CN102316039A - 基于聚合体优先级策略的聚合体逻辑选择的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于聚合体优先级策略的聚合体逻辑选择的方法及系统，所述方法包括：将终端的具有相同特征参数的物理端口关联到同一聚合体，形成多个具有不同特征参数的聚合体；从所述多个聚合体中查找当前激活聚合体；根据多个聚合体的优先级和当前激活聚合体的查找结果，重新确定新的激活聚合体。本发明不需要增加额外成本，操作简单，易于实现，运行稳定，能够兼容标准LACP协议，解除选择逻辑死锁的问题，并能够适应各种组网应用需求。

Description

基于聚合体优先级策略的聚合体逻辑选择的方法及系统

技术领域

本发明涉及数据通讯领域，尤其涉及链路聚合控制协议(Link AggregationControl Protocol，LACP)的基于聚合体优先级策略的聚合体逻辑选择的方法及其相关系统。

背景技术

链路聚合(Link Aggregation)，也称为端口捆绑、端口聚集或链路聚集，是将两个或更多物理链路虚拟成一个逻辑链路，逻辑链路作为一个整体，透明地呈现给上层应用。从上层业务角度来看，逻辑聚合端口与普通端口使用相似。

基于IEEE802.3ad标准的链路聚合控制协议(Link Aggregation ControlProtocol，LACP)是一种实现链路动态汇聚的协议。LACP协议通过链路聚合控制协议数据单元(Link Aggregation Control Protocol Data Unit，LACPDU)报文与对端交互信息。

LACP选择状态机(Selection Logic)通过聚合体(Aggregator，AGG)管理具有相同特征参数(或特征值)的物理链路。每个聚合组(Link AggregationGroup，LAG)至少包含一个聚合体，每个聚合体具有自己的特征参数，每个聚合体的特征参数互不相同，物理链路只能加入到具有相同特征参数的聚合体中。当物理链路的特征参数改变时，物理链路必须从当前聚合体中移除，再加入到具有相同特征参数的聚合体中。影响到全双工物理链路选择聚合体的选择参数包括：本端的系统ID(系统优先级和系统MAC地址)，本端的操作KEY，对端的系统ID，对端的操作KEY，全双工模式。

图1显示了本发明提供的应用组网示意图，如图1所示，设备1和设备2有四个端口分别对接，设备1四个端口绑定到聚合组LAGA中，两个1000M端口是PORT1_1000和PORT2_1000，两个100M端口是PORT1_100和PORT2_100，分别是两组不同特征值的物理链路(1000M和100M)，即LAGA绑定两组不同速率特征值的四个物理链路(端口速率不同)。同理，设备2四个端口绑定到LAGB中，两个1000M端口是PORT1_1000和PORT2_1000，两个100M端口是PORT1_100和PORT2_100，分别是两组不同特征值的物理链路(1000M和100M)，即LAGB绑定两组不同速率特征值的四个物理链路。

LACP选择状态机通过聚合体来管理相同特征值的物理链路，也就是说，端口选择逻辑处理之后，LAGA端1000M的PORT1_1000和PORT2_1000加入到聚合体AGG_1000中，100M的PORT1_100和PORT2_100加入到聚合体AGG_100，同理LAGB端也会形成两个不同特征值的聚合体AGG_1000和AGG_100。某个时刻，聚合组中的聚合体只能有一个是激活状态(Active)，另外的聚合体是非激活状态(inactive)。只有两端聚合体均是激活状态，物理成员链路状态才可以变迁到转发状态。在不同特征值的物理链路选择了合适的聚合体之后，聚合体选择逻辑会根据某个算法确定激活聚合体AGG_1000或聚合体AGG_100。进一步地，某一时刻LAGA选择状态机激活了聚合体AGG_1000，而LAGB选择状态机激活了聚合体LAG_100，这样系统进入死锁状态。由此可见，IEEE802.3ad标准中关于选择逻辑状态机的操作存在上述死锁的可能。

随着市场对链路聚合提出更多新的需求，以及各种不同组网应用，如链路聚合带宽保护、基于LACP的设备冗余保护等等，这些需求都对选择逻辑提出了更高的要求。

为了克服选择逻辑状态机死锁问题，适应新功能和新组网应用的要求，增强LACP选择逻辑策略的扩展性，需要一种更加灵活有效的选择逻辑方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于聚合体优先级策略的聚合体逻辑选择的方法及系统，能更好的解决现有IEEE802.3ad中关于选择状态机的操作存在死锁的可能。

根据本发明的一个方面，本发明提供的基于聚合体优先级策略的聚合体逻辑选择的方法包括：

A)将终端的具有相同特征参数的物理端口绑定到同一聚合体，形成多个具有不同特征参数的聚合体；

B)从所述多个聚合体中查找当前激活聚合体；

C)根据多个聚合体的优先级和当前激活聚合体的查找结果，重新确定新的激活聚合体。

所述步骤A)包括：

终端的本端物理端口接收来自对端终端的具有对端物理端口特征参数的LACPDU报文，并将所述对端物理端口特征参数与预存的对端物理端口特征参数进行匹配；

若不匹配，则解除所述本端物理端口与其聚合体的绑定关系，并将所述本端物理端口绑定到与所述对端物理端口特征参数对应的聚合体中。

进一步地，所述特征参数包括本端物理端口带宽和/或对端物理端口带宽和/或本端物理端口双工模式和/或对端物理端口双工模式和/或对端终端优先级和/或对端终端MAC和/或本端物理端口优先级和/或对端物理端口优先级。

所述步骤C)包括：

若查找到当前激活聚合体时，获取所述当前激活聚合体，并将所述当前激活聚合体与其它聚合体进行优先级比较；

当存在高优先级的聚合体时，将所述当前激活聚合体设置为非激活状态，并将高优先级的聚合体重新确定为新的激活聚合体；

当不存在高优先级的聚合体时，不改变当前激活聚合体的激活状态。

进一步地，当不存在其它聚合体时，不改变当前激活聚合体的激活状态。

所述步骤C)包括：

当未查找到当前激活聚合体时，比较所述多个聚合体的优先级，并将优先级最高的聚合体确定为激活聚合体。

进一步地，所述聚合体优先级的比较元素包括聚合体关联的物理端口是否为全双工、聚合体是否为接收报文状态、对端终端优先级、对端终端MAC、聚合体关联物理端口数量和/或总带宽。

进一步地，所述终端为用户边缘设备CE或供应商边缘设备PE，所述对端终端为PE/CE。

根据本发明的另一方面，本发明提供的基于聚合体优先级策略的聚合体逻辑选择的系统包括：

终端的端口选择逻辑状态机，用于将终端的具有相同特征参数的物理端口关联到同一聚合体，形成多个具有不同特征参数的聚合体；

终端的聚合体选择逻辑状态机，用于从所述多个聚合体中查找当前激活聚合体，并根据多个聚合体的优先级和当前激活聚合体的查找结果，重新确定新的激活聚合体。

进一步地，所述终端是CE或PE。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

本发明不需要增加额外成本，操作简单，易于实现，运行稳定，能够兼容标准LACP协议，解除选择状态机的操作存在可能死锁的问题，并能够适应各种组网应用需求。

附图说明

图1是本发明提供的应用组网示意图；

图2是本发明提供的基于聚合体优先级策略的聚合体逻辑选择的原理框图；

图3是本发明提供的三台设备组网配置示意图；

图4是本发明提供的基于聚合体优先级策略的聚合体逻辑选择的系统框图；

图5是本发明提供的聚合体逻辑选择流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图2显示了本发明提供的基于聚合体优先级策略的聚合体逻辑选择的原理框图，如图2所示，步骤包括：

步骤201：将终端的具有相同特征参数的物理端口绑定到同一聚合体，形成多个具有不同特征参数的聚合体。

所述步骤201包括：终端的本端物理端口接收来自对端终端的具有对端物理端口特征参数的LACPDU报文，并将所述对端物理端口特征参数与预存的对端物理端口特征参数进行匹配；若不匹配，则解除所述本端物理端口与其聚合体的绑定关系，并将所述本端物理端口绑定到与所述对端物理端口特征参数对应的聚合体中。

进一步地，所述特征参数包括本端物理端口带宽和/或对端物理端口带宽和/或本端物理端口双工模式和/或对端物理端口双工模式和/或对端终端优先级和/或对端终端MAC和/或本端物理端口优先级和/或对端物理端口优先级。

步骤202：从所述多个聚合体中查找当前激活聚合体；

步骤203：根据多个聚合体的优先级和当前激活聚合体的查找结果，重新确定新的激活聚合体。

所述步骤203包括：若查找到当前激活聚合体时，获取所述当前激活聚合体，并将所述当前激活聚合体与其它聚合体进行优先级比较；当存在高优先级的聚合体时，将所述当前激活聚合体设置为非激活状态，并将高优先级的聚合体重新确定为新的激活聚合体；当不存在高优先级的聚合体时，不改变当前激活聚合体的激活状态。

进一步地，当不存在其它聚合体时，不改变当前激活聚合体的激活状态。

所述步骤203还包括：当未查找到当前激活聚合体时，比较所述多个聚合体的优先级，并将优先级最高的聚合体确定为激活聚合体。

进一步地，所述聚合体优先级的比较元素包括聚合体关联的物理端口是否为全双工、聚合体是否为接收报文状态、对端终端优先级、对端终端MAC、聚合体关联物理端口数量和/或总带宽。

进一步地，所述终端为用户边缘设备CE或供应商边缘设备PE，所述对端终端为PE/CE。

图3显示了本发明提供的三台设备组网配置示意图，如图3所示，包括用户边缘设备(Customer Edge，CE)、供应商边缘设备1(Provider Edge 1，PE1)、供应商边缘设备2(Provider Edge 2，PE2)。CE上的四个端口PORT1、PORT2、PORT3、PORT4绑定到聚合组LAG_CE，所述LAG_CE包括绑定PORT1、PORT2的聚合体AGG1_CE和绑定PORT3、PORT4的聚合体AGG2_CE。PE1上的两个端口PORT1、PORT2绑定到聚合体AGG_PE1，也就是绑定到聚合组LAG_PE1。PE2上的两个端口PORT1、PORT2绑定到聚合体AGG_PE2，也就是绑定到聚合组LAG_PE2。设备CE、PE1、PE2端口具有相同特征参数(特征值)，即带宽、全双工模式一致。

为了便于描述，以下将PE1(或PE2)配置终端优先级称为PriorityPV，将PE1(或PE2)配置MAC(Media Access Control，媒体接入控制)称为MACPV。

三台机架均运行标准的LACP协议，对PE1(或PE2)来讲，PE1(或PE2)只和CE之间进行两台设备直连对接，PE1(或PE2)感受不到还有PE2(或PE1)；LAG_PE1和LAG_PE2使用不同的优先级或MAC和LAG_CE进行LACPDU报文(含MACPV和PriorityPV)交互，对CE来讲，根据报文交互信息的计算得到对端系统ID不一样，端口选择逻辑处理之后，LAG_CE会形成两个不同的虚拟聚合体AGG1_CE和AGG2_CE，运行聚合体选择逻辑，根据本发明提出的基于聚合体优先级策略进行选择逻辑，LAG_CE根据具体实施，选择高优先级聚合体AGG1_CE或AGG2_CE为激活聚合体。

更进一步地，当LAG_PE1和LAG_PE2配置数据完全一致，即对LAG_CE而言，PE1和PE2就是同一个虚拟设备PEV。当然，这种组网配置，基于聚合体优先级策略选择逻辑同样适用。

可见，默认情况下，CE会根据优先级高低选择与PE1或PE2聚合，即CE的聚合体选择状态机会激活AGG1_CE或AGG2_CE。当PE1和PE2配置数据完全一致，CE可以同时与PE1和PE2对接成功，具体配置或系统要求请参考专利CN201010546355.2。

图4显示了本发明提供的基于聚合体优先级策略的聚合体逻辑选择的系统框图，如图4所示，将LACP选择状态机(Selection Logic)分为两个子状态机：端口选择逻辑状态机(Port Selection Logic)和聚合体选择逻辑状态机(Aggregator Selection Logic)。其中：

所述端口选择逻辑状态机，用于将终端的具有相同特征参数的物理端口关联到同一聚合体，形成多个具有不同特征参数的聚合体。换句话说，所述端口选择逻辑状态机用来管理相同特征参数(或特征值)的聚合体，为物理端口选择匹配的聚合体或将物理端口与聚合体的绑定关系解除。

所述聚合体选择逻辑状态机，用于从所述多个聚合体中查找当前激活聚合体，并根据多个聚合体的优先级和当前激活聚合体的查找结果，重新确定新的激活聚合体。进一步说，所述聚合体选择逻辑根据一定规则或策略来选择激活聚合体。

为了解决死锁问题，本发明提供的基于聚合体优先级策略选择逻辑的系统执行以下步骤，包括：

步骤401：设备1运行端口选择逻辑(PORT_SEL_LOGIC)，物理链路选择到合适的聚合体(Aggregator)；

步骤402：设备1运行聚合体选择逻辑(AGG_SEL_LOGIC)，获取当前激活聚合体(Active_agg)；

步骤403：设备1运行聚合体选择逻辑(AGG_SEL_LOGIC)，获取比Active_agg优先级高的聚合体(Hi_priority_agg)；

进一步地，聚合体优先级的比较元素包括：

1、除Active_agg之外，是否存在第二个聚合体。也就是说，如果不存在第二个聚合体，则不存在Hi_priority_agg。

2、聚合体关联的物理端口是否为全双工。即优先选择全双工聚合体。

3、聚合体是否为接收报文状态(物理端口收到对端报文)。即优先选择收到对端报文的聚合体；

4、对端设备优先级；

5、对端设备MAC；

如果对端设备优先级/设备MAC基于聚合端口可配，则可以通过配置这些参数来控制优先与对端设备聚合；

6、聚合体关联端口数和/或总带宽；

如果前面的比较元素均相同，则比较聚合体关联端口数和/或总带宽(可通过配置来决定)。

步骤404：如果存在Hi_priority_agg，则置当前激活聚合体Active_agg为非激活状态，并将Hi_priority_agg设置为激活状态(Active)；

步骤405：如果不存在Hi_priority_agg，则不做处理；

相应地，设备2上重复步骤401到步骤405，完成端口选择和聚合体选择，解决可能出现的死锁问题。

进一步地，本发明可以根据实际要求改变聚合体优先级比较元素的顺序，从而改变某个比较元素在优先级比较中的级别。

当然，聚合体优先级比较元素可有更多组合，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形。

图5显示了本发明提供的聚合体逻辑选择流程图，本流程图仅以图1所示应用组网示意图为例详细说明，具体步骤如下：

步骤501：接收状态机收到对端终端发来的LACPDU报文，其中携带有对端物理端口属性特征值，即KEY值；

步骤502：接收状态机判断当前LACPDU报文中的端口KEY值和本地保存的端口KEY值是否不一致，如果一致，则执行步骤503，否则执行步骤504；

步骤503：对其他参数进行比较处理，处理方式与端口KEY值类似；

下面的处理步骤仅以端口KEY值为例说明聚合体优先级选择策略，其他参数如终端优先级、终端MAC和物理端口优先级的处理逻辑与KEY值的处理方式类似。

步骤504：接收状态机改变当前收包物理端口的选择状态，将物理端口选择状态从选中状态SELECTED变为未选中状态UNSELECTED；

步骤505：端口选择逻辑状态机根据当前收到报文的物理端口的本端和对端信息重新选择聚合体，首先，将本端物理端口与聚合体AGG_100的绑定关系解除；

步骤506：端口选择逻辑状态机判断是否存在与LACPDU报文中KEY值对应的聚合体AGG2，如果不存在，则执行步骤507，如果存在，则执行步骤508；

步骤507：端口选择逻辑状态机新建聚合体AGG_1000，并把当前收包物理链路加入到聚合体AGG_1000中，物理链路的选择状态从UNSELECTED变为SELECTED；

步骤508：端口选择逻辑状态机把当前收包物理端口加入到已经存在的聚合体AGG_1000中，物理链路的端口选择状态从UNSELECTED变为SELECTED；

步骤509：聚合体选择逻辑状态机获取当前激活聚合体(Active_agg)，如果不存在Active_agg则执行转步骤510，否则执行步骤511；

步骤510：聚合体选择逻辑状态机获取LAGA中优先级最高的聚合体(HI_AGG)，即AGG_1000，置HI_AGG为LAGA激活聚合体；

步骤511：聚合体选择逻辑状态机将当前激活聚合体(Active_agg)与LAGA中其他所有聚合体进行优先级比较；

步骤512：如果存在比Active_agg优先级更高的聚合体(HI_AGG)，则执行步骤513，否则执行步骤514；

步骤513：聚合体选择逻辑状态机置Active_agg为非激活状态，置HI_AGG(AGG_1000)为新的激活聚合体；

步骤514，结束流程。

根据步骤501到步骤508，端口选择逻辑状态机生成两个不同特征值的聚合体AGG_1000和AGG_100。也就是说，设备1上的聚合组LAGA绑定两组不同特征值的端口，分别是1000M端口PORT1_1000和PORT2_1000，100M端口PORT1_100和PORT2_100；设备2上的聚合组LAGB绑定两组不同特征值的端口(端口速率不同)，分别是1000M端口PORT1_1000和PORT2_1000，100M端口PORT1_100和PORT2_100；LAGA和LAGB通过LACPDU报文交互。LAGA中，所述特征值端口PORT1_1000和PORT2_1000加入到同一个聚合体，形成虚拟聚合体AGG_1000，所述特征值端口PORT1_100和PORT2_100加入到同一个聚合体，形成虚拟聚合体AGG_100；LAGB中，所述特征值端口PORT1_1000和PORT2_1000加入到同一个聚合体，形成虚拟聚合体AGG_1000，所述特征值端口PORT1_100和PORT2_100加入到同一个聚合体，形成虚拟聚合体AGG_100。LAGA和LAGB各端口分别相连，四个端口分别是两组不同特征值端口(带宽不同)。LAGA端两个1000M端口形成一个虚拟聚合体AGG_1000，两个100M端口形成虚拟聚合体AGG_100，同理LAGB端也形成两个不同特征值虚拟聚合体AGG_1000和AGG_100。

进一步地，LAGB端根据聚合体优先级策略选择逻辑选择激活聚合体为AGG_1000。

因此，根据以上基于聚合体优先级策略的聚合体选择逻辑，设备1激活聚合体AGG_1000，同理设备2激活聚合体AGG_1000，解除了所述死锁问题。也就是说，根据步骤509到步骤513，两端均选择优先级最高的激活聚合体，避免了因LAGA端聚合体选择逻辑选择激活聚合体AGG_1000，而LAGB端聚合体选择逻辑选择激活聚合体AGG_100时，出现的死锁问题。

基于聚合体优先级策略选择逻辑不仅可以防止聚合体选择逻辑进入死锁状态，而且更加重要的是可以满足当前各类新需求对聚合体选择逻辑状态机的要求。

基于聚合体优先级的逻辑选择是一种抢占策略，也就是说，聚合体优先级高低是相对的，当某个状态变化或配置数据变化，原低优先级的聚合体会成为高优先级聚合体，同时根据选择策略，聚合体选择逻辑会重新激活新的高优先级聚合体。

综上所述，本发明具有以下技术效果：本发明在遵循标准LACP协议的基础上，采用基于聚合体优先级策略选择逻辑，有效地防止了选择逻辑进入死锁的可能，同时能够适用各种不同组网要求；本发明不需要增加额外成本，具有操作简单，易于实现，运行稳定，同时兼容标准LACP协议的特点。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.基于聚合体优先级策略的聚合体逻辑选择的方法，其特征在于，包括：

A)将终端的具有相同特征参数的物理端口绑定到同一聚合体，形成多个具有不同特征参数的聚合体；

B)从所述多个聚合体中查找当前激活聚合体；

C)根据多个聚合体的优先级和当前激活聚合体的查找结果，重新确定新的激活聚合体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A)包括：

终端的本端物理端口接收来自对端终端的具有对端物理端口特征参数的LACPDU报文，并将所述对端物理端口特征参数与预存的对端物理端口特征参数进行匹配；

若不匹配，则解除所述本端物理端口与其聚合体的绑定关系，并将所述本端物理端口绑定到与所述对端物理端口特征参数对应的聚合体中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述特征参数包括本端物理端口带宽和/或对端物理端口带宽和/或本端物理端口双工模式和/或对端物理端口双工模式和/或对端终端优先级和/或对端终端MAC和/或本端物理端口优先级和/或对端物理端口优先级。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C)包括：

若查找到当前激活聚合体时，获取所述当前激活聚合体，并将所述当前激活聚合体与其它聚合体进行优先级比较；

当存在高优先级的聚合体时，将所述当前激活聚合体设置为非激活状态，并将高优先级的聚合体重新确定为新的激活聚合体；

当不存在高优先级的聚合体时，不改变当前激活聚合体的激活状态。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当不存在其它聚合体时，不改变当前激活聚合体的激活状态。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C)包括：

当未查找到当前激活聚合体时，比较所述多个聚合体的优先级，并将优先级最高的聚合体确定为激活聚合体。

7.根据权利要求4-6任意项所述的方法，其特征在于，所述聚合体优先级的比较元素包括聚合体关联的物理端口是否为全双工、聚合体是否为接收报文状态、对端终端优先级、对端终端MAC、聚合体关联物理端口数量和/或总带宽。

8.根据权利要求1-6任意项所述的方法，其特征在于，所述终端为用户边缘设备CE或供应商边缘设备PE，所述对端终端为PE/CE。

9.基于聚合体优先级策略的聚合体逻辑选择的系统，其特征在于，包括：

终端的端口选择逻辑状态机，用于将终端的具有相同特征参数的物理端口关联到同一聚合体，形成多个具有不同特征参数的聚合体；

终端的聚合体选择逻辑状态机，用于从所述多个聚合体中查找当前激活聚合体，并根据多个聚合体的优先级和当前激活聚合体的查找结果，重新确定新的激活聚合体。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述终端是用户边缘设备CE或供应商边缘设备PE。

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