CN101605102A - 一种irf堆叠中的负载分担方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种IRF堆叠中的负载分担方法及装置,所述方法包括:所述主设备检测主路径的拥塞情况;所述主设备根据所述主路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径,所述路径为所述主路径或备用路径;所述主设备通过使用所述主路径或所述备用路径将所述业务流量转发给所述出口设备,以实现IRF堆叠中的负载分担。本发明中,通过实时的检测主路径上的拥塞情况和备用路径上的拥塞情况,实现IRF堆叠中的负载分担,在新增业务流量时可以将数据分担到其他路径上进行转发,提高了IRF堆叠中成员设备的效率,解决了成员设备面临转发瓶颈的问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,特别是涉及一种IRF堆叠中的负载分担方法及装置。
背景技术
IRF(Intelligent Resilient Framework,智能弹性架构)是将多台设备通过堆叠口连接在一起形成一台联合设备,用户设备对这台联合设备进行管理,从而实现对堆叠中的所有设备进行管理。IRF堆叠中所有的单台设备称为成员设备,成员设备可以全部是集中式设备,也可以全部是分布式设备,同一个堆叠中的成员设备只需要型号兼容即可。其中,在IRF中,Master(主)设备为成员设备的一种,由角色选举产生,负责管理整个堆叠,一个堆叠中同一时刻只能有一台成员设备成为Master设备;Slave(从)设备为成员设备的一种,由角色选举产生,它隶属于Master设备,作为该Master设备的备份设备运行,在堆叠中除了Master设备,其它设备都是Slave设备,即堆叠中可能存在多台Slave设备。其中,IRF堆叠主要具有以下优点,(1)简化管理;IRF堆叠在形成之后,用户设备连接到任何一台成员设备的任何一个端口均可以登录该IRF堆叠系统,相当于直接登录到IRF系统中的主设备,通过对该主设备进行配置从而达到管理整个IRF堆叠以及堆叠内所有设备的效果,而不用物理连接到每台成员设备,为成员设备分配IP地址、连接互通、运行路由协议等。(2)具有强大的网络扩展能力;通过增加成员设备,可以轻松自如的扩展堆叠系统的端口数、带宽和处理能力。(3)具有高可靠性;堆叠的高可靠性体现在多个方面,例如,堆叠系统由多台成员设备组成,主设备负责堆叠的运行、管理和维护,从设备在作为备份的同时也可以处理业务,一旦主设备故障,系统会迅速自动选举新的主设备,以保证通过堆叠的业务不中断,而成员设备之间物理堆叠口支持聚合功能,堆叠系统和上、下层设备之间的物理连接也支持聚合功能,从而通过多链路备份提高了堆叠系统的可靠性。
在IRF堆叠系统中,IRF要正常工作,需要先将成员设备进行物理连接,设备上用于堆叠连接的物理端口称为物理堆叠口,物理堆叠口与逻辑堆叠口(简称为堆叠口)绑定后才能用于堆叠连接。其中,绑定后的物理堆叠口可以收发堆叠相关的协商报文,或用于成员设备间转发业务报文。
具体的,物理堆叠口的连接拓扑有两种,分别为链形连接和环形连接,如图1所示为一种环形连接的拓扑结构。其中,环形连接比链形连接更加可靠,当环形链路中有一条链路出现故障时,堆叠系统的功能和性能不会受到影响,而当链形链路中有一条链路故障出现时,将会引起堆叠分裂。
基于上面的分析,目前在使用IRF堆叠时存在如下缺点:
在IRF堆叠技术中,当采用环形堆叠对非广播流量进行跨设备转发时,为了使转发过程的开销最小,通常采用最短路径的方法,但是在使用最短路径传输数据时,不能对流量进行负载分担,例如,当两台设备进行环堆时,将有一条堆叠路径只能起备份作用,造成了资源的浪费;而当多台设备进行环堆时,使用固定的转发路径会给直连的堆叠成员带来流量上的压力,而且不能对固定的转发路径进行分流,从而在该固定的转发路径上造成传输的瓶颈。以图2所示的按照最短路径在环形堆叠中进行数据传输为例进行说明,在图2中Switch(交换机)1到Switch 5的固定转发路径为P1/1端口至P4/1端口至P4/2端口至P5/2端口;而Switch 1到Switch 4的固定转发路径为P1/1端口至P4/1端口。其中,当Switch 1有大量的数据需要传输给Switch 4时,将通过路径P1/1端口至P4/1端口将数据传输到Switch 4,P1/1端口至P4/1端口的流量具有很大的压力,若此时有数据需要从Switch 1传输给Switch 5,需要使用二者之间的固定转发路径P1/1端口至P4/1端口至P4/2端口至P5/2端口进行数据传输,此时,由于P1/1端口至P4/1端口内有大量的数据流量,占用了大量的带宽,无法将数据传输给Switch 5,或在传输过程会造成数据的丢失,即当P1/1端口至P4/1端口之间的路径达到最大负载后,Switch 1到Switch 4或Switch 1到Switch 5在传输新增流量时将面临转发瓶颈,无法将数据分担到其他路径上进行转发。
发明内容
本发明提供一种IRF堆叠中的负载分担方法及装置,以在保证转发效率的情况下,自动均衡各路径上的剩余带宽,实现流量相对均匀分布。
为了达到上述目的,本发明提出了一种IRF堆叠中的负载分担方法,应用于包括主设备、入口设备和出口设备的系统中,所述入口设备为接收业务流量的IRF堆叠成员,所述出口设备为将所述业务流量发送出去的IRF堆叠成员,所述入口设备与所述出口设备的最短转发路径为主路径,其他路径为备用路径,所述方法包括以下步骤:
所述主设备检测主路径的拥塞情况;
所述主设备根据所述主路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径,所述路径为所述主路径或备用路径;
所述主设备通过使用所述主路径或所述备用路径将所述业务流量转发给所述出口设备,以实现IRF堆叠中的负载分担。
优选的,所述主设备检测主路径的拥塞情况之前,还包括:
当所述IRF堆叠中存储了所述业务流量的转发表项时,所述主设备根据所述转发表项中记录的入口设备和出口设备确定所述主路径和所述备用路径;或
当所述IRF堆叠中没有存储所述业务流量的转发表项时,所述主设备根据所述业务流量获取所述入口设备和所述出口设备,根据所述入口设备和出口设备确定所述主路径和所述备用路径;并在所述IRF堆叠中存储所述业务流量对应的转发表项。
优选的,所述主设备检测主路径的拥塞情况具体包括:
所述主设备获取主路径上的当前带宽,所述当前带宽为所述主路径上所有堆叠逻辑口的最小剩余带宽;
所述主设备比较所述当前带宽与预设主转发阈值的大小关系;并根据所述大小关系确定所述主路径的拥塞情况;
当所述当前带宽大于所述预设主转发阈值时,所述主路径的拥塞情况为不拥塞;否则,所述主路径的拥塞情况为拥塞。
优选的,所述主设备根据所述主路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径具体包括:
当所述主路径的拥塞情况为不拥塞时,所述主设备获取所述主路径为转发业务流量的路径;
当所述主路径的拥塞情况为拥塞时,所述主设备根据备用路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径。
优选的,所述主设备根据备用路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径具体包括:
所述主设备获取备用路径上的当前带宽;
所述主设备比较所述备用路径上的当前带宽与预设副转发阈值的大小关系;并根据所述大小关系确定所述备用路径的拥塞情况;
当所述备用路径上的当前带宽大于所述预设副转发阈值时,所述备用路径的拥塞情况为不拥塞,所述主设备获取所述备用路径为转发业务流量的路径;
否则,所述备用路径的拥塞情况为拥塞,所述主设备获取所述主路径为转发业务流量的路径。
优选的,所述主设备获取所述备用路径为转发业务流量的路径之后,还包括:
所述主设备根据预设的周期获取主路径的当前带宽;
若当所述主路径的当前带宽大于所述预设主转发阈值时,所述主设备计算所述主路径的当前带宽与所述预设主转发阈值之间的差值;
所述主设备比较所述备用路径上业务流量中的最小流量与所述差值的大小;
若所述最小流量比所述差值小,所述主设备将在所述备用路径上转发的最小业务流量调整到所述主路径上进行转发。
优选的,所述主设备获取所述备用路径为转发业务流量的路径之后,还包括:
当所述备用路径上的当前带宽变为预设的第一数值时,所述主设备将所述备用路径上的最小流量切换到主用路径,一直到所述备用路径上的当前带宽变为预设的第二数值或所述备用路径上已没有业务流量。
本发明还提出了一种IRF堆叠中的负载分担装置,应用包括主设备、入口设备和出口设备的系统中,所述入口设备为接收业务流量的IRF堆叠成员,所述出口设备为将所述业务流量发送出去的IRF堆叠成员,所述入口设备与所述出口设备的最短转发路径为主路径,其他路径为备用路径,所述装置包括:
检测模块,用于检测主路径的拥塞情况;
获取模块,与所述检测模块电性连接,用于根据所述检测模块检测的主路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径,所述路径为所述主路径或备用路径;
收发模块,与所述获取模块电性连接,用于通过使用所述获取模块获取的主路径或所述备用路径将所述业务流量转发给所述出口设备,以实现IRF堆叠中的负载分担。
优选的,所述检测模块包括:
获取子模块,用于获取主路径上的当前带宽,所述当前带宽为所述主路径上所有堆叠逻辑口的最小剩余带宽;
比较子模块,与所述获取子模块电性连接,用于比较所述获取子模块获取的当前带宽与预设主转发阈值的大小关系;
确定子模块,与所述比较子模块电性连接,用于根据所述比较子模块比较的大小关系确定所述主路径的拥塞情况;
当所述当前带宽大于所述预设主转发阈值时,确定所述主路径的拥塞情况为不拥塞;否则,确定所述主路径的拥塞情况为拥塞。
优选的,所述获取模块具体用于:
当所述主路径的拥塞情况为不拥塞时,获取所述主路径为转发业务流量的路径;
当所述主路径的拥塞情况为拥塞时,备用路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径。
优选的,所述获取模块还用于:
获取备用路径上的当前带宽;并比较所述备用路径上的当前带宽与预设副转发阈值的大小关系;根据所述大小关系确定所述备用路径的拥塞情况;当所述备用路径上的当前带宽大于所述预设副转发阈值时,所述备用路径的拥塞情况为不拥塞,获取所述备用路径为转发业务流量的路径;否则,所述备用路径的拥塞情况为拥塞,获取所述主路径为转发业务流量的路径。
优选的,所述获取模块还用于:
根据预设的周期获取主路径的当前带宽;若当所述主路径的当前带宽大于所述预设主转发阈值时,计算所述主路径的当前带宽与所述预设主转发阈值之间的差值;并比较所述备用路径上业务流量中的最小流量与所述差值的大小;若所述最小流量比所述差值小,将在所述备用路径上转发的最小业务流量调整到所述主路径上进行转发。
优选的,所述获取模块还用于:
当所述备用路径上的当前带宽变为预设的第一数值时,将所述备用路径上的最小流量切换到主用路径,一直到所述备用路径上的当前带宽变为预设的第二数值或所述备用路径上已没有业务流量。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:通过实时的检测主路径上的拥塞情况和备用路径上的拥塞情况,实现IRF堆叠中的负载分担,在新增业务流量时可以将数据分担到其他路径上进行转发,提高了IRF堆叠中成员设备的效率,解决了成员设备面临转发瓶颈的问题。
附图说明
图1为现有技术中环形连接拓扑结构的IRF示意图;
图2为现有技术中按照最短路径在环形堆叠中进行数据传输的示意图;
图3为本发明提出的一种IRF堆叠中的负载分担方法流程图;
图4为本发明提出的环形堆叠转发模式示意图;
图5为本发明一种应用场景下提出的组网模式示意图;
图6为应用本发明图5组网模式时提出的一种IRF堆叠中的负载分担方法流程图;
图7为本发明提出的一种IRF堆叠中的负载分担装置结构图。
具体实施方式
本发明的核心思想是在IRF堆叠中,通过实时的检测主路径上的拥塞情况和备用路径上的拥塞情况,当主路径不拥塞时,选择主路径对业务流量进行转发,而当主路径拥塞但备用路径不拥塞时,选择备用路径对业务流量进行转发,从而实现IRF堆叠中的负载分担,在新增业务流量时可以将数据分担到其他路径上进行转发,从而提高了IRF堆叠中成员设备的效率,解决了成员设备面临转发瓶颈的问题。
本发明提出的一种IRF堆叠中的负载分担方法,应用于包括主设备、入口设备和出口设备的系统中,所述入口设备为接收业务流量的IRF堆叠成员,所述出口设备为将所述业务流量发送出去的IRF堆叠成员,所述入口设备与所述出口设备的最短转发路径为主路径,其他路径为备用路径,如图3所示,所述方法包括以下步骤:
步骤S301,所述主设备检测主路径的拥塞情况。
需要说明的是,当所述IRF堆叠中存储了所述业务流量的转发表项时,所述主设备根据所述转发表项中记录的入口设备和出口设备确定所述主路径和所述备用路径;或当所述IRF堆叠中没有存储所述业务流量的转发表项时,所述主设备根据所述业务流量获取所述入口设备和所述出口设备,根据所述入口设备和出口设备确定所述主路径和所述备用路径;并在所述IRF堆叠中存储所述业务流量对应的转发表项。
其中,所述主设备检测主路径的拥塞情况具体包括:所述主设备获取主路径上的当前带宽,所述当前带宽为所述主路径上所有堆叠逻辑口的最小剩余带宽;所述主设备比较所述当前带宽与预设主转发阈值的大小关系;并根据所述大小关系确定所述主路径的拥塞情况;当所述当前带宽大于所述预设主转发阈值时,所述主路径的拥塞情况为不拥塞;否则,所述主路径的拥塞情况为拥塞。
步骤S302,所述主设备根据所述主路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径,所述路径为所述主路径或备用路径。
其中,所述主设备根据所述主路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径具体包括:当所述主路径的拥塞情况为不拥塞时,所述主设备获取所述主路径为转发业务流量的路径;当所述主路径的拥塞情况为拥塞时,所述主设备根据备用路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径。
所述主设备根据备用路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径具体包括:所述主设备获取备用路径上的当前带宽;所述主设备比较所述备用路径上的当前带宽与预设副转发阈值的大小关系;并根据所述大小关系确定所述备用路径的拥塞情况;当所述备用路径上的当前带宽大于所述预设副转发阈值时,所述备用路径的拥塞情况为不拥塞,所述主设备获取所述备用路径为转发业务流量的路径;否则,所述备用路径的拥塞情况为拥塞,所述主设备获取所述主路径为转发业务流量的路径。
需要说明的是,所述主设备获取所述备用路径为转发业务流量的路径之后,还包括:所述主设备根据预设的周期获取主路径的当前带宽;若当所述主路径的当前带宽大于所述预设主转发阈值时,所述主设备计算所述主路径的当前带宽与所述预设主转发阈值之间的差值;所述主设备比较所述备用路径上业务流量中的最小流量与所述差值的大小;若所述最小流量比所述差值小,所述主设备将在所述备用路径上转发的最小业务流量调整到所述主路径上进行转发。
进一步的,所述主设备获取所述备用路径为转发业务流量的路径之后,还包括:当所述备用路径上的当前带宽变为预设的第一数值时,所述主设备将所述备用路径上的最小流量切换到主用路径,一直到所述备用路径上的当前带宽变为预设的第二数值或所述备用路径上已没有业务流量。
步骤S303,所述主设备通过使用所述主路径或所述备用路径将所述业务流量转发给所述出口设备,以实现IRF堆叠中的负载分担。
可见,本发明中,通过实时的检测主路径上的拥塞情况和备用路径上的拥塞情况,当主路径不拥塞时,选择主路径对业务流量进行转发,而当主路径拥塞但备用路径不拥塞时,选择备用路径对业务流量进行转发,从而实现IRF堆叠中的负载分担,在新增业务流量时可以将数据分担到其他路径上进行转发,从而提高了IRF堆叠中成员设备的效率,解决了成员设备面临转发瓶颈的问题。
本发明一种应用场景下提出的IRF堆叠中的负载分担方法,该IRF堆叠中的负载分担方法应用在使用IRF技术的组网中,如图4所示的环形堆叠转发模式图,本发明中,将接收业务流量的堆叠成员称为入口设备,将把业务流量转发出去的堆叠成员称为出口设备,将入口设备和出口设备之间所经过的成员设备均称为中间设备,其中,中间设备的数量可以由堆叠的拓扑决定,即根据实际需要可能有多台中间设备;需要说明的是,入口设备、中间设备和出口设备是从转发角度来划分的,在对堆叠成员分配的角色时,一个堆叠成员可以同时兼有上述的三种角色(入口设备、中间设备和出口设备)。
本发明中,为了方便描述,以图5所示的组网模式为例来说明本发明提出的IRF堆叠中的负载分担方法,在图5中,存在一个入口设备和一个出口设备,入口设备的两个堆叠口分别为In/1和In/2,出口设备的两个堆叠口分别为Out/1和Out/2,对于入口设备的堆叠口,均需要通过中间设备连接到出口设备,而中间设备根据实际的拓扑情况对应不同的数量。
具体的,每个设备(入口设备、出口设备和中间设备)的堆叠口均分为1口和2口,本设备下与1口绑定的堆叠口只能和邻居成员设备2口下绑定的堆叠口相连,否则,不能形成堆叠。例如,L1/2与L2/1连接,L1表示左环的第一个设备,/2表示左环第一个设备的2口,L2表示左环的第二个设备,/1表示第二个设备的1口。对应到本发明中,入口设备的1口(In/1)需要与右环第一个设备(或左环第一个设备,以右环第一个设备为例进行说明)的2口(R1/2)相连,右环第一个设备的1口(R1/1)需要与右环第二个设备的2口(R2/2)相连,依次类推,右环第M-1个设备的1口(R M-1/1)需要与右环第M个设备的2口(R M/2)相连,右环第M个设备的1口(R M/1)需要与出口设备的2口(Out/2)相连,从而通过IRF的右环设备将入口设备和出口设备相连接。同样的,入口设备的2口(In/2)需要与左环第一个设备的1口(L1/1)相连,依次类推,左环第N个设备的2口(L N/2)需要与出口设备的1口(Out/1)相连,从而通过IRF的左环设备将入口设备和出口设备相连接。
需要说明的是,本发明中通过使用堆叠内部转发业务的堆叠逻辑口(上述描述过程中的1口和2口均为堆叠逻辑口)来描述转发路径,其中,该转发业务的堆叠逻辑口不包括接收流量的堆叠逻辑口,例如,上述的R1/2为接收流量的堆叠逻辑口,而上述的R1/1为转发流量的堆叠逻辑口,即需要使用R1/1来描述转发路径,而不需要使用R1/2来描述转发路径。
对应到本发明中,入口设备与出口设备之间的路径包括:(1)In/1至R1/1至R2/1…R M/1至Out/2;(2)In/2至L1/2至L2/2…L N/2至Out/1;其中,为了使转发路径最短,需要根据M和N的值获得主路径和备用路径,当M值大于N值时,该N值所对应的路径In/2至L1/2至L2/2…L N/2至Out/1为主路径,当M值小于N值时,该M值所对应的路径)In/1至R1/1至R2/1…RM/1至Out/2为主路径,即主路径的长度应该小于备用路径的长度。当然,若M值和N值相同时,可以根据实际的需要选择主路径和备用路径,这种情况不再详细说明。
本发明中,以M值大于N值为例进行说明(例如,M值为6,N值为5,则入口设备的右环中间设备一共有6个,入口设备的左环中间设备一共有5个,可知,右环中间设备的长度大于左环中间设备的长度,即选取左环中间设备所对应的路径为主路径),则主路径为In/2至L1/2至L2/2…L N/2至Out/1,备用路径为In/1至R1/1至R2/1…R M/1至Out/2。
需要说明的是,一个堆叠逻辑口(上述的1口和2口)可以和一个物理堆叠口绑定,也可以跟多个物理堆叠口绑定以达到链路备份的效果(此时,该堆叠逻辑口称为聚合堆叠口),其中,聚合堆叠口的支持情况与设备的类型有关,根据实际需要进行选取,在此不再赘述;而物理堆叠口之间可以使用专用线进行连接,也可以使用光纤进行连接,在此不再赘述。
如图6所示,为图5所示的应用场景下提出的IRF堆叠中的负载分担方法,该方法包括以下步骤:
步骤S601,在IRF堆叠中的所有成员设备中进行角色选举,获得该IRF堆叠中的主设备。其中,该主设备负责对整个IRF堆叠进行管理,在同一时刻一个堆叠中只能有一个主设备。
步骤S602,主设备获取每个用来描述转发路径的堆叠逻辑口所绑定的物理堆叠口的剩余带宽。其中,当堆叠逻辑口所绑定的物理堆叠口为1个时,主设备获取该1个物理堆叠口的剩余带宽;当堆叠逻辑口所绑定的物理堆叠口为多个时,主设备获取该多个物理堆叠口总的剩余带宽。
本发明中,主设备根据预设的周期获取物理堆叠口的剩余带宽,该预设的周期为根据实际的需要任意选取的,例如,当主设备获知该IRF堆叠的抖动平稳时,该主设备可以根据实际的需要将该预设的周期设置的长一些(例如,每经过1分钟主设备获取一次物理堆叠口的剩余带宽);否则,该主设备将该预设的周期设置的短一些(例如,每经过5秒钟主设备获取一次物理堆叠口的剩余带宽)。
需要说明的是,由于主设备可以管理所有的IRF堆叠设备,即主设备可以直接获取物理堆叠口的剩余带宽,当然,根据实际的需要,也可以由每个成员设备获取自身的物理堆叠口的剩余带宽,并将该物理堆叠口的剩余带宽信息发送给该主设备,以主设备直接获取物理堆叠口的剩余带宽为例进行说明。
其中,主设备获取物理堆叠口的剩余带宽的方式包括但不限于:(1)针对转发路径上的每个堆叠逻辑口,主设备按照周期(该定时器的值可以根据实际需要进行配置,以适应不同的网络特征)定时统计堆叠逻辑口出方向所对应的所有物理堆叠口的带宽平均使用率,并根据该带宽平均使用率计算出物理堆叠口的剩余带宽。具体为在某一统计时刻,主设备获取K个物理堆叠口中每一个物理堆叠口的带宽使用率,分别为N1%、N2%、N3%、...NK%,则所有物理堆叠口的当前带宽平局使用率为uRate=(N1%+N2%+N3%+...+NK%)/K。进一步计算堆叠逻辑口的剩余带宽为所有物理堆叠口的总带宽*(1-uRate)。例如,入口设备的堆叠逻辑口In/1绑定了4个物理堆叠口,每个物理堆叠口所能够使用的带宽均为100M,在某一统计时刻,主设备获知各个物理堆叠口的带宽使用率分别是20%、40%、30%和30%,则当前4个物理堆叠口带宽平局使用率为:uRate=(20%+40%+30%+30%)/4,即uRate为30%,进一步计算出总的剩余带宽为4*100M*(1-30%)=280M,其中,4*100M为4个物理堆叠口的总带宽。(2)针对转发路径上的每个堆叠逻辑口,主设备按照周期定时统计堆叠逻辑口出方向中每个物理堆叠口的剩余带宽,并对剩余带宽求和,从而计算出所有物理堆叠口的剩余带宽。当然,该获取物理堆叠口的剩余带宽的方式并不局限于上述方式,在此不再详加描述。
需要说明的是,主设备需要获取转发路径上所有堆叠逻辑口所绑定的物理堆叠口的剩余带宽,当采用上述的方式(1)进行获取时,与堆叠逻辑口In/1的获取方式相同,在此不再赘述。
步骤S603,主设备获取主路径上的最小剩余带宽和备用路径上的最小剩余带宽,其中,由于步骤S602中是根据预设的周期获取剩余带宽的,即与该预设的周期获取剩余带宽相对应的,主设备每获取一次剩余带宽,便需要获取主路径上的最小剩余带宽和备用路径上的最小剩余带宽,即主设备需要根据预设的周期获取主路径上的最小剩余带宽和备用路径上的最小剩余带宽。
需要说明的是,该最小剩余带宽为转路径上的所有堆叠逻辑口的最小剩余带宽,称为该路径的CB(Current Bandwidth,当前带宽)。由于在初始建网的时候已经确定了主路径和备用路径,即本步骤中可以直接获取主路径上的CB和备用路径上的CB。本发明中,该主路径为In/2至L1/2至L2/2…L N/2至Out/1,该备用路径为In/1至R1/1至R2/1…R M/1至Out/2,由于在步骤S602中已经获取到了In/2的物理堆叠口的剩余带宽、L1/2的物理堆叠口的剩余带宽、L2/2的物理堆叠口的剩余带宽...In/1的物理堆叠口的剩余带宽、R1/1的物理堆叠口的剩余带宽...,本步骤中,主设备需要获取主路径In/2至L1/2至L2/2…L N/2至Out/1中最小的物理堆叠口的剩余带宽,例如,In/2的剩余带宽为100M(所有物理堆叠口的剩余带宽),L1/2的剩余带宽为200M,L2/2的剩余带宽为50M,L3/2的剩余带宽为100M,则最小剩余带宽CB为50M(左环中间设备为3个);同样的,主设备还需要获取备用路径In/1至R1/1至R2/1…R M/1至Out/2中最小的物理堆叠口的剩余带宽,该获取过程与上述获取主设备CB的过程相同,在此不再赘述。
步骤S604,主设备通过使用主路径或备用路径将业务流量从入口设备转发至出口设备。
其中,对于已有的业务流量,即在IRF堆叠中已经建立了该业务流量的转发表项(例如,已经建立了二层转发表项或三层转发表项),如表1所示。
表1
入口设备 | 出口设备 | 网段 | 流量 | 转发路径 |
Unit1 | Unit2 | A.C.0.0 | N1 | 主 |
Unit1 | Unit2 | B.A.0.0 | N2 | 主 |
Unit1 | Unit2 | B.B.0.0 | N3 | 备 |
Unit1 | Unit2 | C.0.0.0 | N4 | 备 |
从表1中可以看出,入口设备为Unit1,两个堆叠逻辑口分别为In/1和In/2,出口设备为Unit2,两个堆叠逻辑口分别为Out/1和Out/2,对于已有的业务流量1的源地址为A.C.0.0,流量大小为N1,所使用的路径为主路径;对于业务流量2的源地址为B.A.0.0,流量大小为N2,所使用的路径为主路径;对于业务流量3的源地址为B.B.0.0,流量大小为N3,所使用的路径为备用路径;对于业务流量4的源地址为C.0.0.0,流量大小为N4,所使用的路径为备用路径。其中,当继续有业务流量1从入口设备流入时,将通过主路径转发至出口设备。
需要说明的是,对于已有的业务流量,也可能造成转发路径的负载不均衡问题,例如,某个时间段内来自网段A.C.0.0的业务流量发生激增,造成该网段所在的转发路径拥塞,即造成了主路径发生拥塞。
为了解决上述问题,本发明中实时(根据预设的周期)的检测主用路径的CB和备用路径的CB,当检测到主路径的CB大于预设的MFT(Main forwardThreshold,主转发阈值)时,则主路径没有发生拥塞,此时,可以继续使用该主路径对业务流量进行转发;其中,该MFT值为根据实际需要预设的数值,例如,将该MFT设置为20M。
进一步的,当主路径的CB小于(或等于)预设的MFT时,则主路径发生了拥塞,需要进一步检查备用路径的CB,当检测到备用路径的CB大于预设的SFT(Second forward Threshold,副转发阈值)时,此时,备用路径没有发生拥塞,可以将主路径上的业务流量动态切换到备用路径上进行转发。其中,该SFT值为根据实际需要预设的数值,例如,将该MFT设置为40M。需要说明的是,此时还需要判断主路径上最小的特征流量是否小于该备用路径的CB,如果小于,则将该最小的特征流量切换到备用路径,既保证小的流量不被大流量挤断,又不会导致备用路径拥塞,从而提高负载分担的效能。
而对于入口设备新增的业务流量(以该新增的业务流量从上述的Unit1接入IRF堆叠中,即上述的Unit1为入口设备),即在IRF堆叠中没有建立该业务流量的转发表项,根据该业务流量中携带的出端口信息可以获取到出口设备,以该出口设备为上述的Unit2为例进行说明。主设备根据该入口设备和出口设备确定主路径和备用路径,主设备检查主路径的CB,如果该主路径的CB大于主转发阈值,则从主路径将该新增的业务流量转发到出口设备;如果该主路径的CB小于主转发阈值,则需要进一步检查备用路径的当前带宽,如果备用路径的当前带宽大于副转发阈值,则从备用路径转发该流量,否则仍然从主用路径转发该业务流量。
需要进一步说明的是,当转发路径确立后,需要将该业务流量对应的信息存储到表1所示的转发表项中,其中,需要存储到转发表项中的信息包括入口设备(Unit1)、出口设备(Unit2),该业务数据的流量特征(例如,该业务数据的源IP地址,存储到表1中的网段部分),流量的大小(表1中的流量部分)、转路路径(主路径或备份路径)等。
本发明中,为了提高转发的整体效率,需要设置一个定时器,通过使用该定时器定时的检查主路径的CB,当主路径的CB大于预设的MFT时,需要将先前分配给备用路径的流量逐步调整到该主路径上(当然,若备用路径上没有流量时,并不需要调整)。
需要进一步说明的是,在检查到当前主路径的CB之后,还可以计算差值CB-MFT,当差值CB-MFT大于0时,还需要检查分配给备用路径流量中的当前最小流量,例如,该最小流量为M1,如果该M1大于上述的差值CB-MFT,则不需要将备用路径上的最小流量为M1切换到主用路径上;否则,可以将备用路径上的最小流量为M1切换到主路径上,即将该网段上的业务流量切换成主路径进行转发。从而保证绝大多数的流量通过主路径转发,提高了转发的效率。
本发明中,为了提高转发的整体效率,当备用路径的CB为0时,还需要将备用路径流量切换到主用路径,具体做法包括,通过查找转发表项(例如,上述的表1),将备用路径上的最小流量切换到主路径上,一直到备用路径上的CB>0,或备用路径上的流量完全迁移到主路径上。从而保证迁移到备用路径上的业务流量不会引起备用路径上的拥塞。需要说明的是,从IRF堆叠的整体考虑时,主路径和备用路径均是由直联的路径组成,只是备用路径的直联路径比主路径的直联路径长,当备用路径阻塞时,也会产生转发路径拥塞的情况,此时,将需要更多的转发接力开销,即本发明中需要尽力避免备用路径阻塞的情况。
本发明方法可以根据实际需要对各个步骤顺序进行调整。
可见,本发明中,通过实时的检测主路径上的拥塞情况和备用路径上的拥塞情况,当主路径不拥塞时,选择主路径对业务流量进行转发,而当主路径拥塞但备用路径不拥塞时,选择备用路径对业务流量进行转发,从而实现IRF堆叠中的负载分担,在新增业务流量时可以将数据分担到其他路径上进行转发,从而提高了IRF堆叠中成员设备的效率,解决了成员设备面临转发瓶颈的问题。
本发明还提出了一种IRF堆叠中的负载分担装置,应用包括主设备、入口设备和出口设备的系统中,所述入口设备为接收业务流量的IRF堆叠成员,所述出口设备为将所述业务流量发送出去的IRF堆叠成员,所述入口设备与所述出口设备的最短转发路径为主路径,其他路径为备用路径,如图7所示,所述装置包括:
检测模块71,用于检测主路径的拥塞情况。
进一步的,所述检测模块71包括:
获取子模块711,用于获取主路径上的当前带宽,所述当前带宽为所述主路径上所有堆叠逻辑口的最小剩余带宽。
比较子模块712,与所述获取子模块711电性连接,用于比较所述获取子模块711获取的当前带宽与预设主转发阈值的大小关系。
确定子模块713,与所述比较子模块712电性连接,用于根据所述比较子模块712比较的大小关系确定所述主路径的拥塞情况;
当所述当前带宽大于所述预设主转发阈值时,确定所述主路径的拥塞情况为不拥塞;否则,确定所述主路径的拥塞情况为拥塞。
获取模块72,与所述检测模块71电性连接,用于根据所述检测模块71检测的主路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径,所述路径为所述主路径或备用路径。
其中,所述获取模块72具体用于当所述主路径的拥塞情况为不拥塞时,获取所述主路径为转发业务流量的路径;
当所述主路径的拥塞情况为拥塞时,根据备用路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径。
其中,所述获取模块72还用于获取备用路径上的当前带宽;并比较所述备用路径上的当前带宽与预设副转发阈值的大小关系;根据所述大小关系确定所述备用路径的拥塞情况;当所述备用路径上的当前带宽大于所述预设副转发阈值时,所述备用路径的拥塞情况为不拥塞,获取所述备用路径为转发业务流量的路径;否则,所述备用路径的拥塞情况为拥塞,获取所述主路径为转发业务流量的路径。
需要说明的是,所述获取模块72还用于根据预设的周期获取主路径的当前带宽;若当所述主路径的当前带宽大于所述预设主转发阈值时,计算所述主路径的当前带宽与所述预设主转发阈值之间的差值;并比较所述备用路径上业务流量中的最小流量与所述差值的大小;若所述最小流量比所述差值小,将在所述备用路径上转发的最小业务流量调整到所述主路径上进行转发。
进一步的,所述获取模块72还用于当所述备用路径上的当前带宽变为预设的第一数值时,将所述备用路径上的最小流量切换到主用路径,一直到所述备用路径上的当前带宽变为预设的第二数值或所述备用路径上已没有业务流量。
收发模块73,与所述获取模块72电性连接,用于通过使用所述获取模块获取的主路径或所述备用路径将所述业务流量转发给所述出口设备,以实现IRF堆叠中的负载分担。
其中,本发明装置的各个模块可以集成于一体,也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现,也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM,U盘,移动硬盘等)中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图,附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例,但是,本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (13)
1、一种IRF堆叠中的负载分担方法,应用于包括主设备、入口设备和出口设备的系统中,所述入口设备为接收业务流量的IRF堆叠成员,所述出口设备为将所述业务流量发送出去的IRF堆叠成员,所述入口设备与所述出口设备的最短转发路径为主路径,其他路径为备用路径,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
所述主设备检测主路径的拥塞情况;
所述主设备根据所述主路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径,所述路径为所述主路径或备用路径;
所述主设备通过使用所述主路径或所述备用路径将所述业务流量转发给所述出口设备,以实现IRF堆叠中的负载分担。
2、如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述主设备检测主路径的拥塞情况之前,还包括:
当所述IRF堆叠中存储了所述业务流量的转发表项时,所述主设备根据所述转发表项中记录的入口设备和出口设备确定所述主路径和所述备用路径;或
当所述IRF堆叠中没有存储所述业务流量的转发表项时,所述主设备根据所述业务流量获取所述入口设备和所述出口设备,根据所述入口设备和出口设备确定所述主路径和所述备用路径;并在所述IRF堆叠中存储所述业务流量对应的转发表项。
3、如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述主设备检测主路径的拥塞情况具体包括:
所述主设备获取主路径上的当前带宽,所述当前带宽为所述主路径上所有堆叠逻辑口的最小剩余带宽;
所述主设备比较所述当前带宽与预设主转发阈值的大小关系;并根据所述大小关系确定所述主路径的拥塞情况;
当所述当前带宽大于所述预设主转发阈值时,所述主路径的拥塞情况为不拥塞;否则,所述主路径的拥塞情况为拥塞。
4、如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述主设备根据所述主路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径具体包括:
当所述主路径的拥塞情况为不拥塞时,所述主设备获取所述主路径为转发业务流量的路径;
当所述主路径的拥塞情况为拥塞时,所述主设备根据备用路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径。
5、如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述主设备根据备用路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径具体包括:
所述主设备获取备用路径上的当前带宽;
所述主设备比较所述备用路径上的当前带宽与预设副转发阈值的大小关系;并根据所述大小关系确定所述备用路径的拥塞情况;
当所述备用路径上的当前带宽大于所述预设副转发阈值时,所述备用路径的拥塞情况为不拥塞,所述主设备获取所述备用路径为转发业务流量的路径;
否则,所述备用路径的拥塞情况为拥塞,所述主设备获取所述主路径为转发业务流量的路径。
6、如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述主设备获取所述备用路径为转发业务流量的路径之后,还包括:
所述主设备根据预设的周期获取主路径的当前带宽;
若当所述主路径的当前带宽大于所述预设主转发阈值时,所述主设备计算所述主路径的当前带宽与所述预设主转发阈值之间的差值;
所述主设备比较所述备用路径上业务流量中的最小流量与所述差值的大小;
若所述最小流量比所述差值小,所述主设备将在所述备用路径上转发的最小业务流量调整到所述主路径上进行转发。
7、如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述主设备获取所述备用路径为转发业务流量的路径之后,还包括:
当所述备用路径上的当前带宽变为预设的第一数值时,所述主设备将所述备用路径上的最小流量切换到主用路径,一直到所述备用路径上的当前带宽变为预设的第二数值或所述备用路径上已没有业务流量。
8、一种IRF堆叠中的负载分担装置,应用包括主设备、入口设备和出口设备的系统中,所述入口设备为接收业务流量的IRF堆叠成员,所述出口设备为将所述业务流量发送出去的IRF堆叠成员,所述入口设备与所述出口设备的最短转发路径为主路径,其他路径为备用路径,其特征在于,所述装置包括:
检测模块,用于检测主路径的拥塞情况;
获取模块,与所述检测模块电性连接,用于根据所述检测模块检测的主路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径,所述路径为所述主路径或备用路径;
收发模块,与所述获取模块电性连接,用于通过使用所述获取模块获取的主路径或所述备用路径将所述业务流量转发给所述出口设备,以实现IRF堆叠中的负载分担。
9、如权利要求8所述的装置,其特征在于,所述检测模块包括:
获取子模块,用于获取主路径上的当前带宽,所述当前带宽为所述主路径上所有堆叠逻辑口的最小剩余带宽;
比较子模块,与所述获取子模块电性连接,用于比较所述获取子模块获取的当前带宽与预设主转发阈值的大小关系;
确定子模块,与所述比较子模块电性连接,用于根据所述比较子模块比较的大小关系确定所述主路径的拥塞情况;
当所述当前带宽大于所述预设主转发阈值时,确定所述主路径的拥塞情况为不拥塞;否则,确定所述主路径的拥塞情况为拥塞。
10、如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述获取模块具体用于:
当所述主路径的拥塞情况为不拥塞时,获取所述主路径为转发业务流量的路径;
当所述主路径的拥塞情况为拥塞时,根据备用路径的拥塞情况获取转发业务流量的路径。
11、如权利要求10所述的装置,其特征在于,所述获取模块还用于:
获取备用路径上的当前带宽;并比较所述备用路径上的当前带宽与预设副转发阈值的大小关系;根据所述大小关系确定所述备用路径的拥塞情况;当所述备用路径上的当前带宽大于所述预设副转发阈值时,所述备用路径的拥塞情况为不拥塞,获取所述备用路径为转发业务流量的路径;否则,所述备用路径的拥塞情况为拥塞,获取所述主路径为转发业务流量的路径。
12、如权利要求11所述的装置,其特征在于,所述获取模块还用于:
根据预设的周期获取主路径的当前带宽;若当所述主路径的当前带宽大于所述预设主转发阈值时,计算所述主路径的当前带宽与所述预设主转发阈值之间的差值;并比较所述备用路径上业务流量中的最小流量与所述差值的大小;若所述最小流量比所述差值小,将在所述备用路径上转发的最小业务流量调整到所述主路径上进行转发。
13、如权利要求11所述的装置,其特征在于,所述获取模块还用于:
当所述备用路径上的当前带宽变为预设的第一数值时,将所述备用路径上的最小流量切换到主用路径,一直到所述备用路径上的当前带宽变为预设的第二数值或所述备用路径上已没有业务流量。
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