CN107409066B - 用于自动检测和配置服务器上行链路网络接口的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于在网络环境中自动检测和配置服务器上行链路网络接口的系统和方法。一种示例性方法包括：在服务器的网络接口上从网络元件接收发现分组，该服务器连接到网络元件；评估发现分组以确定网络元件是否具有虚拟桥接能力；以及当发现分组指示网络元件具有虚拟桥接能力时，将服务器的网络接口配置为用于与网络进行通信的上行链路接口。

Description

用于自动检测和配置服务器上行链路网络接口的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请在35U.S.C.§119(e)下要求于2015年2月26日提交的序列号为62/121,347，题为“用于自动检测服务器上行链路网络接口的系统和方法”的美国临时申请的优先权的权益，其通过引用以其整体合并与此。
技术领域
本公开一般地涉及通信领域，更具体地，涉及一种用于在网络环境中自动检测和配置服务器上行链路网络接口的系统和方法。
背景技术
数据中心越来越多地被企业用来实现协作、存储数据、管理资源等。典型的数据中心网络包含无数的网络元件。连接网络元件的网络提供到数据中心服务的安全用户访问，以及根据需要的用于共享资源(包括应用、服务器、设备和存储装置)的部署、互连和聚合的基础设施。现今的数据中心通常指望云计算来满足这些需求，其可以实现到可以用最少的管理工作来快速配设和发布的可配置计算资源(例如，网络、应用、服务器和存储装置)的共享池的网络访问。提高运营效率和优化数据中心资源的利用是数据中心管理人员面临的一些挑战。数据中心管理人员需要始终支持多种应用和服务并且保护应用和服务免受中断的弹性基础设施。正确规划和运营的数据中心网络提供应用和数据完整性，并进一步优化应用可用性和性能。
附图说明
为了提供对本公开的更全面的了解及其特征和优点，参考结合附图的以下描述，其中，相同的附图编号表示相同的部分，其中：
图1是示出根据各个实施例的用于在诸如云计算环境之类的网络环境中自动检测服务器上行链路网络接口的通信系统的简化示意框图；
图2A是示出根据各个实施例的通信系统的示例细节的简化框图；
图2B是示出根据各个实施例的通信系统的示例细节的简化框图；和
图3是示出可以与通信系统的各个实施例相关联的示例操作的简化流程图。
具体实施方式
概述
用于在网络环境中自动检测和配置服务器上行网络接口的系统和方法。示例性方法包括：在服务器的网络接口上从网络元件接收发现分组，该服务器连接到网络元件；评估发现分组以确定网络元件是否具有虚拟桥接能力；以及当发现分组指示网络元件具有虚拟桥接能力时，将服务器的网络接口配置为用于与网络进行通信的上行链路接口。该方法还可以包括经由上行链路接口将来自运行在服务器上的虚拟机的网络流量转发到网络。该方法还可以包括在检测到用于与网络进行通信的上行链路接口被破坏时，自动重新配置与网络元件连接的服务器的上行链路接口。当服务器被重新连接到网络元件时，上行链路接口可以被自动重新配置。
在各个实现方式中，当发现分组指示网络元件支持虚拟站接口(VSI)发现和配置协议(VDP)时，服务器的网络接口被配置为上行链路接口。发现分组可以是链路层发现协议(LLDP)分组，并且评估发现分组可以包括评估LLDP分组的以太网虚拟桥接(EVB)类型长度值(TLV)。在该实施例中，当EVB TLV指示网络元件是EVB桥时，服务器的网络接口被配置为上行链路接口。在各个实现方式中，网络元件是交换机，该方法还包括在将服务器的网络接口连接到交换机时接收发现分组。上行链路接口可以与附接到交换机的服务器的物理端口、或附接到交换机的服务器的逻辑端口相关联。
示例实施例
图1是示出用于在网络环境中自动检测和配置服务器上行链路网络接口的通信系统10的简化示意框图。在图1中，通信系统10包括网络12(通常被示为各种链路)，该网络12将主机14(1)、14(2)、…、和14(n)(通常称为主机14)与外部主机16(1)、16(2)、…、和16(N)(通常称为外部主机16)互连，其中，n表示主机14的总数，N表示外部主机16的总数。外部主机16通过外部网络18连接到网络12。在各个实施例中，网络12表示提供多级交换网络的网络结构，其中，每个连接的主机(例如，主机14)可通过相同数量的跳跃到达。在各个实施例中，网络12可以包括覆盖架构，例如，在多链路透明互连(TRILL)网络和
Figure BDA0001363934410000031
FabricPath中提供的覆盖架构。在各个实施例中，通信系统10可以部署
Figure BDA0001363934410000032
动态结构自动化(DFA)用于配置网络12，其可以通过上级集成来优化网络环境。在各个实现方式中，网络12是部署
Figure BDA0001363934410000033
DFA的提供下一代数据中心架构的数据中心网络，其提供可扩展性和多租户以及编排简单性。网络12可以通过外部网络18与云进行通信以形成混合网络云环境。云可以是形成可配置的网络资源(例如，网络、服务器、存储装置、应用、服务等)的共享池的硬件和软件的集合(“云基础设施”)，该可配置的网络资源可以被适当地配设以提供按需自助服务、网络访问、资源池化、弹性和测量的服务、以及各种其他特征。
主机14可以通过网络12彼此进行通信(例如，通过接收/转发分组)，并且主机14可以通过外部网络18与连接到网络12的外部主机16进行通信(例如，通过接收/转发分组)。如本文所使用的，术语“主机”可以包括通过网络连接到其他网络元件的任意网络元件(物理的或虚拟的)。主机可以向网络元件提供数据和其他服务。在客户端-服务器模型中，主机可以包括服务器。在对等网络中，每个计算机都可以是主机。主机还可以包括使用互联网协议(IP)参与网络的计算机。在一般意义上，每个主机具有与其相关联的特定唯一地址(例如，IP地址)。主机可以包括物理机器(例如，服务器)和虚拟机(VM)。此外，术语“外部主机”可以包括通过外部网络(例如，外部网络18)连接到网络(例如，网络12)的任意主机。
网络12包括被配置为执行脊柱/叶角色的各种网络节点，实现用于优化通信系统10的发展的向外扩展网络模型-将主机14连接到网络12的叶交换机20(1)、20(2)、…、和20(m)(通常称为叶交换机20)，其中，m是叶交换机20的总数；将外部主机16连接到网络12的边缘叶交换机22(1)、22(2)、…、和22(M)(通常称为边缘叶交换机22)，其中，M是边缘叶交换机22的总数；以及将叶交换机20和/或边缘叶交换机22彼此连接的脊柱交换机24(1)、24(2)、…、和24(j)(统称为网络12的结构脊柱24)，其中，j是结构脊柱24的脊柱交换机的总数。叶交换机20、边缘叶交换机22和脊柱交换机可以经由网络接口(描绘为阴影圆圈)(例如，叶交换机20、边缘叶交换机22和/或脊柱交换机通过其彼此连接的端口)连接到网络12。叶交换机20可以包括主机接口(描绘为无阴影圆圈)(例如，主机14通过其连接到叶交换机20的端口)，以使得叶交换机20可以通过网络12在主机14之间转发分组。在各个实施例中，每个叶交换机20可以用作数据中心网络环境中的相应的机架单元的机顶盒(ToR)交换机，在该数据中心网络环境中，网络12用作数据中心网络。边缘叶交换机22可以经由另一网络接口(未示出)连接到外部网络18，以使得边缘叶交换机22可以通过网络12在主机14和外部主机16之间转发分组。外部网络18可以是互联网、广域网(WAN)、数据中心互连(DCI)、其他适当的网络、或其任意组合。在各个实施例中，网络12可以经由边缘叶交换机22通过外部网络18与其他网络灵活互连。在各个实施例中，结构脊柱24可以在叶交换机20和/或边缘叶交换机22之间转发分组，实现单层网络结构。在一些网络拓扑中，结构脊柱24可以包括一个等级的交换机(例如，2层胖树拓扑)；并且在其他网络拓扑中，结构脊柱24可以包括多个等级的交换机(例如，3层胖树拓扑)。根据针对通信系统10的网络拓扑考虑，几乎可以在网络12中使用任意数量的交换机。
在图1中，每个主机14具有将它连接到相应的叶交换机20的相关联的物理网络接口，为每个主机提供到外部网络18和网络12内的其他主机14的连接性。物理网络接口可以表示将一个或多个虚拟机连接到网络12的上行链路网络接口(也称为上行链路或上行链路端口)，如下面进一步描述的。在所描绘的实施例中，物理网络接口被描绘为以太网接口，例如，eth0、eth1、eth2、eth3、eth4、eth5等。每个以太网接口可以包括一个或多个以太网端口，其可以将以太网接口的相关联的主机物理地连接到相应的叶交换机20。物理网络接口可以被聚合以创建逻辑网络接口(逻辑端口信道)，例如，以太网信道。在所描绘的实施例中，来自主机14中的一个主机的物理网络接口被聚合以形成将主机14连接到叶交换机20(1)和叶交换机20(2)(例如，通过使用网络结构扩展器(FeX)26a和网络结构扩展器26b)的逻辑网络接口。在各个实现方式中，虚拟端口信道(vPC)可以使得连接到不同交换机的物理网络接口能够表现为到其他网络元件(例如，交换机、网络结构扩展器、服务器或任何其他网络元件)的逻辑物理网络接口(例如，单个端口信道)。例如，在网络结构扩展器(FeX)26a和网络结构扩展器26b之间创建vPC。
如本文所使用的，术语“交换机”包括被配置为从源(例如，主机14(1))接收分组并且将分组适当地转发到网络中的目的地(例如，主机14(n))或网络外的目的地(例如，外部主机16(1))的任意网络元件。术语“叶交换机”包括路由器、交换机、和连接到一个或多个主机(例如，主机14)的具有分组路由功能、桥接和交换功能的其他网络元件。术语“边缘叶交换机”包括路由器、交换机、和连接到诸如一个或多个外部主机(例如，外部主机16)之类的外部实体的具有分组路由功能、桥接和交换功能的其他网络元件。术语“结构脊柱”和/或“脊柱交换机”包括路由器、交换机、和连接一个或多个叶交换机(例如，叶交换机20)和/或一个或多个边缘叶交换机(例如，边缘叶交换机22)的具有分组路由、桥接和交换功能的其他网络元件。此外，术语“叶”/“边缘叶”和“脊柱”仅用于区分图1所描绘的网络架构中的两层交换机，并且不意味着是限制。在一般意义上，“叶”/“边缘叶”交换机与“脊柱”交换机的不同之处在于其被配置为将主机14/外部主机16锚接到网络12，并且“边缘叶”交换机与“叶”交换机的不同之处在于其被配置为将外部实体(例如，外部主机16)锚接到网络12。在各个实施例中，在接入/聚合网络拓扑中，脊柱交换机可以被称为聚合交换机，并且叶交换机20和边缘叶交换机22可以被称为接入(或边缘)交换机。此外，如本文所使用的，术语“网络元件”可以包括计算机、网络设备、服务器、路由器、交换机、网关、桥接器、负载平衡器、防火墙、处理器、模块、或可操作来在网络环境(例如，通信系统10)中交换信息的任何其他适当的设备、组件、元件、或对象。此外，网络元件可以包括有助于其操作的任意适当的硬件、软件、组件、模块、接口、或对象。这可以包括允许有效交换数据或信息的适当算法和通信协议。
通信系统10可以包括网络拓扑，其被配置为包括被互连以形成网络12的任意数量的服务器、虚拟机、交换机、路由器和其他网络节点。图1的网络元件可以通过采用任意适当的连接(有线或无线)的一个或多个接口来互相耦合，这为电子通信提供了可行的途径。此外，这些元件中的任意一个或多个元件可以基于特定的配置需求被组合或从架构中被移除。通信系统10可以包括能够进行用于网络中的数据分组的电子发送或接收的传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)通信的配置。通信系统10还可以在适当的情况下并且基于特定需要来结合用户数据报协议/互联网协议(UDP/IP)或任意其他适当的协议进行操作。此外，网关、路由器、交换机和任意其他适当的节点(物理的或虚拟的)可用于促进网络中各个节点之间的电子通信。
此外，示例性网络环境可以通过包括一个或多个网络的物理基础设施被配置，并且还可以以任何形式被配置，包括但不限于：局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、虚拟局域网(VLAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、虚拟专用网(VPN)、互联网、内联网、外联网、任意其他适当的架构或系统、或有助于网络中的通信的其任意组合。在一些实施例中，通信链路可以表示支持LAN环境的任意电子链路，例如，电缆、以太网、无线技术(例如，IEEE 802.11x)、ATM、光纤等、或其任意适当的组合。在其他实施例中，通信链路可以表示经由任意适当的介质(例如，数字用户线路(DSL)、电话线路、T1线路、T3线路、无线、卫星、光纤、电缆、以太网等、或其任意组合)的和/或经由诸如广域网(例如，互联网)之类的任意附加网络的远程连接。
图2A和图2B是示出通信系统10的示例性主机(例如，主机14(1))的简化框图。在各个实现方式中，主机14(1)是物理网络元件，例如，服务器。虚拟机(VM)50可以互不干扰的情况下在主机14(1)上运行，以使得多个操作系统和/或应用可以同时在主机14(1)上执行。在图2B中，虚拟机50a(VM1)、虚拟机50b(VM2)、虚拟机50c(VM3)、和虚拟机50d(VM4)被描绘为在主机14(1)上运行。虚拟机50可以被提供有用于运行应用工作负载的计算、存储和联网服务。如本文所使用的“应用工作负载”可以包括可执行文件，其包括可以在计算机上被理解和处理的指令，并且还可以包括在执行期间加载的库模块、对象文件、系统文件、硬件逻辑、软件逻辑、或任意其他可执行模块。在各个实现方式中，虚拟机50可以在硬件抽象层(通常被称为管理程序)上运行，其为虚拟机50所服务的应用提供了操作系统独立性。管理程序可以动态地向虚拟机50分配硬件资源。任意虚拟机50可以从主机14(1)迁移到另一主机，例如，主机14(n)。在各个实现方式中，虚拟机50可以基于流量模式、硬件资源和/或其他虚拟机迁移标准来跨层2或层3边缘在主机14之间移动。
虚拟交换机52支持虚拟机50和/或外部桥接环境之间的桥接。例如，在所描绘的实施例中，主机14(1)被配设有用于向虚拟机50提供网络能力的虚拟以太网桥，例如，虚拟以太网模块(VEM)。在一些实现方式中，虚拟交换机52可以是跨越具有在其上运行的虚拟机的主机14的分布式虚拟交换机(DVS)的一部分，其中，分布式虚拟交换机用作跨网络12中的相关联的主机14的虚拟交换机。虚拟监控模块(VSM)54可以被配设用于为虚拟机50提供控制平面功能，例如，通过控制网络12中的虚拟交换机(例如，虚拟交换机52)。虚拟交换机52可以通过VSM 54被配置以执行层2交换和高级联网功能，例如，端口信道、服务质量(QoS)、安全性(例如，私有虚拟局域网(VLAN)、端口安全性等)、和监测(例如，Netflow、交换机端口分析器(SPAN)、封装的远程SPAN等)。端口配置文件管理器56可以被配设用于管理端口配置文件，其中，每个端口配置文件被配置用于应用于与提供虚拟机50网络能力相关联的一个或多个网络接口。虚拟交换机52和/或VSM 54可以例如基于端口配置策略来定义每个端口配置文件，端口配置策略可以包括交换机端口模式、VLAN和PVLAN设置、访问控制列表过滤器分配、流量监测器、自动端口信道创建(添加端口作为端口信道接口的成员)、QoS服务策略、端口安全性、NetFlow收集、ACL重定向、速率限制、远程端口镜像、或可以应用于端口的任意其他配置属性。用于端口配置文件的配置命令可以包括例如，端口配置文件创建/删除、虚拟化管理平台(VMWARE)端口组(指定要创建的端口组)、端口配置文件状态(启用/禁用)、端口配置文件能力(标记端口配置文件用于以太网(物理/上行链路)接口)、继承端口配置文件(设置父端口配置文件和子端口配置文件之间的继承)、端口管理配置(端口管理状态、交换机端口模式)、VLAN和PVLAN配置、端口信道配置、覆盖端口配置文件配置、NetFlow配置、ACL配置、QoS配置、端口安全性配置、和显示命令。
主机14(1)还包括网络接口60，其支持主机14(1)与其他网络元件(例如，主机14、外部主机16和/或网络12中的交换机(例如，叶交换机20(1)))之间的通信。网络接口60可以包括用于通过连接到网络12(例如，到叶交换机20(1))的物理链路来传送数据的机械电路、电子电路和信令电路。网络接口60可以被配置为通过物理链路或无线链路来使用各种不同的通信协议发送和/或接收数据。网络接口60还可以用于实现虚拟网络接口，例如，用于VPN接入或VLAN。在图2B中，主机14(1)包括物理网络接口，例如，物理网络接口卡60a(pNIC1)、物理网络接口卡60b(pNIC2)和物理网络接口卡60c(pNIC3)。主机14(1)可以经由物理网络接口卡60a、60b和/或60c向网络结构(例如，网络12)传送上行流量。在本示例中，物理网络接口卡60a、60b和/或60c可以将主机14(1)可通信地连接到叶交换机20(1)。每个物理网络接口卡60a、60b和60c可以包括一个或多个以太网端口，其可以将主机14(1)物理地连接到各个网络元件，包括叶交换机20(1)。虚拟机50可以具有相关联的虚拟网络接口卡(vNIC)，虚拟交换机52与网络接口60相关联。例如，在图2B中，虚拟机50a具有相关联的虚拟网络接口卡52a(vNIC1)，虚拟机50b具有相关联的虚拟网络接口卡52b(vNIC2)，虚拟机50c具有相关联的虚拟网络接口卡52c(vNIC3)，并且虚拟机50d具有相关联的虚拟网络接口卡52d(vNIC4)。虚拟网络接口卡52a、52b、52c、52d可以被映射到与主机14(1)相关联的物理端口(例如，以太网端口)以及与虚拟交换机52相关联的虚拟端口(例如，虚拟以太网端口)，以使得虚拟网络接口卡52a、52b、52c、52d各自与物理网络接口和虚拟网络接口相关联，该物理网络接口将虚拟机50连接到网络12。在图2B中，物理网络接口卡60a、60b和/或60c可以表示上行链路或上行链路端口，其表示将一个或多个虚拟机50连接到网络12(在本示例中，到叶交换机20(1))的物理网络接口。在各个实现方式中，主机14(1)、虚拟交换机52和/或VSM 54可以将端口配置文件映射到每个物理网络接口。例如，主机14(1)可以将物理网络接口配置为用于将来自虚拟机50的网络流量转发到网络12的上行链路网络接口。在各个实现方式中，可以实现聚合多个物理网络接口(例如，与物理网络接口卡60a、60b和/或60c相关联的多个以太网端口)以创建逻辑物理接口(或逻辑端口)的端口信道。这样的端口信道可以由端口配置文件管理器56定义或管理。
主机14(1)还可以包括输入/输出(I/O)接口70、处理器80和存储器85。网络接口60、I/O接口70、处理器80和存储器85可以通过总线90互连。I/O接口70可以包括用于在一个或多个I/O设备(例如，键盘、显示器、鼠标、扬声器和/或其他I/O设备)之间传送数据的机械电路、电子电路和信令电路。I/O接口70可以从诸如用户之类的外部源接收输入(例如，经由用户接口)，并且可以将输出传送到外部源(例如，通过显示、声音或其他机制)。处理器80可以包括适用于执行软件程序并且处理和操纵数据的任何必要元件或逻辑。存储器85可以存储与本文所描述的实施例相关联的软件程序和数据。操作系统95(其部分可以驻留在存储器85中并由处理器80执行)可以功能地组织主机14(1)，调用网络操作以支持在设备上执行的软件进程和/或服务。可以使用其他类型的处理器和存储器(包括各种计算机可读介质)来存储和执行与本文所描述的上行链路网络接口检测和配置机制相关的程序指令。
通信系统10中的网络元件可以实现用于自动发现虚拟机的虚拟站接口(VSI)发现和配置协议(VDP)。VDP实现了IEEE标准802.1Qbg/D2.2(边缘虚拟桥接)，其定义了主机可以如何与交换机交换虚拟链路信息。EVB可以桥接物理网络资源与虚拟网络资源之间的间隙，通过提供基于标准的协议来简化网络管理，该协议定义虚拟网桥(例如，虚拟以太网网桥(VEB)，例如，VEM 52)如何交换配置信息。运行VDP的网络元件可以检测并发信号通知虚拟机(例如，虚拟机50)的存在，并且利用相邻的具有VDP能力的桥接来交换能力。例如，VDP可以用作可靠的第一跳协议，并且将虚拟机(例如，在主机14(1)上运行的虚拟机50)的存在传送到相邻的叶节点(例如，叶交换机20(1))。除了在主机14附接(连接)到网络12(例如，通过收集与虚拟机相关联的标识信息，例如，介质访问控制(MAC)地址和互联网协议(IP)地址)时检测虚拟机，或者检测虚拟机移动性事件，VDP还触发网络12中的交换机(例如，叶交换机20和/或边缘叶交换机22)的自动配置，以确保网络12被配置用于传送虚拟机流量。在各个实现方式中，主机14、外部主机16、叶交换机20、边缘叶交换机22和/或结构脊柱24可以实现用于在网络12中自动发现虚拟机(例如，虚拟机50)的VDP。例如，主机14(1)可以实现VDP以将在其上运行的虚拟机50的创建和删除传送给叶交换机20(1)，以使得可以将每个虚拟机的可达性通告给网络12。
通信系统10中的网络元件可以实现用于传送它们的身份、网络能力(例如，虚拟桥接能力，例如，EVB能力)、和/或相邻网络元件的邻居发现协议，例如，链路层发现协议(LLDP)。通常，LLDP是网络元件可以用来将关于它们自身的信息通告给通信系统10中的其他网络元件的邻居发现协议。LLDP可以在数据链路层上运行，允许运行不同网络层协议的网络元件了解彼此。在各个实现方式中，在实现LLDP时，网络元件可以使用发现分组来传送其相关联的网络能力。如本文所使用的，术语“发现分组”包括任意适当的链路层(例如，层2中的数据链路层)网络协议数据分组，其包括与发现分组的发送者相关联的信息。LLDP支持其用于发现相邻网络元件的一组属性。这些属性包含类型描述、长度描述和值描述，通常称为TLV。LLDP支持的网络元件可以使用TLV来接收和发送来自和去往它们的邻居的信息。因此，可以使用LLDP来通告诸如配置信息、设备能力和设备身份之类的细节。例如，LLDP包括EVB TLV，其通告网络元件的EVB能力。EVB TLV包括EVB模式字段，其指示(表示)网络元件是EVB桥还是EVB站。具有虚拟桥接能力(可以意味着网络元件运行VDP)的网络元件(例如，交换机)将通告其EVB模式为EVB桥，而不具有虚拟桥接能力的网络元件(例如，服务器)将通告其EVB模式为EVB站。在各个实现方式中，主机14、外部主机16、叶交换机20和/或边缘叶交换机22可以实现LLDP以协商EVB能力。例如，当主机14(1)经由叶交换机20(1)连接到网络12时，主机14(1)和叶交换机20(1)可以使用LLDP来互相传送它们的EVB能力。如果主机14(1)和叶交换机20(1)都具有EVB能力，则VDP协商可以在主机14(1)和叶交换机20(1)之间发生，确保叶交换机20(1)能够自动发现网络12中的虚拟机，例如，在主机14(1)上运行的那些虚拟机。虽然本文将描述LLDP协议以说明通信系统10的特征，但是本公开可以使用任意邻居发现协议来实现本文所描述的通信系统10的特征，包括思科发现协议(CDP)、极端发现协议(EDP)、铸造发现协议(FDP)、Nortel发现协议(NDP)、SynOptics网络管理协议(SONMP)、或其他邻居发现协议。
为了说明通信系统10的技术的目的，重要的是理解给定系统(例如，图1、图2A和图2B所示的架构)中的通信。以下基础信息可以被视为可以适当地解释本公开的基础。这些信息是仅为了解释的目的而被认真地提供的，因此，不应以任何方式被理解为限制本公开的广义范围及其潜在应用。
现今的云通常由托管虚拟机的大量服务器(例如，数百或数千个)来支持。每个服务器(例如，主机14)经由网络结构(例如，网络12)连接到云。当每个服务器连接到网络结构时(例如，每当主机14经由相应的叶交换机20附接到网络12时)，与服务器相关联的上行链路端口需要被配置为运行VDP，确保物理网络接口被配设用于将服务器的托管的虚拟机连接到云。例如，对于每个服务器，上行链路网络接口需要被标识并且被配置以运行VDP，并且虚拟交换机(例如，虚拟交换机52)和/或虚拟监控模块(例如，VSM 54)需要上行链路端口信息以确保在服务器上运行的虚拟机可以与建立的VEB进行通信以提供到网络结构的虚拟机连接性。例如，需要包括与上行链路端口相关联的端口配置文件的上行链路端口信息来配置传递网络流量所需的(程序)流。目前，网络管理员和/或交换机(例如，叶交换机20)可以手动指定或配置服务器的上行链路端口。手动指定服务器的上行链路端口通常是麻烦的，特别是因为云和数据中心环境不断扩大。例如，具有包括一千个叶交换机20的网络结构的数据中心(其中，每个叶交换机20具有用于连接到服务器的16个主机端口)可能具有多达16000个上行链路端口要配置。手动配置这种规模的上行端口通常是容易出错的过程，即使在只有少量服务器被连接到网络结构的实验室环境中，其也已经被证实。替代地，每个服务器可以运行配置其上行链路端口的脚本，在这种情况下，跨连接到网络结构的所有服务器上行链路端口需要是相同的(换句话说，服务器必须均匀布线)。然而，数据中心环境中的布线错误是常见的，并且当服务器的上行链路端口发生变化时，手动配置将仍然是必须的以重新配置服务器的上行链路端口。虽然可以实现云协调器以使得云管理这些方面更加容易，但是在考虑服务器上行端口配置任务时，在云环境中部署要连接到网络结构的服务器是艰巨的任务。
通信系统10被配置为通过提供用于在网络环境(例如，元计算环境)中自动检测和配置服务器上行链路网络接口的系统和方法来解决上述问题(和其他问题)。通信系统10的实施例使用可以在所有服务器中运行的现有协议来提供用于自动检测和配置服务器上行链路端口的无接触机制。本文所描述的服务器上行链路端口检测和配置机制可以跨不同的网络拓扑(例如，虚拟端口信道(VPC)和/或VPC+)被实现，并且避免由于手动配置在现今的云中部署的服务器上行链路端口而导致的常见连接错误。例如，本文所描述的服务器上行链路端口检测和配置机制可以消除服务器之间的任意布线均匀性要求、移除对网络管理员使用哪些上行链路端口的限制、和/或自动检测上行链路端口变化。不同的实施例可以具有与本文所描述的不同的优点，并且对于本文所描述的任意实施例没有特定优点是必须要求的。
返回到图1、图2A和图2B，通信系统10使用在其网络元件上运行的现有发现协议(例如，LLDP和VDP)来自动检测和配置服务器上行链路端口。在各个实现方式中，主机14可以使用从使用邻居发现协议(例如，LLDP)交换的发现分组收集的信息来确定网络元件是否具有虚拟桥接能力(例如，VDP或EVB能力)，并且将在其上接收到指示虚拟桥接能力的发现分组的网络接口配置为上行链路端口。考虑主机14(1)连接(附接)到网络结构12的情况。当物理网络接口卡60a的物理端口(例如，以太网端口)被连接到叶交换机20(1)的主机端口时，主机14(1)可以经由叶交换机20(1)连接到网络12。当主机14(1)和叶交换机20(1)实现邻居发现协议(例如，上述LLDP)时，主机14(1)在连接到叶交换机20(1)时自动发现其邻居。例如，主机14(1)在物理网络接口卡60(a)上从与网络12相关联的网络元件接收发现分组。主机14(1)可以评估发现分组以学习与相邻网络元件相关联的身份、网络能力、和/或其他属性。在各个实现方式中，主机14(1)可以评估发现分组以确定网络元件的虚拟桥接能力。当发现分组指示其相关联的网络元件具有虚拟桥接能力时，主机14(1)可以将在其上接收到发现分组的网络接口配置为上行链路网络接口或上行链路端口。更具体地，如上所述，网络元件的LLDP发现分组将包括EVB TLV，其通告网络元件的EVB能力，并且EVB TLV包括EVB模式字段，其指示(表示)网络元件是EVB桥还是EVB站。当主机14(1)检查LLDP发现分组的EVB模式字段并且发现EVB模式字段被设置为EVB桥时，主机14(1)知道其网络接口被连接到具有虚拟桥接能力的网络元件，例如，交换机。因此，主机14(1)可以将连接到网络元件的网络接口分类为上行链路网络接口(上行链路端口)。例如，当主机14(1)在物理网络接口卡60(a)上从叶交换机20(1)接收到LLDP发现分组时，主机14(1)将发现EVB模式字段被设置为EVB桥，意味着叶交换机20(1)具有虚拟桥接能力。主机14(1)然后可以将物理网络接口卡60(a)配置为上行链路端口，并且主机14(1)可以经由上行链路端口将来自在其上运行的虚拟机50的网络流量转发到网络12。当检测到与物理网络接口卡60(a)相关联的上行链路接口被破坏时，主机14(1)还可以自动检测和重新配置其上行链路网络接口。例如，在各个实现方式中，假设物理网络接口卡60(a)与叶交换机20(1)断开连接，主机14(1)可以通过发现附接到叶交换机20(1)的另一物理网络接口卡或当它在重新连接到叶交换机20(1)时从叶交换机20(1)接收到发现分组时，自动重新配置其上行链路接口。可以在不向现有邻居发现协议分组添加任何TLV或子TLV扩展的情况下实现这种上行链路检测和配置机制。此外，该上行链路检测和配置机制可以显著地减少或甚至消除配设服务器上行链路端口所需的任何手动配置。这可以用于物理网络接口(例如，物理网络接口卡60(a))，或者在主机14(1)的多个物理网络接口(例如，物理网络接口卡60(a)和物理网络接口卡60(b))被捆绑为逻辑物理网络接口时使用。此外，该上行链路检测和配置机制可以用于不同的网络拓扑。例如，在图1中，在主机14中的一个主机经由被描绘为eth0的物理网络接口连接到另一主机14并且经由被描绘为eth5的物理网络接口连接到叶交换机20(m)的情况下，本文所描述的上行链路检测和配置机制将检测和配置被描绘为eth 5的物理网络接口作为上行链路端口，而不是主机之间的被描绘为eth0的物理网络接口。
转到图3，图3是示出可以与通信系统10的各个实施例相关联的示例操作100的简化流程图。在框110处，在连接到网络元件的服务器的网络接口上从网络元件接收发现分组。例如，在各个实现方式中，服务器在诸如物理网络接口卡之类的网络接口上从网络元件接收LLDP分组。在框120处，评估发现分组以确定网络元件是否具有虚拟桥接能力。例如，在各个实现方式中，服务器确定LLDP分组的EVB模式字段是否被设置为EVB桥，其指示网络元件支持VDP。在框130处，当发现分组指示网络元件具有虚拟桥接能力时，服务器的网络接口被配置为用于与网络进行通信的上行链路接口。例如，在各个实现方式中，当服务器确定EVB模式字段被设置为EVB桥时，服务器知道网络元件是运行VDP的交换机。然后，服务器可以自动将网络接口配置为上行链路端口，并且经由网络接口转发来自在其上运行的虚拟机的网络流量。
在示例实现方式中，本文中概述的活动的至少一些部分可以在例如主机14、外部主机16、叶交换机20、边缘叶交换机22和/或结构脊柱24中的软件中被实现。在一些实施例中，这些特征中的一个或多个特征可以以在这些元件外部提供的硬件或以任意适当的方式合并的硬件来实现以获得预期的功能。本文所描述的各个网络元件(例如，主机14、外部主机16、叶交换机20、边缘叶交换机22和/或结构脊柱24)可以包括软件(或往复式软件)，该软件可以协调以实现如本文所概述的操作。在其他实施例中，这些元件可以包括促进其操作的任意适当的算法、硬件、软件、组件、模块、接口或对象。此外，本文所描述和示出的主机14、外部主机16、叶交换机20、边缘叶交换机22和/或结构脊柱24(和/或相关联的结构)还可以包括用于在网络环境中接收、发送和/或以其他方式传送数据或信息的适当的接口。另外，与各个节点相关联的一些处理器和存储器元件可以被移除或以其他方式被合并，以使得单个处理器和单个存储元件对某些活动负责。在一般意义上，图中所描绘的布置在其表示上可更合乎逻辑，而物理架构可以包括这些元件的各种排列、组合和/或混合。必须注意的是，无数可能的设计配置可以被用来实现本文所概述的操作目标。因此，相关联的基础设施具有无数的替代布置、设计选择、设备可能性，硬件配置、软件实现、设备选项等。
在一些示例实施例中，一个或多个存储器元件可以存储用于本文所描述的操作的数据。这包括能够在非暂态介质中存储指令(例如，软件、逻辑、代码等)的存储器元件，以使得执行指令以执行本说明书中所描述的活动。处理器可以执行与数据相关联的任意类型的指令以实现本说明书中详细描述的操作。在一个示例中，处理器可以将元件或物品(例如，数据)从一个状态或事物转换到另一状态或事物。在另一示例中，本文所概述的活动可以用固定逻辑或可编程逻辑(例如，由处理器执行的软件/计算机指令)来实现，并且本文所标识的元件可以是某种类型的可编程处理器、可编程数字逻辑(例如，现场可编程门阵列(FPGA))、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))、包括数字逻辑、软件、代码、电子指令的ASIC、闪存、光盘、CD-ROM、DVD ROM、磁卡或光卡、适用于存储电子指令的其他类型的机器可读介质、或其任意适当的组合。
在操作中，通信系统10中的组件可以包括一个或多个存储器元件，其用于存储要用于实现如本文所概述的操作的信息。这些设备还可以在适当的情况下并且基于特定需要来将信息保持在任意适当类型的非暂态存储介质(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、现场可编程门阵列(FPGA)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)等)、软件、硬件中、或在任意其他适当的组件、设备、元件或对象中。被跟踪、发送、接收或存储的信息可以根据特定需求和实现方式在任意数据库、寄存器、表、缓存、队列、控制列表或存储结构中被提供，所有这些都可以在任意适当的时间框架中被引用。本文所讨论的任意存储器项都应被理解为包含在广义术语“存储器元件”内。类似地，本文所描述的任意潜在的处理元件、模块和机器都应被理解为包含在广义术语“处理器”内。
同样值得注意的是，参考前面的图所描述的操作和步骤仅示出了可以由系统执行或可以在系统内部执行的可能的情形中的一些情形。这些操作中的一些操作可以在适当的情况下被删除或移除，或者这些步骤可以被显著地修改或改变，而不脱离所讨论的概念的范围。此外，这些操作的时序可以显著地改变，并仍然实现本公开所教导的结果。上述操作流程是为了示例和讨论的目的被提供的。系统提供了很大的灵活性，因为在不脱离所讨论的概念的教导的情况下，可以提供任意适当的布置、年表、配置和时序机制。
注意，对包括在“一个实施例”、“示例实施例”、“实施例”、“另一实施例”、“一些实施例”、“各个实施例”、“其他实施例”、“替代实施例”、“各个实现方式”等中的各种特征(例如，元件、结构、模块、组件、步骤、操作、特性等)的引用旨在表示任意这样的特征被包括在本公开的一个或多个实施例中，但是可以或者可以不必被组合在相同的实施例中。
虽然已经参考特定布置和配置详细描述了本公开，但是在不脱离本公开的范围的情况下，这些示例配置和布置可以被显著地改变。例如，虽然已经参考涉及某些网络接入和协议的特定通信交换描述了本公开，但是通信系统10可以应用于其他交换或路由协议。此外，虽然已经参考促进通信过程的特定元件和操作说明了通信系统10，但是这些元件和操作可以由实现如本文所描述的通信系统10的预期功能的任意适当的架构或处理来代替。
许多其他改变、替代、变化、更改、以及修改对于本领域技术人员是确定的，并且旨在本公开包含落入所附权利要求的范围内的所有这些改变、替代、变化、更改、以及修改。此外，为了协助美国专利及商标局(USPTO)和此申请上发布的任何专利的任何读者解释所附权利要求，申请人希望注意到的是，申请人：(a)不旨在任何所附权利要求调用其递交日期存在的U.S.C 35 112节的第六(6)段，除非在特定权利要求中具体使用了词语“用于…的装置”或“用于…的步骤”；以及(b)不旨在通过此说明书中的任意陈述来以所附权利要求中未反映的任何方式限制本公开。

Claims (16)

1.一种在主机服务器处执行的方法，所述主机服务器托管虚拟机并且经由网络的叶交换机连接至所述网络，所述方法包括：
在所述主机服务器的连接至所述叶交换机的网络接口上从所述叶交换机接收发现分组，所述发现分组是在将所述主机服务器的网络接口连接至所述叶交换机时被接收的；
评估所述发现分组以确定所述叶交换机是否具有虚拟桥接能力；以及
当所述发现分组指示所述叶交换机支持虚拟站接口(VSI)发现和配置协议(VDP)时，将所述主机服务器的网络接口配置为用于与所述网络进行通信的上行链路接口，并且在所述主机服务器与所述叶交换机之间执行VDP协商以使得所述叶交换机能够自动地发现在所述主机服务器上运行的所述虚拟机。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发现分组是链路层发现协议(LLDP)分组，并且评估所述发现分组包括评估所述LLDP分组的以太网虚拟桥接(EVB)类型长度值(TLV)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，当所述EVB TLV指示所述叶交换机是EVB桥时，所述服务器的网络接口被配置为所述上行链路接口。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括经由所述上行链路接口将来自运行在所述服务器上的虚拟机的网络流量转发到所述网络。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述上行链路接口与附接到所述交换机的服务器的物理端口相关联。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述上行链路接口与附接到所述交换机的服务器的逻辑端口相关联。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：在检测到用于与所述网络进行通信的上行链路接口被破坏时，自动检测并重新配置与所述叶交换机连接的服务器的上行链路接口。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，当所述服务器被重新连接到所述叶交换机时，所述上行链路接口被自动重新配置。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，包括用于执行的指令，所述指令在被处理器执行时，可操作来执行以下操作，包括：
在主机服务器的连接至叶交换机的网络接口上从所述叶交换机接收发现分组，所述主机服务器托管虚拟机并且经由所述叶交换机连接至网络，所述发现分组是在将所述主机服务器的网络接口连接至所述叶交换机时被接收的；
评估所述发现分组以确定所述叶交换机是否具有虚拟桥接能力；以及
当所述发现分组指示所述叶交换机支持虚拟站接口(VSI)发现和配置协议(VDP)时，将所述主机服务器的所述网络接口配置为用于与所述网络进行通信的上行链路接口，并且在所述主机服务器与所述叶交换机之间执行VDP协商以使得所述叶交换机能够自动地发现在所述主机服务器上运行的所述虚拟机。
10.根据权利要求9所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述发现分组是链路层发现协议(LLDP)分组，所述操作还包括：评估所述发现分组包括评估所述LLDP分组的以太网虚拟桥接(EVB)类型长度值(TLV)。
11.根据权利要求10所述的非暂态计算机可读存储介质，所述操作还包括当所述EVBTLV指示所述叶交换机是EVB桥时，将所述服务器的所述网络接口配置为所述上行链路接口。
12.根据权利要求9所述的非暂态计算机可读存储介质，所述操作还包括经由所述上行链路接口将来自运行在所述服务器上的虚拟机的网络流量转发到所述网络。
13.一种计算装置，包括：
存储器元件，所述存储器元件用于存储数据；以及
处理器，所述处理器可操作来执行与所述数据相关联的指令，其中，所述处理器和所述存储器元件协作以使得所述计算装置被配置用于：
在主机服务器的连接至叶交换机的网络接口上从所述叶交换机接收发现分组，所述主机服务器托管虚拟机并且经由所述叶交换机连接至网络，所述发现分组是在将所述主机服务器的网络接口连接至所述叶交换机时被接收的；
评估所述发现分组以确定所述叶交换机是否具有虚拟桥接能力；以及
当所述发现分组指示所述叶交换机支持虚拟站接口(VSI)发现和配置协议(VDP)时，将所述主机服务器的所述网络接口配置为用于与所述网络进行通信的上行链路接口，并且在所述主机服务器与所述叶交换机之间执行VDP协商以使得所述叶交换机能够自动地发现在所述主机服务器上运行的所述虚拟机。
14.根据权利要求13所述的计算装置，其中，所述发现分组是链路层发现协议(LLDP)分组，并且所述计算装置还被配置为评估所述LLDP分组的以太网虚拟桥接(EVB)类型长度值(TLV)。
15.根据权利要求14所述的计算装置，还被配置用于当所述EVB TLV指示所述叶交换机是EVB桥时，将所述服务器的所述网络接口配置为所述上行链路接口。
16.根据权利要求13所述的计算装置，还被配置用于经由所述上行链路接口将来自运行在所述服务器上的虚拟机的网络流量转发到所述网络。
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