CN104301231B - 一种FCoE网络中虚链路管理方法及一种FIP交换机 - Google Patents

Abstract

本发明适用于数据中心交换机领域，提供一种FCoE网络中虚链路管理方法及一种FIP交换机。所述方法包括：FCF发现步骤、建立虚链路步骤、维护虚链路步骤，优选的还包括VLAN发现步骤。本发明实现了建立FIPsnooping转发规则以及控制虚链路的建立、维护和老化删除，在FIP协议基础上根据FIP报文的不同对报文分别进行了处理和转发，能够有效的控制虚链路的建立，在应用FIPsnooping组网的距离小、拓扑短的FCoE网络中具有实践意义。

Description

一种FCoE网络中虚链路管理方法及一种FIP交换机

技术领域

本发明属于数据中心交换机领域，尤其涉及一种FCoE网络中虚链路管理方法及一种FIP交换机。

背景技术

FC-BB-5和FC-BB-6是FC标准的制定机构INCITS T11委员会制定的关于FCoE的公开标准。当前，数据中心网络中存储网和数据网是相对分离的，各自拥有独立的通道。随着服务器数量的增加，和数据中心内部虚拟化的发展，数据中心布线数量、能耗不断上升，控制物理链路成了刻不容缓的任务。FcoE(Fibre Channel over Ethernet，以太网光纤通道)将LAN(Local Area Network，局域网)与SAN(Storage Area Network and SAN Protocols，存储区域网络及其协议))流量集中到一套网络上传输将数据中心内部的网络缩减为一套单一的网络，为网络的进一步融合扫清了障碍。FCoE在维持原有服务的基础上，可以大幅减少服务器上的网络接口数量，从而解决上述数据中心面临的问题。

FCoE的控制平面是由FIP(FCoE Initialization Protocol，FCoE初始化协议)来实现的。FIP协议是发起FCoE信令和建立连接的协议。FIP将FC(Fibre Channel，光纤通道)控制平面的指令反映到以太网的环境中。FIP有独立的以太网类型0x8914。FC-BB-6和FC-BB-5标准规定了FIP协议各个阶段工作原理和流程，但是对FIP snooping模式的FCoE组网中，运行FIP snooping设备的transit交换机如何控制虚链路的连接和删除，没有具体说明。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种FCoE网络中虚链路管理方法及一种FIP交换机，本发明在FIP协议基础上根据FIP报文的不同对报文分别进行了处理和转发，能够有效的控制虚链路的建立，在应用FIP snooping组网的距离小、拓扑短的FCoE网络中具有实践意义。

一方面，所述FCoE网络中虚链路管理方法包括下述步骤：

FCF发现步骤，接收来自于ENode设备发出的发现请求报文，并在VLAN内向所有FCF设备转发，接收来自于FCF设备发出的发现通告报文，并向相应的Enode设备转发；

建立虚链路步骤，接收来自于ENode设备发出的注册报文并转发至相应的FCF设备，接收来自于FCF设备发送的反馈报文并转发给ENode设备，并记录连接的虚链路信息以及虚链路上ENode设备和FCF设备的对应关系，生成FIP转发规则；

维护虚链路步骤，启动虚链路老化定时器，接收来自于FCF设备发出的虚链路保活报文，并发送给同一链路上的ENode设备，若在老化时间内没有接收到虚链路保活报文，则删除当前虚链路和相应FIP转发规则。

另一方面，所述FIP交换机包括：

FCF发现模块，用于接收来自于ENode设备发出的发现请求报文，并在VLAN内向所有FCF设备转发，接收来自于FCF设备发出的发现通告报文，并向相应的Enode设备转发；

虚链路建立模块，用于接收来自于ENode设备发出的注册报文并转发至相应的FCF设备，接收来自于FCF设备发送的反馈报文并转发给ENode设备，并记录连接的虚链路信息以及虚链路上ENode设备和FCF设备的对应关系，生成FIP转发规则；

虚链路维护模块，用于启动虚链路老化定时器，接收来自于FCF设备发出的虚链路保活报文，并发送给同一链路上的ENode设备，若在老化时间内没有接收到虚链路保活报文，则删除当前虚链路和相应FIP转发规则。

本发明的有益效果是：本发明实现了建立FIP snooping转发规则以及控制虚链路的建立、维护和老化删除，所述FIP snooping转发规则主要包括ENode和FCF的MAC地址、收发报文端口号、FCF的优先级、使用的VLAN等信息，在虚链路上FCF和ENode是一一对应的关系，用户可以查看收发报文过程中生成的FIP snooping转发规则、使用的VLAN、虚链路的数目和状态等信息。

附图说明

图1是本发明实施例提供的FCoE网络组网图；

图2是本发明施例提供的FCoE网络中虚链路建立维护方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的ENode设备、FIP交换机、FCF设备的交互流程图；

图4是本发明实施例提供的FIP交换机的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本发明实施例提供的FCoE网络中虚链路建立维护方法的流程，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

图2为FIP交换机组网示意图，主要是说明如何在FCoE网络中进行FIP交换机组网。FIP交换机串联在ENode和FCF之间，一台FIP交换机可以串联多个ENode或者FCF。当一台FIP交换机通电后，使能FIP snooping功能后即可在链路中收发侦听FIP协议报文包。FIPsnooping按收到报文的端口和报文种类不同，调用不同的处理函数进行处理。

本实施例从FIP交换机这一侧来描述FCoE网络中虚链路建立维护方法，并参照如图3所示的ENode设备、FIP交换机、FCF设备的交互流程图，本实施例提供的FCoE网络中虚链路建立维护方法包括下述步骤：

S101、FCF发现步骤，接收来自于ENode设备发出的发现请求报文，并在VLAN内向所有FCF设备转发，接收来自于FCF设备发出的发现通告报文，并向相应的ENode设备转发。

在本步骤之前，组网完成后需要进行网络配置。首先确保FIP交换机的端口连接、数据通信正常。全局使能FIP snooping功能。然后配置FIP交换机的以太网接口的模式，具体根据FIP交换机连接设备的不同配置相应端口模式，为ENode模式或者FCF模式，即如果FIP交换机的一个端口连接的是ENode，则将该端口配置成ENode模式，如果FIP交换机的一个端口连接的是FCF，则将该端口配置成FCF模式。最后配置FC-MAP值，如果不配置，设备默认缺省值为0x0EFC00。

如果ENode和FCF设备之间不协商VLAN，则在配置FC-MAP的同时配置传输报文使用的VLAN，则FIP交换机使用手动配置的VLAN在链路中进行通信。

本步骤实现侦听FIP协议中的发现请求报文和发现通告报文，具体的，当ENode模式接口接收由ENode发出的发现请求报文时，FIP交换机在VLAN内向所有的FCF模式接口转发，即在确定的VLAN内向所有的FCF端口洪泛转发所述发现请求报文，用以寻找合适的FCF，转发的目的地址为一个组播地址：ALL-FCF-MACs。FCF收到发现请求报文后，向FIP交换机回应发现通告报文，FCF模式接口接收到FCF发出的发现通告报文后，向相应的ENode模式接口转发，并记录FCF的MAC、优先级、FC-MAP等信息。

S102、建立虚链路步骤，接收来自于ENode设备发出的注册报文并转发至相应的FCF设备，接收来自于FCF设备发送的反馈报文并转发给ENode设备，并记录连接的虚链路信息以及虚链路上ENode设备和FCF设备的对应关系，生成FIP转发规则。

本步骤实现侦听FIP协议中的FLOGI注册报文和回应报文。在确定了FCF后，ENode便通过FIP交换机向该FCF设备发出FLOGI注册报文。具体的，ENode模式接口接收ENode发出的FLOGI注册报文，向相应的FCF模式接口转发该数据包。FCF设备通过FIP交换机向ENode发送FLOGI_LS_ACC反馈报文，FCF模式接口接收FCF发出的FLOGI_LS_ACC报文，转发给ENode模式接口，并且记录建立的虚链路信息，以及虚链路上ENode和FCF的对应关系，两种模式接口分别生成ENode和FCF模式的FIP snooping规则。

本步骤中，FIP交换机在转发FLOGI报文的同时记录收发报文的端口号以及报文中ENode或者FCF的MAC地址、FC-MAP、FCF的优先级等，建立虚链路的同时也建立了ENode与FCF一一对应的关系，即FIP snooping规则。FIP snooping规则限定ENode发送的报文仅能转发给FCF交换机，不能转发给ENode，且只有成功注册的ENode发送的FCoE报文才能被Transit交换机转发给FCF交换机，以及限定FCF交换机发送的FCoE报文仅能被Transit交换机转发给已经注册的ENode，从而控制FCoE网络中虚链路的建立和删除。

S103、维护虚链路步骤，启动虚链路老化定时器，接收来自于FCF设备发出的虚链路保活报文，并发送给同一链路上的ENode设备，若在老化时间内没有接收到虚链路保活报文，则删除当前虚链路和相应FIP转发规则。

本步骤实现了侦听建立虚链路后虚链路上的报文。虚链路建立完成后，启动虚链路老化定时器。FCF设备通过FIP交换机向同一虚链路上的ENode发送keepalive虚链路保活报文，即FCF模式接口接收FCF发出的keepalive虚链路保活报文并转发给同一虚链路上的ENode接口，如果在老化时间内FCF模式接口没有收到keepalive报文，则删除建立的虚链路和FIP snooping规则。

本步骤通过触发一个老化定时器来控制老化时间，虚链路的老化时间一般是2.5倍的keepalive报文周期间隔，老化定时器到时间后，FIP交换机自动删除建立的虚链路，虚链路上ENode和FCF一一对应的关系，即FIP snooping规则一并删除。

本实施例仅讨论了ENode和FCF交互所用的VLAN为手动静态配置的情况，若ENode和FCF设备之间采用协商VLAN方式，所述步骤S101之前还包括：

S100、VLAN发现步骤，接收ENode设备发出的VLAN发现报文，并在默认VLAN内向所有FCF设备转发，接收来自于FCF设备发出的VLAN通告报文并解析，将VLAN通告报文中的ENode端口和FCF端口加入到VLAN中，并根据VLAN通告报文中的目的端口向相应的ENode设备转发。

本步骤实现侦听FIP协议中的VLAN发现报文和VLAN通告报文。ENode在默认VLAN内向对端的FCF设备发出一个广播报文，以获取VLAN信息。FIP交换机收到后将报文向所有FCF模式端口转发。对端的FCF设备收到VLAN发现报文后，向ENode回应VLAN通告报文，内含可用的VLAN的ID号。FIP交换机对报文进行解析，将FCF和ENode方向的接口分别加入到报文中的VLAN中，并转发此报文。ENode在收到的报文中选取一个VLAN来进行后续的数据传输。

在具体实现时，作为一种优选实现方式，所述步骤S101具体包括：

A1、接收来自于ENode设备发出的发现请求报文，记录其中的源MC地址、目的MAC地址、ENode端口号，并跟据VLAN编号值向VLAN内所有FCF设备洪泛转发，同时创建ENode端口表；

A2、接收来自于FCF设备发出的发现通告报文，并根据其中的目的MAC地址查找ENode端口表，向对应的ENode设备转发所述发现通告报文，同时建立FCF端口表，所述发现通告报文包括FCF设备的MAC地址、优先级、光纤通道映射号、发送虚链路保活报文的时间间隔。

确定VLAN后，会马上选取一个FCF进行注册。ENode节点发出发现请求报文，用于发现FCF设备。FIP交换机收到报文后记录报文中的源MAC地址、目的MAC地址、端口号等信息，并转发至FCF。FCF收到发现请求报文后，回应发现通告报文，所述发现通告报文中的description priority字段包含了该FCF的优先级，FIP交换机用数据包里面的MAC地址查找ENode表中对应的表项，如果找到，则从指定ENode端口转发，如果没找到，则丢弃。ENode选取优先级最高的FCF作为建立虚链路的交换机设备。

作为一种优选实现方式，所述步骤S102具体包括：

B1、接收来自于ENode设备发出的注册报文，根据其中的目的MAC地址查找FCF端口表，并向对应端口的FCF设备转发所述注册报文；

B2、接收来自于FCF设备发出的反馈报文，并记录FCF设备分配的地址标识，根据反馈报文中的目的MAC地址查找ENode端口表，向对应端口转发所述反馈报文，并建立虚链路表同时生成FIP转发规则。

确定了FCF后，ENode便向该FCF设备发出FLOGI注册报文。FIP交换机接收到FLOGI后根据其中目的MAC地址查找记录的FCF信息，并根据FCF表项里的端口转发，如果不在表项中则丢弃。FCF收到注册报文后，将分配一个地址标识FCID给ENode设备，FIP交换机记录后转发给ENode，完成建立虚链路。

另外，如图4所示，本实施例还提供了一种FIP交换机，包括：

FCF发现模块41，用于接收来自于ENode设备发出的发现请求报文，并在VLAN内向所有FCF设备转发，接收来自于FCF设备发出的发现通告报文，并向相应的Enode设备转发；

虚链路建立模块42，用于接收来自于ENode设备发出的注册报文并转发至相应的FCF设备，接收来自于FCF设备发送的反馈报文并转发给ENode设备，并记录连接的虚链路信息以及虚链路上ENode设备和FCF设备的对应关系，生成FIP转发规则；

虚链路维护模块43，用于启动虚链路老化定时器，接收来自于FCF设备发出的虚链路保活报文，并发送给同一链路上的ENode设备，若在老化时间内没有接收到虚链路保活报文，则删除当前虚链路和相应FIP转发规则。

若ENode和FCF设备之间采用协商VLAN方式，所述FIP交换机还包括：

VLAN发现模块40，用于接收ENode设备发出的VLAN发现报文，并在默认VLAN内向所有FCF设备转发，接收来自于FCF设备发出的VLAN通告报文并解析，将VLAN通告报文中的ENode端口和FCF端口加入到VLAN中，并根据VLAN通告报文中的目的端口向相应的ENode设备转发。

上述功能单元40-43对应实现了上述步骤S100-S103。

作为一种具体优选实施方式，所述FCF发现模块41包括：

发现请求报文转发单元，用于接收来自于ENode设备发出的发现请求报文，记录其中的源MC地址、目的MAC地址、ENode端口号，并跟据VLAN编号值向VLAN内所有FCF设备洪泛转发，同时创建ENode端口表；

发现通告报文转发单元，用于接收来自于FCF设备发出的发现通告报文，并根据其中的目的MAC地址查找ENode端口表，向对应的ENode设备转发所述发现通告报文，同时建立FCF端口表，所述发现通告报文包括FCF设备的MAC地址、优先级、光纤通道映射号、发送虚链路保活报文的时间间隔。

所述虚链路建立模块42包括：

注册报文转发单元，用于接收来自于ENode设备发出的注册报文，根据其中的目的MAC地址查找FCF端口表，并向对应端口的FCF设备转发所述注册报文；

反馈报文转发单元，用于接收来自于FCF设备发出的反馈报文，并记录FCF设备分配的地址标识，根据反馈报文中的目的MAC地址查找ENode端口表，向对应端口转发所述反馈报文，并建立虚链路表同时生成FIP转发规则。

这里，所述FIP转发规则限定ENode设备发送的报文仅能转发给FCF设备，不能转发给ENode设备，且只有成功注册的ENode设备发送的报文才能被转发给FCF设备，以及限定FCF设备发送的报文仅能被转发给已经注册的ENode设备。

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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种FCoE网络中虚链路建立维护方法，其特征在于，所述方法包括：

VLAN发现步骤，接收ENode设备发出的VLAN发现报文，并在默认VLAN内向所有FCF设备转发，接收来自于FCF设备发出的VLAN通告报文并解析，将VLAN通告报文中的ENode端口和FCF端口加入到VLAN中，并根据VLAN通告报文中的目的端口向相应的ENode设备转发；

FCF发现步骤，接收来自于ENode设备发出的发现请求报文，并在VLAN内向所有FCF设备转发，接收来自于FCF设备发出的发现通告报文，并向相应的Enode设备转发；

建立虚链路步骤，接收来自于ENode设备发出的注册报文并转发至相应的FCF设备，接收来自于FCF设备发送的反馈报文并转发给ENode设备，并记录连接的虚链路信息以及虚链路上ENode设备和FCF设备的对应关系，生成FIP转发规则；

维护虚链路步骤，启动虚链路老化定时器，接收来自于FCF设备发出的虚链路保活报文，并发送给同一链路上的ENode设备，若在老化时间内没有接收到虚链路保活报文，则删除当前虚链路和相应FIP转发规则；

其中，所述FCF发现步骤具体包括：

接收来自于ENode设备发出的发现请求报文，记录其中的源MC地址、目的MAC地址、ENode端口号，并跟据VLAN编号值向VLAN内所有FCF设备洪泛转发，同时创建ENode端口表；

接收来自于FCF设备发出的发现通告报文，并根据其中的目的MAC地址查找ENode端口表，向对应的ENode设备转发所述发现通告报文，同时建立FCF端口表，所述发现通告报文包括FCF设备的MAC地址、优先级、光纤通道映射号、发送虚链路保活报文的时间间隔；

其中，所述建立虚链路步骤具体包括：

接收来自于ENode设备发出的注册报文，根据其中的目的MAC地址查找FCF端口表，并向对应端口的FCF设备转发所述注册报文；

接收来自于FCF设备发出的反馈报文，并记录FCF设备分配的地址标识，根据反馈报文中的目的MAC地址查找ENode端口表，向对应端口转发所述反馈报文，并建立虚链路表同时生成FIP转发规则。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述FIP转发规则限定ENode设备发送的报文仅能转发给FCF设备，不能转发给ENode设备，且只有成功注册的ENode设备发送的报文才能被转发给FCF设备，以及限定FCF设备发送的报文仅能被转发给已经注册的ENode设备。

3.一种FIP交换机，其特征在于，所述FIP交换机包括：

VLAN发现模块，用于接收ENode设备发出的VLAN发现报文，并在默认VLAN内向所有FCF设备转发，接收来自于FCF设备发出的VLAN通告报文并解析，将VLAN通告报文中的ENode端口和FCF端口加入到VLAN中，并根据VLAN通告报文中的目的端口向相应的ENode设备转发；

FCF发现模块，用于接收来自于ENode设备发出的发现请求报文，并在VLAN内向所有FCF设备转发，接收来自于FCF设备发出的发现通告报文，并向相应的Enode设备转发；

虚链路建立模块，用于接收来自于ENode设备发出的注册报文并转发至相应的FCF设备，接收来自于FCF设备发送的反馈报文并转发给ENode设备，并记录连接的虚链路信息以及虚链路上ENode设备和FCF设备的对应关系，生成FIP转发规则；

虚链路维护模块，用于启动虚链路老化定时器，接收来自于FCF设备发出的虚链路保活报文，并发送给同一链路上的ENode设备，若在老化时间内没有接收到虚链路保活报文，则删除当前虚链路和相应FIP转发规则；

其中，所述FCF发现模块包括：

发现请求报文转发单元，用于接收来自于ENode设备发出的发现请求报文，记录其中的源MC地址、目的MAC地址、ENode端口号，并跟据VLAN编号值向VLAN内所有FCF设备洪泛转发，同时创建ENode端口表；

发现通告报文转发单元，用于接收来自于FCF设备发出的发现通告报文，并根据其中的目的MAC地址查找ENode端口表，向对应的ENode设备转发所述发现通告报文，同时建立FCF端口表，所述发现通告报文包括FCF设备的MAC地址、优先级、光纤通道映射号、发送虚链路保活报文的时间间隔；

其中，所述虚链路建立模块包括：

注册报文转发单元，用于接收来自于ENode设备发出的注册报文，根据其中的目的MAC地址查找FCF端口表，并向对应端口的FCF设备转发所述注册报文；

反馈报文转发单元，用于接收来自于FCF设备发出的反馈报文，并记录FCF设备分配的地址标识，根据反馈报文中的目的MAC地址查找ENode端口表，向对应端口转发所述反馈报文，并建立虚链路表同时生成FIP转发规则。

4.如权利要求3所述FIP交换机，其特征在于，所述FIP转发规则限定ENode设备发送的报文仅能转发给FCF设备，不能转发给ENode设备，且只有成功注册的ENode设备发送的报文才能被转发给FCF设备，以及限定FCF设备发送的报文仅能被转发给已经注册的ENode设备。