CN105591952A

CN105591952A - 应用于堆叠分裂的流量切换方法和装置

Info

Publication number: CN105591952A
Application number: CN201510494305.7A
Authority: CN
Inventors: 肖冰
Original assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Current assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2015-08-12
Filing date: 2015-08-12
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2035-08-12
Also published as: CN105591952B

Abstract

本申请提供了应用于堆叠分裂的流量切换方法和装置。本发明中，IRF子堆叠中的成员设备在确定需与网络隔离时，先按照端口带宽从大至小的顺序关闭本设备本地除保留端口之外的各物理端口，在本地除保留端口之外的各物理端口都关闭之后再通知上层应用模块处理各物理端口被关闭的事件，可以快速的将从INTERNET访问服务器的流量切换完成，避免上层应用模块因为处理各物理端口被关闭的事件而延迟流量切换的缺陷。

Description

应用于堆叠分裂的流量切换方法和装置

技术领域

本申请涉及网络通信技术，特别涉及应用于堆叠分裂的流量切换方法和装置。

背景技术

智能弹性架构(IRF：IntelligentResilientFramework)是将多台设备通过堆叠口连接在一起形成一台“联合设备”，这台“联合设备”就称为一个IRF堆叠，IRF堆叠中所有的单台设备称为成员设备，IRF堆叠中成员设备连接在一起的堆叠口称为IRF堆叠口。IRF堆叠中的成员设备按照功能不同，分为两种角色：

主设备(master)：成员设备的一种，由角色选举产生，它负责管理整个IRF堆叠。一个IRF堆叠中同一时刻只能有一台成员设备成为master。

从设备(slave)：成员设备的一种，作为master的备份运行，IRF堆叠中除了master，其它设备都是slave，IRF堆叠中可存在多台slave。

图1示出了IRF堆叠的结构。在图1中，设备A为master，设备B至D为slave，设备A至设备D通过IRF堆叠口连接形成IRF堆叠。

IRF堆叠有两种拓扑结构：链形拓扑和环形拓扑，图1示出的IRF堆叠为环形拓扑结构，图2示出的IRF堆叠为链形拓扑结构。其中，环形拓扑比链形拓扑更可靠，当环形拓扑中出现一条链路故障时，IRF堆叠的功能和性能不会受到影响，当链形拓扑中出现一条链路故障时，会引起IRF堆叠分裂。

当IRF堆叠分裂时，原IRF堆叠可能会分裂成全局配置(比如IP地址、路由协议等所有功能配置)完全相同的两个或者多个IRF堆叠，为便于描述，这里将从同一IRF堆叠分裂出去的全局配置完全相同的IRF堆叠称为IRF子堆叠。这些IRF子堆叠同时在网络中运行会引起网络故障。

多Active检测(MAD：Multi-ActiveDetection)的主要功能是及时检测出IRF堆叠发生分裂，并在分裂后的多个子IRF堆叠之间发起MAD竞选。MAD竞选获胜的IRF子堆叠保持正常工作状态(置于Active状态)，其余IRF子堆叠，需与网络进行隔离(置于Recovery状态)，以避免其它设备感知到网络中存在多个全局配置完全相同的IRF子堆叠。比如图3所示，第一IRF堆叠分裂成全局配置完全相同的两个IRF子堆叠，记为第二IRF子堆叠和第三IRF子堆叠，第二IRF子堆叠通过MAD竞选确定为继续正常工作，第三IRF子堆叠通过MAD竞选确定为需与网络进行隔离。

对于需与网络进行隔离的IRF子堆叠，其通过关闭IRF子堆叠中所有成员设备上除IRF堆叠口和保留端口外的物理端口的方式与网络进行隔离。IRF子堆叠中的成员设备在关闭物理端口时，其会按照端口号从小至大的顺序依次关闭(shutdown)本地物理端口，并且为保持本设备中软件和驱动上下层的状态一致，成员设备在每关闭本地一个物理端口时，会通知本地应用模块处理物理端口被关闭的事件比如MAC地址删除、点灯等。本地应用模块处理物理端口被关闭的事件的过程比较长，不能达到快速切换流量的目的。并且，在实际应用中，成员设备连接下行服务器的物理端口的端口号小于其连接上行设备的物理端口的端口号，这就造成IRF子堆叠中的设备先关闭掉连接下行服务器的物理端口，最后关闭掉连接上行设备的物理端口，比如图3所示的第三IRF子堆叠中的设备C会先关闭PortX3、后关闭PortS3，设备D会先关闭PortX4、后关闭PortS4，而这会导致上行设备转发的来自因特网(INTERNET)访问服务器的流量在到达IRF子堆叠中的成员设备时，因为该成员设备关闭掉连接服务器的物理端口而被中断，也影响了流量的快速切换。

发明内容

本申请提供了应用于堆叠分裂的流量切换方法和装置，以实现堆叠分裂后的快速流量切换。

本申请提供的技术方案包括：

一种应用于堆叠分裂的流量切换方法，该方法应用于从IRF堆叠分裂出去的IRF子堆叠中的成员设备，包括：

在确定本设备需与网络隔离时，按照端口带宽从大至小的顺序关闭本设备本地除保留端口之外的各物理端口，并禁止将各物理端口被关闭的消息通知给上层应用模块；

在确定本设备本地除保留端口之外的各物理端口都已被关闭后，将各物理端口被关闭的消息通知给上层应用模块。

一种应用于堆叠分裂的流量切换装置，该装置应用于从IRF堆叠分裂出去的IRF子堆叠中的成员设备，包括：

端口处理单元，用于在确定本设备需与网络隔离时，按照端口带宽从大至小的顺序关闭本设备本地除保留端口之外的各物理端口，并禁止将各物理端口被关闭的消息通知给上层应用模块；

通知单元，用于在确定所述端口处理单元已将本设备本地除保留端口之外的各物理端口都已被关闭后，将各物理端口被关闭的消息通知给上层应用模块。

由以上技术方案可以看出，本发明中，当IRF子堆叠中的成员设备在确定本设备需与网络隔离时，先是按照端口带宽从大至小的顺序关闭本设备本地除保留端口之外的各物理端口，之后才将各物理端口被关闭的消息通知给上层应用模块，而非在关闭物理端口的同时将各物理端口被关闭的消息通知给上层应用模块，这解决了应用模块处理物理端口被关闭的事件的过程比较长，不能达到快速切换流量的缺陷；

进一步地，本发明中，IRF子堆叠中的成员设备在关闭物理端口时，是按照端口带宽从大至小的顺序关闭本设备本地除保留端口之外的各物理端口，这能够保证连接上行设备的各物理端口先关闭，而连接下行服务器的各物理端口后关闭，可以快速的完成将从INTERNET访问服务器的流量切换，避免现有技术中成员设备因为按照端口编号从小至大的顺序先关闭连接下行服务器的物理端口，后关闭连接上行设备的物理端口而导致的流量中断。

附图说明

图1示出了IRF堆叠的结构图；

图2示出了链形拓扑结构的IRF堆叠结构图；

图3示出了IRF堆叠0分裂的结构图；

图4为本发明提供的方法流程图；

图5为本发明提供的装置结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明提供的方法能够针对从同一IRF堆叠分裂出去的IRF子堆叠，当确定需要与网络隔离时，通过按照端口带宽从大至小的顺序关闭本IRF子堆叠中各成员设备本地除保留端口之外的各物理端口，实现IRF堆叠分裂后的快速流量切换。

下面对本发明提供的方法进行描述：

参见图4，图4为本发明提供的方法流程图。该方法应用于从IRF堆叠分裂出去的IRF子堆叠中的成员设备，如图4所示，IRF子堆叠中的成员设备在确定本设备需与网络隔离时，需执行以下步骤401和步骤402。

在描述步骤401和步骤402之前，先简单描述IRF子堆叠中的成员设备如何确定本设备需与网络隔离：

作为一个优选实施例，成员设备确定本设备是否需与网络隔离主要是基于MAD实现的。MAD的主要功能是及时检测出IRF堆叠发生分裂，并在分裂后的多个IRF子堆叠之间发起MAD竞选。通过MAD竞选获胜的一个IRF子堆叠，保持正常工作，也就意味着MAD竞选获胜的IRF子堆叠中的成员设备继续正常工作。至于其余的IRF子堆叠，相对于通过MAD竞选获胜的IRF子堆叠，其也就意味着MAD竞选失败。对于MAD竞选失败的IRF子堆叠，为避免其它设备感知到网络中存在多个全局配置完全相同的IRF子堆叠，是需要与网络进行隔离的，也就意味着IRF子堆叠中的成员设备需与网络进行隔离。

目前，链路聚合控制协议(LACP：LinkAggregationControlProtocol)可帮助MAD进行IRF堆叠分裂检测，下面为使本申请容易理解，简单描述成员设备如何确定本设备需与网络隔离：

如图3所示，第一IRF堆叠中的设备A为master，设备A至设备D的设备编号依次为Slot1至Slot4，第一IRF堆叠与上行设备之间使用了链路聚合的连接方式，上行设备通过动态链路聚合组与第一IRF堆叠相连，第一IRF堆叠正常时，第一IRF堆叠中的各成员设备周期发送LACP协议报文，成员设备发送的LACP协议报文中的扩展字段增加了所处堆叠中master的设备编号(简称ActiveID，这里具体为Slot1)。上行设备通过动态链路聚合组中的一个成员端口收到带有扩展字段的LACP协议报文后，会将此LACP协议报文向动态链路聚合组中的其他成员端口进行透传，第一IRF堆叠中的所有成员设备都能收到其他成员设备发出的LACP协议报文。第一IRF堆叠正常时，第一IRF堆叠中各成员设备发送的LACP协议报文中的ActiveID一致，都为设备A的设备编号Slot1，不会发生多Active冲突。

当第一IRF堆叠分裂为第二IRF子堆叠和第三IRF子堆叠后，对于第二IRF子堆叠，因为第二IRF子堆叠中的设备A为第一IRF堆叠未分裂前的master，则第二IRF子堆叠不会重新选举master，第二IRF子堆叠中的master仍为设备A。对于第三IRF子堆叠，第三IRF子堆叠中的成员设备即设备C、设备D会重新选举master，这里以第三IRF子堆叠中的设备C被选举为master为例。如此，第二IRF子堆叠中的成员设备发送的LACP协议报文携带的ActiveID为设备A的设备编号slot1，第三IRF子堆叠中的成员设备发送的LACP协议报文携带的ActiveID为设备C的设备编号slot3，当第二IRF子堆叠中的成员设备即设备A和设备B收到第三IRF子堆叠中的成员设备发送的LACP协议报文时，发现该LACP协议报文携带的ActiveID大于所处第二IRF子堆叠中master的设备编号，则确认所处第二IRF子堆叠在MAD竞选中获胜，确定第二IRF子堆叠继续正常工作，本设备也继续工作；当第三IRF子堆叠中的成员设备即设备C和设备D收到第二IRF子堆叠中的成员设备比如设备A、设备B发送的LACP协议报文时，发现该LACP协议报文携带的ActiveID小于所处第三IRF子堆叠中master的设备编号，则认为所处第三IRF子堆叠在MAD竞选中失败，第三IRF子堆叠需与网络进行隔离，本设备也需与网络进行隔离。即实现了IRF子堆叠中各成员设备确定是否与网络进行隔离的操作。

当IRF子堆叠中的成员设备在确定本设备需与网络隔离时，则执行如图4所示的步骤401和步骤402：

步骤401，按照端口带宽从大至小的顺序关闭本设备本地除保留端口之外的各物理端口，并禁止将各物理端口被关闭的消息通知给上层应用模块。

在网络应用中，IRF堆叠中成员设备连接上行设备的各物理端口，其带宽大于成员设备连接下行服务器的各物理端口，基于此，优选地，作为本发明的一个实施例，本步骤401中按照端口带宽从大至小的顺序关闭本设备本地除保留端口之外的各物理端口包括：

先关闭本设备连接上行设备的各物理端口；

在本设备连接上行设备的各物理端口都已关闭后，再关闭本设备连接下行服务器的各物理端口。

也就是说，本步骤401中，通过按照端口带宽从大至小的顺序关闭本设备本地除保留端口之外的各物理端口，能够先关闭连接上行设备的各物理端口，再关闭连接下行服务器的各物理端口，这样可以快速地将从INTERNET访问服务器的流量切换完成。

在应用中，成员设备本地连接上行设备的物理端口，其端口带宽一般都是一样的，比如都为百兆口，或者千兆口等，基于此，当成员设备本地连接上行设备的物理端口的端口带宽是一样时，上述在关闭本设备连接上行设备的各物理端口时可同时关闭本设备连接上行设备的各物理端口，可不随机依次关闭本设备连接上行设备的各物理端口，不分关闭时间的先后。

在特殊情况下，成员设备本地连接上行设备的物理端口，其端口带宽也可有区别，比如有的为百兆口，有的为千兆口等，基于此，上述关闭本设备连接上行设备的各物理端口时，可按端口带宽的大小顺序依次从本设备连接上行设备的各物理端口中选择物理端口关闭，比如，先从本设备连接上行设备的各物理端口中选择千兆口关闭，之后再将剩下的百兆口关闭。

本发明中，作为一个优选实施例，在关闭本设备连接下行服务器的各物理端口时可具体为：

依据最近设定时间内的流量从大至小的顺序关闭本设备连接下行各服务器的各物理端口。

具体地，这里依据最近设定时间内的流量从大至小的顺序关闭本设备连接下行各服务器的各物理端口可为：依据最近设定时间内的流量从大至小的顺序对本设备连接下行各服务器的各物理端口排成一个队列，依次关闭所述队列中的各物理端口。

这里的最近设定时间可根据实际情况预先配置，比如最近5分钟等。

通过依据最近设定时间内的流量从大至小的顺序对本设备连接下行各服务器的各物理端口排成一个队列，依次关闭所述队列中的各物理端口，能够保证本设备连接下行各服务器的流量大的端口先关闭掉，流量小的端口后关闭掉，从而避免空闲服务器端口被先关闭而增加无效的流量切换时间。

需要说明的是，本发明中，在步骤401中，不管是关闭本设备连接上行设备的各物理端口，还是关闭本设备连接下行各服务器的各物理端口，其都是在表现形式上关闭物理端口，并不将各物理端口被关闭的消息通知给上层应用模块，这能避免上层应用模块因为处理各物理端口被关闭的事件而延迟流量切换的缺陷。

具体地，本步骤401中，在表现形式上关闭物理端口(也指上述的关闭本设备连接上行设备的各物理端口、关闭本设备连接下行各服务器的各物理端口)具体为：

在物理端口为光口时，关光；

在物理端口为电口时，关电口的物理层(PHY)接口。

步骤402，在确定本设备本地除保留端口之外的各物理端口都已被关闭后，将各物理端口被关闭的消息通知给上层应用模块。

这里，为避免对现有协议改进过大，将各物理端口被关闭的消息通知给上层应用模块，类似现有的通知，而上层应用模块收到通知后执行的操作也类似现有上层应用模块在获知物理端口被关闭后执行的操作类似，比如删除MAC地址、点灯等操作，这里不再赘述。

至此，完成图4所示的流程。

下面仍以图3所示的组网为例对图4所示流程进行描述：

如图3所示，当第一IRF堆叠分裂成第二IRF子堆叠和第三IRF子堆叠后，对于第二IRF子堆叠，第二IRF子堆叠中的设备A、设备B会确定出继续工作，则按照现有IRF堆叠中成员设备的角色继续工作，这里不重点描述。对于第三IRF子堆叠，第三IRF子堆叠中的设备C、设备D会确定出本设备需与网络隔离。

则对于设备C，当设备C确定本设备需与网络隔离时，假设PortS3是由两个物理端口聚合而成的上行口，其连接上行设备，PortS3中的一个物理端口为千兆口，记为第3_1物理端口，另一个物理端口为百兆口，记为第3_2物理端口，则设备C先关闭掉PortS3中的第3_1物理端口，再关闭掉PortS3中的第3_2物理端口。其中，设备C在关闭掉PortS3中的第3_1物理端口、第3_2物理端口后，并不将端口关闭的消息通知给上层应用模块。

假如设备C上的PortX3为包含第3_3物理端口(连接多个服务器中的服务器1)、第3_4物理端口(连接多个服务器中的服务器2)、第3_5物理端口(连接多个服务器中的服务器3)的下行口，连接下行的多个服务器，则以最近设定时间为最近5分钟为例，设备C在关闭掉第3_1物理端口、第3_2物理端口后，统计最近5分钟内第3_3物理端口的流量L1、第3_4物理端口的流量L2、第3_5物理端口的流量L3，其中，L1小于L2，但大于L3，则设备C先关闭第3_4物理端口、再关闭第3_3物理端口，最后关闭第3_5物理端口。其中，设备C在关闭掉PortS3中的第3_4物理端口、第3_3物理端口、第3_5物理端口后，并不将端口关闭的消息通知给上层应用模块。

当设备C把本地除保留端口之外的所有物理端口关闭后，设备C才将各物理端口被关闭的消息依次通知给上层应用模块。

对于设备D，其处理过程类似设备C，不再赘述。

至此，完成实施例的描述。

通过上面描述可以看出，本发明中，当IRF子堆叠中的成员设备在确定本设备需与网络隔离时，先是按照端口带宽从大至小的顺序关闭本设备本地除保留端口之外的各物理端口，之后才将各物理端口被关闭的消息通知给上层应用模块，而非在关闭物理端口的同时将各物理端口被关闭的消息通知给上层应用模块，这解决了应用模块处理物理端口被关闭的事件的过程比较长，不能达到快速切换流量的缺陷；

进一步地，本发明中，IRF子堆叠中的成员设备在关闭物理端口时，是按照端口带宽从大至小的顺序关闭本设备本地除保留端口之外的各物理端口，这能够保证连接上行设备的各物理端口先关闭，而连接下行服务器的各物理端口后关闭，可以快速的完成将从INTERNET访问服务器的流量切换，避免现有技术中成员设备因为按照端口编号从小至大的顺序先关闭连接下行服务器的物理端口，后关闭连接上行设备的物理端口而导致的流量中断。应用于以下场景：IRF子堆叠中的成员设备下接有45个服务器，每个服务器双网卡，与上行设备通过跨设备聚合链路连接，每一成员设备上有两个端口聚合至跨设备聚合链路，经过发明人测试，基于该应用场景，现有技术中成员设备按照端口编号从小至大的顺序先关闭连接下行服务器的物理端口，后关闭连接上行设备的物理端口，所用到的流量切换时间为19秒；而按照本发明中的端口带宽从大至小的顺序关闭本设备本地除保留端口之外的各物理端口，流量切换时间为4秒，从具体实例上可以看出，本发明提供的方法能够加快流量切换。

以上对本发明提供的方法进行了描述，下面对本发明提供的装置进行描述：

参见图5，图5为本发明提供的装置结构图。该装置应用于从IRF堆叠分裂出去的IRF子堆叠中的成员设备，包括：

优选地，所述端口处理单元按照端口带宽从大至小的顺序关闭本设备本地除保留端口之外的各物理端口包括：

先关闭本设备连接上行设备的各物理端口；

优选地，所述端口处理单元关闭本设备连接上行设备的各物理端口包括：

按照端口带宽从大至小的顺序关闭本设备连接上行设备的各物理端口。

优选地，所述端口处理单元关闭本设备连接下行服务器的各物理端口包括：

优选地，所述端口处理单元关闭本设备连接上行设备的各物理端口或者关闭本设备连接下行各服务器的各物理端口包括：

在物理端口为光口时，关光；

在物理端口为电口时，关电口的物理层PHY接口。

至此，完成本发明提供的装置描述。

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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种应用于堆叠分裂的流量切换方法，其特征在于，该方法应用于从IRF堆叠分裂出去的IRF子堆叠中的成员设备，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照端口带宽从大至小的顺序关闭本设备本地除保留端口之外的各物理端口包括：

先关闭本设备连接上行设备的各物理端口；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述关闭本设备连接上行设备的各物理端口包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述关闭本设备连接下行服务器的各物理端口包括：

5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，关闭本设备连接上行设备的各物理端口或者关闭本设备连接下行各服务器的各物理端口包括：

在物理端口为光口时，关光；

在物理端口为电口时，关电口的物理层PHY接口。

6.一种应用于堆叠分裂的流量切换装置，其特征在于，该装置应用于从IRF堆叠分裂出去的IRF子堆叠中的成员设备，包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述端口处理单元按照端口带宽从大至小的顺序关闭本设备本地除保留端口之外的各物理端口包括：

先关闭本设备连接上行设备的各物理端口；

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述端口处理单元关闭本设备连接上行设备的各物理端口包括：

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述端口处理单元关闭本设备连接下行服务器的各物理端口包括：

10.根据权利要求6至9任一所述的装置，其特征在于，所述端口处理单元关闭本设备连接上行设备的各物理端口或者关闭本设备连接下行各服务器的各物理端口包括：

在物理端口为光口时，关光；

在物理端口为电口时，关电口的物理层PHY接口。