CN102742228A - 以太网节点端口虚拟器 - Google Patents

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Abstract

在一个实施例中，一种方法包括在以太网光纤通道(FCoE)桥接器处定义虚拟节点端口代理和虚拟结构端口代理，虚拟节点端口代理与FCoE转发器进行通信，虚拟结构端口代理中的每一个与FCoE网络中的FCoE节点进行通信。该方法还包括在FCoE桥接器处代理FCoE节点与FCoE转发器之间的FCoE初始化协议(FIP)功能。本发明还公开了一种设备。

Description

以太网节点端口虚拟器
技术领域
本公开大体上涉及通信网络，并且更具体地说，涉及以太网光纤通道(FCoE)。
背景技术
对于日益增长的链接速度和计算速度的需求已经驱动各种专用计算机网络架构。存在被广泛用于基于网际协议(IP)的通信的诸如以太网的网络架构。存在被广泛地用在存储区域网络(SAN)中的诸如光纤通道(FC)的其它网络架构。FCoE是用于通过以太网发送光纤通道流量以便使单个网络技术能够兼用于IP通信和SAN的技术。
例如，FCoE可以使用以太网网络上的光纤通道帧的封装。这允许光纤通道利用以太网网络同时保留FC协议。国际信息技术标准委员会(INCITS)最近发布了涵盖了FCoE的FC-BB-5标准(“光纤通道，骨干网-5”，2009年6月4日)。FC-BB-5描述了对FCoE端点之间的路径中的以太网桥接器的增强。实现这些增强的桥接器被称为FCoE初始化协议(FIP)窥探桥接器。FIP窥探桥接器解决了某些以太网数据平面连通性问题，然而，仍然存在未被该标准涵盖的可管理性问题。
附图说明
图1示出了其中可以实现本文中所描述的实施例的网络示例。
图2示出了图1网络中的FCoE转发器(FCF)与以太网节点端口虚拟器(NPV)进行通信的详情。
图3示出了用于代理图1网络中的FCF与FCoE节点之间FCoE初始化协议功能(FIP)的在以太网NPV处的虚拟端口代理。
图4是示出了根据一个实施例用于在图3的以太网NPV处代理FIP功能处理的概要流程图。
图5是示出了对在实现本文中所描述的实施例有用的网络装置示例的方框图。
遍及图的若干视图，对应的附图标记指示对应的部分。
具体实施方式
概述
在一个实施例中，一种方法大体上包括在以太网光纤通道(FCoE)桥接器处定义虚拟节点端口代理和虚拟结构端口代理，虚拟节点端口代理与FCoE转发器进行通信，虚拟结构端口代理中的每一个虚拟结构端口代理与FCoE网络中的FCoE节点进行通信。该方法还包括在FCoE桥接器处代理FCoE节点与FCoE转发器之间的FCoE初始化协议(FIP)功能。
在另一实施例中，一种设备大体上包括：虚拟节点端口代理，所述虚拟节点端口代理被配置为用于与以太网光纤通道(FCoE)转发器进行通信；多个虚拟结构端口代理，所述多个虚拟结构端口代理被配置为用于与FCoE网络中的FCoE节点进行通信；以及处理器，所述处理器用于代理FCoE节点与FCoE转发器之间的FCoE初始化协议(FIP)功能。
示例性实施例
以下描述旨在使本领域的普通技术人员之一能够做出并且使用各实施例。特定实施例和应用的描述仅被作为示例提供，并且各种修改对本领域的技术人员而言将是显而易见的。在不背离本发明范围的情况下，本文中所描述的一般原理可适用于其它实施例和应用。因此，本发明不限于所示出的实施例，而是符合与本文中所描述的原理和特征一致的最宽范围。为简明之目的，未对涉及与实施例有关的技术领域中所熟知的技术材料的细节进行详细描述。
以太网光纤通道(FCoE)提供了在以太网络之上的光纤通道净荷的传输。INCITS FC-BB-5标准描述了用于在FCoE端点(例如，FCoE转发器(FCF)和ENode/聚合网络适配器(CNA))之间的路径中使用的FCoE初始化协议(FIP)窥探桥接器。FIP窥探桥接器透明地中继FCF与ENode之间的FIP功能。FIP窥探桥接器具有多个缺点。例如，FIP窥探桥接器未能解决在尝试建立可部署的端到端FCoE网络中出现的可管理性问题。所述问题包括当FIP窥探桥接器在使用时管理及检修FCoE网络的能力，以及在进行能够影响产生的FCoE拓扑的决定时留给CAN的自由裁量。CAN处的更多自由度导致在相同的约束下不同实施方式产生不同结果的可能性更高。同样，由于FIP窥探桥接器被期望对光纤通道是透明的，所以它们能够使检修变得困难。FIP窥探桥接器也改变了传统的FC管理。
本文中所描述的实施例提供了以太网节点端口(N_Port)虚拟器(NPV)，其智能地代理CNA(FCoE节点)与FCF之间的某些FIP功能。在直接附连到CNA的以太网装置上代理FIP功能的能力使实施方式能够建立有用的约束，以限制在解释FCoE标准时CNA所具有的自由度，因此提供了FCoE网络中增加的互操作性和可预测性。以太网NPV将‘传送’(passthrough)装置置于控制中。这限制了来自CNA的预期并且提供了更简单的CNA，其改进了互操作性。以太网NPV也向SAN管理员提供了常见的管理和检修。
现参照附图，并且首先参照图1，其示出了其中可以实现本文中所描述的实施例的网络。该网络包括与FCoE转发器(FCF)18通信的多个服务器(FCoE节点(ENode))10。服务器10中的每一个都包括聚合网络适配器(CNA)。图1中所示出的FCF 18经由以太网连接与局域网(LAN)14进行通信，并且经由光纤通道(FC)连接与存储区域网络(SAN)16进行通信。例如，LAN 14可以包括通过以太网链路进行通信的多个网络装置。例如，SAN 16可以包括多个远程计算机存储装置，诸如磁盘阵列或磁带库，并且利用光纤通道结构拓扑。
FCF 18通过FCoE网络与服务器10进行通信。FCF 18包括以太网转发逻辑22和FC转发逻辑24。FCF 18被配置成基于所接收到的在FCoE分组中的光纤通道分组的封装将来自服务器10的光纤通道分组转发到SAN 16，并且将来自SAN的光纤通道分组转发到一个或多个服务器。FCF 18还可操作以将来自服务器10的以太网分组转发到LAN 14，并且将来自LAN的以太网分组转发到一个或多个服务器中。FCF 18包括可操作以将FC分组封装到FCoE分组中、将FCoE分组解封装到FC分组中并执行以太网切换操作的合适的逻辑、接口、代码或电路。
FCF 18与服务器10之间的路径包括FCoE桥接器，在本文中被称为以太网节点端口虚拟化器桥接器(或以太网NPV)20。以太网NPV 20被配置成在服务器10与FCF 18之间代理FIP功能，如下文所详述。以太网NPV 20控制直播网络如何建立FCoE连通性，因此使得连通性是可预测的，而无需来自CNA的下一跳处的FCF。如图1和2中所示出的以及下文所描述的，以太网NPV 20被置于一个或多个服务器10与FCF 18之间。NPV 20可以位于与FCF 18相同的装置处，或者可以被合并在位于服务器10与FCF之间的单独的装置中。例如，以太网NPV 20可以被合并在接入层交换机、刀片交换机或结构互连中。
为简单起见，在图1和2中仅示出了一个FCF 18。应当理解的是，服务器10可以与不止一个FCF 18进行通信，并且FCF可以与任何数目的LAN和SAN、另一FCF、FC交换机或其它网络装置进行通信。
光纤通道帧的以太网封装的端点是FCoE节点(ENode，服务器10)和FCF 18。ENode是CNA上的光纤通道栈和FCoE终止功能的组合，并且在该意义上相当于本地FC网络中的主机总线适配器(HBA)。FCF 18是以太网交换机(双栈交换机)上的光纤通道栈和FCoE终止功能的组合，并且因此相当于本地FC网络中的FC交换机。
如图2所示，FCF 18包括用于与服务器10、以太网NPV 20或以太网结构进行通信的多个以太网端口，和用于与SAN 16进行通信的光纤通道(FC)端口。在FCF 18处的FC转发逻辑24将FC端口(fc1、fc2)26与以太网端口(eth1、eth2、eth3)28连接。以太网端口28中的每一个都与虚拟FC端口(vfc1、vfc2、vfc3)30相关联。
在光纤通道网络中，FC节点的FC端口被指定为N_端口(节点端口)。FC交换机的FC端口被指定为F_端口(连接到N_端口的结构端口)或E_端口(连接两个交换机的扩展端口)。在FCoE网络中，这些构造变成虚拟的，因为Enode和FCF的端口是以太网端口。因此，在FCF 18处面向服务器10的端口是VF_端口(虚拟F_端口)而在服务器处的端口是VN_端口(虚拟N_端口)。FCoE将ENode 10与FCF 18之间的逻辑连接的行为定义为VN_端口到VF_端口虚拟链路。在服务器10的VN_端口与FCF 18处的VF_端口之间建立的虚拟链路映射到包括以太网NPV 20的以太网路径。以太网NPV是FCoE传送交换机并且不具有FC栈。因此，以太网NPV 20基于以太网语义进行转发决定。如下文所详述，以太网NPV 20代理FIP功能，使得在服务器10处的FIP交换表现为点对点交换。服务器10被映射到以太网NPV 20，使得不必将服务器映射到FCF 18。
FCoE初始化协议(FIP)被用来建立并维持Enode(服务器10)与FCF18之间的FC虚拟链路。FCoE分组在虚拟LAN(VLAN)中交换。属于不同的虚拟SAN(VSAN)的FCoE流量在以太网平面上保持被不同的VLAN隔开。在虚拟链路建立期间，FIP首先发现FCoE VLAN和远程虚拟FC接口，然后执行虚拟链路初始化功能(结构登录(FLOGI)和结构发现(FDISC))或者交换与它们的本地FC等同物类似的链接参数(ELP)。在建立了虚拟链路之后，FC净荷能够在虚拟链路上交换，并且FIP保持在后台以执行虚拟链路维护功能，并且连续验证以太网网络上两个虚拟FC接口之间的可达性。如下文所详述，以太网NPV桥接器20作为代理来工作以执行至少一些FIP功能。
图3示出了FCF 18与服务器10之间在以太网NPV 20处的连接。以太网NPV 20连接到在FCF 18处的VF_端口。以太网NPV 20定义面向FCF 18的虚拟N_端口代理(VNP_端口代理)38以及在与Enode(服务器)10进行通信的端口处的虚拟F_端口代理(VF_端口代理)36。在这些代理端口处的作用被显式定义，并且流量仅能够在一个方向或另一方向上流动，而不是从VF_端口到VF_端口或者从VNP_端口到VNP_端口。这提供了静态流量工程。采用FIP窥探，仅为面向FCF的虚拟FC端口显式地定义作用。因此，当使用FIP窥探时，是否将在面向服务器的FIP窥探桥接器端口或面向FCF的FIP窥探桥接器端口处从端口接收到登录是未知的。同样地，在FIP窥探中，存在规则的以太网桥接器运行STP(生成树协议)以防止环路。这导致基于窥探FIP分组的MAC(介质访问控制)表格的动态流量工程。
在控制平面(FIP以太类型)上，以太网NPV桥接器20通过智能地代理CNA(服务器10)与FCF 18之间的FIP功能来对FIP窥探桥接器进行改进。通过这种方式，以太网NPV桥接器控制直播网络如何建立FCoE连通性，因此使连通性是非常可预测的，而无需来自CNA的下一跳处的FCF18。在数据平面(FCoE以太类型)上，以太网NPV桥接器20提供了更多的设计(engineer)面向CNA的端口36与面向FCF的端口38之间的流量的方式。
图4是示出了用于在以太网NPV桥接器处代理FIP功能的处理的概述流程图。在步骤40处，在FCoE桥接器(以太网NPV 20)处定义了一个或多个虚拟节点端口代理38和结构端口代理36。虚拟节点端口代理38被配置为用于与FCoE转发器(FCF 18)进行通信，而虚拟结构端口代理36中的每一个都被配置为用于与FCoE网络中的FCoE节点(服务器10)进行通信。在步骤42处，FCoE桥接器20代理FCoE节点10与FCoE转发器18之间的FCoE初始化协议(FIP)功能。因此，FCoE桥接器(以太网NPV 20)在FCoE节点10与FCF 18之间充当用于FIP的虚拟链路建立或管理功能的中介。
下面提供了用于在以太网NPV 20处代理某些FIP功能的示例。以太网NPV 20可以被配置成代理这些或其它FIP功能中的一个或多个。
在一个实施例中，以太网NPV桥接器20代理FIP VLAN发现，使得直接附连到以太网NPV桥接器的任何CNA(服务器10)能够被强制属于一个VLAN(并且因此一个VSAN)，而不是留给CAN在VLAN列表(并且因此多个VSAN)当中进行选择的灵活性。
采用以太网NPV，在VF_端口代理36处完成针对VSAN成员资格的决定并且不需要FCF 18的发现。采用FIP窥探桥接器，VSAN成员资格仅能在FCF处的虚拟FC端口处被知晓，并且需要通过FIP窥探来发现。
在一个实施例中，以太网NPV桥接器20代理FCF FIP通告，使得直接附连到以太网NPV桥接器的任何CNA能够被强制登录到特定的FCF 18中，而不是留给CNA在FCF列表当中进行选择的灵活性。FC-BB-5标准定义了FCF用于将优先级指定给它们的通告消息以鼓励CNA登录到具有最高优先级的FCF的方式。然而，CNA也许不等待所有的FCF发送它们的通告，并且该标准未定义FCF应该如何在它们自身当中为各个CAN协调在通告中使用哪个优先级。以太网NPV解决了所有这些模棱两可的问题。
在一个实施例中，以太网NPV桥接器20代理FIP保活(FKA)消息。在登录之后，FCF 18和CNA(服务器10)连续交换FKA消息以验证可达性。依靠直接附连到CNA的以太网NPV桥接器20，以太网NPV桥接器能够通过在直接附连到CNA的网络接口上检测物理链路联接和链路不运行事件来验证可达性。以太网NPV 20因此能代表CNA向FCF 18代理KFA消息，并且可能将所有CAN复用成发往FCF的单个FKA消息，从而减少由消息传递所使用的资源(网络带宽和网络装置CPU)。如果FCF 18也被直接附连到以太网NPV 20上，则FKA消息能够被全部抛弃，并且作为更快的可达性信号的物理连通性事件能够被用来通知CNA和FCF可达性。在无需FIP保活消息的情况下，可达性故障能够被快得多地检测到，因此能够实现对诸如SAN多路径的高可用性操作的更快的触发。
如果负载均衡使用以太网NPV桥接器20来执行，则其可以在以太网NPV交换机供应商的完全控制之下由VNP_端口代理38来决定。这减少了窥探的机会。与此相反，使用FIP窥探的负载均衡取决于在服务器(CNA)和FCF处的端口。所以，一切都取决于CNA实施方式，并且因此是动态的和潜在不可预测的。
图5描述了可以被用来实现本文中所描述的实施例的网络装置(以太网NPV)50。网络装置50被配置成实现本文中所描述的所有网络协议及其扩展。网络装置可以包括例如一个或多个处理器52(例如，中央处理单元(CPU)、多个处理器)、存储器54以及以太网端口56、58。当在适当的软件或固件的控制之下动作时，处理器52负责如分组的封装/解封装、交换功能以及一般处理之类的任务。处理器52优选地在包括操作系统和任何适当的应用软件的软件的控制之下完成所有这些功能。逻辑可以被编码在一个或多个有形介质中，以由处理器52执行。例如，处理器52可以执行在存储器54中存储的代码。存储器54是计算机可读介质的一个示例。存储器54可以是易失性存储器。存储代码的另一形式的计算机可读介质是诸如软盘、CD-ROM、DVD-ROM、硬盘、闪存等类型的非易失性存贮器。
网络装置50包括多个以太网端口56、58。在图5中所示出的示例中，端口56与FCF 18进行通信，FCF 18与FC结构60进行通信。端口58与可操作以携带以太网流量和FCoE流量中的一个或二者的以太网结构62进行通信。
应当理解的是，图5中所示出的和本文中所描述的网络装置50仅仅是一个示例，并且可以使用不同配置的网络装置。
如从前文所观察到的，本文中所描述的实施例提供了许多优点。例如，一个或多个实施例允许CNA与FCF之间的以太网桥接器密切跟踪这些端点之间的交互，并且建立能够实现可预测的FCoE网络培养(bringup)的约束。用户可以在一个地方(以太网NPV桥接器)对FCoE覆盖进行微调，而不必进行关于CNA实施方式的假设。这些优点可以在不必在必须只懂FIP而非光纤通道的以太网NPV桥接器上实现光纤通道栈的情况下获得。
尽管已经根据所示出的实施例对方法和设备进行了描述，但是本领域的普通技术人员之一将容易认识到在不脱离本发明范围的情况下可能存在对实施例做出的各种变化。因此，上述描述中包含的以及附图中所示的所有题材都将被解释为说明性的而不是限制性意义。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
在以太网光纤通道(FCoE)桥接器处定义虚拟节点端口代理和虚拟结构端口代理，所述虚拟节点端口代理与FCoE转发器进行通信，所述虚拟结构端口代理中的每个虚拟结构端口代理与FCoE网络中的FCoE节点进行通信；以及
在所述FCoE桥接器处代理所述FCoE节点与所述FCoE转发器之间的FCoE初始化协议(FIP)功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，代理FIP功能包括在所述FCoE桥接器处代理FIP虚拟局域网发现。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，定义虚拟节点端口代理包括定义多个虚拟节点端口代理，并且还包括在所述FCoE桥接器处将每个FCoE节点映射到所述虚拟节点端口代理之一。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，代理FCoE FIP功能包括在所述FCoE桥接器处代理FCoE转发器FIP通告，以将一个FCoE节点与所述FCoE转发器相关联。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，代理FCoE FIP功能包括代理保活消息，以在所述FCoE桥接器处验证与所述FCoE节点的可达性。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括将来自所述FCoE节点的保活消息复用成单个保活消息，并且将所述保活消息发送到所述FCoE转发器。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述FCoE转发器被直接连接到所述FCoE桥接器，并且还包括使用物理连通性事件来确定所述FCoE桥接器与所述FCoE节点之间和所述FCoE桥接器与所述FCoE转发器之间的可达性。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括负载均衡在所述FCoE桥接器处的流量。
9.一种设备，包括：
虚拟节点端口代理，所述虚拟节点端口代理被配置为用于与以太网光纤通道(FCoE)转发器进行通信；
多个虚拟结构端口代理，所述多个虚拟结构端口代理被配置为用于与FCoE网络中的FCoE节点进行通信；以及
处理器，所述处理器用于代理所述FCoE节点与所述FCoE转发器之间的FCoE初始化协议(FIP)功能。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，代理FIP功能包括代理FIP虚拟局域网发现。
11.根据权利要求9所述的设备，其中，所述设备包括多个所述虚拟节点端口代理，并且所述处理器被配置成将每个FCoE节点映射到一个虚拟节点端口代理。
12.根据权利要求9所述的设备，其中，代理FCoE FIP功能包括在所述设备处代理FCoE转发器FIP通告，以将一个FCoE节点与所述FCoE转发器相关联。
13.根据权利要求9所述的设备，其中，代理FCoE FIP功能包括代理保活消息，以在所述设备处验证与所述FCoE节点的可达性。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述处理器还被配置为用于将来自所述FCoE节点的保活消息复用成单个保活消息，并且将所述保活消息发送到所述FCoE转发器。
15.根据权利要求9所述的设备，其中，所述设备被配置为用于到所述FCoE转发器的直接连接，并且其中，所述处理器还被配置为用于使用物理连通性事件来确定所述设备与所述FCoE节点之间和所述设备与所述FCoE转发器之间的可达性。
16.根据权利要求9所述的设备，其中，所述处理器还被配置为用于负荷均衡所述FCoE节点与所述FCoE转发器之间的流量。
17.一种设备，包括：
用于在以太网光纤通道(FCoE)桥接器处定义虚拟节点端口代理和虚拟结构端口代理的装置，所述虚拟节点端口代理被配置为用于与FCoE转发器进行通信，所述虚拟结构端口代理中的每个虚拟结构端口代理被配置为用于与FCoE网络中的FCoE节点进行通信；以及
用于代理所述FCoE节点与所述FCoE转发器之间的FCoE初始化协议(FIP)功能的装置。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，用于代理FIP功能的装置包括用于在所述设备处代理FIP虚拟局域网发现的装置。
19.根据权利要求17所述的设备，其中，用于代理FCoE FIP功能的装置包括用于在所述FCoE桥接器处代理FCoE转发器FIP通告以将一个FCoE节点与所述FCoE转发器相关联的装置。
20.根据权利要求17所述的设备，其中，用于代理FCoE FIP功能的装置包括用于代理保活消息以在所述设备处验证与所述FCoE节点的可达性的装置。
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