CN104410527A - 一种拓扑检测方法、交换机及热堆叠系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种拓扑检测方法、交换机及热堆叠系统，包括：交换机针对每个堆叠端口，分别确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、可能与本交换机相连的各交换机的CPU虚拟端口的端口号；针对确定的每个CPU虚拟端口，以该CPU虚拟端口为目的端口发送探测请求报文；当通过堆叠端口接收到探测响应报文时，根据探测响应报文中携带的信息，确定该堆叠端口所连接的交换机的信息。本发明提供的一种拓扑检测方法更加合理。本发明涉及网络技术领域。

Description

一种拓扑检测方法、交换机及热堆叠系统

技术领域

本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种拓扑检测方法、交换机及热堆叠系统。

背景技术

现有技术中，通常将多台交换机设备虚拟成一台逻辑设备，使虚拟后的逻辑设备成为一个网络管理与转发节点，包括管理面，转发面(进入口查转发表)。这种技术通常也称为热堆叠技术。具体实施时，将一台物理设备转换成由多台虚拟成的一台逻辑设备的物理设备中的一员，需要配置该物理设备的工作模式，该物理设备需要自动探测发现其它伙伴设备，然后与发现的伙伴设备组建一台逻辑设备。这个过程也就是拓扑检测的过程。拓扑检测就是一个信息收集过程，通过信息交互发现每台物理设备之间的互联方式，每台设备成为全局主管理者的优先级，选举出全局管理者，并最终形成一个统一的管理和配置节点。

图1为热堆叠系统拓扑检测示意图。如图1所示，热堆叠系统由2台交换机组成，两台交换机分别通过各自的热堆叠端口进行互联。在热堆叠系统启动过程中，参与热堆叠的交换机各自启动，并在启机阶段各交换机的交换系统的主控CPU通过热堆叠端口进行通信交换各自的拓扑信息(例如：交换机类型，各自拥有的端口号，交换容量等信息)，协商热堆叠系统信息(例如交换机编号(SWITCH-ID)等)。当这些信息交互完成之后，通知各自的热堆叠拓扑管理模块进行热堆叠统一配置和管理，将两台交换机统一配置为一台交换机(从外部看是一个交换系统)。

通常热堆叠系统设备(拓扑)检测发生在系统初始化阶段，在热堆叠配置完成之前，参与热堆叠的两台交换机都是处在各自独立的交换系统中，通常和完全独立的交换系统区别在于此时交换机之间通过热堆叠端口STACKING-PORT进行通信(如图1所示，交换机-1的本地交换芯片-1的STACKING-PORT-5与热堆叠对端交换机-2的交换芯片-2的STACKING-PORT-1形成通路，使得CPU-1和CPU-2进行通信)。此时的问题为两个独立的交换系统如何通过STACKING-PORT进行通信(此时两台交换机没有统一编制，可能都认为自己是交换机-0)。

如图1所示，CPU-1和CPU-2进行拓扑检测通信，通信数据包中包含交换芯片厂商私有协议头部和拓扑检测信息。由于此时热堆叠系统并没有建立起来，交换机-1并不知道交换机-2的CPU-2端口的编号，因此无法发送目的出口为CPU-2的检测报文(由于热堆叠系统并没有建立，即使发送了目的端口为CPU-2的报文交换机-1也不知道如何进行转发)。此时交换机-1发送目的端口为STACKING-PORT-5的报文，而STACKING-PORT-5仅为交换机-1的一个本地端口，报文通过热堆叠口到达交换机-2后，目的出口信息还是STACKING-PORT-5，由于STACKING-PORT-5仅为交换机-1的一个本地端口，因此交换机-2并不知道这个报文该如何转发从而丢弃，导致热堆叠系统拓扑检测通信失败。

现有技术中，包括如下几种方式解决热堆叠系统拓扑检测的问题：

方式一、部分厂商通过在“厂商私有协议”头部增加一些flag来改变转发逻辑，例如：Broadcom公司采用cpu-code＝1表示报文需要无条件转发到交换芯片对应的CPU端口，那么交换机-2收到该报文后根据cpu-code＝1不再根据目的端口进行转发，而将报文无条件送到CPU-2进行处理，成功完成拓扑检测通信。

方式一的问题在于，该解决方案并不是通用的解决方案，当前市面上依然存在很多交换芯片不支持通过在“厂商私有协议”头部增加字段来解决这个问题。

方式二、在以太网模型下进行拓扑信息检测。在拓扑检测阶段将交换机-1和交换机-2之间互联端口配置为普通网络端口模式。那么，此时完全独立的两台交换机通过1个或多个网络端口进行互联，热堆叠拓扑检测协议承载在以太网协议之上进行拓扑检测通信。拓扑检测完成后再将互联的端口转化成STACKING-PORT。

方式二的问题在于：通常将一个网络端口转化成STACKING-PORT需要配置大量的交换芯片表项和寄存器，失败的成功性很高，并且存在两个交换系统配置热堆叠端口不同步的问题，从而导致热堆叠系统中断，稳定性和安全性不高。

方式三、固化热堆叠系统拓扑配置信息。通过热堆叠配置文件固化热堆叠系统的配置。在交换机-1上固化交换机-1的SWITCH-ID＝1，存在STACKING-PORT-5连接交换机-2(SWITCH-ID＝2)的STACKING-PORT-1。这样在热堆叠系统初始化阶段参与热堆叠的交换机各自读取热堆叠配置文件进行热堆叠系统配置，通过发送直接到对端CPU端口的热堆叠拓扑检测协议探测报文进行拓扑检测。

方式三的问题在于：拓扑配置不灵活，当热堆叠系统拓扑发生变化，甚至仅仅改变一下热堆叠端口就需要分别改变所有参与热堆叠的交换机的配置信息，容易出错。

发明内容

本发明实施例提供了一种拓扑检测方法、交换机及热堆叠系统，用以解决现有技术中热堆叠系统进行拓扑检测的方法不合理的问题。

基于上述问题，本发明实施例提供的一种拓扑检测方法，包括：

交换机针对每个堆叠端口，分别确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、可能与本交换机相连的各交换机的CPU虚拟端口的端口号；

针对确定的每个CPU虚拟端口，以该CPU虚拟端口为目的端口发送探测请求报文；

当通过堆叠端口接收到探测响应报文时，根据探测响应报文中携带的信息，确定该堆叠端口所连接的交换机的信息；

其中，针对所述堆叠系统中的每个交换机，所述CPU虚拟端口号为该交换机按照预设编址规则，基于该交换机的编号以及所述堆叠系统中交换机面板包含端口数量最多的交换机所包含的各端口的编号生成的，且当交换机通过堆叠端口接收到目的端口为本交换机CPU虚拟端口的报文时，将接收的报文转发给CPU进行处理。

本发明实施例提供的一种交换机，包括：

端口确定模块，用于针对每个堆叠端口，分别确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、可能与本交换机相连的各交换机的CPU虚拟端口的端口号；

发送模块，用于针对所述确定模块确定的每个CPU虚拟端口，以该CPU虚拟端口为目的端口发送探测请求报文；

接收模块，用于通过堆叠端口接收探测响应报文；

信息确定模块，用于当所述接收模块通过堆叠端口接收到探测响应报文时，根据探测响应报文中携带的信息，确定该堆叠端口所连接的交换机的信息；

其中，针对所述堆叠系统中的每个交换机，所述CPU虚拟端口号为该交换机按照预设编址规则，基于该交换机的编号以及所述堆叠系统中交换机面板包含端口数量最多的交换机所包含的各端口的编号生成的，且当交换机通过堆叠端口接收到目的端口为本交换机CPU虚拟端口的报文时，将接收的报文转发给CPU进行处理。

本发明实施例提供的一种热堆叠系统，包括至少两个本发明实施例提供的上述交换机。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的一种拓扑检测方法、交换机及热堆叠系统，包括：交换机针对每个堆叠端口，分别确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、可能与本交换机相连的各交换机的CPU虚拟端口的端口号；其中，针对堆叠系统中的每个交换机，CPU虚拟端口号为该交换机按照预设编址规则，基于该交换机的编号以及所述堆叠系统中交换机面板包含端口数量最多的交换机所包含的各端口的编号生成的，且当交换机通过堆叠端口接收到目的端口为本交换机CPU虚拟端口的报文时，将接收的报文转发给CPU进行处理；针对确定的每个CPU虚拟端口，以该CPU虚拟端口为目的端口发送探测请求报文；当通过堆叠端口接收到探测响应报文时，根据探测响应报文中携带的信息，确定该堆叠端口所连接的交换机的信息。本发明实施例提供的一种拓扑检测方法，预设CPU虚拟端口，使得发送到堆叠端口的、目的端口为本交换机CPU虚拟端口的报文均能够被转发给CPU进行处理，进一步地，针对堆叠系统中的每个交换机，均采用相同的预设编址规则，基于交换机编号以及交换机面板各端口编号确定该交换机CPU虚拟端口号，使得每个交换机的CPU虚拟端口号均不重复，并且使得交换机面板的任一端口作为堆叠端口时都能够确定出作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、各交换机的CPU虚拟端口的端口号，那么，以该确定的CPU虚拟端口的端口号为目的端口发送探测请求报文时，不会被目的交换机丢弃，而是被转发给目的交换机的CPU进行处理，从而接收到对应的探测响应数据包，得到目的交换机的拓扑信息。与现有技术中在“厂商私有协议”头部增加flag相比，更具有普遍性，与现有技术中在以太网模型下进行拓扑信息检测相比，不需要将网络端口与堆叠端口之间来回转换，稳定性和安全性更高，与现有技术中固化热堆叠系统拓扑配置信息相比，交换机面板的任一端口作为堆叠端口时都能够基于配置的与该任一端口对应的CPU虚拟端口进行拓扑检测，配置灵活，准确性高，因此，本发明实施例提供的一种拓扑检测方法与现有技术相比更加合理。

附图说明

图1为本发明背景技术提供的热堆叠系统拓扑检测示意图；

图2为本发明实施例提供的一种拓扑检测方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种拓扑检测方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的例1中堆叠系统中交换机连接示意图；

图5为本发明实施例提供的一种交换机系统结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种拓扑检测方法、交换机及热堆叠系统，以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述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。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例提供一种拓扑检测方法，如图2所示，包括：

S201、交换机针对每个堆叠端口，分别确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、可能与本交换机相连的各交换机的CPU虚拟端口的端口号；

其中，针对堆叠系统中的每个交换机，CPU虚拟端口号为该交换机按照预设编址规则，基于该交换机的编号以及堆叠系统中交换机面板包含端口数量最多的交换机所包含的各端口的编号生成的，且当交换机通过堆叠端口接收到目的端口为本交换机CPU虚拟端口的报文时，将接收的报文转发给CPU进行处理。

S202、针对S201中确定的每个CPU虚拟端口，以该CPU虚拟端口为目的端口发送探测请求报文。

S203、当通过堆叠端口接收到探测响应报文时，根据探测响应报文中携带的信息，确定该堆叠端口所连接的交换机的信息。

本发明实施例提供的拓扑检测方法，可以应用于具有一个CPU的交换机，或者具有多个CPU的交换机中每个具有独立CPU的线卡，且当应用于具有多个CPU的交换机时，本发明实施例中的CPU可以指每个线卡CPU。

下面结合附图，用具体实施例对本发明提供的方法及相关设备进行详细描述。

实施例：

本发明实施例中，提供一种拓扑检测方法，如图3所示，具体包括如下步骤：

S301、交换机针对每个堆叠端口，按照预设编址规则，基于堆叠系统中可能与本交换机相连的各交换机的编号以及该堆叠端口的编号，分别确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、上述各交换机的CPU虚拟端口的端口号。

其中，针对堆叠系统中的每个交换机，CPU虚拟端口号为该交换机按照预设编址规则，基于该交换机的编号以及堆叠系统中交换机面板包含端口数量最多的交换机所包含的各端口的编号生成的，且当交换机通过堆叠端口接收到目的端口为本交换机CPU虚拟端口的报文时，将接收的报文转发给CPU进行处理。

进一步地，为了使CPU在堆叠系统拓扑检测阶段能够接收到探测到的其他交换机的信息，可以为交换机设置CPU虚拟端口，使得当交换机通过堆叠端口接收到目的端口为本交换机CPU虚拟端口的报文时，能够将该报文转发给CPU进行处理，CPU虚拟端口为交换机生成的虚拟的端口，堆叠系统中的每个交换机均遵循同样的预设编址规则生成CPU虚拟端口，即每个交换机在映射本交换机CPU虚拟端口时，可以按照预设编址规则，基于该交换机的编号以及堆叠系统中交换机面板包含端口数量最多的交换机所包含的各端口的编号生成。

由于交换机本身的性质，交换机的每个端口都具有对应的目的端口，也就是说，具有相同目的端口的报文，只能由交换机的一个端口转发，而不能通过交换机的不同端口转发，因此，为了使交换机面板的每个端口作为堆叠端口时均具有堆叠系统中除本交换机之外的其他交换机的对应的CPU虚拟端口，本发明实施例提供的一种拓扑检测方法，针对堆叠系统中的每个交换机面板的每个端口，为该端口映射堆叠系统中除本交换机之外的其他交换机的CPU虚拟端口号，也就是说，当该端口作为堆叠端口时，各其他交换机中的每个交换机均存在与该堆叠端口对应的目的端口，即专门由该堆叠端口进行转发的报文的目的端口，又由于为该堆叠端口映射了各其他交换机的CPU虚拟端口号，可以确定出各其他交换机中与该堆叠端口对应的目的端口对应的虚拟端口号，使得当将该交换机中任何端口作为堆叠端口时，均可以确定出由该端口对应转发的其他交换机上的对应CPU虚拟端口，并直接通过该堆叠端口发送目的端口为其他交换机上对应CPU虚拟端口的报文，并当通过该堆叠端口接收到目的端口为本交换机CPU虚拟端口报文时，不会将报文丢弃，而是将该报文转发给CPU进行处理。为堆叠端口灵活进行拓扑检测提供了基本条件。

进一步地，针对本交换机面板的每个端口，根据该端口的编号确定可能与本交换机相连的交换机的对应CPU虚拟端口号，是为了当交换机面板的任意端口被设置为堆叠端口时，都存与该端口对应的可能与本交换机相连的交换机的对应CPU虚拟端口号，而本交换机不需要为自身面板的每个端口绑定按照预设编址规则确定的本交换机的CPU虚拟端口号，当本交换机的任意端口接收到报文的目的端口号在本交换机确定的CPU虚拟端口号范围内时，则可以将该报文转发给本交换机的CPU进行处理。

进一步地，本步骤中，针对堆叠系统中的每个交换机，CPU虚拟端口号为该交换机按照预设编址规则，基于该交换机的编号以及堆叠系统中交换机面板包含端口数量最多的交换机所包含的各端口的编号生成的，其中，当堆叠系统中各交换机端口数量均相同时，交换机面板包含端口数量最多的交换机可以为堆叠系统中的任一交换机，当堆叠系统中各交换机端口数量不同时，交换机面板包含端口数量最多的交换机交换机可以为堆叠系统中端口数量最多的交换机。这是为了保证端口数量最多的交换机通过自身任意一个端口作为堆叠端口时，均能确定出由自身对应转发的其他交换机上的对应CPU虚拟端口，使得通过该堆叠端口发送的报文不会被目的交换机丢弃，而会将报文转发给目的交换机的CPU进行处理。

进一步地，预设编址规则为预先设置的为交换机面板的每个端口设置CPU虚拟端口的端口号的编号规则，可以为数学运算规则等，只要保证堆叠系统中每个交换机的每个端口的CPU虚拟端口号不会重复，并且不会与交换机的其他类型端口(例如面板端口等)冲突，使得堆叠系统中每个端口与自身的CPU虚拟端口号一一对应即可。

下面举例说明：

例1：图4为针对实施例提供的例1中堆叠系统中交换机连接示意图。(此处以线性连接为例，实际中还可以是环形连接等)假设三台交换机(物理设备)通过热堆叠虚拟成1台逻辑设备，三台交换机包括：编号为1的第一交换机，编号为2的第二交换机，和编号为3的第三交换机，并且三台交换机线性连接，第一交换机通过端口1/10与第二交换机的端口2/10相连，第二交换机的端口2/20与第三交换机的端口3/20相连。每个交换机具有一个CPU，每个交换机面板具有编号为1-500的500个端口；

假设预设编址规则为：CPU-Port＝F(SwitchID)+SwitchPort，

其中，SwitchID表征交换机编号，SwitchPort表征交换机面板端口的编号，CPU-Port表征设置的CPU虚拟端口号，F(SwitchID)＝1000×SwitchID。

那么，第一交换机为自身面板编号为1-500的各端口设置的CPU虚拟端口号为1001-1500，第二交换机为自身面板编号为1-500的各端口设置的CPU虚拟端口号为2001-2500，第三交换机为自身面板编号为1-500的各端口设置的CPU虚拟端口号为3001-3500。

如图4所示，以第一交换机为例，可能与第一交换机通过该端口1/10相连的交换机为第二交换机或者第三交换机，那么，按照预设编址规则，根据第二交换机的编号以及端口1/10，确定作为由端口1/10转发报文的目的端口的、对应的第二交换机的CPU虚拟端口的端口号为2010(2000*1+10)，按照预设编址规则，根据第三交换机的编号以及端口1/10，确定作为由端口1/10转发报文的目的端口的、对应的第三交换机的CPU虚拟端口的端口号为3010(3000*1+10)。

进一步地，图4中实体交换机之间仅有一条虚拟链路(两个端口连接形成的链路)，实际中为了稳定性实体交换机之间可以存在多条虚拟链路(分别通过多个端口连接形成多条链路)，由于多条虚拟链路仅是单条虚拟链路的逻辑叠加，此处仅以单条虚拟链路为例。

S302、针对S301中确定的每个CPU虚拟端口，以该CPU虚拟端口为目的端口发送探测请求报文。

进一步地，每个交换机在进行拓扑检测时，由于与自身堆叠端口连接的交换机是未知的，就需要交换机遍历可能与自身相连的各交换机的对应端口，并通过该堆叠端口向遍历的各端口分别发送探测请求报文，真正与该交换机相连的交换机在接收到针对自身的探测请求报文之后，会向本交换机回复探测响应报文，本交换机根据探测响应报文确定与自身连接的交换机，完成拓扑检测。

但是，如果交换机的无法确定可能与自身相连的各交换机对应的端口号，将错误的端口号作为目的端口发送了探测请求报文，例如，交换机确定的目的端口号并不是与该交换机相连的交换机设置的CPU虚拟端口号，即使真正与该交换机相连的目的交换机能够接收到该探测请求报文，但是目的端口号并不是目的交换机设置的CPU虚拟端口号，该报文不会被转发给目的交换机的CPU进行处理，目的交换机也就不会回复探测响应报文，使得拓扑检测失败。由于堆叠系统中的交换机在生成CPU虚拟端口号时依据相同的预设编址规则，并且各交换机的编号均不相同，使得各交换机生成的CPU虚拟端口号不同，交换机可以根据可能与自身相连的各交换机的编号，以及本交换机自身堆叠端口的编号，采用堆叠系统中各交换机生成CPU虚拟端口时均遵循的预设编址规则，确定堆叠系统中可能与自身相连的各交换机上的、用于接收本交换机的该堆叠端口转发报文的CPU虚拟端口的端口号，并以确定出来的各CPU虚拟端口号为目的端口，发送探测请求消息。

进一步地，假设堆叠系统中包括的实体交换机数量比较多，而交换机在未完成向堆叠系统中除自身之外的所有交换机均发送对应的探测请求报文的情况下，就接收到探测响应报文，说明真正与该交换机连接的交换机已经对接收的探测请求报文进行了响应，那么，为了节约系统资源，交换机可以停止继续向未发送探测请求报文的交换机发送探测请求报文。

进一步地，当通过堆叠端口发送探测请求报文时，可以将本交换机的CPU固定端口的端口号作为源端口；其中，CPU固定端口的端口号为通过预设确定规则确定的；CPU固定端口用于当本交换机通过任一CPU虚拟端口接收到报文时，将接收的报文转发给CPU固定端口，以便本交换机的CPU对通过CPU固定端口接收的报文进行处理。

进一步地，预设确定规则可以根据实际应用时的具体情况进行设置，但是需要保证堆叠系统中每个交换机的CPU固定端口与自身的各种类型的端口的端口号以及与堆叠系统中除自身之外的其他各交换机的各种类型的端口的端口号均不重复。

进一步地，当源交换机向目的交换机发送探测请求报文时，将源交换机自身的CPU固定端口作为探测请求报文的源端口，由于各个交换机确定自身CPU固定端口时采用的预设确定规则相同，目的交换机可以根据该源端口确定出与自身相连的源交换机的编号，并且可以对应记录源交换机编号与源交换机的CPU固定端口。

进一步地，探测请求报文中携带的源交换机的信息除CPU固定端口号之外，还可以包括发送该探测请求报文所通过的源交换机上的堆叠端口，还可以可选地包括源交换机的编号，当探测请求报文中未携带发送该探测请求报文的源交换机的编号时，目的交换机可以根据探测请求报文的源端口(源交换机的CPU固定端口号)以及确定CPU固定端口号使用的预设确定规则确定出源交换机的CPU固定端口号。进一步地，探测请求报文中还可以可选地包括源交换机的能力信息，例如：源交换机具有的线卡数量、线卡端口信息等。

接续例1，确定出与第一交换机中端口1/10对应的第二交换机中的CPU虚拟端口的端口号为2010，与端口1/10对应的第三交换机中的CPU虚拟端口的端口号为3010，也就是说，当第一交换机需要向端口2010或者3010发送报文时，需要通过端口1/10进行转发，作为由端口1/10转发报文的目的端口的、第二交换机和第三交换机的CPU虚拟端口的端口号分别为2010和3010。

进一步地，第一交换机并不知晓自身连接的是第二交换机还是第三交换机，因此，需要向第二交换机和第三交换机均发送探测请求报文，第一交换机以端口2010为目的端口，通过端口1/10向第二交换机发送探测请求报文，第一交换机以端口3010为目的端口，通过端口1/10向第三交换机发送探测请求报文。如图4所示，真正与第一交换机相连的为第二交换机，那么，第二交换机会通过自身的端口2/10接收到目的端口为2010的探测请求报文以及目的端口为3010的探测请求报文，由于2010为第二交换机自身的CPU虚拟端口，目的端口为2010的探测请求报文会被第二交换机面板上与第一交换机的端口1/10连接的端口2/10接收到并转发给第二交换机的CPU进行处理，而目的端口3010不是第二交换机设置的CPU虚拟端口，并且第二交换机中也并未设置对于目的端口为3010的报文的转发规则，那么第二交换机可以将目的端口为3010的探测请求报文丢弃。

进一步地，假设堆叠系统各交换机确定CPU固定端口号采用的预设确定规则为f(SwitchID)＝1000×SwitchID，那么，第一交换机确定出的自身的CPU固定端口号为1000，第二交换机确定出的自身的CPU固定端口号为2000，第三交换机确定出的自身的CPU固定端口号为3000。

那么，第一交换机可以以端口1000为源端口，以端口2010为目的端口，通过端口1/10向第二交换机发送探测请求报文，第一交换机可以以端口1000为源端口，以端口3010为目的端口，通过端口1/10向第三交换机发送探测请求报文。并且探测请求报文中可以包括发送该探测请求报文的端口信息即端口1/10，探测请求报文中可以直接携带第一交换机的编号，也可以不携带，若不携带第一交换机的编号，第二交换机可以根据第一交换机的CPU固定端口号推算出第一交换机的编号。

当第二交换机接收到探测请求报文时，可以生成探测信息表，如表1所示：

表1

如表1所示，表征第二交换机编号为2，第二交换机的CPU固定端口为2000，面板端口2/10与编号为1的第一交换机的面板端口1/10连接，第一交换机的CPU固定端口号为1000。那么，在完成拓扑检测之后，后续第二交换机与第一交换机通信时，就可以将1000作为目的端口向第一交换机发送报文，第一交换机收到目的端口为1000的报文会将报文转发给自身的CPU进行处理。

S303、当通过堆叠端口接收到探测响应报文时，根据探测响应报文中携带的信息，确定该堆叠端口所连接的交换机的信息。

进一步地，本步骤中，真正与本交换机相连的交换机在接收到探测请求报文之后，会回复探测响应报文，在探测响应报文中可以携带交换机的信息，其中，交换机的信息可以包括所连接的交换机的编号、所连接的交换机的CPU固定端口、以及连接所连接的交换机通过的所连接的交换机上的堆叠端口；或者确定的堆叠端口所连接的交换机的信息包括所连接的交换机的CPU固定端口、以及连接所连接的交换机通过的所连接的交换机上的堆叠端口。

进一步地，本交换机所连接交换机的CPU固定端口号可以作为探测响应报文的源端口携带于探测响应报文中，连接所连接的交换机通过的所连接的交换机上的堆叠端口可以携带在探测响应报文的内容中，探测响应报文中也可以携带所连接交换机的编号，若探测响应报文中未携带所连接交换机的编号，本交换机可以根据所连接交换机的CPU固定端口号以及公知的预设确定规则获得所连接交换机的编号。进一步地，探测响应报文中还可以可选地包括所连接交换机的能力信息，例如：所连接交换机具有的线卡数量、线卡端口信息等。

接续例1，第二交换机会通过自身的端口2/10接收到目的端口为2010的探测请求报文之后，可以向第一交换机回复探测响应报文，第二交换机可以通过自身的端口2/10，第一交换机的编号，按照预设编址规则确定通过端口2/10转发的，对应于第一交换机的CPU虚拟端口号1010，以1010为目的端口，以第二交换机的CPU固定端口为源端口，向第一交换机发送探测响应报文。并且探测响应报文中，可以携带发送该探测响应报文通过的端口2/10，也可以可选的携带第二交换机的编号，那么，第一交换机接收到探测响应报文之后，可以生成探测信息表，如表2所示：

表2

如表2所示，表征第一交换机编号为1，第一交换机的CPU固定端口为1000，面板端口1/10与编号为2的第二交换机的面板端口2/10连接，第二交换机的CPU固定端口号为2000。那么，在完成拓扑检测之后，后续第一交换机与第二交换机通信时，就可以将2000作为目的端口向第二交换机发送报文，第二交换机收到目的端口为2000的报文会将报文转发给自身的CPU进行处理。

S304、当通过堆叠端口接收到探测请求报文时，判断接收的探测请求报文的目的端口号是否属于本交换机生成的CPU虚拟端口号；若是，进入步骤S305，否则，进入步骤S311。

进一步地，堆叠系统中的每个交换机都会发送探测请求报文，本交换机在向可能与自身连接的交换机发送探测请求报文的同时也会接收到其他交换机发送的探测请求报文，可以根据探测请求报文的目的端口号判断是否需要对该探测请求报文进行处理。

进一步地，本步骤与步骤S301～S303的执行没有严格的先后顺序，也可以先执行本步骤，再执行步骤S301～S303。

S305、根据接收的探测请求报文中携带的发送该探测请求报文的交换机的信息，确定接收到该探测请求报文的堆叠端口所连接的交换机的信息。

进一步地，本步骤中，当接收的探测请求报文的目的端口号属于本交换机生成的CPU虚拟端口号时，可以根据接收的探测请求报文中携带的交换机的信息确定接收到该探测请求报文的堆叠端口所连接的交换机的信息。

接续例1，若第一交换机在接收到第二交换机回复的探测响应报文之前就接收到第二交换机发送的探测请求报文，那么可以根据步骤S302中第二交换机确定第一交换机的信息的方式确定第二交换机的信息，得到表2，若第一交换机在接收到第二交换机发送的第二探测请求报文之前，接收到了第二交换机回复的探测响应报文，并生成了表2，则可以不再重新获取第二交换机的信息，或者根据探测请求报文中的信息对表2中的内容进行更新，并回复探测响应报文。

S306、按照预设编址规则，基于S305中确定出的交换机的编号以及接收到该探测请求报文的堆叠端口的编号，确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、该确定出的交换机的CPU虚拟端口的端口号。

S307、以S306中确定出的CPU虚拟端口为目的端口发送探测响应报文。

接续例1，步骤S306～S307中，第一交换机基于第二交换机的编号2，以及接收到该探测请求报文的端口1/10，确定出发送探测响应报文的目的端口为2010，并发送探测响应报文。并且，可以将第一交换机的CPU固定端口1000作为探测响应报文的源端口，并可以在探测响应报文中携带端口1/10的信息。

S308、在探测到堆叠端口所连接的交换机的信息之后，将堆叠端口探测到的所连接的交换机的信息，发送给在探测到所连接的交换机的信息之前探测到的已探测交换机。

S309、将已探测交换机的信息发送给堆叠端口所连接的交换机。

S310、接收堆叠端口所连接的交换机发送的该所连接的交换机在通过堆叠端口被探测到之前已经探测到的交换机的信息。

进一步地，步骤S308～S310中，本交换机通过堆叠端口探测到该堆叠端口所连接交换机的信息之后，可以与已探测到的交换机互相交互自身探测到的信息。步骤S308～S310的执行没有严格的先后顺序。并且步骤S308～S310还可以在步骤S303执行之后执行。

接续例1，由于第一交换机与第二交换机直接相连，第二交换机与第三交换机直接相连，通过发送探测请求消息以及接收探测响应消息，第一交换机能探测到第二交换机的信息，第二交换机能探测到第一交换机和第三交换机的信息，第三交换机能探测到第二交换机的信息。

第一交换机生成的探测信息表如表2所示，第二交换机生成的探测信息表可以如表3所示，第三交换机生成的探测信息表可以如表4所示：

表3

表4

以第二交换机为例，假设第二交换机先探测到第一交换机的信息，后探测到第三交换机的信息，那么在第二交换机探测到第三交换机的信息之后，可以将第一交换机的信息发送给第三交换机，将第三交换机的信息发送给第一交换机，如果第一交换机或第三交换机探测到了除第二交换机之外的交换机的信息也会发送给第二交换机，这样每个交换机都能够得到整个堆叠系统的拓扑结构。那么，最终第一交换机生成的探测信息表如表5所示，第二交换机生成的探测信息表可以如表3所示，第三交换机生成的探测信息表可以如表6所示：

表5

表6

那么，由第一交换机、第二交换机、以及第三交换机构成的堆叠系统中，当第一交换机需要与第三交换机通信时，可以以3000为报文的目的端口，经过表5中的本地转发通路，报文会从端口1/10发出，并转发到第二交换机，第二交换机在经过表3中的本地转发通路，确定目的端口为3000的报文通过2/20转发，报文被转发到第三交换机，第三交换机确定目的端口为自身的CPU固定端口，将报文转发给自身的CPU进行处理，完成通信。由此可见，为每个交换机设置固定CPU端口是有好处的，在非邻接的源交换机(第一交换机)和目的交换机(第三交换机)进行通信时，能够以第一交换机和中间交换机记录目的交换机的固定CPU端口为桥梁，使得源交换机需要向与自身非邻接的目的交换机发送报文时，可以首先发送给中间交换机，并由中间交换机转发给目的交换机，完成源交换机与目的交换机之间的通信。

S311、将接收的报文丢弃。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种交换机及堆叠系统，由于这些交换机及堆叠系统所解决问题的原理与前述一种拓扑检测方法相似，因此该装置和设备的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的一种交换机，如图5所示，包括如下模块：

端口确定模块501，用于针对每个堆叠端口，分别确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、可能与本交换机相连的各交换机的CPU虚拟端口的端口号；

发送模块502，用于针对所述端口确定模块501确定的每个CPU虚拟端口，以该CPU虚拟端口为目的端口发送探测请求报文；

接收模块503，用于通过堆叠端口接收探测响应报文；

信息确定模块504，用于当所述接收模块503通过堆叠端口接收到探测响应报文时，根据探测响应报文中携带的信息，确定该堆叠端口所连接的交换机的信息；

其中，针对所述堆叠系统中的每个交换机，所述CPU虚拟端口号为该交换机按照预设编址规则，基于该交换机的编号以及所述堆叠系统中交换机面板包含端口数量最多的交换机所包含的各端口的编号生成的，且当交换机通过堆叠端口接收到目的端口为本交换机CPU虚拟端口的报文时，将接收的报文转发给CPU进行处理。

进一步地，所述端口确定模块501，具体用于交换机针对每个堆叠端口，按照预设编址规则，基于堆叠系统中可能与本交换机相连的各交换机的编号以及该堆叠端口的编号，分别确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、所述各交换机的CPU虚拟端口的端口号。

进一步地，所述交换机还包括：判断模块505；

所述接收模块503，还用于通过堆叠端口接收探测请求报文；

所述判断模块505，用于当所述接收模块503通过堆叠端口接收到探测请求报文时，判断接收的探测请求报文的目的端口号是否属于本交换机生成的CPU虚拟端口号；

所述信息确定模块504，还用于当所述判断模块505确定所述接收模块503接收的探测请求报文的目的端口号属于本交换机生成的CPU虚拟端口号时，根据接收的探测请求报文中携带的发送该探测请求报文的交换机的信息，确定接收到该探测请求报文的堆叠端口所连接的交换机的信息；

所述端口确定模块501，还用于按照预设编址规则，基于确定出的交换机的编号以及接收到该探测请求报文的堆叠端口的编号，确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、该确定出的交换机的CPU虚拟端口的端口号；

所述发送模块502，还用于以所述端口确定模块501确定出的CPU虚拟端口为目的端口发送探测响应报文。

进一步地，当所述发送模块502通过堆叠端口发送报文时，将本交换机的CPU固定端口的端口号作为源端口；其中，所述报文包括探测请求报文和探测响应报文；所述CPU固定端口的端口号为通过预设确定规则确定的；所述CPU固定端口用于当本交换机通过任一CPU虚拟端口接收到报文时，将接收的报文转发给所述CPU固定端口，以便本交换机的CPU对通过所述CPU固定端口接收的报文进行处理。

进一步地，所述发送模块502，还用于在探测到堆叠端口所连接的交换机的信息之后，将所述堆叠端口探测到的所连接的交换机的信息，发送给在探测到所连接的交换机的信息之前探测到的已探测交换机；以及将所述已探测交换机的信息发送给所述堆叠端口所连接的交换机；

所述接收模块503，还用于接收所述堆叠端口所连接的交换机发送的该所连接的交换机在通过所述堆叠端口被探测到之前已经探测到的交换机的信息。

进一步地，确定的堆叠端口所连接的交换机的信息包括所连接的交换机的编号、所连接的交换机的CPU固定端口、以及连接所连接的交换机通过的所连接的交换机上的堆叠端口；或者

确定的堆叠端口所连接的交换机的信息包括所连接的交换机的CPU固定端口、以及连接所连接的交换机通过的所连接的交换机上的堆叠端口。

本发明实施例提供的一种热堆叠系统，包括：至少两个本发明实施例提供的上述交换机。

上述各单元的功能可对应于图2至图3所示流程中的相应处理步骤，在此不再赘述。

本发明实施例提供的一种拓扑检测方法、交换机及热堆叠系统，包括：交换机针对每个堆叠端口，分别确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、可能与本交换机相连的各交换机的CPU虚拟端口的端口号；其中，针对堆叠系统中的每个交换机，CPU虚拟端口号为该交换机按照预设编址规则，基于该交换机的编号以及所述堆叠系统中交换机面板包含端口数量最多的交换机所包含的各端口的编号生成的，且当交换机通过堆叠端口接收到目的端口为本交换机CPU虚拟端口的报文时，将接收的报文转发给CPU进行处理；针对确定的每个CPU虚拟端口，以该CPU虚拟端口为目的端口发送探测请求报文；当通过堆叠端口接收到探测响应报文时，根据探测响应报文中携带的信息，确定该堆叠端口所连接的交换机的信息。本发明实施例提供的一种拓扑检测方法，为交换机的面板的各端口预设CPU虚拟端口，使得发送到该CPU虚拟端口的报文均能够被转发给CPU进行处理，进一步地，针对堆叠系统中的每个交换机，均采用相同的预设编址规则，基于交换机编号以及交换机面板各端口编号确定该交换机CPU虚拟端口号，使得每个交换机的CPU虚拟端口号均不重复，并且使得交换机面板的任一端口作为堆叠端口时都能够确定出作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、各交换机的CPU虚拟端口的端口号，那么，以该确定的CPU虚拟端口的端口号为目的端口发送探测请求报文时，不会被目的交换机丢弃，而是被转发给目的交换机的CPU进行处理，从而接收到对应的探测响应数据包，得到目的交换机的信息。与现有技术中在“厂商私有协议”头部增加flag相比，更具有普遍性，与现有技术中在以太网模型下进行拓扑信息检测相比，不需要将网络端口与堆叠端口之间来回转换，稳定性和安全性更高，与现有技术中固化热堆叠系统拓扑配置信息相比，交换机面板的任一端口作为堆叠端口时都能够基于配置的与该任一端口对应的CPU虚拟端口进行拓扑检测，配置灵活，准确性高，因此，本发明实施例提供的一种拓扑检测方法与现有技术相比更加合理。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种拓扑检测方法，其特征在于，包括：

交换机针对每个堆叠端口，分别确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、可能与本交换机相连的各交换机的CPU虚拟端口的端口号；

针对确定的每个CPU虚拟端口，以该CPU虚拟端口为目的端口发送探测请求报文；

当通过堆叠端口接收到探测响应报文时，根据探测响应报文中携带的信息，确定该堆叠端口所连接的交换机的信息；

其中，针对所述堆叠系统中的每个交换机，所述CPU虚拟端口号为该交换机按照预设编址规则，基于该交换机的编号以及所述堆叠系统中交换机面板包含端口数量最多的交换机所包含的各端口的编号生成的，且当交换机通过堆叠端口接收到目的端口为本交换机CPU虚拟端口的报文时，将接收的报文转发给CPU进行处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，交换机针对每个堆叠端口，分别确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、可能与本交换机相连的各交换机的CPU虚拟端口的端口号，具体包括：

交换机针对每个堆叠端口，按照预设编址规则，基于堆叠系统中可能与本交换机相连的各交换机的编号以及该堆叠端口的编号，分别确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、所述各交换机的CPU虚拟端口的端口号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当通过堆叠端口接收到探测请求报文时，还包括：

判断接收的探测请求报文的目的端口号是否属于本交换机生成的CPU虚拟端口号；

当接收的探测请求报文的目的端口号属于本交换机生成的CPU虚拟端口号时，根据接收的探测请求报文中携带的发送该探测请求报文的交换机的信息，确定接收到该探测请求报文的堆叠端口所连接的交换机的信息；

按照预设编址规则，基于确定出的交换机的编号以及接收到该探测请求报文的堆叠端口的编号，确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、该确定出的交换机的CPU虚拟端口的端口号；

以确定出的CPU虚拟端口为目的端口发送探测响应报文。

4.如权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，当通过堆叠端口发送报文时，将本交换机的CPU固定端口的端口号作为源端口；

其中，所述报文包括探测请求报文和探测响应报文；所述CPU固定端口的端口号为通过预设确定规则确定的；所述CPU固定端口用于当本交换机通过任一CPU虚拟端口接收到报文时，将接收的报文转发给所述CPU固定端口，以便本交换机的CPU对通过所述CPU固定端口接收的报文进行处理。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在探测到堆叠端口所连接的交换机的信息之后，还包括：

将所述堆叠端口探测到的所连接的交换机的信息，发送给在探测到所连接的交换机的信息之前探测到的已探测交换机；以及

将所述已探测交换机的信息发送给所述堆叠端口所连接的交换机；以及

接收所述堆叠端口所连接的交换机发送的该所连接的交换机在通过所述堆叠端口被探测到之前已经探测到的交换机的信息。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，确定的堆叠端口所连接的交换机的信息包括所连接的交换机的编号、所连接的交换机的CPU固定端口、以及连接所连接的交换机通过的所连接的交换机上的堆叠端口；或者

确定的堆叠端口所连接的交换机的信息包括所连接的交换机的CPU固定端口、以及连接所连接的交换机通过的所连接的交换机上的堆叠端口。

7.一种交换机，其特征在于，包括：

端口确定模块，用于针对每个堆叠端口，分别确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、可能与本交换机相连的各交换机的CPU虚拟端口的端口号；

发送模块，用于针对所述端口确定模块确定的每个CPU虚拟端口，以该CPU虚拟端口为目的端口发送探测请求报文；

接收模块，用于通过堆叠端口接收探测响应报文；

信息确定模块，用于当所述接收模块通过堆叠端口接收到探测响应报文时，根据探测响应报文中携带的信息，确定该堆叠端口所连接的交换机的信息；

其中，针对所述堆叠系统中的每个交换机，所述CPU虚拟端口号为该交换机按照预设编址规则，基于该交换机的编号以及所述堆叠系统中交换机面板包含端口数量最多的交换机所包含的各端口的编号生成的，且当交换机通过堆叠端口接收到目的端口为本交换机CPU虚拟端口的报文时，将接收的报文转发给CPU进行处理。

8.如权利要求7所述的交换机，其特征在于，所述端口确定模块，具体用于交换机针对每个堆叠端口，按照预设编址规则，基于堆叠系统中可能与本交换机相连的各交换机的编号以及该堆叠端口的编号，分别确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、所述各交换机的CPU虚拟端口的端口号。

9.如权利要求7所述的交换机，其特征在于，还包括：判断模块；

所述接收模块，还用于通过堆叠端口接收探测请求报文；

所述判断模块，用于当所述接收模块通过堆叠端口接收到探测请求报文时，判断接收的探测请求报文的目的端口号是否属于本交换机生成的CPU虚拟端口号；

所述信息确定模块，还用于当所述判断模块确定所述接收模块接收的探测请求报文的目的端口号属于本交换机生成的CPU虚拟端口号时，根据接收的探测请求报文中携带的发送该探测请求报文的交换机的信息，确定接收到该探测请求报文的堆叠端口所连接的交换机的信息；

所述端口确定模块，还用于按照预设编址规则，基于确定出的交换机的编号以及接收到该探测请求报文的堆叠端口的编号，确定作为由该堆叠端口转发报文的目的端口的、该确定出的交换机的CPU虚拟端口的端口号；

所述发送模块，还用于以所述端口确定模块确定出的CPU虚拟端口为目的端口发送探测响应报文。

10.如权利要求7～9任一项所述的交换机，其特征在于，当所述发送模块通过堆叠端口发送报文时，将本交换机的CPU固定端口的端口号作为源端口；其中，所述报文包括探测请求报文和探测响应报文；所述CPU固定端口的端口号为通过预设确定规则确定的；所述CPU固定端口用于当本交换机通过任一CPU虚拟端口接收到报文时，将接收的报文转发给所述CPU固定端口，以便本交换机的CPU对通过所述CPU固定端口接收的报文进行处理。

11.如权利要求10所述的交换机，其特征在于，所述发送模块，还用于在探测到堆叠端口所连接的交换机的信息之后，将所述堆叠端口探测到的所连接的交换机的信息，发送给在探测到所连接的交换机的信息之前探测到的已探测交换机；以及将所述已探测交换机的信息发送给所述堆叠端口所连接的交换机；

所述接收模块，还用于接收所述堆叠端口所连接的交换机发送的该所连接的交换机在通过所述堆叠端口被探测到之前已经探测到的交换机的信息。

12.如权利要求10所述的交换机，其特征在于，确定的堆叠端口所连接的交换机的信息包括所连接的交换机的编号、所连接的交换机的CPU固定端口、以及连接所连接的交换机通过的所连接的交换机上的堆叠端口；或者

确定的堆叠端口所连接的交换机的信息包括所连接的交换机的CPU固定端口、以及连接所连接的交换机通过的所连接的交换机上的堆叠端口。

13.一种热堆叠系统，其特征在于，包括：至少两个如权利要求7～12所述的交换机。