CN105791176A - 信息技术it设备端口的确定方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种信息技术IT设备端口的确定方法及装置，其中该方法包括：上位机接收IT设备发送的请求报文，其中，请求报文中携带有IT设备与交换机连接的端口标识信息；上位机在为IT设备分配的IP地址中设置端口标识信息；上位机将设置有端口标识信息的IP地址呈现给用户。通过本发明，解决了相关技术中只能通过手动记录IP地址在switch的端口位置来确定IT设备的具体位置的问题，使得用户根据IT设备的IP地址就能方便地确定IT设备的位置。

Description

信息技术IT设备端口的确定方法及装置
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种信息技术IT设备端口的确定方法及装置。
背景技术
随着政企网、物联网的快速发展，磁阵、机顶盒等IT设备逐渐得到广泛应用。IT设备的特点是小型化，通常是一个单体设备或者小型机框。IT设备提供一个管理网口，在产品标签上标明了管理网口的硬件地址(MediaAccessControl简称为MAC)地址和网络之间的互联协议(InternetProtocol简称为IP)地址。这个MAC地址是全球唯一的，通常是预先烧结到现场可更换单元(FieldReplaceableUnit简称为FRU)中。标签上的IP地址是初始值，特点是所有IT设备的初始IP地址都是相同的，以便用户首次登录设备，譬如无线路由器的初始IP地址通常都是192.168.1.1。用户可以在登录IT设备后可以修改成新的IP地址。
用户通常使用以太网交换机switch来实现对多个IT设备的集中管理。switch的L2层(Layer2)转发原理是通过查找L2表中的MAC+VLAN条目找到转发端口，L2只能在同一个虚拟局域网(VirtualLocalAreaNetwork简称为VLAN)内通信，转发后包的内容不会改变，但是可以添加或者删除VLANTAG。VLANTAG是IEEE802.1Q定义的4字节标签，包含12bitVLAN。VLAN通常工作在两种模式：access模式和trunk模式，其中access模式的端口只能划分一个端口VLAN，入向丢弃携带VLANTAG(tag)的报文，只接收不携带VLANTAG(untag)的报文，switch内部打上默认VLAN，一般为端口VLAN(PVID)，出向再剥离PVID，常用于接入网络设备；trunk模式的端口可以加入多个VLAN，入向和出向对untag报文的处理流程同access模式一样，入向可以接收在允许VLAN范围内的tag报文，出向会对比VLAN与PVID，如果相同，剥离VLAN标签，发出untag报文。如果不相同，不剥离VLAN标签，发出tag报文，常用于交换机之间的级联。
802.1q协议定义的VLAN最多只有4096个，为了扩展VLAN数量，产生了QinQ(VLANstacking或doubleVLAN)技术，它在原有802.1Q报文的基础上又增加一层802.1Q标签，使得VLAN数量增加到4096*4096。同时，QinQ报文的内层VLAN标签(innerVLANTAG)表示用户私网信息，外层VLAN标签(outerVLANTAG)表示公网信息，可以穿越运营商网络，实现私网VLAN标签的透明传送。
QinQ有customer和uplink两种端口类型，其中customer端口类型接入用户网络，uplink端口类型接入服务运营商网络，QinQ在customer端口接收到的报文无论是否携带VLANTAG均强制插入一个外层VLAN标签，customer端口发出报文时再剥离外层VLAN标签。uplink端口不插入也不剥离外层标签，只是透传QinQ报文。
switch支持ACL(AccessControlList)功能，用户可以通过设置ACL规则过滤网络中的流量，以达到访问控制的目的。触发的动作(action)包括修改(modify)、丢弃(drop)、重定向(redirection)、上送CPU(copytoCPU)等。
图1是相关技术中的IT设备集中管理平台结构示意图，如图1所示，该平台由一个上位机、一个switch和若干个IT设备组成，每个IT设备的管理网口连接交换机的一个网口。该平台面临的主要问题是每个IT设备的出厂IP地址都一样，当多个IT设备连接一个switch，必然出现IP地址冲突。相关技术中解决上述IP地址冲突的方式是上位机的DHCPserver通过标准DHCP流程为每个IT设备分配IP地址。如图1中，IT设备向上位机发送DHCP请求报文，携带了IT设备的MAC地址，上位机根据事先配置的地址池根据MAC地址为IT设备分配IP地址。
相关技术中采用的方式存在的问题是：IT设备与switch的连接是随机的，由于每个IT设备的MAC地址是唯一的，因此同一个IT设备连接switch的任意端口分配的IP地址始终是一样的，即IP地址与switch的端口没有对应关系。在需要用户确定IT设备的具体位置时，采用上述方法只能手动记录IP地址在switch的端口位置，如果IT设备和switch的连接位置发生变化，用户需要再次通过手动记录的方式查找IT设备的端口位置。
针对相关技术中只能通过手动记录IP地址在switch的端口位置来确定IT设备的具体位置的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种信息技术IT设备端口的确定方法及装置，以至少解决相关技术中只能通过手动记录IP地址在switch的端口位置来确定IT设备的具体位置的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种信息技术IT设备端口的确定方法，包括：上位机接收所述IT设备发送的请求报文，其中，所述请求报文中携带有所述IT设备与交换机连接的端口标识信息；所述上位机在为所述IT设备分配的IP地址中设置所述端口标识信息；所述上位机将设置有所述端口标识信息的IP地址呈现给用户。
进一步地，在所述交换机只包括：主交换机时，所述端口标识信息包括：第一端口标识信息，其中，所述第一端口标识信息为所述主交换机与所述IT设备连接的端口标识信息；在所述交换机包括主交换机和从交换机时，所述端口标识信息包括：第二端口标识信息、第三端口标识信息和/或所述第一端口标识信息，其中，所述第二端口标识信息包括：所述主交换机与从交换机连接的端口标识信息，所述第三端口标识信息包括：所述IT设备与所述从交换机连接的端口标识信息。
进一步地，所述上位机在为所述IT设备分配的IP地址中设置所述端口标识信息包括：在所述交换机只包括主交换机时，所述上位机将所述第一端口标识信息写入所述IP地址的第一指定字节；在所述交换机包括主交换机和从交换机时，所述上位机将所述第二端口标识信息写入所述IP地址的所述第一指定字节、将所述第三端口标识信息写入所述IP地址的第二指定字节和/或将所述第一端口标识信息写入所述IP地址的第一指定字节。
进一步地，在所述交换机只包括主交换机时，所述主交换机的端口包括：第一上行uplink端口、第一接入access端口，其中，所述主交换机通过所述uplink端口与所述上位机连接，所述主交换机通过所述access端口与所述IT设备连接，所述第一端口标识信息为所述access端口标识信息；在所述交换机包括：主交换机和从交换机时，所述主交换机的端口包括：所述第一上行uplink端口、所述第一接入access端口以及中继trunk端口，所述从交换机的端口包括：第二上行uplink端口和第二接入access端口，其中，所述主交换机的所述trunk端口与所述从交换机的所述第二上行uplink端口连接，所述从交换机通过所述第二接入access端口与IT设备连接，所述第二端口标识信息为所述trunk端口标识信息，所述第三端口标识信息为所述第二接入access端口标识信息。
进一步地，所述方法还包括：所述上位机发送untag报文，并触发所述主交换机和从交换机的重定向操作，其中，所述untag报文的目的IP地址中携带有所述第一指定字节信息和所述第二指定字节信息；所述重定向为：所述主交换机依据预设规则和所述第一指定字节信息将所述untag报文重定向到所述第一access端口或所述trunk端口，所述从交换机依据所述预设规则和所述第二指定字节将所述untag报文重定向到所述第二access端口，所述预设规则为所述主交换机和从交换机使用访问控制列表ACL在所述第一uplink端口和所述第二uplink端口设置。
根据本发明的另一个方面，提供了一种信息技术IT设备端口的确定装置，位于上位机侧，包括：接收模块，用于接收所述IT设备发送的请求报文，其中，所述请求报文中携带有所述IT设备与交换机连接的端口标识信息；设置模块，用于在为所述IT设备分配的IP地址中设置所述端口标识信息；呈现模块，用于将设置有所述端口标识信息的IP地址呈现给用户。
进一步地，在所述交换机只包括：主交换机时，所述端口标识信息包括：第一端口标识信息，其中，所述第一端口标识信息为所述主交换机与所述IT设备连接的端口标识信息；在所述交换机包括：主交换机和从交换机时，所述端口标识信息包括：第二端口标识信息和第三端口标识信息和/或所述第一端口标识信息，其中，所述第二端口标识信息包括：所述主交换机与从交换机连接的端口标识信息，所述第三端口标识信息包括：所述IT设备与所述从交换机连接的端口标识信息。
进一步地，所述设置模块包括：第一写入单元，用于在所述交换机只包括主交换机时，将所述第一端口标识信息写入所述IP地址的第一指定字节；第二写入单元，在所述交换机包括主交换机和从交换机时，将所述第二端口标识信息写入IP地址的所述第一指定字节，将所述第三端口标识信息写入所述IP地址的第二指定字节和/或将所述第一端口标识信息写入所述IP地址的第一指定字节。
进一步地，在所述交换机只包括主交换机时，所述主交换机的端口包括：第一上行uplink端口、第一接入access端口，其中，所述主交换机通过所述uplink端口与上位机连接，所述主交换机通过所述access端口与IT设备连接，所述第一端口标识信息为所述access端口标识信息；在所述交换机包括：主交换机和从交换机时，所述主交换机的端口包括：所述第一上行uplink端口、所述第一接入access端口以及中继trunk端口，所述从交换机的端口包括：第二上行uplink端口和第二接入access端口，其中，所述主交换机的所述trunk端口与所述从交换机的所述第二上行uplink端口连接，所述从交换机通过所述第二接入access端口与所述IT设备连接，所述第二端口标识信息为所述trunk端口标识信息，所述第三端口标识信息为所述第二接入access端口标识信息。
进一步地，所述装置还包括：发送模块，用于发送untag报文，并触发所述主交换机和从交换机的重定向操作，其中，所述untag报文的目的IP地址中携带有所述第一指定字节信息和所述第二指定字节信息，所述重定向为：所述主交换机依据预设规则和所述第一指定字节信息将所述untag报文重定向到所述第一access端口或所述trunk端口，所述从交换机依据所述预设规则和所述第二指定字节将所述untag报文重定向到所述第二access端口，所述预设规则为所述主交换机和从交换机使用访问控制列表ACL在所述第一uplink端口和所述第二uplink端口设置。
通过本发明，采用在IT设备向上位机发送的请求报文中携带IT设备与交换机连接的端口标识信息，上位机为IT设备分配的IP地址中设置端口标识信息，并将该IP地址呈现给用户的方式，解决了相关技术中只能通过手动记录IP地址在switch的端口位置来确定IT设备的具体位置的问题，使得用户根据IT设备的IP地址就能方便地确定IT设备的位置。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是相关技术中的IT设备集中管理平台结构示意图；
图2是根据本发明实施例的信息技术IT设备端口的确定方法流程图；
图3是根据本发明实施例的信息技术IT设备端口的确定装置结构框图；
图4是根据本发明实施例的信息技术IT设备端口的确定装置可选结构框图一；
图5是根据本发明实施例的信息技术IT设备端口的确定装置可选结构框图二；
图6是根据本发明可选实施例的IT设备集中管理平台结构框图；
图7是本发明可选实施例的报文的格式示意图；
图8是根据本发明可选实施例的上位机与IT设备通信时的报文封装示意图；
图9是根据本发明可选实施例的上位机根据VLAN分配IP地址的处理方法流程图；
图10是根据本发明可选实施例的集中管理磁阵的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本实施例提供了一种信息技术IT设备端口的确定方法，图2是根据本发明实施例的信息技术IT设备端口的确定方法流程图，如图2所示，该方法的步骤包括：
步骤S202：上位机接收IT设备发送的请求报文；
其中，请求报文中携带有IT设备与交换机连接的端口标识信息；
步骤S204：上位机在为IT设备分配的IP地址中设置端口标识信息；
步骤S206：上位机将设置有端口标识信息的IP地址呈现给用户。
通过本实施例，采用在IT设备向上位机发送的请求报文中携带IT设备与交换机连接的端口标识信息，上位机为IT设备分配的IP地址中设置端口标识信息，并将该IP地址呈现给用户的方式，解决了相关技术中只能通过手动记录IP地址在switch的端口位置来确定IT设备的具体位置的问题，使得用户根据IT设备的IP地址就能方便地确定IT设备的位置。
本实施例可应用在于多个应用场景中，下面通过以下两个场景对本发明进行举例说明；
场景一：在交换机只包括主交换机时，端口标识信息包括：第一端口标识信息，其中，第一端口标识信息为主交换机与IT设备连接的端口标识信息；
场景二：在交换机包括主交换机和从交换机时，端口标识信息包括：第二端口标识信息和第三端口标识信息和/或第一端口标识信息，其中，第二端口标识信息包括：主交换机与从交换机连接的端口标识信息，第三端口标识信息包括：IT设备与从交换机连接的端口标识信息。
基于上述应用场景，本实施例中上位机在为IT设备分配的IP地址中设置端口标识信息的方式可以通过如下方式实现：
在场景一中，也就是在交换机只包括主交换机时，上位机将第一端口标识信息写入IP地址的第一指定字节；
在场景二中，也就是在交换机包括主交换机和从交换机时，上位机将第二端口标识信息写入IP地址的第一指定字节，将第三端口标识信息写入IP地址的第二指定字节和/或将第一端口标识信息写入IP地址的第一指定字节。
上述应用场景中的上位机为IT设备分配IP地址中设置端口标识信息的方式仅仅是用来举例说明，其他的应用场景中的可以根据实际情况进行相应的相应的调整。
对于本实施例中还涉及到的主交换机和从交换机的端口模式，而在本实施例的一个可选实施方式中，
在交换机只包括主交换机时，主交换机的端口包括：第一上行uplink端口、第一接入access端口，其中，主交换机通过uplink端口与上位机连接，主交换机通过access端口与IT设备连接，第一端口标识信息为access端口标识信息；
在交换机包括：主交换机和从交换机时，主交换机的端口包括：第一上行uplink端口、第一接入access端口以及中继trunk端口，从交换机的端口包括：第二上行uplink端口和第二接入access端口，其中，主交换机的trunk端口与从交换机的第二上行uplink端口连接，从交换机通过第二接入access端口与IT设备连接，第二端口标识信息为trunk端口标识信息，第三端口标识信息为第二接入access端口标识信息。
而在本实施例中还可以设计到由交换机向主交换机发送untag报文，通过untag报文的目的IP地址中携带的第一指定字节信息和第二指定字节信息，可以将untag报文重定向到主交换机或从交换机的端口，具体的实现方式可以为以下的方式：
步骤S11：主交换机和从交换机使用访问控制列表ACL在第一uplink端口和第二uplink端口设置预设规则；
步骤S12：上位机发送untag报文，并触发主交换机和从交换机的重定向操作，其中，untag报文的目的IP地址中携带有第一指定字节信息和第二指定字节信息；重定向为：主交换机依据该预设规则和第一指定字节信息将untag报文重定向到第一access端口或trunk端口，从交换机依据该预设规则和第二指定字节将untag报文重定向到第二access端口。
在本实施例中还提供了一种信息技术IT设备端口的确定装置，该装置用于实现上述实施例及可选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”“单元”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图3是根据本发明实施例的信息技术IT设备端口的确定装置结构框图，该装置位于上位机侧，该装置包括：接收模块32，用于接收IT设备发送的请求报文，其中，请求报文中携带有IT设备与交换机连接的端口标识信息；设置模块34与接收模块32耦合连接，用于在为IT设备分配的IP地址中设置端口标识信息；呈现模块36于设置模块34耦合连接，用于将设置有端口标识信息的IP地址呈现给用户。
可选地，在交换机只包括：主交换机时，端口标识信息可以包括：第一端口标识信息，其中，第一端口标识信息为主交换机与IT设备连接的端口标识信息；
在交换机包括：主交换机和从交换机时，端口标识信息可以包括：第二端口标识信息和第三端口标识信息和/或第一端口标识信息，其中，第二端口标识信息包括：主交换机与从交换机连接的端口标识信息，第三端口标识信息包括：IT设备与从交换机连接的端口标识信息。
图4是根据本发明实施例的信息技术IT设备端口的确定装置可选结构框图一，如图4，该设置模块34包括：第一写入单元42，用于在交换机只包括主交换机时，将第一端口标识信息写入IP地址的第一指定字节；第二写入单元44，在交换机包括主交换机和从交换机时，将第二端口标识信息写入IP地址的第一指定字节，将第三端口标识信息写入IP地址的第二指定字节和/或将第一端口标识信息写入IP地址的第一指定字节。
对于本实施例装置涉及到的交换机可以是只有一个主交换机，或者是一个主交换机和一个从交换机；
图5是根据本发明实施例的信息技术IT设备端口的确定装置可选结构框图二，装置还包括：
发送模块52用于发送untag报文，并触发主交换机和从交换机的重定向操作，其中，untag报文的目的IP地址中携带有第一指定字节信息和第二指定字节信息，重定向为：主交换机依据预设规则和第一指定字节信息将untag报文重定向到第一access端口或trunk端口，从交换机依据该预设规则和第二指定字节将untag报文重定向到第二access端口，该预设规则为主交换机和从交换机使用访问控制列表ACL在第一uplink端口和第二uplink端口设置。
下面结合本发明的可选实施例对本发明进行举例说明。
本可选实施例提供了一种集中管理IT设备的方法，根据IT设备与switch的连接位置分配IP地址，用户根据IT设备的IP地址就可以确定IT设备连接switch的具体端口。
本可选实施例还提供了一种IT设备集中管理平台，该平台包括：上位机，该上位机中驻留了DHCPserver和管理后台；主switch，用于采用千兆以太网交换机，提供若干个1000M/100M自适应以太网口，支持VLAN、QinQ、ACL等功能；从switch，用于采用百兆以太网交换机，提供若干个100M自适应以太网口和至少1个1000M/100M自适应以太网口，支持VLAN、ACL等功能；IT设备，用于提供至少1个1000M/100M自适应以太网口。
在本可选实施例中主switch的一个端口连接上位机，其余端口可以直接连接IT设备。当IT设备数量超过主switch端口总数时，主switch通过连接从switch扩展端口。例如，主switch的端口总数为N，则最多直接连接N-1个IT设备；若全部连接从switch，每个从switch有M个端口，可以连接(M-1)个IT设备，则整个系统最多可以管理(N-1)*(M-1)个IT设备。
此外，IT设备预先烧结向IEEE申请唯一的MAC地址，使用动态主机配置协议(DynamicHostConfiguration简称为DHCP)协议从DHCPserver获取ip地址，此时每个IT设备的ip地址不一样。
本可选实施例采用的技术方案包括如下步骤：
步骤S302：主switch与上位机、从switch或者IT设备相连接，主switch完成VLAN、QinQ、ACL等配置；
步骤S304：从switch与IT设备相连接，完成VLAN、ACL等配置；
步骤S306：IT设备使用DHCP请求报文向DHCPserver请求IP地址；
步骤S308：上位机DHCPserver接收IT设备的请求报文，确定IT设备连接switch的端口号，为IT设备分配IP地址；
步骤S310：上位机管理后台启动对IT设备的集中管理。
步骤S302中，主switch的任意网口连接上位机，为了实现端口编号的连续性，建议主switch最小号端口(譬如1号)或者最大号端口(譬如24口交换机的24号)连接上位机。
主switch连接上位机的端口称为uplink端口，并划分VLAN，设置为trunk模式，启用QinQ，设置ACL规则。主switch连接IT设备的端口称为access端口，划分VLAN，设置为access模式，不启用QinQ；主switch连接从switch的端口称为trunk端口，划分VLAN，设置为trunk模式，启用QinQ。
VLAN划分包括：uplink端口、access端口或者trunk端口，其PVID与端口号一致，并且uplink端口与每一个access端口或者trunk端口都加入同一个VLAN。例如，24口switch的24号端口连接上位机，1号至23号端口连接23个从switch或者IT设备，则1号至23号端口的PVID分别为VLAN1至VLAN23，24号端口的PVID为24，并同时归属VLAN1至VLAN23。
启用QinQ包括trunk端口设置为QinQ的customer端口类型，uplink端口设置为QinQ的uplink端口类型。
uplink端口设置ACL规则，根据untag报文目的IP地址特征字段重定向到目标access端口或者trunk端口。
步骤S304中，从swith的GE口连接主switch，其余FE口任意连接IT设备。为了实现端口编号的连续性，建议从switch最小号端口譬如1号或者最大号端口例如24口交换机的24号连接主switch。
从switch连接主switch的端口称为uplink端口，划分VLAN，设置为trunk模式，设置ACL规则；从switch连接IT设备的端口称为access端口，划分VLAN，设置为access模式；从switch上uplink端口和access端口均不启用QinQ。
VLAN划分包括：uplink端口、access端口的PVID与端口号一致，并且uplink端口与每一个access端口都加入同一个VLAN。譬如，24FE+2GEswitch的GE1(25号)端口连接上位机，1号至24号端口连接24个IT设备，则1号至24号的PVID分别为VLAN1至VLAN24，25号端口的PVID为VLAN25，并同时归属到VLAN1至VLAN24。
uplink端口设置ACL规则，根据untag报文目的IP地址特征字段重定向到目标access端口。
步骤S306中，IT设备向上位机发送DHCP请求报文，若IT设备连接主switch，只携带了一个VLAN标签，VLAN为主switch连接IT设备的access端口号。若IT设备连接从switch，携带两个VLAN标签，其中内层VLAN标签携带的VLAN为从switch连接IT设备的access端口号，外层VLAN标签携带的VLAN为主switch连接从switch的trunk端口号。
步骤S308中，DHCPServer提取IT设备所发DHCP请求报文携带的VLAN标签。若只有一个VLAN标签，提取该VLAN标签携带的VLAN标记为access端口号(此时为主switch的access端口)。若有两个VLAN标签，提取外层VLAN标签携带的VLAN标记为trunk端口号(此时为主switch的trunk端口号)，提取内层VLAN标签携带的VLAN标记为IT设备的access端口号(此时为从switch的access端口)。
DHCPServer根据VLAN标签携带的trunk端口号和access端口号分配IT设备的IP地址和子网掩码，IP地址的第3个字节填写从switch的access端口号，第4个字节填写主switch的access端口号或者trunk端口号。
步骤S310中，管理后台显示IT设备的IP地址，用户根据IP地址就可以确定IT设备的位置。管理后台向IT设备发送管理报文，管理报文根据需要可以为untag报文或者tag报文。IT设备向上位机发送的报文是untag报文。
通过本可选实施例，使用基本的VLAN、QinQ、ACL等技术即巧妙地确定了IT设备与switch端口的连接关系，并使用这种连接关系动态分配IT设备的IP地址中，使得用户根据IT设备的IP地址就能方便地确定IT设备的位置。此外，上位机与每个IT设备在一个单独的VLAN域中完成消息交互，比常见的一个广播域更加安全可靠。当主switch端口数不能满足管理需求时，可以通过从switch来扩展端口。
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：
图6是根据本发明可选实施例的IT设备集中管理平台结构框图，如图6所示，上位机驻留管理后台和DHCPserver，其中DHCPserver用于给IT设备分配IP地址、子网掩码；管理后台是对IT设备进行集中管理的软件平台。上位机通常采用windows操作系统，有可能默认过滤掉VLAN标签，此时需要在网卡属性中使能VLAN功能。
主switch采用千兆以太网交换机(GEswitch)，之所以采用GEswitch，首先，一个上位机集中管理多个IT设备，上行流量大，因此连接上位机的端口至少是千兆带宽(GE)。其次，主switch的端口不够用的时候，需要再级联从switch扩展端口，单个IT设备的管理流量用百兆网口(FE)就可以满足，从降低成本考虑，从switch选用FEswitch，但是连接主switch的端口是GE，一方面确保从switch的有足够的上行带宽，另一方面不占用FE端口号，使得IT设备能够连续编号。当然，在经过评估uplink端口流量不超过百兆的情况下，从switch也可以使用FE端口连接主switch。
主switch的access端口为access模式，出向是untag模式，即发给IT设备的是untag报文。主switch的uplink端口和trunk端口都为trunk模式，其中，uplink端口的出向为tag模式，即主switch发给上位机的报文不剥离VLAN标签；trunk端口的出向为untag模式，即主switch发给从switch的报文剥离VLAN标签。
从switch上access端口收发都是untag报文。uplink端口是trunk模式，出向为tag模式，即从switch发给主switch的报文携带VLAN标签；
图6中主switch的VLAN划分如表1所示：
端口号 端口VLAN(PVID) 归属VLAN
GE1 1 1
GE2 2 2
GEn-1 n-1 n-1
GEn n 1至n
表1
图6中从switch的VLAN划分如表2所示：
端口号 端口VLAN(PVID) 归属VLAN
FE1 1 1
FEn n n
GE1 n+1 1至n+1
表2
图7是本发明可选实施例的报文的格式示意图，如图7所示，主switch只在uplink端口和trunk端口上启用QinQ，access端口不启用QinQ。主switch的access端口连接的IT设备发出的untag报文到达上位机时只有一层VLAN标签(singlevlantag)，此VLAN标签是主switch内部打的标签，VLAN就是access端口号。从switch的access端口连接的IT设备发出的报文到达上位机时有两层VLAN标签(doublevlantag)，其中innerVLANTAG是从switch打的内层标签，VLAN是从switch的access端口号，outerVLANTAG是主switch的QinQ功能打的外层标签，VLAN是主switch的trunk端口号。为了便于区分，外层VLAN标签的TPID通常设置为0x9100。
此外，图7所示IP地址为上位机分配给IT设备的算法，本可选实施例采用的子网掩码是255.0.0.0.IP地址的BYTE1为自定义网络地址，BYTE2为IT设备私有信息，用于记录IT设备的特有标志，该字段不强制使用，可在特点场合下体现IT设备的私有特征，譬如可以记录磁阵双控的槽位号(SlotID)。BYTE3和BYTE4表示IT设备连接switch的端口位置信息，当BYTE3为非0时，表示从switch的access端口号，BYTE4表示主switch的trunk端口号，此时IT设备连接在从switch的access端口上；当BYTE3为0时，此时BYTE3不表示从switch上的具体端口号，BYTE4是主switch的access端口号，此时IT设备连接在主switch的access端口上。需要注意的是IP地址最后一个字节不能为0或者255，因此对内层VLAN标签的VLAN取值范围做了限制，只能取1至254。图4中的D4的IP地址分配为130.0.4.2，子网掩码为255.0.0.0。假设D4连接的是主switch的GE2，则IP地址为130.0.0.2。
图8是根据本发明可选实施例的上位机与IT设备通信时的报文封装示意图，如图8所示，IT设备D4发给上位机的报文称为上行报文，上位机发给IT设备D4的报文称为下行报文。IT设备D4发出的上行报文是untag报文，从switch在access口FE4设置PVID为4，并且GE3和FE4都加入了VLAN4。上行报文的目的MAC为上位机的MAC地址MAC1，从switch在FE4接收到报文后打上VLAN标签，携带了VLAN4。从switch在trunk口GE3设置的PVID为3，出向报文携带的VLAN4与PVID不一致，因此GE3发出的报文仍然携带了VLAN4。主switch在GE2设置的PVID为2，并且使能了QinQcustomer端口类型，上行报文在GE2接收到报文后打上外层VLAN标签，携带了VLAN2。主switch在GE1使能了QinQuplink端口类型，GE1发出的报文携带了两个VLAN标签。上位机通过提取QinQ报文的两个VLAN标签就确定了IT设备D4的位置是主switch的GE2连接的从switch的FE4，然后根据两个VLAN标签分配D4的IP地址。
由于上位机采用windows商用操作系统，受网卡类型、第三方软件等因素限制，通常不能直接发出tag报文，有些网卡即使可以发出tag报文，也不能支持网卡加入多个VLAN，只有高端网卡才能支持Vlantrunk功能。虽然上位机发出untag报文的情况更为普遍，但是上位机也可以通过安装VMware虚拟机、采用支持VLANTrunk功能的高端网卡等手段发出tag报文。本发明不限制上位机发出untag报文或者tag报文，两种方式都能支持。前者对上位机软硬件配置要求低，通用性强，但是需要对switch进行较多的配置。后者对上位机软硬件配置要求较高，但下行报文在switch内部完全按照QinQ流程转发，对switch的配置较少。
上位机发出的下行报文在各节点的封装如图8所示，若上位机发出的是tag报文，又分为两种情况：若发给主switch的access端口，只需要封装一层VLAN标签，携带的VLAN为主switch的access端口号；若发给从switch的access端口，则需要封装两层VLAN标签，其中外层VLAN标签携带的VLAN为主switch的trunk端口号，内层VLAN标签携带的VLAN为从switch的access端口号。tag报文在主switch和从switch内部完全遵循QinQuplink端口发给customer端口的转发流程。例如图8中，下行报文携带两层VLAN标签，主switch在GE1接收到下行报文，发现是tag报文，不会触发ACL规则，此时按照外层VLAN所在VLAN域转发到GE2，GE2为customer端口类型，因此GE2发出的报文剥离外层VLAN标签。从switch在GE3接收到下行报文，发现是tag报文，不会触发ACL规则，此时按照内层VLAN所在VLAN域转发到FE4，FE4是access端口类型，因此FE4发出的报文剥离内层VLAN标签。
若上位机发出的是untag报文，从switch在uplink口也只能接收到untag报文，主switch和从switch在uplink端口打的VLAN标签携带的VLAN为PVID，因此主switch和从switch的L2表在uplink端口只有上位机MAC加上PVID的条目，存在两个问题。问题一：上行报文查找L2表找不到上位机对应access端口归属VLAN的条目，只能在VLAN域中广播，虽然也能从uplink端口发出，但是可能因switch对广播报文的限速导致丢包；问题二：因为uplink端口的PVID与access端口的PVID不在同一个VLAN域，下行报文找不到转发端口会丢弃。
对于问题一，需要在主从switch的L2表中添加uplink口条目，手动添加的条目都是静态条目，不会老化，确保上位机MAC和所有access端口和trunk端口都有对应的条目。图8中主从switch在uplink口添加的条目如表3所示：
端口 MAC VLAN
GE1 MAC1 2
GE3 MAC1 4
表3
例如24GEswitch连接了23个IT设备或者从switch，uplink端口对每个access端口或者trunk端口的归属VLAN都有一个条目，则共需要手动添加23个条目。
对于问题二，需要设置ACL规则重定向到目标端口。具体实施方法：主switch在uplink口设置了ACL规则，根据untag报文目的IP地址的BYTE4(非零值)重定向到对应端口。GE2发出的报文是untag报文，因此从switch也需要在uplink口设置ACL规则，根据untag报文目的IP地址的BYTE3(非零值)重定向到对应端口。图8中主从switch在uplink口设置的ACL规则如表4所示：
表4
例如24GEswitch连接了23个IT设备或者从switch，uplink端口对每个access端口或者trunk端口都建立重定向规则，则共需建立23条ACL规则。
本可选实施例的采用星型组网，因为QinQ只能携带两个VLAN标签，所以switch的级联深度只能是二级，不支持从switch继续级联switch。按图6所示的管理平台，若主switch采用24GEswitch，从switch采用24FE+2GEswitch，本发明最大支持同时管理552个IT设备，足够满足集中管理需求。
本可选实施例上位机的DHCPserver未采用根据MAC地址分配IP地址的标准的DHCP流程，而是根据VLAN分配IP地址，图9是根据本发明可选实施例的上位机根据VLAN分配IP地址的处理方法流程图，如图9所示，侦听到DHCP请求报文后，分析是否携带VLAN标签，如果是untag报文，不处理；如果是tag报文，进一步分析如果是doublevlantag，提取外层vlan为主switch的trunk端口号，提取内层vlan为从switch的access端口号；如果是singletag，提取vlan为主switch的access端口号。最后根据图7所示IP地址算法分配IT设备的IP地址，填写DHCP应答报文。
图10是根据本发明可选实施例的集中管理磁阵的示意图，如图10所示，磁阵的主柜通常有两个控制器槽位，可插入两个控制器单板，磁阵主柜双控制器SlotID分别为0和1。如果每个控制器接一个switch的access端口，势必减少switch连接的小型机框数量。本发明对这种场景也提出一种减少switch端口浪费的方法。access端口再接一个集线器(HUB)，每个机框的所有单板都连接到HUB上，这样一个机框只占用一个switch的端口。HUB上所有端口都在一个广播域，无需配置就可以转发，相比switch更廉价，更方便，非常适合于连接小型机框。具体实施方法为：IT设备在DHCP请求报文的venderinformation字段中携带单板的SlotID，DHCPserver提取SlotID，填入图3所示IP地址的BYTE2。图6所示为管理磁阵的示意图，主switch的GE1和从switch的FE2各连接一个HUB，磁阵主控柜A连接HUB1，磁阵主控柜B连接HUB2，则磁阵主控柜A的slot0对应的IP地址为130.0.0.1，slot1对应的IP地址为130.1.0.1。磁阵主控柜B的slot0对应的IP地址为130.0.1.2，slot1对应的IP地址为130.1.1.2。通过这种方式，可以集中管理更多的磁阵。
综上所述，本可选实施例提供了一种对IT设备进行集中管理的方法，使用doublevlan携带IT设备连接switch的端口号，并根据端口号设置IT设备的IP地址，使得用户根据IT设备的IP地址即可方便的确定具体位置，只要对switch进行相关的配置，无需改动IT设备和上位机即可实现集中管理，极大地提高了管理效率。
上述仅为本发明的可选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种信息技术IT设备端口的确定方法，其特征在于，包括：
上位机接收所述IT设备发送的请求报文，其中，所述请求报文中携带有所述IT设备与交换机连接的端口标识信息；
所述上位机在为所述IT设备分配的IP地址中设置所述端口标识信息；
所述上位机将设置有所述端口标识信息的IP地址呈现给用户。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在所述交换机只包括：主交换机时，所述端口标识信息包括：第一端口标识信息，其中，所述第一端口标识信息为所述主交换机与所述IT设备连接的端口标识信息；
在所述交换机包括主交换机和从交换机时，所述端口标识信息包括：第二端口标识信息、第三端口标识信息和/或所述第一端口标识信息，其中，所述第二端口标识信息包括：所述主交换机与从交换机连接的端口标识信息，所述第三端口标识信息包括：所述IT设备与所述从交换机连接的端口标识信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述上位机在为所述IT设备分配的IP地址中设置所述端口标识信息包括：
在所述交换机只包括主交换机时，所述上位机将所述第一端口标识信息写入所述IP地址的第一指定字节；
在所述交换机包括主交换机和从交换机时，所述上位机将所述第二端口标识信息写入所述IP地址的所述第一指定字节、将所述第三端口标识信息写入所述IP地址的第二指定字节和/或将所述第一端口标识信息写入所述IP地址的第一指定字节。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
在所述交换机只包括主交换机时，所述主交换机的端口包括：第一上行uplink端口、第一接入access端口，其中，所述主交换机通过所述uplink端口与所述上位机连接，所述主交换机通过所述access端口与所述IT设备连接，所述第一端口标识信息为所述access端口标识信息；
在所述交换机包括：主交换机和从交换机时，所述主交换机的端口包括：所述第一上行uplink端口、所述第一接入access端口以及中继trunk端口，所述从交换机的端口包括：第二上行uplink端口和第二接入access端口，其中，所述主交换机的所述trunk端口与所述从交换机的所述第二上行uplink端口连接，所述从交换机通过所述第二接入access端口与IT设备连接，所述第二端口标识信息为所述trunk端口标识信息，所述第三端口标识信息为所述第二接入access端口标识信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述上位机发送untag报文，并触发所述主交换机和从交换机的重定向操作，其中，所述untag报文的目的IP地址中携带有所述第一指定字节信息和所述第二指定字节信息；所述重定向为：所述主交换机依据预设规则和所述第一指定字节信息将所述untag报文重定向到所述第一access端口或所述trunk端口，所述从交换机依据所述预设规则和所述第二指定字节将所述untag报文重定向到所述第二access端口，所述预设规则为所述主交换机和从交换机使用访问控制列表ACL在所述第一uplink端口和所述第二uplink端口设置。
6.一种信息技术IT设备端口的确定装置，位于上位机侧，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收所述IT设备发送的请求报文，其中，所述请求报文中携带有所述IT设备与交换机连接的端口标识信息；
设置模块，用于在为所述IT设备分配的IP地址中设置所述端口标识信息；
呈现模块，用于将设置有所述端口标识信息的IP地址呈现给用户。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
在所述交换机只包括：主交换机时，所述端口标识信息包括：第一端口标识信息，其中，所述第一端口标识信息为所述主交换机与所述IT设备连接的端口标识信息；
在所述交换机包括：主交换机和从交换机时，所述端口标识信息包括：第二端口标识信息和第三端口标识信息和/或所述第一端口标识信息，其中，所述第二端口标识信息包括：所述主交换机与从交换机连接的端口标识信息，所述第三端口标识信息包括：所述IT设备与所述从交换机连接的端口标识信息。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述设置模块包括：
第一写入单元，用于在所述交换机只包括主交换机时，将所述第一端口标识信息写入所述IP地址的第一指定字节；
第二写入单元，在所述交换机包括主交换机和从交换机时，将所述第二端口标识信息写入IP地址的所述第一指定字节，将所述第三端口标识信息写入所述IP地址的第二指定字节和/或将所述第一端口标识信息写入所述IP地址的第一指定字节。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
在所述交换机只包括主交换机时，所述主交换机的端口包括：第一上行uplink端口、第一接入access端口，其中，所述主交换机通过所述uplink端口与上位机连接，所述主交换机通过所述access端口与IT设备连接，所述第一端口标识信息为所述access端口标识信息；
在所述交换机包括：主交换机和从交换机时，所述主交换机的端口包括：所述第一上行uplink端口、所述第一接入access端口以及中继trunk端口，所述从交换机的端口包括：第二上行uplink端口和第二接入access端口，其中，所述主交换机的所述trunk端口与所述从交换机的所述第二上行uplink端口连接，所述从交换机通过所述第二接入access端口与所述IT设备连接，所述第二端口标识信息为所述trunk端口标识信息，所述第三端口标识信息为所述第二接入access端口标识信息。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
发送模块，用于发送untag报文，并触发所述主交换机和从交换机的重定向操作，其中，所述untag报文的目的IP地址中携带有所述第一指定字节信息和所述第二指定字节信息，所述重定向为：所述主交换机依据预设规则和所述第一指定字节信息将所述untag报文重定向到所述第一access端口或所述trunk端口，所述从交换机依据所述预设规则和所述第二指定字节将所述untag报文重定向到所述第二access端口，所述预设规则为所述主交换机和从交换机使用访问控制列表ACL在所述第一uplink端口和所述第二uplink端口设置。
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