CN102238027A - 网络设备间链路的网络管理的系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及第一网络设备和第二网络设备之间的链路的网络管理的系统与方法。所述方法包括:存取生成的第一唯一标识符,传送所述第一唯一标识符;接收来自所述第二物理层设备的第二唯一标识符;接收链路层协议信息,所述链路层协议信息包括第三唯一标识符;比较所述第二唯一标识符与所述第三唯一标识符;以及如果所述比较指明所述第二唯一标识符与所述第三唯一标识符不同,则生成警告,所述生成的警告阻止所述链路的至少一项性能改变。
Description
技术领域
本发明涉及网络管理,更具体地说,本发明涉及自动协商过程中唯一标识符交换的系统与方法。
背景技术
网络管理涉及网络化系统的操作、管理、维护和提供,是IT管理员的重点关注对象。网络管理的部分功能包括网络资源的控制、计划、分配、部署、协调和监控。网络管理的数据可以通过各种机制收集,包括安装在基础设施上的代理。
链路层发现协议(LLDP)是一种网络管理工具,它是网络设备所使用的卖主中立(vendor-neutral)的数据链路层协议,用于广告IEEE 802LAN网络中网络设备的特性、性能以及互连。
LLDP收集的信息存储在用作管理信息库(MIB)的设备中并能被简单网络管理协议(SNMP)查询。
这些网络管理工具可以用于链路性能的配置,所需要的是当设备无意转发(forward)链路协议帧时保证网络管理完整性的机制。
发明内容
根据本发明的一个方面,在第一网络设备中提供了一种方法,所述方法用于所述第一网络设备和第二网络设备之间的链路的网络管理,所述第一网络设备通过网络电缆与所述第二网络设备耦合,所述方法包括:
存取生成的第一唯一标识符,所述第一唯一标识符为所述第一网络设备中第一物理层设备中自动协商模块所使用;
通过所述第一物理层设备,使用第一下页信息(a first next page message)向所述第二网络设备中的第二物理层设备传送所述第一唯一标识符,所述传送发生在选择所述第一物理层设备与所述第二物理层设备之间的通用传输参数的自动协商过程;
通过所述第一物理层设备,在所述自动协商过程中接收第二下页信息中来自所述第二物理层设备的第二唯一标识符;
通过所述网络电缆,在所述第一网络设备中接收链路层协议信息,所述链路层协议信息包括第三唯一标识符;
比较所述第二唯一标识符与所述第三唯一标识符;以及
如果所述比较指明所述第二唯一标识符与所述第三唯一标识符不同,则生成警告,所述生成的警告阻止所述链路的至少一项性能改变。
优选地,所述链路层协议信息是链路层发现协议信息。
优选地,所述唯一标识符是媒体存取控制地址。
优选地,所述唯一标识符由随机数发生器生成。
优选地,所述唯一标识符由物理层以上的更高层协议确定。
优选地,所述唯一标识符通过简单网络管理协议提供给所述第一物理层设备和第二物理层设备。
根据本发明的一个方面,在第一网络设备中提供了一种方法,所述方法用于所述第一网络设备和第二网络设备之间的链路的网络管理,所述第一网络设备通过网络电缆与所述第二网络设备耦合,所述方法包括:
在物理层自动协商过程中,所述第一网络设备中所述第一物理层设备选择与所述第二网络设备中第二物理层设备的通用传输参数,在所述第一物理层设备与所述第二物理层设备间交换第一唯一标识符;
通过所述网络电缆使用链路层协议信息交换第二唯一标识符;
确定所述第一唯一标识符和所述第二唯一标识符是否指明,在同套网络设备之间,所述第一唯一标识符的交换和所述第二唯一标识符的交换是否已发生;以及
如果所述确定指明所述第一唯一标识符和所述第二唯一标识符指明,在不同套网络设备之间,所述第一唯一标识符的交换和所述第二唯一标识符的交换已发生,则生成警告,所述生成的警告阻止所述链路的至少一项性能改变。
优选地,所述第一唯一标识符的交换使用自动协商下页信息。
优选地,所述第二唯一标识符的交换使用链路层发现协议信息。
优选地,所述唯一标识符是媒体存取控制地址。
优选地,所述唯一标识符由随机数发生器生成。
优选地,所述唯一标识符由物理层以上的更高层协议确定。
优选地,所述唯一标识符通过简单网络管理协议提供给所述第一物理层设备和第二物理层设备。
根据本发明的一个方面,提供了一种实现所述第一网络设备和第二网络设备之间链路的网络管理的第一网络设备,所述第一网络设备通过网络电缆与所述第二网络设备耦合,所述第一网络设备包括:
第一物理层设备,所述第一物理层设备包括使所述第一物理层设备与所述第二网络设备中第二物理层设备建立通用传输参数的自动协商模块,所述自动协商模块具有第一唯一标识符的存取,所述第一唯一标识符在自动协商过程传送给所述第二物理层设备,所述自动协商模块在所述自动协商过程中还接收来自所述第二物理层设备的第二唯一标识符;以及
控制器,所述控制器比较所述第二唯一标识符与通过所述网络电缆接收的链路层协议信息中包含的第三唯一标识符,如果所述比较指明所述第二唯一标识符与所述第三唯一标识符不同,所述控制器生成警告,所述生成的警告阻止所述链路的至少一项性能改变。
优选地,所述自动协商模块使用自动协商下页信息传送所述第二唯一标识符。
优选地,所述第三标识符在链路层发现协议信息中接收。
优选地,所述第一唯一标识符是媒体存取控制地址。
优选地,所述第一唯一标识符由随机数发生器生成。
优选地,所述唯一标识符由物理层以上的更高层协议确定。
优选地,所述唯一标识符通过简单网络管理协议提供给所述第一物理层设备和第二物理层设备。
本发明的各种优点、各个方面和创新特征,以及其中所示例的实施例的细节,将在以下的说明书和附图中进行详细介绍。
附图说明
为了描述本发明的上述以及其他优点和特征可被获得的方式,下面将结合实施例参照附图对本发明作进一步说明。应当理解,这些附图只描述本发明的特定实施例,而不是对本发明范围的限制。下面将结合附图对本发明作进一步说明,附图中:
图1是网络链路的实例的示意图;
图2是OSI层的示意图;
图3是自动协商过程中通过物理层设备存取唯一标识符的示意图;
图4是自动协商过程中使用的未格式化页(unformatted page)的实例的示意图;
图5是本发明的过程的流程图。
具体实施方式
以下对本发明的各实施例进行详细讨论。虽然讨论了特定的实施例,应当理解,其目的仅在于说明。本领域技术人员应当明白,在不脱离本发明范围的情况下,还可以对本发明进行各种变换及等同替代,而不脱离本发明的范围。
LLDP是层2行业标准协议(Layer 2industry standard protocol)(IEEE 802.1AB-2009),LLDP允许网络设备在局域网上广告它的特性和性能,从而提供拓扑信息。LLDP的标准化使得在来自不同供应商的网络设备之间链路层通知功能能够发生。
通过其预期的设计,LLDP帧不是被转发而是被约束于单一链路。在一些传统网络中,“泄漏的”网桥和/或未检测到的中继器可以通过转发LLDP帧造成对上述约束的无意的违背。这里,“泄漏的”网桥可以代表执行不力的网桥,所述网桥的链路协议帧的转发,例如LLDP,可以代表试图管理特定链路的性能(例如,改变使用性能)的更高层协议的问题。
无意转发LLDP帧的其中一个原因是使用了组地址,其在目标域造成含糊。在一实例中,这些组地址被定义用于确定在桥接LAN中LLDP帧的传播范围。当然,通过合格的方式,限制LLDP帧的传播的规则是以网络设备的作用能力为基础。非合格网络设备因此通过错误地转发LLDP帧在网络中造成无意的配置混乱。
图1是具有两个链路段的链路的简单实例的示意图。如图所示,网络设备120与130(例如,开关、服务器等)之间的链路包括网桥设备120。网络设备120与130之间的链路包括的网桥设备120造成了两个链路段122、124。如果网桥设备120是“泄漏的”网桥,网桥设备114转发的LLDP帧可以导致网桥设备114不被检测。未能正确检测到网桥设备114可以导致无意的配置混乱。
因此,本发明的一个特征在于,示例中链路协议信息的无意转发可以在自动协商过程中通过唯一标识符交换来缓解。以下将详细说明,自动协商过程中的唯一标识符交换提供了确定不可见的中间点是否存在的机制。在说明本发明的特征之前,先提到图2。图2是ISO开放式系统互连(OSI)参考模型与它对IEEE 802.3层的映射的示意图。
如图所示,物理层(PHY)或层-1包括物理编码子层(PCS)、物理介质附件层(physical medium attachment,PMA)、物理媒体附属子层(PMD,physicalmedia dependent)和自动协商(AN)。物理层通过媒体相关接口(mediumdependent interface,MDI)与特殊的物理介质(例如,双绞线)接口。
一般而言,自动协商提供连接的设备,所述连接的设备能够检测链路另一端设备所支持的性能(操作模式),确定公共性能并且为联合操作进行配置。代表性地,自动协商过程识别两个物理层设备共享的最好的可能操作模式(或最高公分母(highest common denominator))。这里,可以定义不同操作模式之间的特殊优先权,例如,高速优于低速,相同速度下双工操作模式优于半双工操作模式。自动协商过程的结果是为了链路的通信参数,所述链路的通信参数解决本链路可用的、最高执行的公共操作协议。
自动协商过程在层-1PHY之间进行。像这样的,自动协商过程在每一链路段的PHY之间进行。在图1所示的简单链路实例的情况下,第一自动协商过程在网络设备112中的PHY和链路段122的网桥设备114中的PHY之间进行,第二自动协商过程在网桥设备114中的PHY和链路段122的网络设备116中的PHY之间进行。
本发明中,唯一标识符在每一自动协商过程被交换,所述每一唯一标识符与特殊的网络设备相关。图3是自动协商过程中通过PHY存取唯一标识符的示意图。如图所示,网络设备310、320包括PHY、MAC和主机。
一般而言,主机316、326可以包括合适的逻辑、电路和/或代码,所述逻辑、电路和/或代码可能启用(enables)在链路中传送的数据包的五个最高功能层的操作性和/或功能。由于OSI模型中每一层向上一接口层提供服务,MAC控制器314、324可以向主机316、326提供必要的服务以保证数据包被适当格式化并传递给PHY312、322。MAC控制器314、324可以包括合适的逻辑、电路和/或代码,所述逻辑、电路和/或代码可能启动数据链路层(层-2)操作性和/或功能的处理。MAC控制器314、324可被配置以实现以太网协议,例如基于IEEE 802.3标准。PHY321、322可被配置以处理物理层需求,包括但不限于,信息分包、数据传送和序列化/反序列化(SERDES)。
如图所示,PHY312、322包括发射器/接收器(TX/RX)和自动协商(AN)模块。PHY321、322内的自动协商模块可存取唯一标识符(UI)。一般而言,PHY312、322可存取的唯一标识符应该具有足够的唯一性以与其他的网络设备区分开。虽然MAC地址足够唯一,但是使用MAC地址作为唯一标识符不是必需的。在一实施例中,所述唯一标识符可被限制到八位。例如,可以一起提取MAC地址顶部的四位与MAC地址底部的四位。在另一实施例中,所述唯一标识符可以基于随机数发生器。在另一实施例中,所述唯一标识符可以基于部分(或全部)MAC地址和随机数发生器。
在各个实施例中,所述唯一标识符可以自我分配或由制造商、客户端、IT人员等分配给网络设备。这里,应该注意的是,所述唯一标识符可以由PHY生成或通过OSI层次中的任一层为PHY可用。例如,每一网络设备的唯一标识符可由更高层管理设置,例如SNMP。在一实施例中,将唯一标识符存储到可供自动协商模块存取的存储寄存器中存储的,使所述唯一标识符为PHY可用。
如上所述,本发明的特征在于在层-1自动协商过程中通过PHY交换唯一标识符。当层-1自动协商过程在有网桥或中继器的所有链路段中进行时,PHY执行的唯一标识符的交换确保每一网络设备了解链路段另一端的网络设备的特性。
在一实施例中,唯一标识符通过使用自动协商下页信息得以交换。图4是未格式化下页信息的示例格式的示意图。在自动协商过程中,一或多个未格式化下页信息将附加到预定义信息(例如,基准链路代码字base link codeword)发送,所述预定义信息用于标准操作模式的识别(例如,10/100/1000)。通过这一过程,扩张的(augmented)自动协商过程可导致,所述的唯一标识符的交换,可以缓解链路协议信息无意转发的忧虑。
这里,应该注意的是,虽然MAC地址是唯一标识符,但是自动协商下页信息不具备足够的位以运送MAC全地址。相应地,与MAC地址分离的唯一标识符的交换保证与旧的PHY技术更好的相容性。如上所述,可以使用任一唯一标识符,包括MAC地址。特定选择上述唯一标识符依赖于用于创造和/或交换上述唯一标识符的特定机制。
为了说明本发明中唯一标识符交换的使用,现在对流程图5进行说明。如图所示,本过程开始于步骤502,唯一标识符在自动协商过程中交换。如上所述,唯一标识符的特定形式依赖于特殊的创造和/或交换机制。
在步骤504,唯一标识符接下来由PHY传递至更高层。应了解,用于向更高层传递唯一标识符的特定通信机制取决于具体实现。进一步地,虽然接收自远程PHY的唯一标识符需要传递给更高层,但是本地PHY的唯一标识符可能不需要传递给更高层。这一结果是由于本地PHY的唯一标识符可能起源于更高层而不是PHY。
如上所述,自动协商过程中唯一标识符的交换使每一网络设备确定链路段另一端的网络设备(例如,网桥、中继器等)的特性。层-1唯一标识符交换确保链路段另一端的网络设备的特性(identity)不存在任何含糊。这与基于可能被错误转发的更高层协议信息,试图确定链路段另一端的网络设备的特性可能造成含糊的情况相反。通过向更高层传递唯一标识符,PHY为更高层提供确认邻近网络设备的特性的机制,所述邻近网络设备基于更高层协议信息确定。
既然所述唯一标识符已为更高层可用,在步骤506,所述唯一标识符可以通过更高层协议交换。通过更高层协议交换唯一标识符可以用于确定同套的耦合网络设备是否存在。对同套的耦合网络设备存在的验证消除了在一对邻近设备之间其他不可见的中间点存在的可能性。例如,如果所述唯一标识符是MAC地址,LLDP帧中包含的MAC地址可以与自动协商中交换的MAC地址核对。
最后,在步骤508,链路性能的改变被阻止直到同套的耦合网络设备存在的验证完成。在一实施例中,当确定在层-1自动协商过程接收的唯一标识符与更高层协议信息中接收的唯一标识符不同时,生成警告。这里,上述比较失败则指明更高层协议信息不是由邻近设备生成,而是由明显未检测到的网桥或中继器提出。
应该注意的是,本发明的原理可以被用于各个更高层通信协议。任一可以交换唯一标识符的通信协议均可以被使用。
应了解,本发明的原理可以用于各个端口类型(port type)(例如,底板、双绞线、光纤等)和标准的或非标准的连接速率(例如,2.5G、5G、10G等)和未来连接速率(future link rates)(例如,40G、100G等)。
本发明是通过几个具体实施例进行说明的,本领域技术人员应当明白,在不脱离本发明范围的情况下,还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外,针对特定情形或具体情况,可以对本发明做各种修改,而不脱离本发明的范围。因此,本发明不局限于所公开的具体实施例,而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
相关申请的交叉引用
本申请享有2010年4月23申请的临时专利的优先权,申请号为No.61/327,327。本专利中将此专利申请全文引用,以作参考。
Claims (10)
1.一种在第一网络设备中的方法,所述方法用于所述第一网络设备和第二网络设备之间的链路的网络管理,所述第一网络设备通过网络电缆与所述第二网络设备耦合,其特征在于,所述方法包括:
存取生成的第一唯一标识符,所述第一唯一标识符为所述第一网络设备中第一物理层设备中自动协商模块所使用;
通过所述第一物理层设备,使用第一下页信息向所述第二网络设备中的第二物理层设备传送所述第一唯一标识符,所述传送在发生选择所述第一物理层设备与所述第二物理层设备之间的通用传输参数的自动协商过程;
通过所述第一物理层设备,在所述自动协商过程中接收第二下页信息中来自所述第二物理层设备的第二唯一标识符;
通过所述网络电缆,在所述第一网络设备中接收链路层协议信息,所述链路层协议信息包括第三唯一标识符;
比较所述第二唯一标识符与所述第三唯一标识符;以及
如果所述比较指明所述第二唯一标识符与所述第三唯一标识符不同,则生成警告,所述生成的警告阻止所述链路的至少一项性能被改变。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述链路层协议信息是链路层发现协议信息。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述唯一标识符是媒体存取控制地址。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述唯一标识符由随机数发生器生成。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述唯一标识符由物理层以上的更高层协议确定。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述唯一标识符通过简单网络管理协议提供给所述第一物理层设备和第二物理层设备。
7.一种在第一网络设备中的方法,所述方法用于所述第一网络设备和第二网络设备之间的链路的网络管理,所述第一网络设备通过网络电缆与所述第二网络设备耦合,其特征在于,所述方法包括:
在物理层自动协商过程中,所述第一网络设备中所述第一物理层设备选择与所述第二网络设备中第二物理层设备的通用传输参数,在所述第一物理层设备与所述第二物理层设备间交换第一唯一标识符;
通过所述网络电缆使用链路层协议信息交换第二唯一标识符;
确定所述第一唯一标识符和所述第二唯一标识符是否指明,在同套网络设备之间,所述第一唯一标识符的交换和所述第二唯一标识符的交换是否已发生;以及
如果所述确定指明所述第一唯一标识符和所述第二唯一标识符指明,在不同套网络设备之间,所述第一唯一标识符的交换和所述第二唯一标识符的交换已发生,则生成警告,所述生成的警告阻止所述链路的至少一项性能改变。
8. 根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第一唯一标识符的交换使用自动协商下页信息。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第二唯一标识符的交换使用链路层发现协议信息。
10.一种实现第一网络设备和第二网络设备之间链路的网络管理的第一网络设备,所述第一网络设备通过网络电缆与所述第二网络设备耦合,其特征在于,所述第一网络设备包括:
第一物理层设备,所述第一物理层设备包括使所述第一物理层设备与所述第二网络设备中第二物理层设备建立通用传输参数的自动协商模块,所述自动协商模块具有第一唯一标识符的存取,所述第一唯一标识符在自动协商过程传送给所述第二物理层设备,所述自动协商模块在所述自动协商过程中还接收来自所述第二物理层设备的第二唯一标识符;以及
控制器,所述控制器比较所述第二唯一标识符与通过所述网络电缆接收的链路层协议信息中包含的第三唯一标识符,如果所述比较指明所述第二唯一标识符与所述第三唯一标识符不同,所述控制器生成警告,所述生成的警告阻止所述链路的至少一项性能改变。
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