CN101815040A - 在混合交换机网络中转发分组的方法和交换机 - Google Patents

Abstract

提供了一种在包括基于以太网的光纤通道FCoE交换机和普通交换机的混合交换机网络中转发分组的方法和FCoE交换机。所述方法包括：沿着该混合交换机网络的虚拟生成树的基本树来转发FCoE分组，其中，该虚拟生成树包括由全部FCoE交换机组成的所述基本树和由全部普通交换机组成的扩展树，并且扩展树通过基本树上的一个或多个边界交换机连接到该基本树。由于只沿着基本树来转发FCoE分组，因此避免了由于通过普通交换机转发FCoE分组导致的FCoE分组的损坏和QoS的下降。

Description

在混合交换机网络中转发分组的方法和交换机

技术领域

本发明涉及一种基于以太网的光纤通道(FCoE)交换机以及在包含普通交换机和FCoE交换机的混合交换机网络中转发分组的方法。

背景技术

在目前的数据中心中，将专用的结构(fabric)用于存储设备、局域网(LAN)和进程间通信。例如，在存储设备区域网络中使用光纤通道，而在LAN业务中使用以太网。然而，专用的结构导致各自孤立的电缆、交换机和管理。因此，在下一代数据中心中，提出了基于FCoE来将多种业务类型会集到一种结构上。这可以大大简化连接并且减小硬件、电力和管理成本。同时，它要求增强的以太网特性，例如无损交换机、结构配置、巨大帧支持等。

为了利用数据中心拥有者先前的投资，在下一代数据中心中，FCoE交换机和传统交换机可能在很长的时间内共存，形成混合数据中心网络。图1示意性地示出了这种混合数据中心网络。传统的系统区域网络(用于集群)、存储设备区域网络和LAN被整合到整个数据中心网络中，远程支局可以通过因特网来访问数据中心，使用FCoE交换机和传统交换机(以下称为普通交换机)来连接终端服务器和存储设备。然而，对于这种混合数据中心网络，存在一个大挑战。众所周知，交换机的容错能力是通过提供冗余来取得的。如果一个交换机或是交换机的某个链路出现故障，仍然可以通过其它交换机或是该交换机的其它链路保持网络连接。然而，这种冗余会使网络中出现环路。为了解决这一问题，设计了生成树协议(STP；spanning tree protocol)，其在任何两个交换机之间只允许一条路径存在。这样，通过生成树来确定第二层分组转发。然而，现有的生成树协议不区分普通业务分组(以下称为普通分组)和FCoE业务分组(以下称为FCoE分组)，因此，在所述混合交换机网络中，如果连接到FCoE交换机的终端设备向连接到另一个FCoE交换机的终端设备发送FCoE分组，可能通过普通交换机来转发FCoE分组。由于普通交换机不支持无损转发和巨大帧等，因此通过普通交换机转发FCoE分组将损坏该FCoE分组，从而降低服务质量(QoS)。

目前，在因特网工程任务组(IETF)TRILL工作组中正在讨论多跳IEEE802.1兼容的以太网中的最短路径帧路由。然而，第二层路由方案的改变可能与传统交换机不兼容。此外还有多生成树协议(MSTP)，但是MSTP也不区分业务类型，而是在相同的虚拟局域网(VLAN)中转发所有业务。

因此，需要一种新的FCoE交换机以及在具有该FCoE交换机和普通交换机的混合交换机网络中转发分组的方法，其能够根据分组的类型来选择不同的转发路径。

发明内容

考虑到以上问题而提出了本发明。本发明的一个目的是提供一种FCoE交换机以及在具有FCoE交换机和普通交换机的混合交换机网络中转发分组的方法，其能够根据分组的类型来选择不同的转发路径，从而避免由于通过普通交换机转发FCoE分组而导致的FCoE分组的损坏和QoS的降低。

本发明的另一个目的是提供一种FCoE交换机以及在具有FCoE交换机和普通交换机的混合交换机网络中转发分组的方法，其能够实现普通分组的多路径转发，从而在普通交换机和FCoE交换机之间实现数据转发负荷平衡。

根据本发明的一个方面，提供了一种在包括FCoE交换机和普通交换机的混合交换机网络中转发分组的方法，包括：沿着该混合交换机网络的虚拟生成树的基本树来转发FCoE分组，其中，该虚拟生成树包括由全部FCoE交换机组成的所述基本树和由全部普通交换机组成的扩展树，并且扩展树通过基本树上的一个或多个边界交换机连接到该基本树。

根据本发明的另一方面，提供了一种FCoE交换机，用于在包含多个所述FCoE交换机和普通交换机的混合交换机网络中转发分组，该FCoE交换机包括：分组转发单元，用于沿着该混合交换机网络的虚拟生成树的基本树来转发FCoE分组，其中，该虚拟生成树包括由全部FCoE交换机组成的所述基本树和由全部普通交换机组成的扩展树，并且扩展树通过基本树上的一个或多个边界交换机连接到该基本树。

根据本发明上述方面的FCoE交换机以及在混合交换机网络中转发分组的方法使得始终通过FCoE交换机来转发FCoE分组，从而避免由于普通交换机转发FCoE分组导致的FCoE分组的损坏和QoS的降低。此外，在FCoE交换机中，当用于沿着普通生成树转发数据的出站(outbound)端口负荷过大时，使用用于沿着虚拟生成树转发数据的端口来转发普通分组，从而在普通交换机和FCoE交换机之间实现负荷平衡。而且，本发明不需要改变传统交换机，具有良好的兼容性。

附图说明

通过结合附图对本发明的实施例进行详细描述，本发明的上述和其它目的、特征、优点将会变得更加清楚，在附图中：

图1是示意性地示出混合数据中心网络的图；

图2是示出根据本发明实施例的在混合交换机网络中转发分组的方法的流程图；

图3是示出桥接协议数据单元(BPDU)的格式的图；

图4A示出了普通交换机中的查找表的条目，图4B示出了根据本发明实施例的FCoE交换机中的查找表的条目；

图5是示出图2所示的步骤S202的流程图；

图6是示出根据本发明实施例的FCoE交换机的框图；

图7A-7C示出了混合交换机网络的普通生成树和虚拟生成树的示例。

具体实施方式

下面将参照附图来详细描述本发明的实施例，在附图中，相同的参考标号自始至终表示相同的元件。应当理解：这里描述的实施例仅仅是说明性的，而不应被解释为限制本发明的范围。

在FCoE交换机和普通交换机共存的混合交换机网络中，如上所述，传统STP产生该网络的生成树(以下称为普通生成树)，并且沿着该普通生成树来转发分组，该转发过程不区分FCoE分组和普通分组，使得可能通过普通交换机来转发FCoE分组，导致FCoE分组的损坏和QoS的降低。为了解决这一问题，提出了根据本发明实施例的转发分组的方法。在该方法中，在既有普通交换机的功能又有根据本发明实施例的FCoE交换机的功能的FCoE交换机中，除了按照传统STP产生普通生成树以外，还产生虚拟生成树，并且通过普通生成树转发普通分组，通过虚拟生成树转发FCoE分组。

下面，将参照图2来描述根据本发明实施例的在混合交换机网络中转发分组的方法。

如图2所示，当网络初始化时，在步骤S201中，产生混合交换机网络的普通生成树，所述普通生成树是将FCoE交换机视为普通交换机而为所述混合交换机网络产生的生成树。根据传统STP来产生该普通生成树。

在步骤S202中，在FCoE交换机中产生混合交换机网络的虚拟生成树，该虚拟生成树将一个FCoE交换机作为根网桥，并且包括由网络中的所有FCoE交换机组成的基本树和由网络中的所有普通交换机组成的扩展树，扩展树通过基本树上的边界交换机连接到基本树。稍后将详细描述步骤S202。在执行了步骤S202之后，与普通交换机不同，FCoE交换机知晓两个生成树，即普通生成树和虚拟生成树；相应地，其有效出站端口包括用于沿着普通生成树转发数据的出站端口(即，与普通生成树相关联的出站端口)和用于沿着虚拟生成树转发数据的出站端口(即，与虚拟生成树相关联的出站端口)。

当连接到一个交换机的终端设备向连接到另一个交换机的终端设备发送分组时，该分组首先到达交换机。如果该分组被普通交换机接收，则普通交换机按照与现有技术相同的方式转发该分组，在这里为简单起见而省略其描述。如果该分组被FCoE交换机接收，则在步骤S203中，该FCoE交换机确定所接收的分组是FCoE分组还是普通分组。如本领域公知的，在网络中发送的分组的报头中包括以太类型(ET；Ether Type)字段，该字段指示所述分组是普通分组还是FCoE分组，交换机可以通过检查该字段来确定所接收的分组的类型。

如果所接收的分组是FCoE分组，这意味着该分组是从一个FCoE交换机的终端设备发送到另一个FCoE交换机的终端设备的分组，则在步骤S204，FCoE交换机利用FCoE类型和在该分组中包含的目的地MAC(媒体访问控制)地址来查询查找表，并且在步骤S205确定在该查找表中是否记录了用于沿着虚拟生成树(基本树)向目的地MAC地址发送FCoE分组的有效出站端口。如本领域公知的，在普通交换机中随着数据转发的进行而创建并逐渐扩展查找表，该查找表用来中继和过滤分组。如图4A所示，该查找表的条目可以包括指示分组的目的地MAC地址的MAC地址字段、指示用来向所述目的地MAC地址转发分组的出站端口的出站端口字段、指示当前条目的创建时间的创建时间字段、以及指示该条目有效性的持续时间的老化时间字段。在根据本发明实施例的FCoE交换机中的查找表中，为了根据分组类型来转发分组，除了上述普通查找表条目中的字段以外，还包括指示分组的有效载荷类型的业务类型字段，如图4B所示。在图4B所示的条目中，每个端口都与业务类型相对应，这表示该端口用于转发所述业务类型的分组。

如果在步骤S205发现有效的出站端口，则在步骤S206，FCoE交换机通过该出站端口转发所接收的FCoE分组。

反之，如果在步骤S205没有发现有效的出站端口，则在步骤S207，该FCoE交换机通过其所有与虚拟生成树相关联的端口向其它交换机广播包含所述目的地MAC地址的广播分组以寻找该目的地MAC地址，并且等待具有该目的地MAC地址的目的地节点的响应消息。接收到该广播分组的目的节点将所述目的地MAC地址与自己的MAC地址相比较，如果发现二者一致，则确认自己就是所寻找的目的地节点，并且向发送该广播分组的FCoE交换机发送响应消息。当接收到该响应消息时，在步骤S208，FCoE交换机学习所述目的地MAC地址以及接收到所述响应消息的端口，并且将对应于FCoE类型的新条目记载到查找表中，该条目包含目的地MAC地址和所述端口(其将被用作发送去往该目的地MAC地址的FCoE分组的出站端口)。然后，该过程进行到步骤S206，在该步骤中，FCoE交换机通过所述出站端口转发所接收的FCoE分组。应当注意，当交换机所接收的分组是其在网络初始化之后接收的第一个分组时，其将首先创建查找表，然后通过上述学习过程来逐渐地在查找表中添加对应于相应业务类型的新条目。

另一方面，如果在步骤S203判断所接收的分组是普通分组，则在步骤S209，FCoE交换机利用普通类型和该分组包含的目的地MAC地址来查询所述查找表，并且在步骤S210判断在该查找表中是否记录了用于沿着普通生成树向目的地MAC地址发送普通分组的有效出站端口。

如果在步骤S210找到有效的出站端口，在步骤S211，FCoE交换机通过该出站端口转发所接收的分组。

反之，如果在步骤S210没有发现有效出站端口，则在步骤S212，该FCoE交换机通过其与普通生成树相关联的所有端口向其它交换机广播包含所述目的地MAC地址的广播分组以查找该目的地MAC地址，并且等待具有该目的地MAC地址的目的地节点的响应消息。如果接收到该广播分组的目的节点发现目的地MAC地址与自己的MAC地址相同，则向所述FCoE交换机发送响应消息。当接收到该响应消息时，在步骤S213，FCoE交换机学习所述目的地MAC地址以及接收到该响应消息的端口，并且将对应于普通类型的新条目记载到查找表中，该条目包含目的地MAC地址和所述端口(其将被用作发送去往该目的地MAC地址的普通分组的出站端口)。然后，FCoE交换机进行到步骤S211，通过所述出站端口转发所接收的普通分组。

接收到该FCoE交换的转发的分组的交换机类似地执行上述过程，直到该分组到达其目的地为止。

下面，将参照图5来详细描述图2所示的步骤S202。

如图5所示，在步骤S2021中，从所有FCoE交换机中选举一个FCoE交换机作为虚拟生成树的根网桥。该选举过程与在传统STP或RSTP(快速生成树协议)中选举根网桥的方法相似。具体地，当网络完成初始化时，FCoE交换机向网络中的其它交换机广播包含其序列号或MAC地址的FCoEBPDU，并且接收来自其它FCoE交换机的FCoE BPDU。FCoE BPDU的格式如图3所示，其协议版本标识符字段被标识为FCoE类型。例如，可以将协议版本标识符字段设置为00000011来标识FCoE BPDU。当普通交换机接收到所广播的FCoE BPDU时，它将该BPDU视为具有未知协议版本标识符的BPDU，并且丢弃该BPDU而不执行其它操作。当FCoE交换机接收到从其它FCoE交换机广播的FCoE BPDU时，其与其它FCoE交换机一起基于预定标准从网络中的所有FCoE交换机中选举一个FCoE交换机作为根网桥。例如，可以以序列号最小、或MAC地址最低作为选举标准。假设将序列号最小作为选举标准，则FCoE交换机将接收到的BPDU中包含的其它FCoE交换机的序列号以及自己的序列号互相比较，并且将具有最小序列号的FCoE交换机选举为根网桥。可以认识到，除了参与选举的对象全部是FCoE交换机从而根网桥是FCoE交换机、并且所发送的BPDU是FCoE BPDU以外，在步骤S2021中选举根网桥的方法与传统的STP或RSTP基本相同。

接下来，在步骤S2022中，在FCoE交换机中产生虚拟生成树的基本树。具体地，FCoE根网桥通过其所有端口(均为指定端口)向其它交换机发送周期性的FCoE BPDU。如上所述，接收到该FCoE BPDU的普通交换机丢弃该BPDU。接收到FCoE BPDU的第一层FCoE网桥(交换机)组装自己的BPDU并且通过其各个端口发送所组装的BPDU，所组装的BPDU包含根网桥的根标识符、该FCoE网桥自己的网桥标识符、发送该BPDU的端口的端口标识符、以及该端口到根网桥的根路径开销，所述根路径开销是所接收的BPDU中的根路径开销与所述端口自己的路径开销之和。下一层FCoE网桥接收第一层网桥发送的BPDU，并且也执行上述过程，直到所有FCoE交换机都接收到来自其它FCoE交换机的BPDU并且发送了自己的BPDU为止。然后，各个FCoE交换机将接收到所述BPDU且具有最小路径开销的端口确定为根端口，并且将连接下一层网桥的端口确定为指定端口。由此，产生了由FCoE交换机组成的基本树。如上所述，在确定各个FCoE交换机的根端口和指定端口从而确定连接两个FCoE交换机的链接时，仅仅考虑了路径开销。然而，为了充分利用网络中的可用链接，优选地，在确定根端口和指定端口时使得连接两个FCoE交换机的链接与普通生成树中连接这两个交换机的链接不同。

然后，在步骤S2023中，从连接到普通交换机的FCoE交换机中选择一个或多个边界交换机。这一选择操作可以由根网桥来执行。边界交换机应当是与至少一个普通交换机直接连接的FCoE交换机。如本领域公知的，在产生了普通生成树之后，根网桥可以根据链路层发现协议(LLDP)来确定一个FCoE交换机是否在普通生成树中与其它交换机相连接以及所连接的交换机的类型，从而找到在普通生成树中直接连接到普通交换机的FCoE交换机。根网桥从所找到的FCoE交换机中逐个选择只与一个普通交换机通过活动(active)链接相连的FCoE交换机，并且确定这些FCoE交换机是否在普通生成树中直接地或者仅仅通过普通交换机而间接地连接到网络中的所有普通交换机。如果是，则根网桥将选中的FCoE交换机做为边界交换机并结束边界交换机的查找。如果不是，则根网桥从所找到的FCoE交换机中选择只与两个普通交换机通过活动链接相连的FCoE交换机，并且逐个确定这些FCoE交换机以及先前选择的边界交换机是否直接地或者仅仅通过普通交换机而间接地连接到网络中的所有普通交换机。如果是，则根网桥将这些新选择的FCoE交换机和先前选择的FCoE交换机选择为边界交换机并结束边界交换机的查找。如果不是，则根网桥继续从所找到的FCoE交换机中选择只与三个普通交换机通过活动链接相连的FCoE交换机，并且重复上述确定操作，直到确定所选择的FCoE交换机直接或仅仅通过普通交换机而间接地连接到所有普通交换机为止。随后，根网桥向被选择为边界交换机的FCoE交换机通知它们已经被选择为边界交换机。

接下来，在步骤S2024中，产生虚拟生成树的扩展树。该扩展树由网络中的所有普通交换机组成，并且通过所述边界交换机连接到基本树。具体地，边界交换机(也称为边界代理)互相交换与它们连接的普通交换机有关的信息。然后，在虚拟生成树中，使用与普通生成树中连接所述边界交换机和与该边界交换机直接连接的普通交换机的链接相同的链接，来连接所述边界交换机和与其直接连接的普通交换机；对于间接连接到边界交换机的各个普通交换机，在虚拟生成树中也使用与普通生成树中连接这些普通交换机的链接相同的链接来将它们互相连接，从而避免在虚拟生成树中出现环路。由此，通过将所有普通交换机连接在一起而形成了扩展树，并且该扩展树通过边界交换机而被连接到基本树。

这样，通过首先产生由所有FCoE交换机组成的基本树，然后将由所有普通交换机组成的扩展树经由边界交换机连接到基本树，产生了混合交换机网络的虚拟生成树。

在根据本发明实施例的转发分组的方法中，普通交换机只产生普通生成树，创建和存储如图4A所示的查找表，并且按照传统方式不区分业务类型地转发分组；FCoE交换机产生普通生成树和虚拟生成树，并且通过与虚拟生成树相关联的端口来转发FCoE分组，而通过与普通生成树相关联的端口来转发普通分组。由于FCoE分组是由与FCoE交换机连接的终端设备产生的，因此，实际上FCoE分组只沿着基本树而被转发，即，只能被FCoE转发，从而避免由于通过普通交换机转发FCoE分组导致的FCoE分组的损坏和QoS的下降。

可以看到，FCoE交换机既能转发FCoE分组，也能转发普通分组，这意味着既可以沿着普通生成树转发普通分组，也可以沿着虚拟生成树转发普通分组。然而，在上述实施例中，仅仅通过与普通生成树相关联的出站端口来转发普通分组。如果与普通生成树相关联的出站端口拥塞，则要转发的普通分组只能等待或者被丢弃，与此同时，与虚拟生成树相关联的端口却可能处于空闲状态。为了解决这个问题，在根据本发明的上述实施例的方法的变形中，可以在用于沿着普通生成树转发普通分组的端口拥塞时，沿着虚拟生成树来转发该普通分组。具体地，除了普通类型和FCoE类型以外，额外定义第三种分组类型，即混合类型，用于表示相应分组是通过虚拟生成树转发的普通分组。当要转发普通分组时，监视用于沿着普通生成树转发该分组的端口的拥塞状态以确定其是否拥塞，如果该端口拥塞，则将该分组的类型修改为混合类型，通过用于沿着虚拟生成树转发数据的端口来转发该分组，并且在将该混合类型的分组最终转发到其目的地之前将其类型修改回普通类型。由此，可以减小用于沿着普通生成树转发普通分组的端口的工作负荷，并且在混合交换机网络中的各个交换机之间实现负荷平衡。

下面参照图6来描述根据本发明第一实施例的FCoE交换机。该FCoE交换机既具有普通交换机的功能，又具有如下所述的根据本发明的功能。

如图6所示，根据本发明实施例的FCoE交换机600包括普通树产生单元601、虚拟生成树产生单元602、分组转发单元603和存储单元604。

普通树产生单元601用于与其它FCoE交换机协作以产生混合交换机网络的普通生成树，所述普通生成树是将FCoE交换机视为普通交换机而为所述混合交换机网络产生的生成树。产生普通生成树的方法是本领域公知的。具体地，普通树产生单元601向其它交换机广播包含交换机600的序列号或MAC地址的BPDU以及接收从其它交换机广播的BPDU，并且与其它交换机一起基于预定标准选举一个普通交换机作为普通生成树的根网桥。如果FCoE交换机600被选举为根网桥，则普通树产生单元601通过FCoE交换机600的所有端口(未示出)向其它交换机发送如图3所示的周期性的BPDU。如果FCoE交换机600没有被选举为根网桥，则普通树产生单元601接收从根网桥或其它交换机的普通树产生单元发送的BPDU。然后，FCoE交换机600中的普通树产生单元601与其它交换机(普通树产生单元)按照本领域公知的方式协作以确定各个交换机的根端口和指定端口，由此产生普通生成树。

虚拟生成树产生单元602用来与其它FCoE交换机协作以产生混合交换机网络的虚拟生成树。该虚拟生成树的根网桥为FCoE交换机，并且包括由网络中的所有FCoE交换机组成的基本树和由网络中的所有普通交换机组成的扩展树，扩展树通过基本树上的边界交换机连接到基本树。稍后将详细描述虚拟生成树产生单元602。

分组转发单元603用于接收来自其它交换机或终端设备的分组，通过检查分组报头中的ET字段确定该分组是FCoE分组还是普通分组，并且根据该分组的类型而执行以下操作。

(1)如果所接收的分组是FCoE分组，则分组转发单元603利用FCoE类型和在该分组中包含的目的地MAC地址来查询存储在存储单元604中的查找表，并且确定在该查找表中是否记录了用于沿着虚拟生成树(基本树)向目的地MAC地址发送FCoE分组的有效出站端口。分组转发单元603如上文所述地在FCoE交换机中创建并且通过学习来扩展查找表，该查找表的条目包括上文所述的目的地MAC地址字段、出站端口字段、以及对应的业务类型字段，如图4B所示。

如果分组转发单元603在该查找表中发现所述有效出站端口，则其通过该出站端口转发所接收的FCoE分组。反之，如果在查找表中没有发现有效出站端口，则分组转发单元603通过FCoE交换机600的所有与虚拟生成树相关联的端口向其它交换机广播包含所述目的地MAC地址的广播分组以寻找该目的地MAC地址，并且等待具有该目的地MAC地址的终端设备的响应消息。

当接收到所述响应消息时，分组转发单元603学习所述目的地MAC地址以及接收到所述响应消息的端口，并且将对应于FCoE类型的新条目记载到查找表中，该条目包含目的地MAC地址和所述端口(其将被用作发送去往该目的地MAC地址的FCoE分组的出站端口)，然后通过所学习的出站端口来转发所接收的FCoE分组。

(2)如果所接收的分组是普通分组，则分组转发单元603利用普通类型和该分组包含的目的地MAC地址来查询所述查找表，并且判断在该查找表中是否记录了用于沿着普通生成树向目的地MAC地址发送普通分组的有效出站端口。如果找到有效的出站端口，则分组转发单元603通过该出站端口转发所接收的分组。反之，如果没有找到有效的出站端口，则分组转发单元603通过交换机600的与普通生成树相关联的所有端口向其它交换机广播包含所述目的地MAC地址的广播分组以查找该目的地MAC地址，并且等待具有该目的地MAC地址的终端设备的响应消息。当接收到该响应消息时，分组转发单元603学习所述目的地MAC地址以及接收到该响应消息的端口，并且将对应于普通类型的新条目记载到查找表中，该条目包含目的地MAC地址和所述端口(其将被用作发送去往该目的地MAC地址的普通分组的出站端口)。然后，分组转发单元603通过所学习的出站端口来转发所接收的普通分组。如上所述，当所接收的分组是分组转发单元603在网络初始化之后接收的第一个分组时，其首先在存储单元604中创建查找表，然后通过上述学习过程来在查找表中逐渐添加与业务类型相关联的新条目。

在如上所述通过相关端口转发分组之后，FCoE交换机600的分组转发操作结束。如果接收到所转发的分组的下一个交换机是普通交换机，则其按照传统方法转发该分组，如果接收到所转发的分组的下一个交换机是FCoE交换机，则其执行上述过程以继续转发该分组，直到该分组到达目的地为止。

下面将详细描述虚拟生成树产生单元602。如图6所示，虚拟生成树产生单元602包括根网桥选举模块6021、基本树产生模块6022、边界交换机选择模块6023和扩展树产生模块6024。

根网桥选举模块6021与其它FCoE(根网桥选举模块)交换机协作以便从所有FCoE交换机中选举一个FCoE交换机作为虚拟生成树的根网桥。根网桥选举模块6021可以使用与传统STP或RSTP中选举根网桥的方法相似的方法来选举FCoE根网桥。具体地，根网桥选举模块6021向网络中的其它交换机广播包含FCoE交换机600的序列号或MAC地址的FCoE BPDU，并且接收来自其它FCoE交换机的FCoE BPDU。然后，根据所接收到的BPDU，根网桥选举模块6021与其它FCoE交换机一起基于预定标准从网络中的所有FCoE交换机中选举一个FCoE交换机作为根网桥。该选举过程与在上文中针对步骤S2021描述的过程相似，因此在这里为简单起见而省略其描述。

基本树产生模块6022与其它FCoE交换机(基本树产生模块)协作以产生虚拟生成树的基本树。如果FCoE交换机600被选举为根网桥，则基本树产生模块6022通过该交换机的所有端口向其它交换机发送上述周期性的FCoEBPDU。如果FCoE交换机600没有被选举为根网桥，则基本树产生模块6022接收从根网桥或其它FCoE交换机发送的FCoE BPDU，组装自己的BPDU并且通过其各个端口发送所组装的BPDU，所组装的BPDU与在上文中针对步骤S2022描述的BPDU相同。在所有FCoE交换机都接收到来自其它交换机的BPDU并且发送了自己的BPDU之后，基本树产生模块6022将接收到所述BPDU且具有最小路径开销的端口确定为FCoE交换机600的根端口，并且将连接下一层网桥的端口确定为指定端口，由此产生虚拟生成树的基本树。如上所述，优选地，在确定根端口和指定端口时使得连接两个FCoE交换机的链接与普通生成树中连接这两个交换机的链接不同。

当FCoE交换机600被选择为根网桥时，边界交换机选择模块6023用于从基本树上的连接到普通交换机的FCoE交换机中选择一个或多个边界交换机。如果FCoE交换机600没有被选择为根网桥，则边界交换机选择模块6023在FCoE交换机600被选择为边界交换机时接收来自根网桥的通知消息。

具体地，当FCoE交换机600被选择为根网桥时，边界交换机选择模块6023根据LLDP确定网络中的FCoE交换机是否在普通生成树中与其它交换机相连接以及所连接的交换机的类型，从而找到在普通生成树中直接连接到普通交换机的FCoE交换机。然后，边界交换机选择模块6023从所找到的FCoE交换机中选择只与一个普通交换机通过活动链接相连的FCoE交换机，并且逐个确定这些FCoE交换机是否在普通生成树中直接地或者仅仅通过普通交换机而间接地连接到网络中的所有普通交换机。如果是，则边界交换机选择模块6023将这些FCoE交换机选择为边界交换机并结束边界交换机的选择。如果不是，则边界交换机选择模块6023从所找到的FCoE交换机中选择只与两个普通交换机通过活动链接相连的FCoE交换机，并且逐个确定这些FCoE交换机以及先前选择的边界交换机是否直接地或者仅仅通过普通交换机而间接地连接到网络中的所有普通交换机。如果是，则边界交换机选择模块6023将这些新选择的FCoE交换机和先前选择的FCoE交换机选择为边界交换机并结束边界交换机的查找。如果不是，则边界交换机选择模块6023继续从所找到的FCoE交换机中选择与三个普通交换机通过活动链接相连的FCoE交换机，并且重复上述确定操作，直到确定所选择的FCoE交换机直接或仅仅通过普通交换机而间接地连接到所有普通交换机为止。随后，边界交换机选择模块6023向被选择为边界交换机的FCoE交换机通知它们已经被选择为边界交换机。

扩展树产生模块6024用于与其它FCoE交换机协作以产生虚拟生成树的扩展树，该扩展树由网络中的所有普通交换机组成，并且通过边界交换机连接到基本树。该单元仅在FCoE交换机600被选择为边界交换机时才执行所述操作。具体地，当FCoE交换机600被选择为边界交换机时，扩展树产生模块6024与其它边界交换机(扩展树产生模块)交换与这些边界交换机连接的普通交换机有关的信息，然后，在虚拟生成树中，使用与普通生成树中连接交换机600和与交换机600直接连接的普通交换机的链接相同的链接，来连接交换机600和所述普通交换机，并且对于间接连接到交换机600的各个普通交换机，使用与普通生成树中连接这些普通交换机的链接相同的链接来将它们互相连接。在其它边界交换机的扩展树产生模块中类似地执行上述操作，从而将所有普通交换机连接在一起以产生扩展树，并且该扩展树通过边界交换机而被连接到基本树。

在根据本发明实施例的FCoE交换机中，产生普通生成树和虚拟生成树，并且沿着虚拟生成树的基本树转发FCoE分组，而沿着普通生成树转发普通分组。因此，避免了由于通过普通交换机转发FCoE分组导致的FCoE分组的损坏和QoS的下降。

在所述FCoE交换机的变形中，除了上述单元以外，还可以包括端口状态监视单元(未示出)，其监视用于沿着普通生成树转发该分组的端口的拥塞状态以确定其是否拥塞。此外，除了普通类型和FCoE类型以外，额外定义第三种分组类型，即混合类型，用于表示相应分组是通过虚拟生成树转发的普通分组。当要转发普通分组时，如果所述端口拥塞，则分组转发单元将该分组的类型修改为混合类型，通过用于沿着虚拟生成树转发数据的端口来转发该分组，并且在将该混合类型的分组最终转发到其目的地之前将其类型修改回普通类型。由此，可以减小用于沿着普通生成树转发普通分组的端口的工作负荷，并且在混合交换机网络中的各个交换机之间实现负荷平衡。

下面结合具体例子来描述根据本发明实施例的方法或FCoE交换机的效果。

图7A示出了混合交换机网络拓扑的示例，其中，白色块A、B和D表示普通交换机，阴影块C、E、F和G表示FCoE交换机，n1-n4为连接到相应交换机上的终端节点。假设利用传统STP产生的该网络的普通生成树如图7B所示。如果节点n3向节点n4发送FCoE分组，则该分组将沿着路径n3→C→A→E→n4到达节点n4。由于交换机A是普通交换机，因此由其转发FCoE分组将导致所述FCoE分组的损坏。在根据本发明实施例的转发分组的方法和FCoE交换机中，除了产生图7B所示的普通生成树以外，还产生图7C所示的虚拟生成树，其根网桥为FCoE交换机G，并且包括由FCoE交换机C、E、F和G组成的基本树、以及由普通交换机A、B和D组成的扩展树，该扩展树通过边界交换机C和G连接到基本树。此时，通过将FCoE分组限制在基本树内，使得从n3转发的FCoE分组沿着路径n3→C→E→n4到达n4，而不经过普通交换机，从而避免损坏FCoE分组。此外，如果节点n1向节点n2发送普通分组，则在图7A所示的普通树中，该普通分组沿着路径n1→D→G→B→A→n2到达n2。如果B的端口拥塞，则在本发明的实施例中，可以沿着虚拟树上的路径n1→D→G→C→A→n2到达n2，从而在普通交换机和FCoE交换机之间实现负荷平衡。

尽管已经示出和描述了本发明的特定实施例，本领域技术人员应当理解，在不背离权利要求及其等价物中限定的本发明的范围和精神的情况下，可以对这些实施例做出各种形式和细节上的变化。

Claims (10)

1.一种在包括基于以太网的光纤通道FCoE交换机和普通交换机的混合交换机网络中转发分组的方法，包括：

沿着该混合交换机网络的虚拟生成树的基本树来转发FCoE分组，其中，

该虚拟生成树包括由全部FCoE交换机组成的所述基本树和由全部普通交换机组成的扩展树，并且扩展树通过基本树上的一个或多个边界交换机连接到该基本树。

2.如权利要求1所述的方法，其中，

沿着该混合交换机网络的普通生成树来转发普通分组，所述普通生成树是将FCoE交换机视为普通交换机而为所述混合交换机网络产生的生成树。

3.如权利要求2所述的方法，其中，在所述基本树中，连接任何两个FCoE交换机的链接与普通生成树中连接这两个FCoE交换机的链接不同。

4.如权利要求2或3所述的方法，其中，在虚拟生成树中连接边界交换机和普通交换机的链接与在普通生成树中连接这两个交换机之间的链接相同，在虚拟生成树中连接两个普通交换机的链接与在普通生成树中连接这两个普通交换机的链接相同。

5.如权利要求2所述的方法，还包括：

监视FCoE交换机中用于沿着普通生成树转发所述普通分组的端口的拥塞状态，以及

当该端口拥塞时，沿着虚拟生成树来转发该普通分组。

6.一种基于以太网的光纤通道FCoE交换机，用于在包含多个所述FCoE交换机和普通交换机的混合交换机网络中转发分组，该FCoE交换机包括：

分组转发单元，用于沿着该混合交换机网络的虚拟生成树的基本树来转发FCoE分组，其中，

该虚拟生成树包括由全部FCoE交换机组成的所述基本树和由全部普通交换机组成的扩展树，并且扩展树通过基本树上的一个或多个边界交换机连接到该基本树。

7.如权利要求6所述的FCoE交换机，其中，

分组转发单元沿着该混合交换机网络的普通生成树来转发普通分组，所述普通生成树是将FCoE交换机视为普通交换机而为所述混合交换机网络产生的生成树。

8.如权利要求7所述的FCoE交换机，其中，在基本树中，连接任何两个FCoE交换机的链接与普通生成树中连接这两个FCoE交换机的链接不同。

9.如权利要求7或8所述的FCoE交换机，其中，在虚拟生成树中连接边界交换机和普通交换机的链接与在普通生成树中连接这两个交换机之间的链接相同，在虚拟生成树中连接两个普通交换机的链接与在普通生成树中连接这两个普通交换机的链接相同。

10.如权利要求7所述的FCoE交换机，还包括：

端口状态监视单元，其监视FCoE交换机中用于沿着普通生成树转发所述普通分组的端口的拥塞状态，其中，

当该端口拥塞时，分组转发单元沿着虚拟生成树来转发该普通分组。

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