CN102075343B - 一种实现带外管理的方法、系统和带外管理交换机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种实现带外管理的方法、系统和带外管理交换机，将带外管理交换机上与被管理设备的控制板连接的网管连接端口构成一个聚合端口；带外管理交换机通过聚合端口中的各网管连接端口周期性地发送链路汇聚控制协议(LACP)报文，将在设定时间内接收到被管理设备的主用控制板所回复的LACP响应报文的网管连接端口设置为激活状态，将在设定时间内没有接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为等待状态；带外管理交换机接收到网管服务器发送给被管理设备的控制报文后，通过聚合端口中处于激活状态的网管连接端口转发控制报文。本发明能够在被管理设备进行主备切换时，减小带外管理中断的时长，保证带外管理的HA性能。

Description

一种实现带外管理的方法、系统和带外管理交换机

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种实现带外管理的方法、系统和带外管理交换机。

背景技术

网络管理可以分为带内管理和带外管理两种管理模式，其中，带内管理是指网络的管理控制信息与业务信息通过同一个逻辑信道发送，而带外管理模式下，网络的管理控制信息与业务信息通过不同的逻辑信道发送。由于带外管理模式下管理控制信息独立于被管理设备的业务网络连接，可以用于对被管理设备的紧急救援，因此被广泛应用于数据中心集中管理和分支机构网络远程管理等领域。

另外，在诸如数据中心集中管理等领域，对高可靠性(HA)要求很高，如何提高带外管理的HA特性是诸如数据中心集中管理等领域的重要课题。在数据中心集中管理中，HA特性主要体现在核心交换机上。数据中心的核心交换机至少具备两块控制板，其中一块为主用控制板，其它为备用控制板。当主用控制板发生故障时，发生主备倒换，备用控制板切换为主用控制板，原来的主用控制板在重新启动后成为备用控制板，从而保证主用控制板故障时核心交换机能够正常运行。

在实现对核心交换机的带外管理时，需要同时保证HA要求。现有技术中的实现方式可以如图1所示，通过带外管理交换机连接核心交换机和网管服务器，网管服务器通过带外管理交换机对核心交换机进行带外管理。由于核心交换机双控制板的网管接口使用同一个管理IP地址，因此，带外管理交换机只与核心交换机中当前主用控制板的网管接口连接，通过该连接将网管服务器发送来的管理控制报文发送给核心交换机。当当前的主用控制板出现故障，备用控制板切换为主用控制板时，需要手动将带外管理交换机与核心交换机的连接迁移到切换后的主用控制板。由于这个过程需要人工介入，可能会导致带外管理出现长时间的中断，从而降低了整个数据中心的HA性能。

上述问题在核心交换机构成堆叠设备的情况下更加明显，如果多个核心交换机构成堆叠设备，每个核心交换机中可能存在两个控制板，但整个堆叠设备中仅有一个作为主用控制板，其余控制板都为备用控制板，当发生主备倒换后，新的主用控制板可能在堆叠设备中的其它成员设备上，此时需要手动将带外管理交换机与堆叠设备的连接从一个成员设备的控制板迁移到另一个成员设备的控制板，会导致带外管理出现长时间的中断，从而降低了整个数据中心的HA性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种实现带外管理的方法、系统和带外管理交换机，以便于被管理设备在进行主备切换时，减小带外管理中断的时长，保证带外管理的HA性能。

一种实现带外管理的方法，应用于包含被管理设备、带外管理交换机和网管服务器的系统，所述被管理设备中至少包含两个控制板；将带外管理交换机上被管理设备的控制板连接的网管连接端口构成一个聚合端口，该方法包括：

所述带外管理交换机通过聚合端口中的各网管连接端口周期性地发送链路汇聚控制协议LACP报文，将在设定时间内接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为激活Active状态，将在设定时间内没有接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为等待Standby状态；其中，所述LACP响应报文是所述被管理设备的主用控制板在接收到LACP报文后回复的；

所述带外管理交换机接收到所述网管服务器发送给所述被管理设备的控制报文后，通过所述聚合端口中处于Active状态的网管连接端口转发所述控制报文。

一种实现带外管理的系统，该系统包含：被管理设备、带外管理交换机和网管服务器，所述被管理设备中至少包含两个控制板，所述带外管理交换机上与被管理设备的控制板连接的网管连接端口构成一个聚合端口；

所述带外管理交换机，用于通过聚合端口中的各网管连接端口周期性地发送LACP报文，将在设定时间内接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Active状态，将在设定时间内没有接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Standby状态；接收到所述网管服务器发送给所述被管理设备的控制报文后，通过所述聚合端口中处于Active状态的网管连接端口转发所述控制报文；

所述被管理设备中的控制板，用于在作为主用控制板时，接收到LACP报文后回复LACP响应报文；接收所述带外管理交换机转发来的控制报文。

一种带外管理交换机，该带外管理交换机上与被管理设备连接的网管连接端口构成一个聚合端口，该带外交换机包括：

端口设置单元，用于通过聚合端口中的各网管连接端口周期性地发送LACP报文，将在设定时间内接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Active状态，将在设定时间内没有接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Standby状态；其中，所述LACP响应报文是所述被管理设备的主用控制板在接收到LACP报文后回复的；

报文转发单元，用于接收到网管服务器发送给所述被管理设备的控制报文后，通过所述聚合端口中处于Active状态的网管连接端口转发所述控制报文。

由以上技术方案可以看出，本发明中带外管理交换机将与被管理设备的控制板连接的网管连接端口构成一个聚合端口，避免多个端口共享一个带外网管地址所带来的地址冲突；带外管理交换机通过聚合端口中的各网管连接端口周期性地发送LACP报文，并根据接收到的LACP响应报文进行端口的状态设置，从而使得与被管理设备的主用控制板连接的网管连接端口设置为Active状态用于进行控制报文的转发，其它网管连接端口设置为Standby状态不进行控制报文的转发。通过本发明，在被管理设备发生主备倒换时，聚合端口中的网管连接端口也能够自动且迅速地发生状态切换，保持与主用控制板连接的网管连接端口为Active状态，减小带外管理中断的时长，保证了带管理的HA性能。

附图说明

图1为现有技术中实现数据中心带外管理HA的示意图；

图2为本发明实施例一提供的实现带外管理的示意图；

图3为本发明实施例二提供的实现带外管理的示意图；

图4为本发明提供的系统结构示意图；

图5为本发明提供的带外管理交换机的结构示意图。

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。

本发明提供的方法主要包括：将带外管理交换机上与被管理设备的控制板连接的网管连接端口构成一个聚合端口；带外管理交换机通过聚合端口中的各网管连接端口周期性地发送链路汇聚控制协议(LACP)报文，将在设定时间内接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为激活(Active)状态，将在设定时间内没有接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为等待(Standby)状态，其中，LACP响应报文是被管理设备的主用控制板在接收到LACP报文后回复的；当带外管理交换机接收到网管服务器发送给被管理设备的控制报文后，通过聚合端口中处于Active状态的网管连接端口转发该控制报文。

本发明上述方法中，网管服务器通过带外管理交换机实现对被管理设备的带外管理。其中，被管理设备可以是具备至少两个控制板的交换机，也可以是由至少两个交换机构成的堆叠设备。下面结合具体实施例对这两种情况分别进行描述。

实施例一、对具备两个控制板的核心交换机进行带外管理。

核心交换机中具备两个控制板：控制板A和控制板B，带外管理交换机与控制板A和控制板B连接的网管连接端口分别为端口1和端口2，将端口1和端口2构成一个聚合端口，即聚合成一个逻辑端口，使得带外管理交换机与核心交换机之间的连接对外表现为一条连接，从而将带外管理广播域的范围最小化。

预先配置核心交换机的带外管理地址是IPm，将该带外管理地址与端口1和端口2构成的聚合端口相关联。分别在端口1和端口2上使能LACP协议，在核心交换机上与端口1和端口2连接的端口上使能LACP协议。其中，将带外管理地址与聚合端口相关联的方式可以为：利用聚合端口生成指向该带外管理地址的路由表，接收到目的地址为该带外管理地址的控制报文后，查找路由表即可确定通过该聚合端口进行该控制报文的转发。

假设核心交换机的控制板A为当前的主用控制板，控制板B为当前的备用控制板。只有主用控制板能够进行报文处理，备用控制板不对任何报文进行处理。

带外管理交换机通过聚合端口中的各网管连接端口，即端口1和端口2，周期性地发送LACP报文。由于控制板A为当前的主用控制板，在接收到LACP报文后向端口1返回LACP响应报文，控制板B为当前的备用控制板，不对LACP报文进行处理，因此，带外管理交换机在设定时间内通过端口1接收到LACP响应报文，将端口1设置为Active状态，在设定时间内通过端口2不能接收到LACP响应报文，将端口2设置为Standby状态。由于在任何时刻，被管理设备中仅有一个主用控制板，因此，可以保证任何时刻聚合端口中都只有一个Active状态的端口，其余端口均为Standby状态，从而保证了向被管理设备转发控制报文的端口唯一性。

在进行端口的状态设置时，如果带外管理交换机通过某个网管连接端口发送LACP报文后的设定时间内接收到LACP响应报文，首先判断该带外管理交换机端口是否已经处于Active状态，如果是，则保持Active状态不变，否则，将该网管连接端口设置为Active状态。

LACP是基于IEEE802.3ad标准的链路动态汇聚协议，其采用协商机制，一个端口接收到对端端口发送的LACP报文后，会针对该LACP报文回复LACP响应报文进行LACP协商。本发明中，带外管理交换机利用LACP报文对端端口进行探测，并根据探测结果，即是否接收到LACP响应报文来相应设置自身网管连接端口的状态。

带外管理交换机完成聚合端口中的端口设置后，如果接收到网管服务器发送给核心交换机的控制报文后，即接收到目的地址为IPm的控制报文后，确定与该IPm相关联的聚合端口，将该控制报文通过聚合端口中处于Active状态的端口1发送给核心交换机。此时，端口1作为主管理端口来管理核心交换机。

如果核心交换机的控制板A发生故障，发生主备倒换，控制板B切换为主用控制板，控制板A在重新启动后作为备用控制板，则带外管理交换机的端口1和端口2在发送LACP报文后，控制板B作为主用控制板启动对LACP报文的处理返回LACP响应报文，控制板A不返回LACP响应报文，此时，带外管理交换机在通过端口2在设定时间内接收到LACP响应报文后，将端口2由原来的Standby状态设置为Active状态，通过端口1在设定时间内没有接收到LACP响应报文，将端口1设置为Standby状态。此时，端口2作为主管理端口来管理核心交换机，带外管理交换机在接收到发送给被核心交换机的控制报文时，通过当前处于Active状态的端口2将该控制报文转发给核心交换机。也就是说，随着核心交换机的主备倒换，带外管理交换机的聚合端口中也随之发生状态迁移，进行主管理端口的快速切换，从而保证带外管理的不中断。

实施例一的上述过程可以如图2所示，图2中实现箭头表示控制报文的流向。

实施例二、对具备多个成员设备的堆叠设备进行带外管理。

成员设备1、成员设备2和成员设备3构成一个堆叠设备，每个成员设备中都存在两个控制板，分别为控制板A1、控制板B1、控制板A2、控制板B2、控制板A3和控制板B3，带外管理交换机与这些控制板连接的网管连接端口分别为端口1、端口2、端口3、端口4、端口5和端口6，端口1、端口2、端口3、端口4、端口5和端口6构成一个聚合端口，使得带外管理交换机与堆叠设备之间的连接对外表现为一条连接，从而将带外管理广播域的范围最小化。

预先配置堆叠设备的带外管理地址是IPn，将该带外管理地址与端口1、端口2、端口3、端口4、端口5和端口6构成的聚合端口相关联。分别在端口1、端口2、端口3、端口4、端口5和端口6上使能LACP协议，在堆叠设备上与端口1、端口2、端口3、端口4、端口5和端口6连接的端口上使能LACP协议。

假设堆叠设备中的控制板A1为当前的主用控制板，其它控制板为当前的备用控制板。只有主用控制板能够进行报文处理，备用控制板不对任何报文进行处理。

带外管理交换机通过聚合端口中的各网管连接端口，即端口1、端口2、端口3、端口4、端口5和端口6，周期性地发送LACP报文。由于控制板A1为当前的主用控制板，在接收到LACP报文后向端口1返回LACP响应报文，其它控制板为当前的备用控制板，不对LACP报文进行处理，因此，带外管理交换机在设定时间内通过端口1接收到LACP响应报文，将端口1设置为Active状态，在设定时间内通过其它端口不能接收到LACP响应报文，将其它端口设置为Standby状态。

带外管理交换机完成聚合端口中的端口设置后，如果接收到网管服务器发送给堆叠设备的控制报文后，即接收到目的地址为IPn的控制报文后，确定与IPn相关联的聚合端口，将该控制报文通过聚合端口中处于Active状态的端口1发送给堆叠设备。此时，端口1作为主管理端口来管理堆叠设备。

如果堆叠设备的控制板A1发生故障，发生主备倒换，控制板B2切换为主用控制板，控制板A1在重新启动后作为备用控制板，则带外管理交换机的端口1、端口2、端口3、端口4、端口5和端口6在发送LACP报文后，控制板B2返回LACP响应报文，控制板A1不返回LACP响应报文，此时，带外管理交换机在通过端口4在设定时间内接收到LACP响应报文后，将端口4设置为Active状态，通过端口1在设定时间内没有接收到LACP响应报文，将端口1设置为Standby状态。此时，端口4作为主管理端口来管理堆叠设备，带外管理交换机在接收到发送给被堆叠设备的控制报文时，通过当前处于Active状态的端口4将该控制报文转发给堆叠设备。也就是说，随着堆叠设备的主备倒换，带外管理交换机的聚合端口中也随之发生状态迁移，进行主管理端口的快速切换，从而保证带外管理的不中断。

实施例二的上述过程可以如图3所示，图3中实现箭头表示控制报文的流向。

以上是对本发明所提供的方法进行的详细描述，下面对本发明提供的系统和装置进行详细描述。本发明提供的系统可以如图4所示，主要包括：被管理设备、带外管理交换机和网管服务器，被管理设备中至少包含两个控制板(图中以两个控制板为例)，带外管理交换机上与被管理设备的控制板连接的网管连接端口构成一个聚合端口。

带外管理交换机，用于通过聚合端口中的各网管连接端口周期性地发送LACP报文，将在设定时间内接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Active状态，将在设定时间内没有接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Standby状态；接收到网管服务器发送给被管理设备的控制报文后，通过聚合端口中处于Active状态的网管连接端口转发控制报文。图4中LACP报文和LACP响应报文采用实线箭头表示，网管服务器发送的控制报文采用虚线箭头表示。

被管理设备中的控制板，用于在作为主用控制板时，接收到LACP报文后回复LACP响应报文；接收带外管理交换机转发来的控制报文。

其中，带外管理交换机上的聚合端口与被管理设备的带外网管地址相关联。

带外管理交换机接收到来自网管服务器且目的地址为被管理设备的带外网管地址的控制报文时，确定与带外网管地址相关联的聚合端口，然后执行通过确定的聚合端口中处于Active状态的网管连接端口转发控制报文的操作。

上述被管理设备可以为交换机或者由至少两个交换机构成的堆叠设备。

图5为本发明提供的带外管理交换机的结构示意图，如图5所示，该带外管理交换机上与被管理设备连接的网管连接端口构成一个聚合端口，该带外交换机包括：端口设置单元501和报文转发单元502。

端口设置单元501，用于通过聚合端口中的各网管连接端口周期性地发送LACP报文，将在设定时间内接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Active状态，将在设定时间内没有接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Standby状态；其中，LACP响应报文是被管理设备的主用控制板在接收到LACP报文后回复的。

报文转发单元502，用于接收到网管服务器发送给被管理设备的控制报文后，通过聚合端口中处于Active状态的网管连接端口转发控制报文。

图5中LACP报文和LACP响应报文采用实线箭头表示，来自网管服务器的控制报文采用虚线箭头表示。

其中，聚合端口与被管理设备的带外网管地址相关联。

报文转发单元502接收到来自网管服务器且目的地址为管理设备的带外网管地址的控制报文时，确定与带外网管地址相关联的聚合端口，然后执行通过确定的聚合端口中处于Active状态的网管连接端口转发控制报文的操作。

更进一步地，端口设置单元将在设定时间内接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Active状态之前，还用于判断接收到LACP响应报文的网管连接端口是否为Active状态，如果是，保持Active状态不变，否则，将接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Active状态。

由以上描述可以看出，本发明中带外管理交换机将与被管理设备的控制板连接的网管连接端口构成一个聚合端口，避免多个端口共享一个带外网管地址所带来的地址冲突；带外管理交换机通过聚合端口中的各网管连接端口周期性地发送LACP报文，并根据接收到的LACP响应报文进行端口的状态设置，从而使得与被管理设备的主用控制板连接的网管连接端口设置为Active状态用于进行控制报文的转发，其它网管连接端口设置为Standby状态不进行控制报文的转发。通过本发明，在被管理设备发生主备倒换时，聚合端口中的网管连接端口也能够自动且迅速地发生状态切换，保持与主用控制板连接的网管连接端口为Active状态，减小带外管理中断的时长，保证了带管理的HA性能。

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)

1.一种实现带外管理的方法，应用于包含被管理设备、带外管理交换机和网管服务器的系统，所述被管理设备中至少包含两个控制板；其特征在于，将带外管理交换机上与被管理设备的控制板连接的网管连接端口构成一个聚合端口，该方法包括：

所述带外管理交换机通过聚合端口中的各网管连接端口周期性地发送链路汇聚控制协议LACP报文，将在设定时间内接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为激活Active状态，将在设定时间内没有接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为等待Standby状态；其中，所述LACP响应报文是所述被管理设备的主用控制板在接收到LACP报文后回复的；

所述带外管理交换机接收到所述网管服务器发送给所述被管理设备的控制报文后，通过所述聚合端口中处于Active状态的网管连接端口转发所述控制报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先设定所述被管理设备的带外网管地址，并将该带外网管地址与所述聚合端口相关联；

所述带外管理交换机接收到所述网管服务器发送给所述被管理设备的控制报文后，通过所述聚合端口中处于Active状态的网管连接端口转发所述控制报文为：所述带外管理交换机接收到来自所述网管服务器且目的地址为所述被管理设备的带外网管地址的控制报文时，确定与该带外网管地址相关联的聚合端口，通过确定的聚合端口中处于Active状态的网管连接端口转发所述控制报文。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：所述被管理设备的主用控制板接收到LACP报文后回复LACP响应报文，备用控制板对LACP报文不进行处理；

当所述被管理设备发生主备倒换时，切换后的主用控制板接收到LACP报文后回复LACP响应报文，切换后的备用控制板对LACP报文不进行处理。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，将在设定时间内接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Active状态之前，还包括：判断所述接收到LACP响应报文的网管连接端口是否为Active状态，如果是，保持Active状态不变，否则，将所述接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Active状态。

5.一种实现带外管理的系统，其特征在于，该系统包含：被管理设备、带外管理交换机和网管服务器，所述被管理设备中至少包含两个控制板，所述带外管理交换机上与被管理设备的控制板连接的网管连接端口构成一个聚合端口；

所述带外管理交换机，用于通过聚合端口中的各网管连接端口周期性地发送LACP报文，将在设定时间内接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Active状态，将在设定时间内没有接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Standby状态；接收到所述网管服务器发送给所述被管理设备的控制报文后，通过所述聚合端口中处于Active状态的网管连接端口转发所述控制报文；

所述被管理设备中的控制板，用于在作为主用控制板时，接收到LACP报文后回复LACP响应报文；接收所述带外管理交换机转发来的控制报文。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述聚合端口与所述被管理设备的带外网管地址相关联；

所述带外管理交换机接收到来自所述网管服务器且目的地址为所述被管理设备的带外网管地址的控制报文时，确定与所述带外网管地址相关联的聚合端口，然后通过确定的聚合端口中处于Active状态的网管连接端口，执行所述转发所述控制报文的操作。

7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述被管理设备为交换机或者由至少两个交换机构成的堆叠设备。

8.一种带外管理交换机，其特征在于，该带外管理交换机上与被管理设备连接的网管连接端口构成一个聚合端口，该带外交换机包括：

端口设置单元，用于通过聚合端口中的各网管连接端口周期性地发送LACP报文，将在设定时间内接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Active状态，将在设定时间内没有接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Standby状态；其中，所述LACP响应报文是所述被管理设备的主用控制板在接收到LACP报文后回复的；

报文转发单元，用于接收到网管服务器发送给所述被管理设备的控制报文后，通过所述聚合端口中处于Active状态的网管连接端口转发所述控制报文。

9.根据权利要求8所述的带外管理交换机，其特征在于，所述聚合端口与所述被管理设备的带外网管地址相关联；

所述报文转发单元接收到来自网管服务器且目的地址为所述被管理设备的带外网管地址的控制报文时，确定与所述带外网管地址相关联的聚合端口，然后通过确定的聚合端口中处于Active状态的网管连接端口，执行所述转发所述控制报文的操作。

10.根据权利要求8或9所述的带外管理交换机，其特征在于，所述端口设置单元将在设定时间内接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Active状态之前，还用于判断所述接收到LACP响应报文的网管连接端口是否为Active状态，如果是，保持Active状态不变，否则，将所述接收到LACP响应报文的网管连接端口设置为Active状态。

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