CN107950013A - 计算机网络中的后备通信方案 - Google Patents

Abstract

本文公开了管理用于计算机网络的通信后备的各种技术。在一个实施例中，一种方法包括检测主网络节点处的异常操作状况，主网络节点经由在光交换机和主网络节点之间的第一光连接被耦合到计算设备。响应检测到的异常操作状况，该方法包括提示光交换机以从第一光连接切换到光交换机和待机网络节点之间的第二光连接。该方法进一步包括指示待机网络节点基于复制的网络配置促进与计算设备的通信。

Description

计算机网络中的后备通信方案

背景技术

计算机网络可以具有大量的服务器或其他类型的计算设备，它们经由有线或无线网络链路来通过路由器、交换机、网桥、防火墙或其他网络节点来彼此互连。网络节点可以根据一个或多个网络协议通过经由网络链路交换消息来实现计算设备之间的通信。

发明内容

本发明内容被提供来以简化的形式介绍将在下文的具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容并非旨在确定所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也并非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

数据中心中的计算机网络可以包括多个互连的交换机、路由器以及被组织成层次结构、网格或其他合适布置的其他网络节点。例如，在一个实现中，单个包围(enclosure，例如机架)可以容纳被耦合到与包围相关联的单个交换机的多个服务器。这种交换机有时被称为“机架顶部”或“TOR”交换机。然后，多个TOR交换机可以被连接到一个或多个层一或“T1”交换机，每个层一或“T1”交换机又可以被连接到一个或多个层二或“T2”交换机。

典型地，例如通过增加一个或多个额外的交换机，可以容易地提供T1、T2或其他上层交换机的冗余。相比之下，由于增加的成本和操作复杂性，为TOR交换机提供冗余会很有挑战性。例如，一种解决方案包括为容纳多个计算设备的每个包围安装两个TOR交换机，并且在每个计算设备中提供两个网络接口控制器(“NIC”)。然而，这样的布置可以动辄将与TOR交换机相关的资本投资增加一倍。此外，双TOR交换机可能在操作期间使计算设备迷惑，因为两个TOR交换机可以同时工作。这样，相比于针对每个计算设备仅使用一个NIC，计算设备可能更容易在与双TOR交换机通信的双NIC进行通信时发生故障。

通过在多个主TOR交换机和一个或多个待机TOR交换机之间实现光交换，所公开技术的若干实施例可以提供高效且成本有效的TOR交换机冗余。在一个实现中，包围中的计算设备可以经由光纤电缆被单独耦合到光复用器。然后，主光交换机可以将光复用器耦合到主TOR交换机。当主TOR交换机遇到异常操作状况时，主光交换机可以将计算设备从连接到主TOR交换机切换到待机光交换机。进而，待机光交换机可以将主光交换机耦合到代替主TOR交换机操作的待机TOR交换机。

待机TOR交换机在结构和功能上可以大体上类似于主TOR交换机。这样，单个待机TOR交换机可以为2、4、8、16、32个或任何其他适当数量的主TOR交换机提供冗余。因此，为主TOR交换机提供冗余的资本投资可以远低于针对每个机柜使用双TOR交换机。因为切换光交换机可以是简单操作，所公开的冗余方案的若干实施例也可以比为每个包围使用双TOR交换机更高效。相比于在一对主动TOR交换机之间进行切换，光交换机可以被更可靠地切换。因此，数据中心中的计算机网络的通信可靠性可以得到提高。

附图说明

图1是根据所公开技术的实施例的示意图，其图示了具有待机网络节点的计算机网络。

图2A至图2C是根据所公开技术的实施例的框图，其示出了在各种操作模式期间适用于图1的网络控制器的软件组件。

图3是根据所公开技术的实施例的框图，其示出了适用于具有多个待机网络节点的图1的控制器的软件组件。

图4是根据所公开技术的实施例的流程图，其图示了向计算机网络中的网络节点提供待机后备(backup)能力的过程的实施例。

图5是根据所公开技术的实施例的流程图，其图示了检测计算机网络的网络节点处的异常操作状况的过程的实施例。

图6是所公开技术的实施例的流程图，其图示了根据在计算机网络中切换光连接的过程的实施例。

图7是根据所公开技术的实施例的流程图，其图示了在计算机网络中启用待机网络节点的过程的实施例。

图8是根据所公开技术的实施例的示意图，其图示了具有多个输入端口的待机网络节点的另一个计算机网络的示意图。

图9是适用于图1至图3和图8中的计算框架的某些组件的计算设备。

具体实施方式

下面描述了用于管理计算机网络中的主网络节点的后备能力的系统、设备、组件、模块，例程和过程的某些实施例。在以下描述中包括了组件的具体细节以提供对所公开技术的某些实施例的透彻理解。相关领域的技术人员也将理解，所公开技术可以具有附加的实施例，或者可以在没有在下面参考图1至图9所描述的实施例的若干细节的情况下被实践。

如本文所使用的，术语“计算机网络”通常指具有多个网络节点的互连网络，该多个网络节点将多个计算设备(例如，服务器)彼此连接并且将其连接到其他网络(例如互联网)。一个示例的计算机网络可以包括在数据中心中实现的千兆以太网网络，其用于提供基于云的各种计算服务。术语“网络节点”通常是指物理或软件仿真的网络设备。在一个示例中，网络节点可以包括TOR交换机。在其他示例中，网络节点可以包括路由器、其他类型的交换机、集线器、网桥、负载平衡器、安全网关、防火墙、网络名称转换器和名称服务器。每个网络节点可以与一个或多个端口相关联。如本文所使用的，“端口”通常是指可以通过其发送和/或接收数据分组和/或其他合适类型的通信的物理和/或逻辑通信接口。例如，切换一个或多个端口可以包括将路由数据从第一光端口切换到第二光端口，或者从第一TCP/IP端口切换到第二TCP/IP端口。

术语“光交换机”通常是指被配置为将光纤或集成光电路中的信号从一个电路或光路径选择性地切换到另一个电路或光路径的交换机。光交换机可以有多个输入和输出端口。例如，“1:2”光交换机包括单个输入端口和两个可选择切换的输出端口。“32:1”光交换机包括可选择性连接到单个输出端口的三十二个输入端口。在另一个示例中，“16:2”光交换机包括十六个输入端口，每个输出端口可选择性连接到两个输出端口中的一个。光交换机可以包括机械、电光、磁光或其他合适的交换机制。适用于所公开技术的各种实施例的示例光交换机包括由加利福尼亚州的圣克拉拉的Agilent Technologies提供的N77系列光交换机和由加利福尼亚州的戈利塔的Calient Technologies提供的S系列光交换机。

本文中使用术语“待机”来表示对于职责和/或立即部署的准备。例如，待机网络节点(例如，待机交换机或路由器)在结构和/或功能上可以与对应的主网络节点大体相似。待机网络节点还可以例如经由光纤、以太网或其他合适类型的电缆被适当地连接到计算机网络的其他计算设备、网络节点或其他组件。在某些实施例中，待机网络节点可以被加电并且等待指令，以代替对应的主网络节点在计算机网络中执行某些功能。在其他实施例中，待机网络节点可以处于节电模式，并且可以在接收到某些指令之后被唤醒以代替对应的主网络节点来执行功能。

图1是根据所公开技术的实施例的示意图，其图示了将待机网络节点作为多个主网络节点的后备的计算机网络100。如图1中所示，计算机网络100可以包括网络控制器120和将多个计算设备106互连的多个网络节点102。尽管在图1中示出了特定组件，但是在其他实施例中，计算机网络100还可以包括附加/或不同的网络节点102、计算设备106和/或其他合适类型的组件。

网络节点102可以被组织成层次结构、网格或其他合适的组织。例如，在图示的实施例中，网络节点102可以包括在层次结构中彼此互连的主网络节点112(被图示为第一主网络节点112a和第二主网络节点112b)、层一(tier one)网络节点114和层二网络节点116。特别地，主网络节点112分别与一个或多个层一网络节点114连接。继而，层一网络节点114又分别与一个或多个层二网络节点116连接。虽然未在图1中示出，但是计算机网络100可以包括在层3、层4或其他适当层数的附加网络节点102。在图1中，为了说明的目的而示出了每一层处的特定数量的网络节点102。在其他实施例中，计算机网络100可以在每一层处的包括任何合适数量的网络节点102。在进一步的实施例中，计算机网络100也可以被连接到核心网络(未被示出)。

如图1中所示，计算设备106可以被组织成多组计算设备106。每一组可以分别与包围104(图示为第一包围104a和第二包围104b)相关联。每个计算设备106可以是网络服务器、储存服务器、网络储存设备或其他合适类型的计算组件。在某些实施例中，包围104可以包括容纳计算设备106的物理结构(例如，机架、机柜、运输容器等)。在其他实施例中，包围104可以是逻辑分区或计算设备106的组或子组的集合。在进一步的实施例中，包围104可以是容纳计算设备106的物理结构和所容纳的计算设备106的逻辑集合。尽管在图1中仅图示了两个包围104，但在其他实施例中，计算机网络100可以包括四个、八个、十六个、三十二个或任何合适数量的包围104。

如图1中所示，在每个包围104中，多个光纤电缆将一组计算设备106连接到光复用器108(被分别标识为第一光复用器108a和第二光复用器108b)。承载复用信号的一对光纤电缆(或单根光纤电缆)可以将光复用器108连接到主光交换机110(被图示为第一主光交换机110a和第二主光交换机110b)。光复用器108可以被配置为利用波分复用、时分复用或其他合适的复用技术对去往/来自包围104中的计算设备106的信号进行复用/解除复用。适用于计算机网络100的一个示例的光复用器是由宾夕法尼亚州的劳伦斯的黑盒公司(BlackBox Corporation of Lawrence,Pennsylvania)提供的型号为SW1044A-SM的遥控层1A/B交换机。在其他实施例中，每个包围104还可以包括两个或多个光复用器108(未被示出)，两个或多个光复用器108被连接到主光交换机110并且被分别连接到每个包围104中的计算机设备106的子组。在进一步的实施例中，光复用器108可以被省略或被集成到对应的光交换机110中。这样，光纤电缆可以将每个包围104中的计算设备106直接连接到光交换机110。

每个包围104还可以与主网络节点112之一相关联。例如，如图1中所图示，包围104中的光交换机110例如经由光纤电缆被分别与对应的主网络节点112连接。主网络节点112可以被配置为支持与各个包围104中全部或部分的计算设备106的通信。在某些实施例中，每个主网络节点112可以是TOR交换机。在其他实施例中，主网络节点112还可以包括负载平衡器、防火墙或其他合适类型的网络设备。适用于主网络节点112的一个示例的网络设备是由加利福尼亚州的圣何塞的思科系统公司提供的网络交换机(型号为Cisco Catalyst4500-X交换机)。

如图1中所示，计算机网络100还可以包括被配置为向主网络节点112提供待机后备能力的待机光交换机111和一个或多个待机网络节点118。在所图示的实施例中，主光交换机110每个都可以包括被连接到待机光交换机111的输入端口的输出端口。因此，主光交换机110可以具有1:2的配置，其中一个输入端口被连接到光复用器108，而两个输出端口分别被连接到主网络节点112和待机网络节点118。待机光交换机111可以具有2:1的配置，其中两个输入端口分别被连接到第一主光交换机110a和第二主光交换机110b，而输出端口被连接到待机网络节点118。在其他实施例中，待机光交换机111也可以具有3:1、4:1、8:1、16:1、32:1或其他合适的配置以容纳附加的主光交换机110(未被示出)。

待机网络节点118可以具有与主网络节点112大致相似的与更高级别的网络节点102的连接性。例如，在所图示的实施例中，待机网络节点118可以被连接到一个或多个层一网络节点114。在其他实施例中，待机网络节点118也可以被连接到层二网络节点或其他合适的网络节点102中的一个或多个。在某些实施例中，待机网络节点118在结构和功能上可以与主网络节点112大致相似。在其他实施例中，待机网络节点118可以具有与主网络节点112不同的结构和/或功能。下面参考图8更详细地描述一个示例。

网络控制器120可以包括服务器、虚拟机或其他适合的计算设施，其可操作地耦合到计算设备106、主光交换机110、主网络节点112、待机光交换机111、待机网络节点118和/或计算机网络100的其他组件。在图1中，网络控制器120被示出为独立于计算设备106。在其他实施例中，网络控制器120可以被托管在一个或多个计算设备106上。在某些实施例中，网络控制器120可以包括与计算机网络100相关联的软件定义网络(“SDN”)控制器的组件。在其他实施例中，网络控制器120还可以包括与计算机网络100相关联的云控制器(例如，微软Azure^TM控制器)。

在操作中，网络节点102可以支持与计算设备106的通信。例如，在某些实施例中，经由沿第一光复用器108a、第一主光交换机110a和第一主要网络112a到层一网络节点114的第一光连接，来自第一包围104a中的计算设备106a的消息(例如，分组)可以被路由到第二包围104b中的另一个计算设备106b。然后，层一和/或层二网络节点114和116可以遵循合适的协议将该消息路由到计算设备106b。层一和/或层二网络节点114和116还可以经由上层网络节点(未被示出)、核心网络节点(未被示出)或其他合适的组件将该消息路由到计算机网络100外部的目的地。

在操作期间，网络控制器120可以被配置为监视一个或多个主网络节点112的异常操作状况，并且相应地向待机网络节点118提供后备能力。例如，响应于例如在第一主网络节点110a处检测到的异常操作状况，网络控制器120可以被配置为使得第一主光交换机110a从第一光连接113a切换到在第一主光交换机110a和待机网络节点118之间的第二光连接113b。网络控制器120还可以被配置为使得待机光交换机111将第一主光交换机110a连接到待机网络节点118。然后，网络控制器120可以使待机网络节点118能够代替第一主网络节点112a，来支持与第一包围104a中的计算设备106的通信。类似地，响应于在第二主网络节点110b处检测到的异常操作状况，网络控制器120还可以使得待机网络节点118为第二主网络节点110b提供后备能力。

这样，待机网络节点118可以向两个、三个或任何适当数量的主网络节点112提供待机后备能力。因此，用于提供这种待机后备能力的资本投资可以远低于针对每个包围104提供双主网络节点(未被示出)。相比于每个包围使用双主网络节点，计算机网络100的若干实施例还可以更有效和可靠地操作。相比于在一对主动双主网络节点之间进行切换，诸如主光交换机110和待机光交换机111之类的光交换机可以更可靠地操作。下面参考图2A至图2C更详细地描述网络控制器120的操作和组件。

图2A至图2C是根据所公开技术的实施例的框图，其示出了在各种操作模式期间适用于图1的控制器的软件组件。特别地，图2A图示了第一主网络节点112a和第二主网络节点112b都正常工作的正常操作模式。图2B示出了在第一主网络节点112a而不是第二主网络节点112b处检测到异常操作状况的操作模式。图2C示出了另一操作模式，其中在第一主网络节点112a和第二主网络节点112b两者处都检测到异常操作状况。在图2A至图2C中，主动连接被图示为实线，而非主动连接被图示为虚线。

在下文中的图2A至图2C和其他附图中，单独的软件组件、对象、类、模块和例程可以是以C、C++、Java和/或其他合适的编程语言编写的源代码的计算机程序、步骤或进程。组件可以包括但不限于一个或多个模块、对象、类、例程、属性、进程、线程、可执行文件、库或其他组件。组件可以是源或二进制形式。组件可以包括在编译之前的源代码(例如，类、属性、进程、例程)、编译的二进制单位(例如，库、可执行文件)或在运行时实例化和使用的工件(例如对象、进程、线程)的多方面。系统内的组件可以在系统内采用不同的形式。作为一个示例，包括第一组件、第二组件和第三组件的系统可以但不限于涵盖一个系统，该系统具有是源代码中的属性的第一组件，是二进制编译库的第二组件，是在运行时创建的线程的第三组件。

计算机程序、步骤或进程可被编译成对象、中间件或机器代码，并且被呈现以供个人计算机的一个或多个处理器、网络服务器、膝上型计算机、智能手机和/或其他合适的计算设备执行。同样，组件可以包括硬件电路。本领域的普通技术人员将认识到，硬件可以被认为是固化的(fossilized)软件，而软件可以被认为是液化的(liquefied)硬件。仅举一个示例，组件中的软件指令可以烧录到可编程逻辑阵列电路，或者可以被设计为具有适当集成电路的硬件电路。同样，硬件可以通过软件来模拟。源、中间件和/或目标代码和关联数据的各种实现可以被存储在计算机存储器中，计算机存储器包括只读存储器、随机存取存储器、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备和/或其他不包括传播信号的合适的计算机可读存储介质。

如图2A中所示，网络控制器120可以包括可操作地耦合到存储器150的处理器130。处理器130可以包括微处理器、现场可编程门阵列和/或其他合适的逻辑设备。存储器150可以包括易失性和/或非易失性介质(例如，ROM；RAM、磁盘存储介质；光存储介质；闪存设备，和/或其他合适的存储介质)和/或其他类型的计算机可读存储介质，其被配置为存储从处理器130接收的数据以及用于处理器130的指令(例如，用于执行下面参考图4至图7讨论的方法的指令)。

如图2A中所示，存储器150还可以包含与主网络节点112相关联的多组配置信息152的记录。一组配置信息152可以包括适合于使得网络节点102(图1)执行所需的功能的数据。例如，配置信息152可以包括端口配置、路由表、网络地址、连接配置、启用/禁用配置和/或其他合适信息的数据，在某些实施例中，一组配置信息152可以从主网络节点112收集，并且在连续的、周期性的或在其他合适的基础上被更新。在其他实施例中，一组配置信息152可以从主网络节点112被收集并且被缓存预定的时间段。在进一步的实施例中，该组配置信息152可以在自组织或其他合适的基础上从主网络节点112被收集。

处理器130可以执行指令以提供多个软件组件140，多个软件组件140被配置为便于向主网络节点112提供后备能力。如图2A中所示，软件组件140包括可操作地彼此耦合的检测组件133、控制组件135和输出组件137。在一个实施例中，所有的软件组件140都可以驻留在单个计算设备(例如，服务器)上。在其他实施例中，软件组件140也可以驻留在多个不同的服务器或计算设备上。在进一步的实施例中，软件组件140还可以包括网络接口组件和/或其他合适的模块或组件(未被示出)。

检测组件133可以被配置为检测各个主网络节点112处的异常操作状况。在某些实施例中，检测组件133可以被配置为从各个主网络节点112接收一个或多个操作参数154，并且基于接收到的操作参数154来指示异常状况。例如，操作参数154可以包括主网络节点112处的平均值、累积值或其他合适类型的吞吐量值。在其他示例中，操作参数154可以包括瞬时或平均传输速度、吞吐量中的瞬时或平均变化、网络负载平衡参数和/或其他合适的参数。在某些实施例中，检测组件133可以连续或周期性地轮询主网络节点112的操作参数。在其他实施例中，主网络节点112可以被配置为自动地将操作参数154发送给检测组件133。

然后，检测组件133可以将接收到的操作参数154与相应的阈值进行比较，以指示主网络节点112是否与异常操作状况相关联。例如，在某些实施例中，检测组件133可以基于指示以下内容的比较来指示主网络节点112a处的异常操作状况：

·相关联的平均吞吐量在一段时间内低于阈值；

·累计吞吐量在一段时间内低于阈值；

·针对预定时间段，瞬时传输速度低于阈值；或者

·吞吐量变化大于吞吐量降低阈值；

在其他实施例中，检测组件133可以基于其他合适的条件来指示主网络节点112a处的异常操作状况。

在其他实施例中，检测组件133可以被配置为通过从主网络节点112接收一个或多个指示符156来检测异常操作状况。例如，状态指示符156可以指示主网络节点112中的一个处于非操作模式，例如设备故障、软件更新、系统维护或其他合适的模式。然后，检测组件133可以基于状态指示符156指示主网络节点112a处的异常操作状况。

在某些实施例中，检测组件133可以用与所指示的异常状况相关联的影响周期来指示各个主网络节点112处的异常状况。例如，如果状态指示符156指示主网络节点112正在进行软件更新，则检测组件133可以指示具有相关联的影响周期(例如，10分钟)的异常操作状况。在影响周期期满时，检测组件133可以重新检查对应的主网络节点112的状态。在其他实施例中，检测组件133可以在不利用影响周期的情况下来指示主网络节点112处的异常状况(例如，系统故障)。因此，异常操作状态的指示可以是不确定的。在进一步的实施例中，检测组件133甚至可以不用相关联的影响周期来重新检查主网络节点112的状态，例如，在预定的时间段内。检测组件133还可以被配置为将所指示的各个主网络节点112处的异常操作状况转发给控制组件135以供进一步处理。

控制组件135可以被配置为向与来自检测组件133的所指示的异常操作状况相关联的主网络节点112提供待机后备能力。图2B示出了一个示例，其中检测组件133指示第一主网络节点112a处的异常操作状况。如图2B中所示，响应于所指示的异常操作状况，控制组件135可以被配置为提示第一主光交换机110a将连接从第一主网络节点112a切换到待机网络节点118。例如，控制组件135可以使输出组件137发送：

·到第一主光交换机110a的第一指令160a，该第一指令160a用以将连接从第一主网络节点112a切换到待机光交换机111；和

·到待机光交换机111的第二指令160b，该第二指令160b用以将

第一主光交换机110a连接到待机网络节点118。

这样，第一光交换机110a可以从第一光连接113a切换到第二光连接113b(如实线所示)。

控制组件135还可以从存储器150中检索与第一主网络节点112a相关联的一组配置信息152。然后，控制组件135可以被配置为使得输出组件137向待机网络节点118发送检索到的配置信息152以及基于所发送的配置信息152来配置待机网络节点118的指令(未被示出)。在某些实施例中，待机网络节点118可以向控制组件135提供确认消息(未被示出)，以基于所发送的配置信息152来确认配置的成功完成。在接收到确认消息之后，控制组件135可以使得输出组件137将另一指令160c发送到待机网络节点118，以基于复制的配置信息152来支持与计算设备106(图1)的通信。在其他实施例中，待机网络节点118可以被配置为一旦配置完成，就在没有指令160c的情况下启动与计算设备106的通信的支持。这样，第一包围104a(图1)中的计算设备106可以经由第一光复用器108a、第一光交换机110a、待机光交换机111和待机网络节点118与其他计算设备106通信。

输出组件137被配置为将指令、配置信息152和/或其他合适类型的数据发送到计算机网络100(图1)的各种组件。在某些实施例中，输出组件137可以包括网络接口控制器。在其他实施例中，输出组件137还可以包括虚拟网络接口控制器、无线网络接口控制器或其他合适的硬件/软件组件。

控制组件135还可以被配置为确定向有异常操作状况的一个或多个所选主网络节点112提供待机后备能力。图2C图示了一个示例，其中第一和第二主网络节点112都有所指示的异常操作状况。响应于所指示的第一和第二主网络节点112处的异常操作状况，控制组件135可以被配置为确定可用的待机网络节点118的数量。

如果可用的待机网络节点118的确定数量小于有异常操作状况的主网络节点112的数量，则在某些实施例中，控制组件135可被配置为例如基于与主网络节点112相关联的计算设备106的操作简档、管理员偏好或其他合适的标准，来选择一个或多个主网络节点112。操作简档可以包括执行任务的优先级、计算设备106的当前操作模式、与计算设备106相关联的服务可用性保证，和/或其他合适的特性。例如，关于图2C，如果与第一主网络节点112a相关联的计算设备106当前正在执行较高优先级的任务(例如，网络搜索)，并且与第二主网络节点112b相关联的那些任务比更高的服务可用性相关联，则控制组件135可以被配置为通过第二主网络节点112b选择第一主网络节点112a。一旦第一主网络节点112a被修复、替换或以其他方式再次变得功能化，则控制组件135可以选择第二主节点112b。在另一示例中，管理员可以在这些组件中断(outage)期间修改在第一或第二主网络节点112a或112b之间的选择偏好。在又一些示例中，控制组件135可以基于管理员指定、随机选择或其他合适的基础来选择第一或第二主网络节点112a和112b中的一个。

基于该选择，控制组件135可以被配置为向所选的(一个或多个)主网络节点112提供待机后备能力，如以上参考图2B更详细讨论的。在所图示的实施例中，通过第二主网络节点112b选择第一主网络节点112a。结果，控制组件135可以使得第一主光交换机110a是从第一主网络节点112a到待机网络节点118的切换连接。

如果可用的待机网络节点118的确定数量不小于具有异常操作状况的主网络节点112的数量，则控制组件135可被配置为向所有主网络节点112提供待机后备能力，如在图3中所图示的。如图3中所示，计算机网络100可以包括两个待机网络节点118(分别被标识为第一待机网络节点118a和第二待机网络节点118b)。第一待机网络节点118a和第二待机网络节118b都被连接到待机光交换机111。待机光交换机111可以将第一待机网络节点118a和第二待机网络节点118b可控地分别连接到第一光交换机110a和第二光交换机110b。

在接收到在第一主网络节点112a和第二主网络节点112b两者处的异常操作状况的指示之后，控制组件135可以被配置为使得输出组件137发送：

·到第一光交换机110a的第一指令161a，该第一指令161a用以将连接从第一主网络节点112a切换到待机光交换机111；

·到第二光交换机110b的第二指令161b，该第二指令161b用以将连接从第二主网络节点112b切换到待机光交换机111；和

·到待机光交换机111的第三指令161c，该第三指令161c用以将第一主光交换机110a连接到第一待机网络节点118a并且将第二主光交换机110b连接到第二待机网络节点118b。

控制组件135还可以使得第一主网络节点112a和第二主网络节点112b的配置信息152分别在第一待机网络节点118a和第二待机网络节点118b处被复制。因此，第一待机网络节点118a和第二待机网络节点118b可以分别代替第一主网络节点112a和第二主网络节点112b来支持与第一包围104a和第二包围104b中的计算设备106的通信。

尽管在图3中仅图示了两个待机网络节点118a和118b，在其他实施例中，计算机网络100还可以包括三个、四个或任何合适数量的待机网络节点118(未被示出)。在某些实施例中，可以基于计算设备106的阈值可用性值(例如，99.9％)来确定待机网络节点118的数量。在其他实施例中，待机网络节点118的数量可以基于资本投资、运营复杂性或其他参数。

图4是根据所公开技术的实施例的流程图，其图示了向计算机网络中的网络节点提供待机后备能力的过程200的实施例。下面参考图1至图2C的计算机网络100和软件组件来描述过程200。例如，网络节点可以是分别经由第一或第二主光交换机110被连接到计算设备106(图1)的第一或第二主网络节点112。在其他实施例中，过程200也可以在其他合适的计算机网络和/或硬件/软件组件中实现。

如图4中所示，在阶段202处，过程200包括例如通过利用图2A的检测组件133来检测网络节点处的异常操作状况。如下面参考图5更详细描述的，在某些实施例中，检测异常操作状况可以包括连续或周期性地从网络节点接收操作参数，并且将接收到的操作参数与对应的阈值进行比较。在其他实施例中，检测异常操作状况可以包括从网络节点接收并分析状态指示符。在进一步的实施例中，检测异常操作状况可以包括将接收到的操作参数与对应的阈值进行比较并分析来自网络节点的状态指示符的组合。在又一些实施例中，检测异常操作状况可以包括接收管理员输入或利用其他合适的技术。

然后，处理200可以包括确定是否在网络节点处检测到异常操作状况的判定阶段204。响应于确定在网络节点处未检测到异常操作状况，过程200包括恢复(revert)到在阶段202处检测异常操作状况。响应于确定在网络节点处检测到异常操作状况，过程200包括例如通过利用图2A的控制组件135，在阶段206处将光交换连接从网络节点切换到待机网络节点。如在下面参考图6更详细描述的，在某些实施例中，切换光连接包括切换一个或多个光交换机。在其他实施例中，切换光连接还可以包括启用/禁用光交换机和/或其他合适的操作。

如图4中所示，过程200还可以包括在阶段208处使待机网络节点能够代替具有所指示的异常操作状况的网络节点来进行操作。如下面参考图7更详细描述的，在某些实施例中，启用待机网络节点包括用具有与网络节点相同的配置信息来配置待机网络节点。在其他实施例中，启用待机网络节点还可以包括验证待机网络节点的配置并且经由远程指令或其他合适的技术来激活所配置的待机网络节点。

可选地，过程200可以包括通过恢复到在阶段202处检测异常操作状况来重新检查网络节点的状况。如上面参考图2A更详细描述的，在一个实施例中，网络节点的重新检查状况可以基于具有所指示异常操作状况的影响周期。在其他实施例中，根据管理员输入或基于其他合适的标准，网络节点的重新检查条件可以处于预先选择的时间间隔(例如，一小时)。响应于确定所指示的异常操作状况被清除和/或网络节点处于正常操作状态，过程200可以可选地包括在阶段207处将光连接恢复到原始配置。然后，过程200可以可选地包括例如通过从待机网络节点擦除配置信息，重新启动和/或禁用待机网络节点，在阶段209处在待机状态下返回到待机网络节点。

图5是根据所公开技术的实施例的流程图，其图示了在到计算机网络的网络节点处检测异常操作状况的过程202的实施例。如图5中所示，过程202可以包括在阶段212处从网络节点接收操作参数。如以上参考图2A进行讨论的，操作参数可以包括例如各种类型的吞吐量、速度、吞吐量变化和/或其他合适的参数。然后，过程202可以包括在阶段214处将接收到的操作参数与阈值进行比较。阈值可以由管理员基于历史值和/或基于其他合适的值进行输入。然后，过程202可以包括确定接收到的操作参数是否符合阈值的判定阶段216。例如，过程202可以包括确定网络节点的接收吞吐量是否低于阈值。响应于确定所接收的操作参数符合阈值，过程202包括在阶段218处指示正常操作状况；否则，过程202包括在阶段220处指示异常操作状况。

图6是根据所公开技术的实施例的流程图，其图示了在计算机网络中切换光连接的过程206的实施例。如图6中所示，过程206可以包括例如通过利用图2A的控制组件135在阶段222处确定光连接路径。在一个实施例中，确定光连接路径包括确定从与网络节点相关联的计算设备106(图1)到待机网络节点的光连接路径。基于该光连接路径，可以确定一个或多个光交换机(例如图1中的主交换机110和/或待机光交换机111)的切换模式。

然后，过程206可以包括在阶段224处切换一个或多个主光交换机110，例如通过利用图2A的输出组件137向第一光交换机110a发送切换指令，该切换指令用以从第一主交换机网络节点112a切换到图2B所示的待机光交换机111。处理206还可以包括通过在阶段226处发送另一切换指令来切换待机光交换机111，例如以将第一光交换机110a连接到图2B所示的待机网络节点118。尽管在阶段224和226处的操作被示出为串行，但是在其他实施例中，这些操作通常可以同时执行。

图7是根据所公开技术的实施例的流程图，其图示了启用计算机网络中的待机网络节点的过程208的实施例。如图7中所示，过程208可以包括检索与网络节点相关联的一组配置信息。在一个实施例中，可以从图2A中的存储器150检索该组配置信息。在其他实施例中，可以直接从网络节点检索该组配置信息。

然后，在阶段234处，处理208可以包括在待机网络节点处复制检索到的配置信息。在一个实施例中，复制配置信息包括用基于配置信息进行配置的指令将检索到的配置信息发送到待机网络节点。在其他实施例中，可以手动或经由其他合适的技术来复制配置信息。然后，在阶段236处，过程208可以包括用复制的配置信息来激活待机网络节点。在一个实施例中，激活待机网络节点可以是自动的。在其他实施例中，激活待机网络节点可以包括向待机网络节点发送激活指令。

图8是根据所公开技术的实施例的示意图，其图示了具有多个输入端口的待机网络节点的另一计算机网络300。计算机网络300可以包括通常与图1中所示的计算机网络100的组件类似的组件。因此，类似的附图标记表示类似的组件。与图1中的计算机网络100不同，图8中的计算机网络300不包括待机光交换机111。而是，计算机网络300包括具有多个光输入端口302的待机网络节点311。在所图示的实施例中，为了说明的目的示出了四个光输入端口302。在其他实施例中，待机网络节点311可以包括两个、三个或任何其他合适数量的光输入端口。

如图8中所示，来自每个主光交换机110的输出端口被连接到待机网络节点311的对应的光输入端口302。这样，在操作期间，网络控制器120可以使得主光交换机从第一光连接113a切换到第二光连接113b，而不切换图1的待机光交换机111。然后，如在上面参考图1至2C进行讨论的，网络控制器120可以使得待机网络节点311向主网络节点112提供待机后备能力。

图9是适用于图1至图2B中的计算网络100的某些组件的计算设备400。例如，计算设备400可以适用于图1的计算设备106或网络控制器120。在非常基本的配置402中，计算设备400通常包括一个或多个处理器404和系统存储器406。存储器总线408可以被用于处理器404和系统存储器406之间的通信。

取决于所期望的配置，处理器404可以是任何类型，包括但不限于微处理器(μP)、微控制器(μC)、数字信号处理器(DSP)或其任何组合。处理器404可以包括诸如一级缓存410和二级缓存412之类的一个或多个级别的缓存，处理器核心414和寄存器416。示例的处理器核心414可以包括算术逻辑单元(ALU)、浮点单元(FPU)、数字信号处理核心(DSP核心)或其任何组合。示例的存储器控制器418还可以与处理器404一起被使用，或者在一些实现中，存储器控制器418可以是处理器404的内部部分。

取决于所期望的配置，系统存储器406可以是任何类型，包括但不限于易失性存储器(诸如RAM)、非易失性存储器(诸如ROM，闪存等)或其任何组合。系统存储器406可以包括操作系统420、一个或多个应用422和程序数据424。如图9中所示，如以上参考图2A更详细描述的，在某些实施例中，应用422可以包括例如检测组件133、控制组件135以及输出组件137。在其他实施例中，应用422也可以包括其他合适的组件。例如，程序数据424可以包括配置信息152。所描述的基本配置402在图9中由内部虚线内的那些组件来图示。

计算设备400可以具有附加的特征或功能以及附加的接口，以支持基本配置402与任何其他设备和接口之间的通信。例如，总线/接口控制器430可以被用于支持基本配置402和一个或多个数据存储设备432之间经由存储接口总线434的通信。数据存储设备432可以是可移动存储设备436、不可移动存储设备438或其组合。可移动存储设备和不可移动存储设备的示例包括诸如软盘驱动器和硬盘驱动器(HDD)之类的磁盘设备，诸如光盘(CD)驱动器或数字多功能盘(DVD)驱动器之类的光盘驱动器，固态驱动器(SSD)和磁带驱动器等等。示例的计算机存储介质可以包括以用于存储信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性，可移动和不可移动介质，存储的信息诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。

系统存储器406、可移动存储设备436和不可移动存储设备438是计算机可读存储介质的示例。计算机可读存储介质包括存储硬件或设备，其示例包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光储存、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他磁存储设备，或可用于存储所需信息并可由计算设备400访问的任何其他介质。任何这样的计算机可读存储介质可以是计算设备400。术语“计算机可读存储介质”排除了传播的信号和通信介质。

计算设备400还可以包括接口总线440，其用于支持经由总线/接口控制器430从各种接口设备(例如，输出设备442、外围接口444和通信设备446)到基本配置402的通信。示例的输出设备442包括图形处理单元448和音频处理单元450，其可以被配置为经由一个或多个A/V端口452与诸如显示器或扬声器之类的各种外部设备通信。示例的外围接口444包括串行接口控制器454或并行接口控制器456，其可以被配置为经由一个或多个I/O端口458与诸如输入设备(例如，键盘、鼠标、触笔、语音输入设备、触摸输入设备等)之类的外部设备或其他外围设备(例如，打印机、扫描仪等)通信。示例的通信设备446包括网络控制器460，其可以被布置为支持经由一个或多个通信端口464通过网络通信链路与一个或多个其他计算设备462的通信。

网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质通常可以通过诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据来体现，并且可以包括任何信息传递介质。“已调制数据信号”可以是这样的信号，该信号使其一个或多个特性被设置或改变以便对信号中的信息进行编码。作为示例而非限制，通信介质可以包括诸如有线网络或直接有线连接之类的有线介质，以及诸如声学、射频(RF)、微波、红外(IR)和其他无线介质之类的无线介质。这里使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质。

计算设备400可以被实现为诸如蜂窝电话、个人数据助理(PDA)、个人媒体播放器设备、无线网络观看设备、个人头戴式耳机设备、专用设备，或包括上述功能中的任何一种的混合设备的小型便携式(或移动)电子设备的一部分。计算设备400也可以被实现为包括膝上型计算机和非膝上型计算机配置的个人计算机。

为了说明的目的，上文已经描述了本技术的具体实施例。然而，可以在不偏离前述公开的情况下进行各种修改。另外，一个实施例的许多元件可以与其他实施例进行结合，以作为其他实施例的元件的补充或代替。因此，除了所附权利要求之外，本技术不受限制。

Claims (10)

1.一种用于在计算机网络中提供通信后备的方法，所述方法包括：

检测主网络节点处的异常操作状况，所述主网络节点经由在光交换机和所述主网络节点之间的第一光连接而被耦合到计算设备；

响应于检测到的所述异常操作状况，提示所述光交换机从所述第一光连接切换到在所述光交换机和待机网络节点之间的第二光连接，所述待机网络节点与所述主网络节点具有相似的结构和功能；以及

在所述光交换机被切换到所述第二光连接之后，指示所述待机网络节点支持与所述计算设备的通信，从而允许所述计算设备经由所述待机网络节点的继续网络通信。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述光交换机是主光交换机；

所述计算机网络包括被耦合到所述待机网络节点的待机光交换机；以及

提示所述光交换机包括：

向所述主光交换机发送用以从被连接到所述主网络节点切换到被连接到所述待机光交换机的第一指令；以及

向所述待机光交换机发送用以将所述主光交换机连接到所述待机网络节点的第二指令。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述计算设备是经由光复用器和所述光交换机而被耦合到所述主网络节点的第一计算设备；以及

所述计算机网络包括经由所述光复用器和所述光交换机而被耦合到所述主网络节点的第二计算设备；以及

其中所述光复用器被配置为接收并复用来自所述第一计算设备和所述第二计算设备两者的信号并且将复用的信号发送到所述光交换机。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述待机网络节点是第一待机网络节点；以及

所述方法还包括响应于检测到的所述异常操作状况，

选择所述第一待机网络节点或第二待机网络节点中的一个待机网络节点；以及

提示所述光交换机从所述第一光连接切换到第二光连接，所述第二光连接在所述光交换机和所述第一待机网络节点或所述第二待机网络节点中的所选的一个待机网络节点之间。

5.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述待机网络节点是第一待机网络节点；

所述计算机网络还包括：

第二待机网络节点；以及

待机光交换机，所述待机光交换机被配置为选择性地将所述主网络节点耦合到所述第一待机网络节点或第二待机网络节点；以及

所述方法还包括：响应于检测到的所述异常操作状况，

选择所述第一待机网络节点或所述第二待机网络节点中的一个待机网络节点；

向所述主光交换机发送用以从被连接到所述主网络节点切换到被连接到所述待机光交换机的第一指令；以及

向所述待机光交换机发送第二指令，以将所述主光交换机连接到所述第一待机网络节点或所述第二待机网络节点中的所选的一个待机网络节点。

6.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述光交换机是第一主光交换机；

所述主网络节点是第一主网络节点；

所述计算设备是经由所述第一主光交换机而被耦合到所述第一主网络节点的第一计算设备；

所述计算机网络还包括经由第二主光交换机而被耦合到第二主网络节点的第二计算设备；以及

所述第一主光交换机和所述第二主光交换机都被连接到所述待机光交换机。

7.根据权利要求6所述的方法，其中：

检测所述异常操作状况包括检测所述第一主网络节点而不是第二主网络节点处的异常操作状况；以及

提示所述光交换机包括：

向所述第一主光交换机发送用以从被连接到所述第一主网络节点切换到被连接到所述待机光交换机的第一指令；以及

向所述待机光交换机发送用以将所述第一主光交换机连接到所述待机网络节点的第二指令。

8.根据权利要求6所述的方法，其中：

检测所述异常操作状况包括检测所述第一主网络节点和所述第二主网络节点两者处的异常操作状况；

所述方法还包括：基于所述第一计算设备和所述第二计算设备的操作简档来选择所述第一主网络节点或所述第二主网络节点中的一个主网络节点；以及

提示所述光交换机包括：

向所述第一主光交换机或所述第二主光交换机发送用以从被连接到所述第一主网络节点或所述第二主网络节点切换到被连接到所述待机光交换机的第一指令；以及

向所述待机光交换机发送用以将所述第一主光交换机或所述第二主光交换机连接到所述待机网络节点的第二指令。

9.根据权利要求6所述的方法，其中：

所述待机网络节点是第一待机网络节点；

所述计算机网络还包括被耦合到所述待机光交换机的第二待机网络节点；

检测所述异常操作状况包括：检测所述第一主网络节点和所述第二主网络节点两者处的异常操作状况；以及

提示所述光交换机包括：

向所述第一主光交换机发送用以从被连接到所述第一主网络节点切换到被连接到所述待机光交换机的第一指令；

向所述第二主光交换机发送用以从被连接到所述第二主网络节点切换到被连接到所述待机光交换机的第二指令；以及

向所述待机光交换机发送用以执行如下操作的第三指令：(i)将所述第一主光交换机连接到所述第一待机网络节点，并且(ii)将所述第二主光交换机连接到所述第二待机网络节点。

10.一种具有处理器和包括指令的存储器的计算设备，所述指令由所述处理器可执行以使得所述处理器执行根据权利要求1-9中任一项所述的操作。