CN101820358B - 高利用率以及多路的以太网光纤通道 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高利用率以及多路的以太网光纤通道。本发明公开了一种物理以太网光纤通道(FCoE)交换机，其定义了多路虚拟FCoE交换机以(例如)响应于F_PORT故障而提供FCoE主机的N_PORT与光纤通道(FC)存储目标之间的不间断的存储访问。通过多路虚拟FCoE交换机，该架构在FCoE主机与FC目标之间配备有多条可利用的物理路径。多路虚拟FCoE交换机定义在连接至以太网架构的两个或更多个物理FCoE交换机之间。将一个F_PORT指定为处于主FCoE路径中，而将共享虚拟FCoE交换机的其他F_PORT保留为备用路径，以防主FCoE路径被禁用。当检测到主FCoE路径故障时，可以发起一条备用路径以使其变为新的主FCoE路径，并且随后的通信量可通过新的主FCoE路径在两个方向上进行路由。

Description

高利用率以及多路的以太网光纤通道

背景技术

可将存储区域网(SAN)实现为高速的、专用的网络，其代表大量的网络用户将不同种类的数据存储设备与相关联的数据服务器互连。典型地，存储区域网包括企业的整个网络的计算资源的一部分的高性能交换机。存储区域网通常以与其他的计算资源(如，大型计算机)在地理上紧密相邻的方式聚合，但是也可以使用广域网络载波技术延伸到用于备份和档案存储的远程位置。尽管也可以采用其他的通信技术，包括以太网和基于IP的网络存储标准(如，iSCSI、FCIP(IP光纤通道)等)，但光纤通道连网被典型地用于SAN中。

如本文中所使用的，术语“光纤通道”指的是光纤通道(FC)的一系列标准(由美国国家标准学会开发)以及其他相关的和草拟的标准。通常，光纤通道基于高速通信接口来规定传输介质，用于经由各种硬件设备之间的连接进行大量数据的传递。

在典型的SAN中，使用一个或多个FC交换机以通信方式将一个或多个服务器设备与一个或多个数据存储设备相连接。这样的交换机通常支持高性能的交换架构并提供用于连接至其他交换机、服务器、存储设备或其他SAN设备的多个通信端口。其他的高性能架构可以采用不同的架构技术，如无线带宽(Infiniband)。

在计算设备与连网设备之间的通信中，还可以采用诸如以太网的其他连网技术。例如，将称为以太网光纤通道(FCoE)的开发的标准建模(model)为位于汇聚增强型以太网(CEE)架构上部的层3协议。典型的拓扑结构包括连接在光纤通道架构与CEE架构之间的边界处的FCoE交换机。当将FCoE F_PORT部署在这样的多协议架构中时，其为用于FCoE N_PORT(如FCoE主机的FCoE N_PORT)与FC驻留存储目标(resident storage target)之间的所有存储通信量的主接口。因而，FCoE F_PORT的故障(或禁用)将严重地中断在FC架构中互连的FC目标与CEE架构中的FCoE主机之间的I/O。例如，在典型的配置中，需要FCoE主机的N_PORT来启动光纤通道架构中的FCoE F_PORT与FCoE N_PORT之间的链路保持存活扩展链路服务(Link Keep Alive Extended Link Services，LKA ELS)。当检测到FCoE F_PORT故障时，需要FCoE N_PORT来启动新的FLOGI(其后跟随有PLOGI而到达每个FC目标)以恢复通信。通信中这样的中断是不期望的，并且现有的方法不能容易地升级。

发明内容

本文所描述的和所要求的实施方式通过使用多路虚拟FCoE交换机而(例如)在FCoE F_PORT出现故障时提供FCoE主机的FCoEN_PORT与FC存储目标之间的不间断的存储访问。通过多路虚拟FCoE交换机，FCoE架构在FCoE主机与FC目标之间配备有多条可利用的物理路径。因此，当运行的FCoE F_PORT出现故障时，可在这样的多个路径之间实现透明的路径切换，从而保持FCoE主机与FC存储目标之间的不间断的通信。

为了支持所描述的技术，将多路虚拟FCoE交换机定义在连接至以太网架构的两个或更多个物理FCoE交换机之间。在多路虚拟FCoE交换机上，为连接至以太网架构的每一个物理FCoE F_PORT定义虚拟的FCoE F_PORT。物理FCoE交换机创建多路虚拟FCoE交换机，其分配有自己的域ID。然后，多路虚拟FCoE交换机和与CEE架构连接的每个FCoE交换机形成逻辑交换机间链路(InterSwitch Link，ISL)。ISL生成多路虚拟FCoE交换机与物理FCoE交换机之间的逻辑FSPF相邻性，从而通过FCoE架构中的至少两个物理FCoE交换机公告多路虚拟FCoE交换机的可达性。

在这种多路配置中可以采用两个以上的物理FCoE交换机。将一个物理FCoE交换机上的一个FCoE F_PORT指定为处于主FCoE路径中，而将共享多路虚拟FCoE交换机的其他F_PORT保留用于备用路径，以防主FCoE路径被禁用。当检测到主FCoE路径故障(如，主物理FCoE交换机、主物理FCoE F_PORT、或具有CEE架构的物理链路被禁用)时，发起一条备用路径以使其变为新的主FCoE路径，并且随后的通信量可通过新的主FCoE路径在两个方向上进行路由，从而在FCoE主机与FC存储目标之间的两个方向上有效地维持不间断的通信。

本文还将描述和说明其他的实施方式。

附图说明

图1示出了包括局域网(LAN)和存储区域网(SAN)的示例性的计算和存储架构。

图2示出了包括定义在两个物理FCoE交换机之间的多路虚拟FCoE交换机的示例性的高利用率配置。

图3示出了包括定义在两个物理FCoE交换机之间的多路虚拟FCoE交换机并示出虚拟FCoE F_PORT的MAC地址的所有权的示例性的高利用率配置。

图4示出了通过主物理FCoE路径进行通信的示例性的高利用率配置。

图5示出了用于设置通过主物理FCoE路径进行通信的高利用率配置的示例性操作。

图6示出了切换路径之后的包括由两个物理FCoE交换机定义的多路虚拟FCoE交换机的示例性的高利用率配置。

具体实施方式

图1示出了示例性的计算和存储架构，其包括局域网(LAN)100和存储区域网(SAN)102。局域网(LAN)100提供多个设备(如，工作站116和主机114)之间的通信连接。LAN 100内的连接通过交换机106、107以及108来提供。假定LAN 100为具有多个不同区段(segment)的相关企业的网络，尽管可以采用任何的LAN配置。

存储区域网(SAN)102存在于LAN 100内，并提供主机110与存储单元112之间的通信连接、路由以及其他的SAN功能。SAN102包括多个交换机，如交换机101、103以及104。可以将交换机101、103以及104(例如)配置为插入底板的一组刀片(blade)组件，作为可作为框架的或可堆叠的模块或其他的设备结构。在一个实施例中，底板具有可插入各种刀片组件(如，交换刀片和控制处理器刀片)的后平面或中间平面。

SAN 102的两个交换机(即，交换机103和104)可经由交换机106而在LAN 102内连接。交换机106还用于接合LAN 100的其他的区段，如其他交换机107和108所示，它们也在LAN 100中示出。此外，一系列主机110连接至SAN 102中的各个交换机104。同样，存储单元(如所描述的存储单元112)也连接至SAN 102中的各个交换机104。

诸如工作站116的各个应用客户机经由LAN 100连网至应用服务器(如，主机114)。用户可通过工作站116访问驻留在主机114上的应用程序。应用程序可以依赖于存储在一个或多个存储单元112中的数据(如，电子邮件数据)。因此，在说明性示例中，SAN102提供主机114、工作站116以及应用程序数据存储设备112之间的连接，以允许应用程序访问他们工作所需的数据。

将主机114和交换机103和104配置成使用多种帧格式中的一种进行通信，以允许光纤通道帧可通过以太网网络(如，LAN 100)被传送。在本说明书中，主机114还被称作“FCoE主机”，而交换机104和106还被称作“FCoE交换机”，这是因为他们支持符合FCoE协议的通信。因此，可将FCoE架构中的主机、存储设备以及交换机端口命名为FCoE N_PORT、FCoE F_PORT、FCoE E_PORT及其变体。例如，可将通过FCoE架构连接的FCoE主机的端口命名为FCoE N_PORT，可将通过FCoE架构连接至FCoE主机的FCoE交换机的端口命名为FCoE F_PORT，并且可将连接至FCoE架构中的另一个FCoE交换机的端口的FCoE交换机的端口命名为FCoEE_PORT。

通常，称为以太网光纤通道(FCoE)的开发的标准允许通过以太网网络传输并接收光纤通道(FC)帧。在一个实施例中，标准FC帧配备有专用的FCoE报头并封装在以太网帧内，用于通过以太网网络进行通信。当FCoE帧通过以太网网络传输并到达位于SAN的边界处的适当地配备的FCoE交换机时，FCoE交换机将帧的以太网和FCoE部分去除并通过SAN将先前嵌入的FC帧转发。同样，当标准FC帧通过SAN传输并到达位于SAN和以太网网络的边界处的适当地配备的FCoE交换机时，FCoE交换机将FCoE报头和以太网报头(具有合适的同步字段)添加至FC帧并将新增强的FCoE帧转发至以太网网络。

FCoE帧的以太网报头包括源地址和目的地L2地址，如MAC地址，以太网网络可利用上述地址将该帧通信至其预期的目的地。例如，如果将以太网网络上的主机和其他设备配置成接收在以太网报头的目的地字段中具有MAC地址的帧，则该主机和其他设备可接收FCoE帧。典型地，每个主机或其他设备维护用于接收的MAC地址的列表。这样的MAC地址可以是单播地址、多播地址、虚拟地址等。

图2示出了示例性的高利用率配置200，其包括定义在两个物理FCoE交换机204和206之间的多路虚拟FCoE交换机202。应当理解，可以配置两个以上的物理FCoE交换机来提供本文所描述的多路，但为了清楚起见，图2中仅示出了两个。在图2中，使用短划线或点虚线表示虚拟和/或逻辑交换机、端口以及链路，并使用实线表示物理交换机、端口以及链路。

物理FCoE交换机204和206提供以太网网络(即，CEE网络208)与光纤通道架构210之间的接口。在说明性示例中，将物理FCoE交换机204指定为域2，并将物理FCoE交换机206定义为域3。此外，还将光纤通道架构210示出为包括物理FC交换机216(指定为域4)以及物理FC交换机218(指定为域5)。还可以构思其他的架构配置，并且应当理解，光纤通道架构210还可以包括其他的物理FC和FCoE交换机(未示出)。在说明性配置中，FCoE主机212可通过以太网网络208和FC架构210而与FC存储目标214来回地进行通信。

然而，在一种架构配置中(未示出)，FCoE主机212的N_PORT可通过以太网网络208通信至物理FCoE交换机204或206中的一个的F_PORT。根据该单个的物理路径配置PORT，如果配置的F_PORT变为禁用，则FCoE主机212与FC存储目标214之间的通信会中断。

然而，在图2中，示出了可替换的实施方式。FCoE主机212的N_PORT通过以太网网络208物理地连接至多个FCoE交换机F_PORT，在这种情况下，连接至FCoE交换机204的F_PORT 220和FCoE交换机206的F_PORT 222。通过一个交换机或两个交换机的交换机配置电路(switch configuration circuit)在FCoE交换机204与FCoE交换机206之间创建多路虚拟FCoE交换机202，并且使用在光纤通道架构210的物理交换机的域ID中唯一的域标识符(ID)指定该多路虚拟FCoE交换机。在一个实施例中，通过用于定义具有相同的、共享的域ID的虚拟FCoE交换机的每个物理FCoE交换机的交换机配置电路来完成多路虚拟FCoE交换机的创建。例如。在说明性示例中，物理FCoE交换机204和206均定义了具有域ID为“1”的虚拟FCoE交换机。

可将虚拟FCoE交换机定义为逻辑设备，使用软件和/或固件在物理FCoE交换机的交换机配置电路中实现。物理FCoE交换机的交换机配置电路将域ID分配给虚拟FCoE交换机并像其他的物理交换机一样将虚拟FCoE交换机添加至FCoE架构，使得数据可流“过”定义在虚拟FCoE交换机上的两个端口之间的虚拟FCoE交换机。因此，可将虚拟FCoE交换机结合到FCoE架构内的路由配置中。此外，可将一个或多个虚拟FCoE端口定义在物理FCoE交换机和虚拟FCoE交换机上。每个虚拟FCoE端口分配有唯一的端口地址并且结合在FCoE架构的路由配置中。

每个物理FCoE交换机204和206为其物理以太网连接的F_PORT中的每一个定义了虚拟FCoE E_PORT，并且多路虚拟FCoE交换机202为每个物理FCoE交换机204和206的每个以太网连接的F_PORT定义了虚拟FCoE E_PORT和逻辑交换机间链路(ISL)(见逻辑ISL 224和226)。逻辑ISL创建了虚拟FCoE交换机202与物理FCoE交换机204和206的多路虚拟FCoE E_PORT之间的逻辑架构最短路径优先(Fabric Shortest Path First，FSPF)的相邻性，从而通过光纤通道架构210中的两个物理FCoE交换机204和206公告多路虚拟FCoE交换机202的可达性(reachability)。

例如，在两个FCoE交换机的拓扑数据库同步之后，可认为他们是“逻辑相邻的”。在FCoE交换机(例如，一个物理FCoE交换机)检测到其端口中的一个连接至其他交换机(例如，多路虚拟FCoE交换机)之后，该FCoE交换机开始与另一个FCoE交换机交换消息，使得这两个FCoE交换机都可以获知另一个FCoE交换机所连接的端口ID和域ID。将新连接的ISL添加至两个FCoE交换机的相对应的拓扑数据库，并且FCoE交换机交换拓扑数据库信息(完全或部分(differently))以实现整个数据库同步。此外，FCoE交换机将关于新创建的逻辑ISL的存在的消息发布至架构中的另一个交换机，从而允许架构的剩余部分获知该相邻性。

此外，多路虚拟FCoE交换机202还为其所服务的物理FCoE交换机204和206的每个物理以太网连接的F_PORT定义虚拟的FCoE F_PORT。因而，多路虚拟FCoE交换机202已经定义了两个虚拟FCoE F_PORT 228和230，以与说明性示例中的CEE网络208进行通信。

在一个实施例中，如FCoE协议所规定的，FCoE主机将FC帧封装在FCoE帧中，以在主FCoE路径中通信至物理FCoE交换机。物理FCoE交换机将以太网和FCoE层从所接收的FCoE帧去除，并且将最终的FC帧转发至其预期的目的地。在相反的方向上，物理FCoE交换机接收FC帧以通信至FCoE主机，并且将这样的帧封装在FCoE和以太网层中以通过CEE网络进行通信。可以存在实施例的符合待批准的不同版本的FCoE协议标准的变体。

总之，高利用率配置的说明性示例包括CEE网络与物理FCoE交换机之间的多条物理通信链路，以在FC架构中提供多条可选的路径。这些多路物理FCoE交换机定义了具有自己的域ID的共享的多路虚拟FCoE交换机。针对FC架构，多路虚拟FCoE交换机为与CEE网络连接的每个物理FCoE交换机的每个物理F_PORT定义了虚拟FCoE E_PORT和逻辑ISL。每个逻辑ISL“连接”至定义在每个物理FCoE交换机上的虚拟FCoE E_PORT。针对CEE网络，多路虚拟FCoE交换机为与CEE网络连接的每个物理FCoE交换机的每个物理F_PORT定义了虚拟FCoE F_PORT。将通过多个交换机和多个物理FCoE F_PORT中的一个的通信定义为主通信路径，而将其他的物理FCoE F_PORT和交换机保留为备用(如，作为备用路径的部分)，以防主FCoE路径禁用。

图3示出了示例性的高利用率配置300，其包括定义在两个物理FCoE交换机304和306之间的多路虚拟FCoE交换机302并示出虚拟FCoE F_PORT 308的MAC地址的所有权。在图3中，使用短划线或虚点线表示虚拟和/或逻辑交换机、端口以及链路，并使用实线表示物理交换机、端口以及链路。在说明性示例中，将物理FCoE交换机304指定为域2，并将物理FCoE交换机306定义为域3。此外，为多路虚拟FCoE交换机302分配等于1的域ID。

物理FCoE交换机304和306中的每一个均表示光纤通道架构301中的交换机并且拥有连接至CEE网络316的物理FCoE F_PORT(见326和328)。每个物理FCoE交换机还定义了虚拟FCoEE_PORT(见318和320)。

多路虚拟FCoE交换机302定义有两个虚拟FCoE E_PORT 308和310以及两个虚拟FCoE F_PORT 312和314，每对虚拟E_PORT/F_PORT对与连接至CEE网络316的物理FCoE交换机的物理FCoE F_PORT相对应。逻辑ISL(见330和332)定义在多路虚拟FCoE交换机302的每个虚拟FCoE E_PORT和与其对应的一个物理FCoE交换机的虚拟FCoE E_PORT之间。

为多路虚拟FCoE交换机302上的每个虚拟FCoE F_PORT分配共享的MAC地址。在任何点上，物理FCoE交换机的物理FCoEF_PORT在主FCoE路径上“拥有”(“相关于”)多路虚拟FCoE交换机302的对应的虚拟FCoE F_PORT的共享的MAC地址。在说明性示例中，通过物理FCoE交换机304的物理FCoE F_PORT 326指定主(运行的)路径，如粗体信号线所示(即，实粗体线为主物理路径，粗短划线或粗虚点线为主逻辑路径)。因此，物理FCoEF_PORT 326拥有多路虚拟FCoE交换机302的虚拟FCoE F_PORT308的共享的MAC地址。因而，CEE网络316将通信转发至拥有共享的MAC地址(如，共享的MAC地址为从CEE网络316发送的帧的目的地地址)的物理FCoE F_PORT。同样，来自物理FCoEF_PORT的通信使用共享的MAC地址作为帧的源地址，该地址置于CEE网络316中。

物理FCoE交换机306的物理FCoE F_PORT 328在备用条件下等待并且不拥有共享的MAC地址(还称之为“虚拟MAC地址”)。然而，如果通过物理FCoE交换机304的物理FCoE F_PORT 326的主FCoE路径出现故障，则物理FCoE交换机306的物理FCoEF_PORT 328将取得共享的MAC地址的所有权，以使得来自CEE网络316的帧能够通过物理FCoE交换机306的物理FCoE F_PORT328沿着新的主FCoE路径而被转发。

图4示出了通过主物理FCoE路径401进行通信的示例性的高利用率配置400。在图4中，使用短划线或虚点线表示虚拟和/或逻辑交换机、端口以及链路，并使用实线表示物理交换机、端口以及链路。

物理FCoE交换机404和406提供以太网网络(即，CEE网络408)与光纤通道架构410之间的接口。在说明性示例中，将物理FCoE交换机404指定为域2，并将物理FCoE交换机406定义为域3。此外，还将光纤通道架构410示出为包括物理FC交换机416(指定为域4)以及物理FC交换机418(指定为域5)。还可以构思其他的架构配置，并且应当理解，光纤通道架构410还可以包括其他的FC和FCoE交换机(未示出)。在说明性配置中，FCoE主机412可通过以太网网络408和FC架构410而与FC存储目标414来回地进行通信。

FCoE主机412的N_PORT通过以太网网络408物理连接至多个FCoE交换机的F_PORT，在这种情况下，连接至FCoE交换机404的F_PORT 420和FCoE交换机406的F_PORT 422。在FCoE交换机404与FCoE交换机406之间创建多路虚拟FCoE交换机402，并为该交换机指定在光纤通道架构410中的物理交换机的域ID中唯一的域ID。

此外，每个物理FCoE交换机404和406为其以太网连接的F_PORT中的每一个定义了虚拟FCoE E_PORT，并且多路虚拟FCoE交换机402为每个物理FCoE交换机404和406的每个以太网连接的F_PORT定义了虚拟FCoE E_PORT和逻辑交换机间链路(ISL)(见逻辑ISL 424和426)。此外，多路虚拟FCoE交换机402还为其所服务的物理FCoE交换机404和406的每个物理以太网连接的F_PORT定义了虚拟FCoE F_PORT。因而，多路虚拟FCoE交换机402定义了两个虚拟FCoE F_PORT，以与说明性示例中的CEE网络408进行通信。

当FCoE主机412开始将FLOGI请求发送至光纤通道架构410时，只有一个物理FCoE交换机将会响应，即在该情况下物理交换机404会响应。通过从多路虚拟FCoE交换机的域(即，1)分配虚拟FC ID、使用共享的MAC地址作为FLOGI ACC的源MAC地址进行响应、以及使用XF端口分配过程将虚拟MAC地址的所有权绑定到物理FCoE F_PORT 420上，物理FCoE交换机404将其本身配置为主FCoE路径(如粗体线所示)。将来自FCoE主机412和CEE网络408中的其他FCoE主机(未示出)的N_PORT的随后所有的FCoE通信量导向至具有虚拟FC ID作为源地址的虚拟MAC。这样的N_PORT发现目标、执行PLOGI交换、以及使用标准的FCoE协议和过程启动IO。该目的地FC ID不是虚拟(virtualize)的。

主FCoE路径也可以在相反的方向上工作。源自FC架构410并传递至CEE网络408的通信量去往多路虚拟FCoE交换机402的域ID(即，域ID＝1)。因为将域ID1公告为与域ID2和域ID3相邻，所以将这样的通信量路由至那两个域中的一个。在一个实施例中，为了确保这样的通信量在任何时候只路由至那两个域中的一个，为主FCoE路径中的域分配比备用路径中的任何域更低的路径成本。

图5示出了用于设置通过主物理FCoE路径进行通信的高利用率配置的示例性操作500。创建操作502使用以太网连接的物理FCoE交换机定义了多路虚拟FCoE交换机。创建操作502还将共享的域ID分配给虚拟FCoE交换机。一个或多个其他的以太网连接的物理FCoE交换机还定义了虚拟FCoE交换机，指定了相同的共享域ID。作为多路虚拟FCoE交换机定义的结果，多个以太网连接的物理FCoE交换机在其间创建共享的、多路虚拟FCoE交换机，以参与高利用率配置的多路。

说明操作504说明了物理FCoE交换机与多路虚拟FCoE交换机之间的逻辑相邻性。共享多路虚拟FCoE交换机的其他的物理FCoE交换机还说明了与共享的多路虚拟FCoE交换机的逻辑相邻性。分配操作506将多路虚拟MAC地址分配给多路虚拟FCoE交换机的虚拟F_PORT。共享多路虚拟FCoE交换机的其他物理FCoE交换机还将虚拟MAC地址分配给多路虚拟FCoE交换机的虚拟F_PORT，使得多路虚拟FCoE交换机的虚拟FCoE端口可以共享相同的虚拟MAC地址。

登录操作508从连接的以太网网络上的FCoE N_PORT(例如，从FCoE主机)接收多播FLOGI请求。在一个实施例中，FCoEN_PORT执行标准的架构登录(fabric login)过程——连接至CEE网络并接收到登录的物理FCoE交换机响应于登录创建多路配置。登录响应操作510使用唯一的FLOGI ACC响应FLOGI请求(即，只有一个物理FCoE交换机响应FLOGI请求)。经由FLOGI ACC响应，响应的物理FCoE交换机从多路虚拟FCoE交换机的域分配虚拟FC ID并且指定虚拟FCoE F_PORT的虚拟MAC地址。在绑定操作512中，响应的物理FCoE交换机还取得了虚拟MAC地址的所有权(例如，通过XF端口分配过程)。因而，以太网网络获知了响应的物理FCoE交换机上的虚拟FCoE F_PORT的存在。以这种方式，通过响应的物理FCoE交换机配置主FCoE路径。

接收操作514和传输操作516可以以任何顺序工作和重复，如双向箭头518所指出的。接收操作514经由以太网网络从FCoE源设备的FCoE N_PORT接收FCoE帧通信量。通信量导向至虚拟MAC地址，该MAC地址记录在封装的以太网和FCoE层的字段中并被响应的FCoE交换机拥有，并且包括虚拟FC ID作为封装的FC帧的源地址。

响应的FCoE交换机从FCoE封装提取FC帧并执行标准的FC转发。例如，检查所接收的(解封装的)FC帧以获知源FC地址字段中的FC ID的域ID和区域ID。执行至FC架构中的物理FC ID的域/区域路由。

传输操作516在与接收操作514的方向相反的方向上工作。在该操作中，FC帧通信量去往多路虚拟FCoE交换机的域ID，通过共享多路虚拟FCoE交换机的一个或多个物理FCoE交换机将其公告为可到达。在一个实施例中，将主FCoE路径中的物理FCoE交换机的路径成本设置为小于共享多路虚拟FCoE交换机的其他物理FCoE交换机的路径成本，以确保只有主FCoE路径中的物理FCoE交换机接收去往以太网网络的帧通信量。主FCoE路径中的物理FCoE交换机将FC帧封装在以太网和FCoE层中并且将最终的FCoE帧通过其物理FCoE F_PORT传输至以太网网络，从而传递至去往的FCoE N_PORT。

图6示出了切换路径之后的包括由两个物理FCoE交换机定义的虚拟FCoE交换机的示例性的高利用率配置。在图6中，使用短划线或点虚线表示虚拟和/或逻辑交换机、端口以及链路，并使用实线表示物理交换机、端口以及链路。

物理FCoE交换机604和606提供以太网网络(即，CEE网络608)与光纤通道架构610之间的接口。在说明性示例中，将物理FCoE交换机604指定为域2，并将物理FCoE交换机606定义为域3。此外，还将光纤通道架构610示出为包括物理FC交换机616(指定为域4)以及物理FC交换机618(指定为域5)。还可以构思其他的架构配置，并且应当理解，光纤通道架构610还可以包括其他的FC和FCoE交换机(未示出)。在说明性配置中，FCoE主机612可通过以太网网络608和FC架构610而与FC存储目标614来回地进行通信。

FCoE主机612的N_PORT通过以太网网络608物理连接至多个FCoE交换机的F_PORT，在这种情况下，连接至FCoE交换机604的F_PORT 620和FCoE交换机606的F_PORT 622。在FCoE交换机604与FCoE交换机606之间创建多路虚拟FCoE交换机602，并为该交换机指定在光纤通道架构610中的物理交换机的域ID中唯一的域ID。

此外，每个物理FCoE交换机604和606为其以太网连接的F_PORT中的每一个定义了虚拟FCoE E_PORT，并且多路虚拟FCoE交换机602为每个物理FCoE交换机604和606的每个以太网连接的F_PORT定义了虚拟FCoE E_PORT和逻辑交换机间链路(参见逻辑ISL 624和626)。此外，多路虚拟FCoE交换机602还为其所服务的物理FCoE交换机604和606的每个物理以太网连接的F_PORT定义了虚拟FCoE F_PORT。因而，多路虚拟FCoE交换机602定义了两个虚拟FCoE F_PORT，以与说明性示例中的CEE网络608进行通信。

在图6中，通过主FCoE路径通信的某些方面会出现故障(例如，物理FCoE交换机604、以太网连接的F_PORT 620、或连接至F_PORT 620的物理链路632)。这样的故障检测调用主FCoE路径至一条备用路径的切换。如果物理FCoE交换机604出现故障，则FC架构610中其他的FC/FCoE交换机在接收和处理域OFFLINERSCN时可检测到该故障，这会使得对域路由表格进行更新，以沿着新指定的主FCoE路径(如实线601所示)进行路由。

在其他情形下，整个物理FCoE交换机604不出故障。而是只有物理FCoE交换机604的物理FCoE F_PORT 620或链路632出故障。在这样的情形下，可以实现在端口和/或地址层处的路径重定向，以促使FSPF重新进行路由。

可将本文所描述的本发明的实施例实施为一个或多个计算机系统中的逻辑步骤。可将本发明的逻辑操作实施为(1)在一个或多个计算机系统中执行的处理器实施步骤的序列，以及(2)在一个或多个计算机系统内的互连机器或电路模块。该实施例仅是一种选择，其取决于实施本发明的对计算机系统的性能的要求。因此，构成本文所描述的本发明的实施例的逻辑操作广泛指的是操作、步骤、对象或模块。此外，应当理解，可以以任何顺序执行逻辑操作，除非以其他方式明确地要求，或特定的顺序是以要求性语言固有地需要指定的。

上述说明、示例以及数据提供了对本发明的示例性实施例的结构和使用的完整描述。由于在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以进行本发明的许多实施例，所以发明属于下文所附的权利要求。此外，在不背离所叙述的权利要求的前提下，在又一个实施例中可以将不同实施例的结构特征进行组合。

Claims (13)

1.一种物理FCoE交换机，能够配置一条或多条可利用的以太网光纤通道(FCoE)路径，所述物理FCoE交换机包括：

物理FCoE F_PORT，被配置为通过FCoE架构以通信方式连接至物理FCoE N_PORT；以及

交换机配置电路，连接至所述物理FCoE F_PORT，所述交换机配置电路被配置为在所述物理FCoE交换机与所述物理FCoE N_PORT之间定义虚拟FCoE交换机，其中，所述虚拟FCoE交换机被配置为具有与所述物理FCoE交换机的物理FCoE F_PORT相关联的虚拟FCoE F_PORT的虚拟MAC地址，并且配置所述物理FCoE交换机和所述虚拟FCoE交换机，以将其说明为逻辑相邻，

其中，所述虚拟FCoE F_PORT的虚拟MAC地址由第一物理FCoE交换机和第二物理FCoE交换机共享。

2.根据权利要求1所述的物理FCoE交换机，其中，使用由所述物理FCoE交换机定义的虚拟FCoE交换机来定义所述虚拟FCoE交换机，所述虚拟FCoE交换机与由另一个物理FCoE交换机定义的虚拟FCoE交换机共享域标识符，这两个虚拟FCoE交换机组合以定义多路虚拟FCoE交换机。

3.根据权利要求1所述的物理FCoE交换机，其中，所述虚拟FCoE交换机逻辑连接至所述物理FCoE交换机和另一个物理FCoE交换机，并且所述虚拟MAC地址不与所述另一个物理FCoE交换机的物理FCoE F_PORT相关联。

4.根据权利要求1所述的物理FCoE交换机，还包括：

针对所述物理FCoE交换机和另一个物理FCoE交换机中的每一个定义在虚拟FCoE交换机上的虚拟FCoE E_PORT，其中，所述虚拟FCoE交换机被配置为逻辑连接至所述物理FCoE交换机和所述另一个物理FCoE交换机；

定义在所述物理FCoE交换机上的虚拟FCoE E_PORT；以及

逻辑交换机间链路(ISL)，定义在所述虚拟FCoE交换机上的虚拟FCoE E_PORT中的一个与所述物理FCoE交换机上的虚拟FCoE E_PORT之间。

5.根据权利要求1所述的物理FCoE交换机，其中，所述虚拟FCoE F_PORT的虚拟MAC地址的所有权绑定到所述物理FCoE交换机的物理FCoE F_PORT上。

6.根据权利要求1所述的物理FCoE交换机，其中，所述物理FCoE交换机使用定义在所述虚拟FCoE交换机上的虚拟FCoEF_PORT的虚拟MAC地址来响应架构登录(FLOGI)。

7.根据权利要求1所述的物理FCoE交换机，其中，多路虚拟FCoE交换机由所述物理FCoE交换机的虚拟FCoE交换机和另一个物理FCoE交换机的FCoE交换机定义，而所述物理FCoE交换机与所述另一个物理FCoE交换机之间的相对路径成本被配置为是可调整的，以通过所述物理FCoE交换机路由FCoE通信量而绕过所述另一个物理FCoE交换机。

8.一种以太网光纤通道(FCoE)系统，所述FCoE系统包括：

第一物理FCoE交换机，通过所述FCoE系统的以太网部分连接至FCoE主机的物理FCoE N_PORT；

第二物理FCoE交换机，通过所述FCoE系统的所述以太网部分连接至所述FCoE主机的所述物理FCoE N_PORT；以及

多路虚拟FCoE交换机，由所述第一物理FCoE交换机和所述第二物理FCoE交换机定义，其中，逻辑相邻性在所述第一物理FCoE交换机与所述多路虚拟FCoE交换机之间被说明，并且，定义在所述多路虚拟FCoE交换机上的虚拟FCoEF_PORT的虚拟MAC地址与所述第一物理FCoE交换机的物理FCoE F_PORT相关联。

9.根据权利要求8所述的FCoE系统，其中，若所述第一物理FCoE交换机的所述物理FCoE F_PORT失效，则虚拟FCoEF_PORT的所述虚拟MAC地址与所述第二物理FCoE交换机的物理FCoE F_PORT相关联。

10.根据权利要求8所述的FCoE系统，还包括：

针对所述第一物理FCoE交换机和所述第二物理FCoE交换机中的每一个的、定义在所述多路虚拟FCoE交换机上的虚拟FCoE E_PORT；

定义在所述第一物理FCoE交换机和所述第二物理FCoE交换机中的每一个上的虚拟FCoE E_PORT；

第一逻辑交换机间链路(ISL)，定义在所述多路虚拟FCoE交换机上的虚拟FCoE E_PORT中的一个与所述第一物理FCoE交换机的虚拟FCoE E_PORT之间；以及

第二逻辑ISL，定义在所述多路虚拟FCoE交换机上的虚拟FCoE E_PORT中不同的一个与所述第二物理FCoE交换机上的虚拟FCoE E_PORT之间。

11.根据权利要求8所述的FCoE系统，其中，使用XF端口分配过程将所述虚拟FCoE F_PORT的虚拟MAC地址的所有权绑定到所述第一物理FCoE交换机的物理FCoE F_PORT上。

12.根据权利要求8所述的FCoE系统，其中，所述第一物理FCoE交换机使用定义在所述多路虚拟FCoE交换机上的虚拟FCoEF_PORT的虚拟MAC地址来响应架构登录(FLOGI)；并且

若通过所述第一物理FCoE交换机的所述物理FCoEF_PORT的主FCoE路径失效，则所述第二物理FCoE交换机使用定义在所述多路虚拟FCoE交换机上的所述虚拟FCoEF_PORT的所述虚拟MAC地址来响应所述架构登录(FLOGI)。

13.根据权利要求8所述的FCoE系统，其中，所述多路虚拟FCoE交换机由所述第一物理FCoE交换机和所述第二物理FCoE交换机定义，而所述第一物理FCoE交换机与所述第二物理FCoE交换机之间的相对路径成本是可调整的，以通过所述第一物理FCoE交换机路由FCoE通信量而绕过所述第二物理FCoE交换机。