CN105141538A - 一种跨网络堆叠系统及其对报文的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种跨网络堆叠系统及其对报文的处理方法，所述跨网络堆叠系统包括通过网络连接的第一成员设备和第二成员设备，报文从第一成员设备与网络连接的跨网络堆叠口发送出去时，封装上堆叠头和跨网络堆叠的网络信息，并将封装后的报文通过网络发送给第二成员设备；第二成员设备从其与网络相连的跨网络堆叠口接收到报文后，根据报文中携带的跨网络堆叠的网络信息对报文进行相应处理。本发明将网络中任意位置的交换机通过组成跨网络的堆叠系统，逻辑上可以看做一台交换机进行网络管理，可有效的降低网络管理成本和简化网络管理操作。

Description

一种跨网络堆叠系统及其对报文的处理方法

技术领域

本发明涉及一种堆叠系统技术，尤其是涉及一种跨网络堆叠系统及其对报文的处理方法。

背景技术

随着网络的迅猛发展，网络的部署也越来越复杂，其中交换机堆叠技术作为多交换机，一方面可以大大提高交换机端口密度，同时堆叠中的所有交换机可视为一个整体的交换机来进行管理，也就是说，堆叠中所有的交换机从拓扑结构上可视为一个交换机。这样做的好处是，一方面增加了用户端口，能够在交换机之间建立一条较宽的宽带链路，这样每个实际使用的用户带宽就有可能更宽，另一方面多个交换机能够作为一个大的交换机，便于统一管理。

但是现有整个堆叠系统只局限于本地设备与设备间的互连，一个堆叠系统基本上放置在同一个机架上，还不能实现跨网络堆叠。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种跨网络堆叠系统及其对报文的处理方法，在报文原始的堆叠头前面增加跨网络堆叠的网络信息，以实现跨网络堆叠。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种跨网络堆叠系统的报文处理方法，所述跨网络堆叠系统包括通过网络连接的第一成员设备和第二成员设备，所述报文处理方法包括：

报文从所述第一成员设备与网络连接的跨网络堆叠口发送出去时，封装上堆叠头和跨网络堆叠的网络信息，并将封装后的报文通过网络发送给所述第二成员设备；

所述第二成员设备从其与网络相连的跨网络堆叠口接收到所述报文后，根据报文中携带的所述跨网络堆叠的网络信息对报文进行相应处理。

优选地，所述跨网络堆叠的网络信息根据进入的所述网络类型配置封装不同的报文格式。

优选地，所述堆叠头封装在报文的原始包前面，所述跨网络堆叠的网络信息封装在所述堆叠头的前面。

优选地，所述第一成员设备对报文的处理过程包括：

报文进入第一成员设备的出方向处理引擎，完成对报文进行合法性检查及相应的编辑行为；

判断报文是否从堆叠口发送出去，如果是，则对报文进行堆叠头的加封装；

判断报文是否从跨网络堆叠口发送出去，如果是，则对报文进行跨网络堆叠的网络信息的加封装；

将封装后的报文从所述第一成员设备与网络连接的跨网络堆叠口发送出去，并通过网络发送给所述第二成员设备。

优选地，所述第一成员设备对报文的处理过程包括：

判断接收报文的端口是否为跨网络堆叠口，如果是，则对报文的跨网络堆叠的网络信息进行合法性判断，如果合法，则剥掉报文的跨网络堆叠的网络信息；

判断接收报文的端口是否为堆叠口，如果是，则完成堆叠头的解封装处理，并把堆叠头映射为芯片内部的包处理头信息；

将报文送入第二成员设备的入方向处理引擎进行包处理。

本发明还提供了一种跨网络堆叠系统，所述系统包括通过网络连接的第一成员设备和第二成员设备，所述第一成员设备包括堆叠头封装装置、网络信息封装装置和报文发送装置，

所述堆叠头封装装置用于将报文封装上堆叠头；

所述网络信息封装装置用于将报文封装上跨网络堆叠的网络信息；

所述报文发送装置用于将封装后的报文从其与网络相连的跨网络堆叠口发送给第二成员设备；

所述第二成员设备用于从其与网络相连的跨网络堆叠口接收所述报文，并根据报文携带的所述跨网络堆叠的网络信息对报文进行处理。

优选地，所述网络信息封装装置根据进入的所述网络类型对报文配置封装不同的报文格式。

优选地，所述堆叠头封装装置将堆叠头封装在报文的原始包前面，所述网络信息封装装置将跨网络堆叠的网络信息封装在所述堆叠头的前面。

优选地，所述第一成员设备还包括第一检查装置、第一堆叠口判断装置和第一网口判断装置，

所述第一检查装置用于在报文进入第一成员设备的出方向处理引擎后，完成对报文进行合法性检查及相应的编辑行为；

所述第一堆叠口判断装置用于判断报文是否从堆叠口发送出去，如果是，则将报文发送给堆叠头封装装置；

所述第一网口判断装置用于判断报文是否从跨网络堆叠口发送出去，如果是，则将报文发送给网络信息封装装置。

优选地，所述第二成员设备包括第二网口判断装置、第二检查装置、网络信息解封装置、第二堆叠口判断装置、堆叠头解封装置和包处理装置，

所述第二网口判断装置用于判断接收报文的端口是否为跨网络堆叠口，如果是，则将报文发送给第二检查装置对报文的跨网络堆叠的网络信息进行合法性判断，如果合法，则将报文发送给网络信息解封装置剥掉报文的跨网络堆叠的网络信息；

所述第二堆叠口判断装置用于判断接收报文的端口是否为堆叠口，如果是，则将报文发送给堆叠头解封装置，所述堆叠头解封装置用于完成堆叠头的解封装处理，并把堆叠头映射为芯片内部的包处理头信息；

所述包处理装置用于将报文送入第二成员设备的入方向处理引擎进行包处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将网络中任意位置的交换机通过组成跨网络的堆叠系统，逻辑上可以看做一台交换机进行网络管理，可有效的降低网络管理成本和简化网络管理操作。

附图说明

图1是传统的堆叠系统网络拓扑示意图；

图2是封装上堆叠头的报文格式示意图；

图3是本发明跨网络堆叠系统的整体网络拓扑示意图；

图4是本发明跨网络堆叠系统的报文处理方法的流程示意图；

图5是本发明封装上跨网络堆叠的网络信息的报文格式示意图；

图6是本发明实施例成员设备2对报文的处理流程示意图；

图7是本发明实施例中跨网络堆叠的网络信息的格式示意图；

图8是本发明实施例成员设备3对报文的处理流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

传统的堆叠系统网络拓扑如图1所示，成员设备1，成员设备2，成员设备3以及成员设备4相连形成一个堆叠系统，报文在交换机之间传递信息时会在原始包前面增加堆叠头。如图2所示，堆叠头信息包含源芯片编号、源端口、目的芯片编号及目的端口或者组播组编号、是否为组播等用于指示报文的转发信息，如果是单播报文，会在源芯片查找转发表得到目的芯片编号及目的端口，然后报文从堆叠头出去时把源交换信息和目的交换信息封装到堆叠头中；如果是组播或广播报文，除了在源交换机向本地组播成员复制外，还会把组播组信息封装到堆叠头，通过源交换机的左右两个堆叠口向两个方向进行发送，沿路收到的交换机都会根据组播组信息获取到本地组播成员信息，除了向本地组播成员复制外，还会向除了进来那个堆叠口之外的其他堆叠口发送。

本发明跨网络堆叠系统的整体网络拓扑如图3所示，成员设备1、成员设备2通过网络和成员设备3、成员设备4形成一个跨网络的堆叠系统，报文的处理流程与传统的堆叠系统相比，区别在于当成员设备堆叠口和一个网络连接时，报文从堆叠口出去时会在堆叠头的基础上再增加上跨网络堆叠的网络信息，如图4所示，同时报文从跨网络的堆叠口进入时会处理跨网络堆叠的网络信息。

跨网络堆叠的网络信息根据进入的网络类型可以配置封装不同的报文格式，如，若进入一个两层网络，则只需要封装二层头信息；若进入IP网络，除了封装二层头信息之外，还需要封装IP头信息，同样，若进入了MPLS网络，则需要封装MPLS信息，等等。

具体地，本发明实施例以堆叠系统通过一个两层网络为例，来介绍本发明所揭示的一种跨网络堆叠系统及跨网络堆叠系统的报文处理方法的工作原理。如图3所示，如果一个单播包要从成员设备1转发到成员设备4，那么成员设备1就是源成员设备，成员设备4就是目的成员设备。如果一个包是多播包，要从成员设备1转发到成员设备3和成员设备4，无论是单播报文还是组播报文，在成员设备1上原始数据包通过查找转发表得到报文的目的信息，在成员设备1上加上堆叠头信息，同时更新原始数据报文的帧校验序列，从成员设备1的堆叠口发送出去，到了成员设备2，由于原始报文的目的地在成员设备3和成员设备4，所以报文会通过成员设备2的堆叠口①发送出去，当报文进入成员设备2的出方向处理引擎之后，处理流程为：

报文从成员设备2与网络连接的堆叠口发送出去时，封装上堆叠头和跨网络堆叠的网络信息，并将封装后的报文通过网络发送给成员设备3。

具体地，结合图4和图6所示，成员设备2对报文的整个处理流程包括以下步骤：

1)、报文进入成员设备2的出方向处理引擎，完成对原始数据报文的合法性检查及相应的编辑行为；

2)、判断报文是否从堆叠口发送出去，如果是，则对报文进行堆叠头的加封装处理，如果不是，则跳到4)做进一步处理；

3)、判断报文是否从跨网络堆叠口发送出去，如果是，则对报文进行跨网络堆叠的网络信息的加封装，如果不是，则跳到4)做进一步处理；

本实施例中网络类型为两层网络，因此，结合图7所示，对报文进行跨网络堆叠的网络信息的加封装的过程包括：把跨网络堆叠的网络信息中的目的芯片MAC地址填写为芯片3堆叠口②的MAC地址；源芯片的MAC地址填写为芯片2堆叠口①的MAC地址，同时根据配置填写局域网标签；

4)、更新报文的帧校验序列；

5)、将封装后的报文从成员设备2的堆叠口①发送出去。

对应的，本发明实施例所揭示的跨网络堆叠系统中，成员设备2内包括第一检查装置、第一堆叠口判断装置、堆叠头封装装置、第一网口判断装置、网络信息封装装置和报文发送装置，第一检查装置用于在报文进入成员设备2的出方向处理引擎后，完成对报文进行合法性检查及相应的编辑行为；第一堆叠口判断装置用于判断报文是否从堆叠口发送出去，如果是，则将报文发送给堆叠头封装装置；堆叠头封装装置用于将报文封装上堆叠头；第一网口判断装置用于判断报文是否从跨网络堆叠口发送出去，如果是，则将报文发送给网络信息封装装置；网络信息封装装置用于将报文封装上跨网络堆叠的网络信息；报文发送装置用于将封装后的报文从成员设备2的堆叠口①发送给出去。

当成员设备3通过堆叠口②从网络上接收到报文之后，对报文的处理流程为：根据报文中携带的跨网络堆叠的网络信息对报文进行相应处理。

具体地，结合图4和图7所示，成员设备3对报文的整个处理流程包括以下步骤：

1)、判断接收报文的端口是不是跨网络堆叠口，如果是，则对报文的跨网络堆叠的网络信息进行合法性判断，如果合法，则直接剥掉报文的跨网络堆叠的网络信息，并进入步骤2)，如果不合法，则把报文直接丢弃；

2)、判断接收报文的端口是不是堆叠口，如果是，则完成堆叠头的解封装处理，并把堆叠头映射为芯片内部的包处理头信息，做进一步处理，之后的处理和普通堆叠系统从堆叠口接收到报文的处理是一样的，这里便不再赘述，如果不是，则跳到3)做进一步处理；

3)、将报文送入成员设备3的入方向处理引擎进行包处理。

对应的，本发明实施例所揭示的跨网络堆叠系统中，成员设备3内包括第二网口判断装置、第二检查装置、网络信息解封装置、第二堆叠口判断装置、堆叠头解封装置和包处理装置，第二网口判断装置用于判断接收报文的端口是否为跨网络堆叠口，如果是，则将报文发送给第二检查装置对报文的跨网络堆叠的网络信息进行合法性判断，如果合法，则将报文发送给网络信息解封装置剥掉报文的跨网络堆叠的网络信息；第二堆叠口判断装置用于判断接收报文的端口是否为堆叠口，如果是，则将报文发送给堆叠头解封装置，堆叠头解封装置用于完成堆叠头的解封装处理，并把堆叠头映射为芯片内部的包处理头信息；包处理装置用于将报文送入成员设备3的入方向处理引擎进行包处理。

本发明实施例中网络两侧连接的成员设备的数目至少为1个，可根据实际需要进行数量的扩展或减少。且本实施例中的成员设备是基于以太网交换芯片组成的以太网交换机，但不局限于以太网交换芯片，也可基于FPGA(现场可编程门阵列)或NP(网络处理器)等其他芯片组成相应的交换机。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种跨网络堆叠系统的报文处理方法，其特征在于：所述跨网络堆叠系统包括通过网络连接的第一成员设备和第二成员设备，所述报文处理方法包括：

报文从所述第一成员设备与网络连接的跨网络堆叠口发送出去时，封装上堆叠头和跨网络堆叠的网络信息，并将封装后的报文通过网络发送给所述第二成员设备；

所述第二成员设备从其与网络相连的跨网络堆叠口接收到所述报文后，根据报文中携带的所述跨网络堆叠的网络信息对报文进行相应处理。

2.根据权利要求1所述的报文处理方法，其特征在于，所述跨网络堆叠的网络信息根据进入的所述网络类型配置封装不同的报文格式。

3.根据权利要求1所述的报文处理方法，其特征在于，所述堆叠头封装在报文的原始包前面，所述跨网络堆叠的网络信息封装在所述堆叠头的前面。

4.根据权利要求1所述的报文处理方法，其特征在于，所述第一成员设备对报文的处理过程包括：

报文进入第一成员设备的出方向处理引擎，完成对报文进行合法性检查及相应的编辑行为；

判断报文是否从堆叠口发送出去，如果是，则对报文进行堆叠头的加封装；

判断报文是否从跨网络堆叠口发送出去，如果是，则对报文进行跨网络堆叠的网络信息的加封装；

将封装后的报文从所述第一成员设备与网络连接的跨网络堆叠口发送出去，并通过网络发送给所述第二成员设备。

5.根据权利要求1所述的报文处理方法，其特征在于，所述第一成员设备对报文的处理过程包括：

判断接收报文的端口是否为跨网络堆叠口，如果是，则对报文的跨网络堆叠的网络信息进行合法性判断，如果合法，则剥掉报文的跨网络堆叠的网络信息；

判断接收报文的端口是否为堆叠口，如果是，则完成堆叠头的解封装处理，并把堆叠头映射为芯片内部的包处理头信息；

将报文送入第二成员设备的入方向处理引擎进行包处理。

6.一种跨网络堆叠系统，其特征在于：所述系统包括通过网络连接的第一成员设备和第二成员设备，所述第一成员设备包括堆叠头封装装置、网络信息封装装置和报文发送装置，

所述堆叠头封装装置用于将报文封装上堆叠头；

所述网络信息封装装置用于将报文封装上跨网络堆叠的网络信息；

所述报文发送装置用于将封装后的报文从其与网络相连的跨网络堆叠口发送给第二成员设备；

所述第二成员设备用于从其与网络相连的跨网络堆叠口接收所述报文，并根据报文携带的所述跨网络堆叠的网络信息对报文进行处理。

7.根据权利要求6所述的跨网络堆叠系统，其特征在于，所述网络信息封装装置根据进入的所述网络类型对报文配置封装不同的报文格式。

8.根据权利要求6所述的跨网络堆叠系统，其特征在于，所述堆叠头封装装置将堆叠头封装在报文的原始包前面，所述网络信息封装装置将跨网络堆叠的网络信息封装在所述堆叠头的前面。

9.根据权利要求6所述的跨网络堆叠系统，其特征在于，所述第一成员设备还包括第一检查装置、第一堆叠口判断装置和第一网口判断装置，

所述第一检查装置用于在报文进入第一成员设备的出方向处理引擎后，完成对报文进行合法性检查及相应的编辑行为；

所述第一堆叠口判断装置用于判断报文是否从堆叠口发送出去，如果是，则将报文发送给堆叠头封装装置；

所述第一网口判断装置用于判断报文是否从跨网络堆叠口发送出去，如果是，则将报文发送给网络信息封装装置。

10.根据权利要求6所述的跨网络堆叠系统，其特征在于，所述第二成员设备包括第二网口判断装置、第二检查装置、网络信息解封装置、第二堆叠口判断装置、堆叠头解封装置和包处理装置，

所述第二网口判断装置用于判断接收报文的端口是否为跨网络堆叠口，如果是，则将报文发送给第二检查装置对报文的跨网络堆叠的网络信息进行合法性判断，如果合法，则将报文发送给网络信息解封装置剥掉报文的跨网络堆叠的网络信息；

所述第二堆叠口判断装置用于判断接收报文的端口是否为堆叠口，如果是，则将报文发送给堆叠头解封装置，所述堆叠头解封装置用于完成堆叠头的解封装处理，并把堆叠头映射为芯片内部的包处理头信息；

所述包处理装置用于将报文送入第二成员设备的入方向处理引擎进行包处理。