新计算最短转发路径并进行流量切换后,转发所述第一通告报文。
7.根据权利要求6所述的堆叠系统,其特征在于,该堆叠系统中的各设备基于阻塞其中一个新加入的设备的一个堆叠端口所形成的链型拓扑,进行拓扑收集和最短转发路径的计算,从而实现基于新加入的设备的链型拓扑收敛。
8.根据权利要求6所述的堆叠系统,其特征在于,所述主设备,还用于对新加入的设备进行的恢复配置完成后,发送指示恢复配置完成的第二通告报文;
所述阻塞了一个堆叠端口的新加入的设备,还用于接收到所述第二通告报文后,确定恢复配置完成。
9.根据权利要求6所述的堆叠系统,其特征在于,堆叠系统中的各设备,还用于在计算最短转发路径之后,计算报文丢弃准则,该报文丢弃准则至少包括:接收到本设备自身发送的报文后进行丢弃,以及对非最短转发路径上的报 文进行丢弃。
10.根据权利要求6至9任一权项所述的堆叠系统,其特征在于,所述阻塞了一个堆叠端口的新加入的设备,还用于在发送的所述第一通告报文中携带转发跳数;其中,如果所述堆叠系统中的设备数目M为偶数,则将 作为转发跳数携带在所述第一通告报文中;如果所述堆叠系统中的设备数目M为奇数,则将 作为转发跳数携带在通过从阻塞状态恢复转发状态的堆叠端口发送的第一通告报文中,将 或者 作为转发跳数携带在通过另一个堆叠端口发送的第一通告报文中;
所述接收到所述第一通告报文的设备,还用于接收到第一通告报文后,将第一通告报文中携带的转发跳数减1,判断减1后的转发跳数是否为0,如果是,不执行任何处理,丢弃该第一通告报文;否则,继续执行如下操作:重新计算最短转发路径并进行流量切换后,转发所述第一通告报文。
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