CN109728991A - 一种快速恢复扩展桥系统的方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种快速恢复扩展桥系统的方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种快速恢复扩展桥系统的方法、装置、设备及存储介质，涉及通信技术领域，所述方法包括：监测扩展桥系统中的与CB设备级联的一级PE设备的上行口的变化；若监测到与所述CB设备级联的所述一级PE设备的上行口从原上行口转移到新上行口，则保持所述CB设备上的为所述一级PE设备的扩展口分配的虚接口资源；对所述CB设备上的在前已分配给所述新上行口的虚接口资源进行回收，并在所述CB设备上为所述原上行口分配虚接口资源。本发明实施例在不需重新配置业务的前提下，能够快速恢复扩展桥系统。

Description

一种快速恢复扩展桥系统的方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及通信技术领域的IEEE802.1BR标准中的网桥端口扩展(Bridge PortExtension，BPE)协议，特别涉及一种快速恢复扩展桥系统的方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
当前随着云计算和数据中心虚拟化技术快速发展，虚拟机的数量呈指数级增长，物理设备内部的虚拟机(Virtual Machine，VM)之间、VM与外部网络之间流量传输，要通过物理设备内部的虚拟交换机(Virtual Switch，vSwitch)来实现，对虚拟机的网络管理带来了很大挑战。
为了简化数据中心系统的管理，将复杂的管理和策略控制交给网络中的交换机设备，IEEE分别在标准802.1Qbg、802.1BR中定义了边缘虚拟桥(Edge Virtual Bridging，EVB)协议、网桥端口扩展(Bridge Port Extension，BPE)协议。
EVB技术用于解决虚拟化环境的VM与网络之间的连接与管理边界问题，可以实现VM生命周期与网络的自动化关联、网络属性的灵活变更。协议主要关注在服务器设备和边界桥之间的操作，还定义了两个设备之间的链路信道。优点在于，边缘中级办法简单，链路上报文格式一致；缺点在于，有组播或大量信息通过物理链路时，因为在每个信道都会发送一个帧副本，导致物理链路中会存在一个帧的多个相同的帧副本，导致消息拥塞，带宽利用率低。
BPE协议通过添加额外的标签信息避免了EVB的缺点，只允许一个帧副本被发送和复制，从而减少了组播状况下的带宽占用，可以将远程交换机部署为虚拟环境中的策略控制交换机，而不是部署成临近服务器机架的交换机，通过多个虚拟通道，让边缘虚拟桥复制帧到一组远程接口，利用瀑布式的串联接口灵活的设计网络，更有效的为多播帧、广播帧和单播帧分配带宽。
BPE对多播、广播帧有更高的转发效率，同时实现了策略交换机远程控制，是目前通用的服务器VM通信策略管理协议。
图1是扩展桥系统典型物理组网图，如图1所示，由控制网桥(ControlingBridge)、与物理服务器相连的边缘交换机(SW)和服务器组成。边缘交换机组成扩展桥系统的一级端口扩展(Port Extender，PE)，服务器内部的vSwitch组成二级PE。
图2是扩展桥系统逻辑示意图，如图2所示，扩展桥由一个CB和一个或多个外部PE(external PE)构成。
CB为一台物理交换机，是扩展桥的管理节点。一级PE作为网络边缘交换机，受CB远程控制。二级PE由服务器内置的vSwitch组成。通过运行端口扩展控制和状态协议(PortExtenderControl andStatusProtocol，PE CSP)，一二级PE设备上的接口会在CB上对应生成网桥扩展端口(Bridge Extended Port，BEP)，即BEP虚接口，CB会为每个BEP虚接口分配唯一标签(E-CID)形成通信通道(E-Channel)，并将接口配置信息(vlan、pfc、qcn等)下发给具体的PE接口，用以指导流量转发的过程。
扩展桥形成的过程，CB上分配E-CID、生成BEP虚接口、通知相关功能模块端口添加、下发驱动信息等，会耗费大量时间。以中兴89E高端交换机为例，每个CB的级联口，支持4K个BEP口，生成这些接口CB需要花费较长时间；BEP口生成后，对BEP口进行业务配置，工作量也非常大。
正常工作的扩展桥系统，当通过链路层发现协议(Link Layer DiscoveryProtocol，LLDP)发现级联口下连接的邻居发生变化时，CB回收已分配资源，级联口下生成的所有BEP口被删除，BEP口上的配置信息也会消失，需要重新手动配置，恢复时间长，且配置繁琐。
发明内容
本发明实施例提供的一种快速恢复扩展桥系统的方法、装置、设备及存储介质，在只更改PE与CB连接的上行口的场景下，解决扩展桥系统的快速恢复问题。
根据本发明实施例提供的一种快速恢复扩展桥系统的方法，包括：
监测扩展桥系统中的与控制网桥CB设备级联的一级端口扩展PE设备的上行口的变化；
若监测到与所述CB设备级联的所述一级PE设备的上行口从原上行口转移到新上行口，则保持所述CB设备上的为所述一级PE设备的扩展口分配的虚接口资源；
对所述CB设备上的在前已分配给所述新上行口的虚接口资源进行回收，并在所述CB设备上为所述原上行口分配虚接口资源。
优选地，所述保持所述CB设备上的为所述一级PE设备的扩展口分配的虚接口资源包括：
保持所述CB设备上的分别对应于所述一级PE设备的每个扩展口的每个网桥端口扩展BPE虚接口；
保持所述CB设备上的为每个所述BPE虚接口分配的扩展虚拟局域网标识E-CID。
优选地，所述对所述CB设备上的在前已分配给所述新上行口的虚接口资源进行回收包括：
解析所述新上行口发送给所述CB设备的用来删除对应虚接口资源的协议报文，得到所述协议报文携带的所述新上行口的索引信息；
在所述CB设备保持的虚接口资源中查找所述新上行口的索引信息对应的BPE虚接口及E-CID，并将所找到的E-CID进行回收处理，将所找到的BPE虚接口进行删除处理。
优选地，所述在所述CB设备上为所述原上行口分配虚接口资源包括：
解析作为扩展口的所述原上行口发送给所述CB设备的用来创建对应虚接口资源的协议报文，得到所述协议报文携带的所述原上行口的索引信息；
在所述CB设备保持的虚接口资源中查找所述原上行口的索引信息对应的虚接口资源，若未找到所述原上行口的索引信息对应的虚接口资源，则在所述CB设备上创建对应于所述原上行口的BPE虚接口，并在所述CB设备上为所述原上行口的所述BPE虚接口分配E-CID。
优选地，还包括：
解析所述一级PE设备的其它扩展口发送给所述CB设备的用来创建对应虚接口资源的协议报文，得到所述协议报文携带的所述其它扩展口的索引信息；
在所述CB设备保持的虚接口资源中查找所述其它扩展口的索引信息对应的虚接口资源，并将找到的虚接口资源分配给其它扩展口。
优选地，还包括：
在保持所述CB设备上的为所述一级PE设备的扩展口分配的虚接口资源的同时，保持所述CB设备上的为连接所述一级PE设备的二级PE设备的扩展口分配的虚接口资源。
优选地，还包括：
解析所述二级PE设备的扩展口发送给所述CB设备的用来创建对应虚接口资源的协议报文，得到所述协议报文携带的所述二级PE设备的扩展口的索引信息；
在所述CB设备保持的虚接口资源中查找所述二级PE设备的扩展口的索引信息对应的虚接口资源，并将找到的虚接口资源分配给所述二级PE设备的扩展口。
根据本发明实施例提供的一种快速恢复扩展桥系统的装置，包括：
监测模块，用于监测扩展桥系统中的与控制网桥CB设备级联的一级端口扩展PE设备的上行口的变化；
保持模块，用于若监测到与所述CB设备级联的所述一级PE设备的上行口从原上行口转移到新上行口，则保持所述CB设备上的为所述一级PE设备的扩展口分配的虚接口资源；
处理模块，用于对所述CB设备上的在前已分配给所述新上行口的虚接口资源进行回收，并在所述CB设备上为所述原上行口分配虚接口资源。
根据本发明实施例提供的一种快速恢复扩展桥系统的设备，包括：处理器，以及与所述处理器耦接的存储器；所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的快速恢复扩展桥系统的程序，所述快速恢复扩展桥系统的程序被所述处理器执行时实现上述的快速恢复扩展桥系统的方法的步骤。
根据本发明实施例提供的一种存储介质，其上存储有快速恢复扩展桥系统的程序，所述快速恢复扩展桥系统的程序被处理器执行时实现上述的快速恢复扩展桥系统的方法的步骤。
本发明实施例提供的技术方案具有如下有益效果：
本发明实施例在PE切换上行口场景下，能够大大缩短PE CSP协议重新初始化后资源分配的时间，由于CB在此过程中未删除BEP，原先部署在BEP接口上的业务无需重新部署，具有实际应用的意义。
附图说明
图1是扩展桥系统典型物理组网图；
图2是扩展桥系统逻辑示意图；
图3是本发明实施例提供的快速恢复扩展桥系统的方法框图；
图4是本发明实施例提供的快速恢复扩展桥系统的装置框图；
图5是PE切换上行口的场景示意图；
图6是上行口切换后恢复流程图，其中虚线部分是删除新上行口切换前在CB上生成的BEP口流程图；
图7是CSP报文的Command TLV格式示意图，删除新上行口的消息，只携带CommandTLV，其中Message Type取值254；
图8是恢复后的扩展桥系统示意图，切换前的上行口变为普通扩展口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图3是本发明实施例提供的快速恢复扩展桥系统的方法框图，如图3所示，步骤包括：
步骤S101：监测扩展桥系统中的与CB设备级联的一级PE设备的上行口的变化。
通过链路层发现协议，监测扩展桥系统中的与CB设备级联的一级PE设备的上行口的变化。
步骤S102：若监测到与所述CB设备级联的所述一级PE设备的上行口从原上行口转移到新上行口，则保持所述CB设备上的为所述一级PE设备的扩展口分配的虚接口资源。
步骤S102包括：保持所述CB设备上的分别对应于所述一级PE设备的每个扩展口的每个BPE虚接口；保持所述CB设备上的为每个所述BPE虚接口分配的E-CID。
进一步地，在执行步骤S102的同时，保持所述CB设备上的为连接所述一级PE设备的二级PE设备的扩展口分配的虚接口资源。具体地说，保持所述CB设备上的分别对应于所述二级PE设备的每个扩展口的每个BPE虚接口；保持所述CB设备上的为所述二级PE设备的每个所述BPE虚接口分配的E-CID。
步骤S103：对所述CB设备上的在前已分配给所述新上行口的虚接口资源进行回收，并在所述CB设备上为所述原上行口分配虚接口资源。
其中，步骤S103包括：解析所述新上行口发送给所述CB设备的用来删除对应虚接口资源的协议报文，得到所述协议报文携带的所述新上行口的索引信息，并在所述CB设备保持的虚接口资源中查找所述新上行口的索引信息对应的BPE虚接口及E-CID，将所找到的E-CID进行回收处理，将所找到的BPE虚接口进行删除处理。
其中，步骤S103包括：解析作为扩展口的所述原上行口发送给所述CB设备的用来创建对应虚接口资源的协议报文，得到所述协议报文携带的所述原上行口的索引信息，在所述CB设备保持的虚接口资源中查找所述原上行口的索引信息对应的虚接口资源，若未找到所述原上行口的索引信息对应的虚接口资源，则在所述CB设备上创建对应于所述原上行口的BPE虚接口，并在所述CB设备上为所述原上行口的所述BPE虚接口分配E-CID。
进一步地，在执行步骤S103之后，解析所述一级PE设备的其它扩展口发送给所述CB设备的用来创建对应虚接口资源的协议报文，得到所述协议报文携带的所述其它扩展口的索引信息，并在所述CB设备保持的虚接口资源中查找所述其它扩展口的索引信息对应的虚接口资源，并将找到的虚接口资源分配给其它扩展口。然后，解析所述二级PE设备的扩展口发送给所述CB设备的用来创建对应虚接口资源的协议报文，得到所述协议报文携带的所述二级PE设备的扩展口的索引信息，并在所述CB设备保持的虚接口资源中查找所述二级PE设备的扩展口的索引信息对应的虚接口资源，并将找到的虚接口资源分配给所述二级PE设备的扩展口。
本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中。进一步说，本发明实施例还可以提供一种存储介质，其上存储有快速恢复扩展桥系统的程序，所述快速恢复扩展桥系统的程序被处理器执行时实现上述的快速恢复扩展桥系统的方法的步骤。其中，所述的存储介质可以包括ROM/RAM、磁碟、光盘、U盘。
图4是本发明实施例提供的快速恢复扩展桥系统的装置框图，如图4所示，包括：
监测模块，用于监测扩展桥系统中的与控制网桥CB设备级联的一级端口扩展PE设备的上行口的变化；
保持模块，用于若监测到与所述CB设备级联的所述一级PE设备的上行口从原上行口转移到新上行口，则保持所述CB设备上的为所述一级PE设备的扩展口分配的虚接口资源；
处理模块，用于对所述CB设备上的在前已分配给所述新上行口的虚接口资源进行回收，并在所述CB设备上为所述原上行口分配虚接口资源。
所述装置可以设置在所述CB设备上，其工作流程如下：当监测模块通过链路层发现协议，监测到扩展桥系统中的与CB设备级联的一级PE设备的上行口的变化，从所述一级PE设备的原上行口转移到新上行口时，保持模块保持所述CB设备上的对应于所述一级PE设备的扩展口的BPE虚接口及E-CID，同时保持所述CB设备上的分别对应于所述二级PE设备的每个扩展口的每个BPE虚接口；保持所述CB设备上的为所述二级PE设备的每个所述BPE虚接口分配的E-CID。然后处理模块根据所述新上行口发送给所述CB设备的用来删除对应虚接口资源的协议报文，在所述CB设备保持的虚接口资源中找到所述新上行口对应的BPE虚接口及E-CID，将所找到的E-CID进行回收处理，将所找到的BPE虚接口进行删除处理；根据所述原上行口发送给所述CB设备的用来创建对应虚接口资源的协议报文，在所述CB设备上创建对应于所述原上行口的虚接口资源；根据所述一级PE设备的其它扩展口发送给所述CB设备的用来创建对应虚接口资源的协议报文，在所述CB设备保持的虚接口资源中找到所述其它扩展口对应的虚接口资源，并分配给其它扩展口。然后处理模块根据所述二级PE设备的扩展口分配给所述CB设备的用来创建对应虚接口资源的协议报文，在所述CB设备保持的虚接口资源中查找所述二级PE设备的扩展口对应的虚接口资源，并将找到的虚接口资源分配给所述二级PE设备的扩展口。
一种快速恢复扩展桥系统的设备，包括：处理器，以及与所述处理器耦接的存储器；所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的快速恢复扩展桥系统的程序，所述快速恢复扩展桥系统的程序被所述处理器执行时实现上述的快速恢复扩展桥系统的方法的步骤。
本发明实施例针对只更改PE与CB连接的上行口的场景，提供一种快速恢复扩展桥系统、且不需重新配置业务的方案。图5是PE切换上行口的场景示意图，本发明实施例适用于如图5所示的场景，具体如下：
由于某些原因，例如转移到性能更高的端口或上行口所在板卡故障等，PE与CB连接的接口切换到PE的另一个接口，此时对于扩展桥系统来说，只是改变了上行口，如果CB回收资源，删除所有BEP口，重新协商生成新的BEP口，则BEP口上的业务就需要重新配置。而生成的新的扩展桥系统与切换前的扩展桥系统相比，BEP接口对应的业务配置是相同的，存在的差别是切换后的上行口，在切换前是一个普通扩展口，在CB上有一个BEP口与之对应；切换前扩展桥系统的上行口，切换后变为普通扩展口，需要在CB上申请资源，生成BEP口。PE上其他接口的连接状态，业务部署都没有变化。本发明实施例提出一种复用上行口切换前扩展桥系统已分配、生成的资源，同时对切换前后的上行口提出相应的处理方案。
主要处理方案如下：
首先，上行口切换后，CB通过级联口上LLDP协议发现邻居端口变化，但邻居的MAC地址不变时，不触发CB资源回收。
其次，新的上行口在切换前为普通扩展口，CB上有BEP口与之对应，因此要对此资源进行回收(上行口的E-CID为特殊，不能复用分配给普通扩展口的E-CID)。
再次，对切换前的上行口，创建新的BEP口，分配E-CID即可。
最后，PE上其他接口，可复用CB上切换前生成的BEP口和分配的E-CID。
图6是上行口切换后恢复流程图，其中虚线部分是删除新上行口切换前在CB上生成的BEP口流程图，下面结合图6对技术方案的实施作进一步的详细描述：
上行口切换后，具体的协商、恢复过程如下：
1)PE新上行口运行PE CSP协议，CB通过LLDP协议发现相连的邻居端口发生了变化，此时不再回收CB资源(包括创建的BEP虚接口、虚接口上分配的E-CID等)。
2)CSP协议初始化阶段(CSP OPEN)和参数设置完成后，如图6的虚线框所示，PE新上行口发送删除对应BEP虚接口的协议报文，通知CB删除上行口切换前，为新上行口创建的BEP虚接口，并回收此接口的E-CID资源。
其中，图7是CSP报文的Command TLV格式示意图，删除新上行口的消息，只携带Command TLV，其中Message Type取值254。具体地说，用Command TLV格式，报文类型采用保留类型254，index从产品管理获取，用以唯一标识一个端口，在创建BEP虚接口时，会保存此字段。CB收到此报文后，确认Message Type为254后，根据index字段，查找相应的BEP，进行相应的资源回收和BEP端口删除。
3)PE设备除新上行口外，PE1上每个接口都会通过上行口发送Extended PortCreate报文发起BEP虚接口创建流程，除了切换前的上行口在CB上没有对应的BEP虚接口与之对应，需要走接口创建流程，其他接口在CB上都已存在了这些接口对应的BEP及E-CID等资源，CB直接通过Extended Port Create Reply将分配好的资源发送报文给PE，省去了CB上创建虚接口的时间；业务配置参数通过Port Parameters Set报文推送到一级PE，避免了因BEP接口删除导致的配置丢失。
4)二级PE重新协商，申请E-CID资源。报文交互过程如图6所示，与正常协商过程一致，具体描述参见IEEE P802.1BR/D3.3标准协议9.8节相关描述。二级PE接口相对应CB上BEP口完全复用切换前创建的BEP口，无需走BEP接口创建流程，大大缩短了恢复时间，业务配置参数通过Port Parameters Set报文推送到二级PE，避免了因BEP接口删除导致的配置丢失。
图8是恢复后的扩展桥系统示意图，切换前的上行口变为普通扩展口，如图8所示，具体地说，恢复后的逻辑示意图中，一级PE上行口完成切换，先前的上行口变为普通扩展口，在CB上生成对应的BEP口，并分配相应的E-CID。
综上所述，本发明的实施例具有以下技术效果：
本发明实施例在不需重新配置业务的前提下，能够快速恢复扩展桥系统。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种快速恢复扩展桥系统的方法，其特征在于，包括：
监测扩展桥系统中的与控制网桥CB设备级联的一级端口扩展PE设备的上行口的变化；
若监测到与所述CB设备级联的所述一级PE设备的上行口从原上行口转移到新上行口，则保持所述CB设备上的为所述一级PE设备的扩展口分配的虚接口资源；
对所述CB设备上的在前已分配给所述新上行口的虚接口资源进行回收，并在所述CB设备上为所述原上行口分配虚接口资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保持所述CB设备上的为所述一级PE设备的扩展口分配的虚接口资源包括：
保持所述CB设备上的分别对应于所述一级PE设备的每个扩展口的每个网桥端口扩展BPE虚接口；
保持所述CB设备上的为每个所述BPE虚接口分配的扩展虚拟局域网标识E-CID。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述CB设备上的在前已分配给所述新上行口的虚接口资源进行回收包括：
解析所述新上行口发送给所述CB设备的用来删除对应虚接口资源的协议报文，得到所述协议报文携带的所述新上行口的索引信息；
在所述CB设备保持的虚接口资源中查找所述新上行口的索引信息对应的BPE虚接口及E-CID，并将所找到的E-CID进行回收处理，将所找到的BPE虚接口进行删除处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述CB设备上为所述原上行口分配虚接口资源包括：
解析作为扩展口的所述原上行口发送给所述CB设备的用来创建对应虚接口资源的协议报文，得到所述协议报文携带的所述原上行口的索引信息；
在所述CB设备保持的虚接口资源中查找所述原上行口的索引信息对应的虚接口资源，若未找到所述原上行口的索引信息对应的虚接口资源，则在所述CB设备上创建对应于所述原上行口的BPE虚接口，并在所述CB设备上为所述原上行口的所述BPE虚接口分配E-CID。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
解析所述一级PE设备的其它扩展口发送给所述CB设备的用来创建对应虚接口资源的协议报文，得到所述协议报文携带的所述其它扩展口的索引信息；
在所述CB设备保持的虚接口资源中查找所述其它扩展口的索引信息对应的虚接口资源，并将找到的虚接口资源分配给其它扩展口。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：
在保持所述CB设备上的为所述一级PE设备的扩展口分配的虚接口资源的同时，保持所述CB设备上的为连接所述一级PE设备的二级PE设备的扩展口分配的虚接口资源。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
解析所述二级PE设备的扩展口发送给所述CB设备的用来创建对应虚接口资源的协议报文，得到所述协议报文携带的所述二级PE设备的扩展口的索引信息；
在所述CB设备保持的虚接口资源中查找所述二级PE设备的扩展口的索引信息对应的虚接口资源，并将找到的虚接口资源分配给所述二级PE设备的扩展口。
8.一种快速恢复扩展桥系统的装置，其特征在于，包括：
监测模块，用于监测扩展桥系统中的与控制网桥CB设备级联的一级端口扩展PE设备的上行口的变化；
保持模块，用于若监测到与所述CB设备级联的所述一级PE设备的上行口从原上行口转移到新上行口，则保持所述CB设备上的为所述一级PE设备的扩展口分配的虚接口资源；
处理模块，用于对所述CB设备上的在前已分配给所述新上行口的虚接口资源进行回收，并在所述CB设备上为所述原上行口分配虚接口资源。
9.一种快速恢复扩展桥系统的设备，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器耦接的存储器；所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的快速恢复扩展桥系统的程序，所述快速恢复扩展桥系统的程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的快速恢复扩展桥系统的方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，其上存储有快速恢复扩展桥系统的程序，所述快速恢复扩展桥系统的程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的快速恢复扩展桥系统的方法的步骤。
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