CN110392001B - 机架级网络交换机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及机架级网络交换机。提供了向装备机架提供网络连接的系统和方法。一种网络交换机，包括沿着装备机架的高度对齐的外壳。网络交换机提供沿着外壳分布的多个网络端口，使得在安装时网络端口与机架中的安装空间相关联。控制器提供多个网络端口之间的通信，并且可以被配置为根据特定网络端口上的网络流量并通过网络端口与机架空间的关联来识别特定机架空间中安装的装备。

Description

机架级网络交换机

发明背景

发明领域

根据本发明的至少一个示例大体上涉及向机架式装备(rack-mountedequipment)提供网络通信连接。

相关技术的讨论

数据中心中的装备机架为各种装备(诸如，数据服务器、存储系统等)提供结构支持。在一些情况下，配电、环境控制和网络通信能力可以与装备机架集成、安装在装备机架中或以其他方式在装备机架处可用。传统的网络装备安装在机架中，占据机架中的一个或更多个空间，需要各种长度的数据电缆来达到机架中的各种其他装备，并且与配电能力的集成度很低或没有。

概述

各方面和实施例大体上涉及通信网络交换机，该通信网络交换机具有在机架级物理集成的有利的形状因数(form factor)。本文讨论的各方面和实施例的示例提供了与机架内的特定位置(例如，机架U空间)相关联的一个或更多个网络端口，并且可以包括与配电的进一步集成，使得数据中心管理系统可以容易地或自动地识别由机架中的特定装备使用的电源输出口。

根据一个方面，提供了通信网络交换机。通信网络交换机包括：细长的外壳，其在物理上被配置为沿着装备机架的高度对齐；多个网络端口，其沿着外壳的长度分布，使得当外壳安装到装备机架时，每个网络端口基本上与装备机架内的多个安装空间中的至少一个在物理上相关联；以及控制器，其耦合到多个网络端口，并被配置为提供多个网络端口之间的通信。

一些实施例可以包括一个或更多个上行链路端口，并且控制器还可以被配置为提供多个网络端口和上行链路端口之间的通信。在某些实施例中，控制器还可以被配置为检测连接到多个网络端口中被识别的一个网络端口的一件装备的标识符，并经由一个或更多个上行链路端口将该标识符传送到远程系统。

一些实施例可以包括沿着外壳的长度分布的多个电源输出口，使得多个网络端口中的每一个都基本上与多个电源输出口中的至少一个在物理上相关联。在某些实施例中，控制器还可以被配置为识别连接到多个网络端口中被识别的一个网络端口的一件装备，并基于多个电源输出口中的至少一个与被识别的网络端口的物理关联，将多个电源输出口中的至少一个与该件装备相关联。

某些实施例可以包括沿外壳的长度分布的多个电源输出口，使得每个电源输出口基本上都与多个安装空间中的至少一个在物理上相关联。

各个实施例包括装备机架。

根据另一方面，提供了通信网络交换机，其包括：多个网络端口；多个电源连接，多个电源连接中的每一个都与多个网络端口中的至少一个在逻辑上相关联；以及控制器，其耦合到多个网络端口并被配置为提供多个网络端口之间的通信。

在一些实施例中，控制器还可以被配置为基于多个网络端口中的至少一个上的网络流量来识别连接到多个网络端口中的至少一个的一件装备。在某些实施例中，控制器还被配置为基于多个电源连接中的每一个与多个网络端口中的至少一个的逻辑关联，将多个电源连接中的至少一个识别为向该件装备提供电力。

在某些实施例中，多个网络端口中的每一个都与多个电源连接中的至少一个在物理上相关联。

各个实施例包括机箱，该机箱在物理上被配置为基本上沿着装备机架的高度对齐。多个网络端口可以沿着机箱分布，使得当外壳安装到装备机架时，每个网络端口都基本上与装备机架内的多个安装空间中的至少一个在物理上相关联。在某些实施例中，控制器还被配置为基于多个网络端口中的至少一个上的网络流量来识别连接到多个网络端口中的至少一个的一件装备，并基于多个安装空间中的至少一个与多个网络端口中的至少一个的物理关联，将多个安装空间中的至少一个识别为与该件装备相关联。

根据另一方面，提供了管理安装在机架中的装备的方法。方法包括：检测网络端口上的网络活动；根据网络活动识别装备；将该装备与网络端口相关联；以及基于至少一个机架空间或电源输出口与网络端口的关系，将该装备与机架空间和电源输出口中的至少一个相关联。

在一些实施例中，方法可以包括向远程设备传送装备、网络端口和至少一个机架空间或电源输出口的标识符。

一些实施例包括基于相关联的电源输出口与网络端口的关系来识别相关联的电源输出口，并检测经由相关联的电源输出口提供的电量。某些实施例包括基于对装备的识别来确定该装备的预期功耗，并且可以包括基于预期功耗与检测到的电量的比较来检测潜在的布线故障。

某些实施例包括基于相关联的机架空间与网络端口的关系来识别相关联的机架空间，并填充数据库以指示该装备安装在相关联的机架空间中。

以下还详细讨论了其他方面、实施例、示例以及这些示例性方面和实施例的优点。本文中所公开的示例可以以与本文中所公开的原理中的至少一个一致的任何方式与其他示例组合，并且对“示例”、“一些示例”、“可替代的示例”、“各个示例”、“一个示例”等的提及不一定是相互排斥的，并且旨在指示所描述的特定特征、结构或特性可包括在至少一个示例中。本文中这些术语的出现不一定都指相同的示例。

附图简述

以下参考附图讨论了至少一个实施例的各个方面，这些附图并不旨在按比例绘制。附图被包括以提供对各个方面和实施例的图示和进一步的理解，并且被纳入说明书并构成该说明书的一部分，但是不旨在作为对本公开的限制的定义。在附图中，在各个图中所图示的每个相同的或几乎相同的部件都由相似的数字表示。出于清楚的目的，并非每个部件都可以在每个图中被标记。在附图中：

图1是相对于装备机架示出的根据至少一个实施例的机架级网络交换机的示意图；

图2是根据至少一个实施例的另一机架级网络交换机的示意图；

图3是根据至少一个实施例的另一机架级网络交换机的示意图；

图4是图3的机架级网络交换机被示出具有连接的装备的示意图；

图5A是图2-图4中任一个的机架级网络交换机的示例框图；

图5B是图2-图4中任一个的机架级网络交换机的另一示例框图；

图6是将机架装备与网络端口和电源输出口相关联的方法的流程图；以及

图7是形成可配置成实现本发明的一个或更多个方面的系统的计算部件的示例框图。

详细描述

本文讨论的系统和方法涉及被配置为向机架内的各种装备提供网络连接的网络交换机。网络交换机被配置为将每个网络端口与机架中的物理空间或电源输出口或两者联系起来。网络交换机可以通过物理关系，例如交换机的机箱/外壳内的每个网络端口与机架空间和/或电源输出口的邻近性，将网络端口与机架空间和/或电源输出口联系起来。在一些实施例中，电源输出口可以设置在与网络端口相同的机箱/外壳中。网络端口、电源输出口和机架空间的物理邻近性有助于简化安装，降低各种电缆的成本，并降低装备的错误连接的风险，从而也降低成本。例如，网络交换机还可以通过逻辑关系将网络端口与机架空间和/或电源输出口联系起来，诸如可以在控制器、控制台或管理系统的存储器中进行维护。

本文所讨论的方法和系统的示例并不将其应用限于下面描述中阐述的或者在附图中示出的部件的结构和布置的细节。各方法和系统能够在其他实施例中实施，并且能够以各种方式实践或执行。特定实现的示例仅为了说明性目的而在本文被提供，且不旨在是限制性的。具体来说，结合任何一个或更多个示例论述的动作、部件、元件以及特征不旨在排除任何其他的示例中的类似作用。

另外，在本文使用的措辞和术语是出于描述的目的，且不应被视为是限制性的。对在本文中以单数形式提及的系统和方法的示例、实施例、部件、元件或者行动的任何提及也可以包含包括复数的实施例，并且对本文的任何实施例、部件、元件或者行动的复数形式的任何提及也可以包含仅包括单数的实施例。单数或者复数形式的提及并不旨在限制当前公开的系统或者方法、它们的部件、行动或者元件。“包括(including)”、“包括(comprising)”、“具有”、“包含”、“涉及”及其变形在本文中的使用意在包括其后列举的项目及其等价物以及额外的项目。对“或”的提及可解释为包括性的，使得使用“或”所描述的任何术语都可以指示所描述的术语的单个、多于一个以及全部中的任何一种。另外，在本文件和通过引用并入的文件之间术语的用法不一致的情况下，在并入的文件中的术语用法作为对本文件中的术语用法的补充；对于不可协调的不一致，以本文件中的术语用法为准。

图1是根据至少一个实施例的装备机架110和网络交换机120的图示。装备机架110可以包括框架112和安装轨道114，该安装轨道114界定多个机架空间116(例如，机架U空间)，每个机架空间可以容纳一件装备。在各个示例中，机架式装备可以占据一个或更多个空间116。在一些示例中，装备可以占据不足一个空间116，诸如占据空间116的一半宽度或一半高度。这种装备的示例包括服务器、数据存储装置、网络通信装备、电源装备、环境控制装备、用户接口装备(诸如，键盘和视频显示器)等。这些示例装备中的许多可以是网络启用的，出于管理装备的目的能够连接到网络，或者作为装备的主要功能，或者两者兼而有之。例如，网络服务器可以具有一个或更多个网络接口(例如，网络端口、网络连接器)，以将它的主要功能提供到互联网，并且还允许管理网络服务器。在一些示例中，装备可以具有用于带外(OOB)管理的一个或更多个网络端口，并且还可以具有用于主要和/或冗余用户数据连接的一个或更多个网络端口。其他装备可以是仅出于管理目的而网络启用的。例如，冷却部件可以向机架提供冷却，并且是网络启用的以用于监测和/或控制冷却部件。

因此，安装在机架中的各种装备可以是网络启用的。示例网络交换机120包括网络端口122，该网络端口122向机架中的各种装备提供网络连接。网络交换机120在物理上被配置为沿着机架110的竖直长度竖直安装，并且基本上但不是必须地，沿着机架110的整个高度竖直安装。在各个实施例中，网络交换机120可以具有自上而下或自下而上的取向，以用于对网络端口122和/或电源电缆(和/或网络上行链路端口124(如果包括的话))的位置进行编号。在至少一个实施例中，网络交换机120被配置为安装在装备机架的背面。网络交换机120不需要任何空间116用于其物理容纳，并且可以安装在机架110的后部上。在一些实施例中，网络交换机120可以在物理上被配置为容纳在机架110的后竖直通道中，在配电装备旁，和/或与竖直取向的配电装备集成在一起，该配电装备也可以是自上而下或自下而上取向的，例如，以用于电源输出口编号。

如图1所示，每个网络端口122都与机架110中的空间116相关联。在图1所示的实施例中，两个网络端口122与机架110中的单个空间116相关联。在其他实施例中，单个网络端口122或更多个网络端口122可以与单个空间116相关联。除了图1所示的示例网络交换机120之外，不一定所有空间116都具有与之相关联的网络端口122。然而，在其他实施例中，机架的每个空间都可以具有与之相关联的网络端口。因此，在各个实施例中，多个网络端口(例如，网络端口122)中的每一个都与机架的一个空间(例如，空间116)相关联。

示例网络交换机120提供了各种优点。例如，每个网络端口122相对于其服务的机架空间116在物理上都基本一致地放置。因此，从每个网络端口122到安装在相应空间116中的一件装备的网络数据电缆可以具有一致且最小的长度，从而降低布线成本，简化电缆购买和库存，并减少对复杂电缆管理的需求，例如对将长的电缆引导穿过机架的需求降低。进一步的优点在于，多个网络端口122中的每一个都与特定的空间116相关联，使得基于网络端口与机架中的空间的已知关系，可以将多个网络端口中的每一个都与特定的一件装备相关联。网络端口和装备之间的这种关系可以以自动方式发现，而无需手动数据输入。在各个实施例中，网络交换机120可以包括控制器(例如，网络处理器或计算系统)，其识别与连接到网络交换机120的装备相关联的各种通信层。例如，(作为网络交换机120的一部分的)控制器可以识别物理层网络端口122，并将其与插入特定网络端口122中的该件装备的数据链路层标识符(诸如，媒体访问控制(MAC)标识符)相关联。此外，控制器可以将网络层标识符(诸如，互联网协议(IP)地址)与特定网络端口122相关联。在一些实施例中，控制器可以将网络端口122的标识符传送给更高级别的网络管理或数据中心管理系统，并且该更高级别的系统可以形成各个网络端口122中的每一个与连接到各个网络端口122的装备的数据链路、网络层或其他标识符的关联。在一些实施例中，网络交换机120的控制器可以执行网络交换机120的网络交换功能，例如与各种网络类型中的任何一种有关系的协议数据报单元(例如，小区、帧、分组等)的交换和/或路由。在其他实施例中，控制器可以与核心网络交换功能分离。

在一些实施例中，另一优点包括将安装在机架中的装备与多个电源输出口中的特定一个相关联。例如，虽然网络交换机120提供了网络端口122和机架空间116之间的直接关联，但是配电单元(PDU)可以提供电源输出口(或连接)和机架110中的空间116之间的直接关联。因此，安装在任何空间116中的一件装备是网络可发现的，例如，通过：网络交换机120根据装备的网络流量识别该装备，将该装备标识符与其连接的网络端口122(例如，其上接收其网络流量的网络端口122)相关联，将该装备与由网络端口122服务的机架空间116相关联，以及将该装备与服务机架空间116的电源输出口相关联(或者与特定网络端口122联系起来)。

网络交换机120还可以包括上行链路端口124，以提供到更高级别(例如，路由器或服务机架110之外的通信网络的其他装备)的网络连接。例如，机架110中的装备可以相互通信或者与机架110外部的装备通信。当机架110中的一件装备通过网络接口发送数据报(帧、分组)时，网络交换机120在相关联的网络端口122处接收数据报，并将数据报从相关联的网络端口122交换(或者在一些实施例中路由)到上行链路端口124中的一个或另一网络端口122中的适合于数据报的目的地的那一个。网络帧和分组的交换和路由在本领域中是已知的，因此本文不再详细描述。

在某些实施例中，网络端口122可以在物理上符合注册插座(RJ)惯例，诸如本领域已知的具有8个导体位置的RJ-45连接器，并且可以支持各种以太网或IEEE 802.x协议或类似协议。在各个实施例中，网络端口122可以是支持例如铜或光纤连接的任何合适的物理结构，并且可以支持任何合适的通信协议以适应各种应用。

各个实施例可以包括如图1所示的两个上行链路端口124，或者可以包括更多或更少的上行链路端口，或者不包括上行链路端口。在各个实施例中，上行链路端口124可以比网络端口122具有更高的比特率。在各个实施例中，上行链路端口124可以诸如经由RJ-45电连接器或小型形状因子可插拔(SFP)光连接器支持铜或光纤连接，并且可以支持各种通信协议中的任何一种，以适应各种安装和应用。

图2示出了根据至少一个实施例的类似于图1的网络交换机120的网络交换机210的另一示例，并且包括多个网络端口212，且可选地包括一个或更多个上行链路端口214。网络交换机210与包括多个电源输出口222的配电单元220耦合。网络交换机210和配电单元220中的每一个都在物理上被配置为沿着机架110的竖直长度竖直安装，且基本上但不是必须地，沿着机架110的整个高度竖直安装。类似于图1的示例网络交换机120，每个网络端口212都与机架中的空间116相关联。附加地，每个电源输出口222都可以与机架110中的空间116相关联。可替代地或附加地，每个电源输出口222都可以与一个或更多个网络端口212相关联。如图所示，两个网络端口212与每个电源输出口222相关联。在可替代的实施例中，网络端口和电源输出口之间可以存在一对一的关联，由此每个电源输出口仅与一个网络端口相关联，并且每个网络端口仅与一个电源输出口相关联。在各个实施例中，多个电源输出口可以与给定的网络端口相关联，多个网络端口可以与给定的电源输出口相关联，或者可以包括这些关联的任意组合。

在各个实施例中，网络交换机210和配电单元220被配置成使得一个或更多个网络端口212与机架110中的空间116相关联，并且使得一个或更多个电源输出口222与机架110中的空间116相关联。因此，如果安装在机架110中的一件装备(例如，经由网络电缆)耦合到特定的网络端口212a，则该件装备例如也可以连接到来自特定相关联的电源输出口222a的电源。对于任何给定的一件装备，多个网络端口212和/或多个电源输出口222可以提供冗余方案，而不偏离该件装备连接到至少一个网络端口和至少一个电源输出口的一般概念，该至少一个网络端口和至少一个电源输出口例如经由网络交换机210和配电单元220的耦合而彼此相关联，或者与机架110中的特定物理空间116相关联。

在一些实施例中，配电单元220可以是简单的设备，诸如电源板。然而，在各个实施例中，配电单元220可以是具有各种配电和/或可靠的电力能力的任何一种的“智能”设备。例如，配电单元220可以是可控的，以接通或断开各个电源输出口222的电源。配电单元220可以能够检测和/或测量(例如，计量)通过特定电源输出口222的功耗。配电单元220可以能够检测和/或测量(例如，计量)例如整个机架110的通过配电单元220的总功耗。配电单元220可以包括不间断电源或备用电源能力。因此，在各个实施例中，配电单元220可以是可管理的，并且可以具有网络通信能力。在一些实施例中，配电单元220可以经由上行链路端口214之一与中央管理能力通信。可替代地或附加地，配电单元220可以由与网络交换机210相关联的进程和/或处理器来管理。

在各个实施例中，网络交换机210可以以各种方式耦合到配电单元220。例如，网络交换机210和配电单元220中的每一个都可以在各自的侧面上具有匹配的连接器，使得网络交换机210和配电单元220可以物理地匹配在一起以形成一个单元。这种匹配的连接器可以提供适合于各种应用的机械、电气或通信连接，或者这些连接的任意组合。在一些实施例中，网络交换机210和配电单元220可以通过系绳电缆耦合在一起。在一些实施例中，网络交换机210和配电单元220可以被配置成适配到机架110的公共空间中，诸如后部空间或通道。

在一些实施例中，网络交换机210和配电单元220可以在物理上一起操作，因为它们在物理上安装在相同的机架110上并且服务公共空间116，但是它们可以不在物理上彼此耦合。例如，网络交换机210和配电单元220的逻辑耦合，例如将网络端口和电源输出口与特定的一件装备相关联，可以部分地通过远程设备(例如，数据中心管理系统)来实现。例如，网络交换机210可以检测给定网络端口上的网络活动，且可以(如上所述)识别连接到网络端口的装备，并且可以向数据中心管理系统提供这样的信息。在知道装备附接了哪个网络端口的情况下，数据中心管理系统可以(通过网络端口与机架空间的关联)确定该装备安装在哪个机架空间中。然后，数据中心管理系统还可以(通过电源输出口与机架空间的关联)确定可以向装备供电的一个或更多个电源输出口。

在各个实施例中，网络交换机210和配电单元220可以在逻辑意义上更紧密地耦合。例如，网络交换机210和配电单元220可以通过合适的处理组件来配置为做出与上面关于数据中心管理系统所讨论的相同的确定。例如，所确定的装备识别、网络端口识别、机架空间、电源输出口或它们的任意组合的关联随后可以存储在数据库中或者传送到数据中心管理系统。

在上面的描述中，机架空间的识别被描述为将一件装备与一个或更多个电源输出口相关联的中介。然而，在一些实施例中，特定机架空间的识别可能不是必需的，因为一个或更多个电源输出口可以与一个或更多个网络端口相关联，而不管它们服务于哪个特定机架空间。

图3图示出了根据本文描述的方面和实施例的另一示例网络交换机310。网络交换机310包括集成的配电能力。因此，网络交换机310类似于图2的网络交换机210和配电单元220在单个机箱内的组合。网络交换机310包括多个网络端口312、多个电源输出口314和上行链路端口316。在各个实施例中，且如上所述，网络交换机可以包括更多或更少的上行链路端口、电源输出口或网络端口。类似于网络交换机120、210，网络交换机310在物理上被配置为沿着机架110的竖直长度竖直安装，并且基本上但不是必须地，沿着机架110的整个高度竖直安装。网络交换机310不需要任何空间116用于其物理容纳，并且可以安装在机架110的后部上，诸如机架110的后部竖直通道。类似于网络交换机120、210，每个网络端口312都与机架110中的空间116相关联。类似于配电单元220，每个电源输出口314也都与机架110中的空间116相关联。在一些实施例中，网络端口312和电源输出口314可以在逻辑上关联成组318，该组318的元件彼此相关联，并且每个组318都可以与机架110中的空间116关联。如上所述，网络端口、电源输出口和空间116可以有一对一的关联，或者可以有多对一或多对多的关联。

类似于上述网络交换机120、210和配电单元220，网络交换机310可以检测特定网络端口312上的网络活动，从而识别连接到特定网络端口312的一件装备，并将该件装备与一个或更多个特定电源输出口314相关联。因此，网络交换机310可以收集关于哪些装备由哪些电源输出口供电的信息，并且可以向诸如数据中心管理系统的其他装备提供这样的信息。此外，在一些实施例中，网络交换机310还可以将该件装备与机架110中由特定网络端口312和/或特定电源输出口314服务的特定空间116相关联。因此，网络交换机310可以收集关于哪些装备安装在哪些机架110和机架空间116中的信息，并且可以向诸如数据中心管理系统的其他装备提供这样的信息。

因此，网络交换机310和/或数据中心管理系统可以有利地使用上述收集的信息来管理数据中心中的装备，控制装备的网络连接，向装备提供带外管理(诸如，配置和软件更新)，使装备电力循环(power-cycle)，监测装备的功耗，并且因此可以据此能够检测装备中的故障或预测装备的故障，或者确定对扩展装备能力的需要，或者整合装备以提供各种功能，以及类似或其他装备管理能力的各种方式。由于根据本文描述的网络交换机的操作，上述信息的收集可以全部自动化，而不需要手动数据输入。

图4图示了连接到装备410以向该装备410提供电力和网络连接的示例网络交换机310。如该示例所示，每件装备410都包括一对电源连接器412和一对网络连接器414。在其他示例中，各种装备可以具有更多或更少的电源和/或网络连接器。每个电源连接器412插入到网络交换机310的电源输出口314中，每个网络连接器414插入到网络交换机310的网络端口312中。如图所示，当恰当连接时，每件装备410插入到一个或更多个电源输出口314中，该电源输出口314与该件装备410也插入到其中的至少一个网络端口312相关联。因此，每件装备410的网络连接与该件装备的电源连接相关联，该关联由网络交换机310在物理上和逻辑上，例如，通过网络交换机310的机箱/外壳中的物理邻近性以及通过网络交换机310的控制器和/或数据中心管理系统内的逻辑关联，来维护。在一些示例中，网络端口312和/或电源输出口314也以类似的方式在物理上和逻辑上与机架空间相关联。

图5A图示了示例网络交换机310或示例网络交换机220的框图。网络端口312、电源输出口314和可选的上行链路端口316中的每一个都耦合到控制器510。控制器510可以提供如前所述的多种功能，例如包括在网络端口312(和在一些示例中上行链路端口316)之间交换或路由网络数据报，存储网络端口312与机架空间(例如，与网络端口312沿着网络交换机310的机箱的物理位置)的关联，存储网络端口312与电源输出口314的关联，检测和识别连接到网络端口312(和相关联的电源输出口314)的装备，以及监测输送到一个或更多个电源输出口314的功率。在各种实施例中，控制器510可以执行附加的或更少的功能。在一些实施例中，一些功能例如可以由控制器510结合更高级别的计算环境诸如结合数据中心管理系统来执行。在一些实施例中，且如上所述，根据本文所述的方面的网络交换机可以不包括电源输出口，诸如图1的网络交换机120，或者可以通过另一配电单元与电源输出口相关联，诸如图2的网络交换机210的情况。这些示例中的每一个的各个实施例可以包括类似于图5A的控制器510的控制器。

图5B图示了示例网络交换机310或示例网络交换机220的另一框图。在各个实施例中，配电能力可以包括电源输出口314的单独切换512、电源输出口314的单独计量514、电源输出口314的成组计量516和/或备用电池520供电(带有电源切换522)。在一些实施例中，可以支持附加可替代的或冗余的电源。在一些实施例中，一些电源输出口314可以是成组切换的和/或一些电源输出口可以是非切换的。切换、计量和网络功能都可以在一个或更多个控制器(例如，控制器510)的控制下，并且这种控制可以是分布式的(例如，控制器510的一部分功能可以在远程计算平台上执行)。

各个实施例可以包括任何、全部上述各种配电功能或不包括这些配电功能。例如，在至少一个实施例中，网络交换机可以提供与机架空间116相关联但不包括相关联的电源输出口的网络端口。在各种情况下，可以提供或不提供上行链路端口。在一些实施例中，如上所述，可以提供与机架空间116相关联的电源输出口。在一些实施例中，电源输出口可以包括(单独、成组或两者)计量。在一些实施例中，电源输出口可以包括切换控制，使得电源输出口可以例如通过控制器使用单独和/或成组切换控制的任何变型或组合来接通或断开。一些电源输出口可以配备不间断电源或备用电源等。

各个实施例提供了网络化功能和供电功能之间的各种集成。例如，如前所述，可以通过识别网络端口流量和/或电源输出口处的功耗来提供一件设备与机架空间116的识别和关联。在一些实施例中，可以提供带外管理以包括输出口切换，从而提供切断和/或硬重启设备的能力。在一些实施例中，出于诊断和/或装备识别的目的，带外管理数据和/或无源网络监测数据可以与电源输出口计量进行比较。

各个实施例可以包括网络交换机所关联的装备机架之外的控制功能。例如，机架内的网络活动和/或功耗可能增加或减少，和/或可能高或低。在一些实施例中，控制器(例如，控制器510)可以识别施加在两个机架上的计算负载可以由单个机架处理(例如，通过识别两个机架中的每一个都具有相对低的网络活动和功耗)，并且可以传送带外管理消息，以将在一个机架内的装备上运行的进程迁移到另一机架中的装备，并且一旦迁移完成就切断第一个机架中的装备。类似地，单个机架上的负载可以增加到超过该机架中装备的能力，并且在一些实施例中，控制器可以检测增加的负载(例如，通过网络活动、带外管理数据和/或功耗)，并且响应于此给附加机架中的装备加电。响应于新的需求，第一机架中的现有进程可以被迁移到新供电的机架和/或新的进程可以被分配到新供电的机架。在一些实施例中，控制器可以检测机架中装备内的恶意活动，并且可以切断装备或以其他方式给机架断电，可能包括紧急硬电源关断以防止数据或其他装备的感染或破坏。

一些实施例包括被设置以作为单独数据中心(例如，微数据中心)的功能的装备机架。例如，实施例包括具有如本文所述的网络交换机和配电能力连同控制台能力(诸如，键盘、视频、鼠标等)、集成电器(诸如，服务器和/或附加网络交换机或路由器)、温度控制(例如，冷却)、安全部件、备用电源供应(例如，电池、转换器等)等等的装备机架。

图6图示了根据本文描述的方面和实施例的可以由网络交换机实现的方法600。在数据中心环境中，其中各种装备安装在机架中并连接到与机架空间相关联的一个或更多个网络端口，并且在一些情况下连接到与机架空间相关联的一个或更多个电源输出口，方法600包括检测网络端口之一上的网络活动(框610)，识别所连接的设备(例如，装备)并将其与网络端口相关联(框620)。对所连接的设备的识别可以包括各种识别技术和/或标识符中的任何一种。在一些示例中，MAC地址可以是合适的标识符。各个实施例还可以通过网络层地址来识别所连接的设备。例如，通过解释由所连接的设备传输的数据报，可以发现MAC地址或网络层地址。在一些实施例中，例如可以进行查询以获取不同的标识符，诸如从所连接的设备请求的序列号，或者识别品牌、型号、版本或类似的识别和/或识别信息的组合的数据库查找。

在一些实施例中，如前所述，方法600还可以例如通过网络端口和各种电源输出口之间的关系将所连接的设备与一个或更多个电源输出口相关联(框630)。在一些实施例中，如前所述，方法600可以例如通过网络端口和各个机架空间之间的关系将所连接的设备与一个或更多个机架空间相关联(框640)。在一些情况下，所连接的设备与一个或更多个电源输出口的关联(框630)可以通过与机架空间的第一关联(框640)以及通过机架空间和各个电源输出口之间的关系来实现。在一些实施例中，与网络交换机结合工作的数据中心管理系统可以执行方法600或类似方法。

在一些实施例中，可以提供与网络交换机结合工作或由网络交换机启用的本地化管理控制台。在各个实施例中，可以采取附加的动作，可以省略动作，或者可以以不同的顺序采取示例方法600的动作。(在一些情况下与配电单元并排和/或集成的)网络交换机的各个实施例提供被配置为服务于特定机架空间的网络端口，并且可以提供被配置为服务于特定机架空间的电源输出口。因此，诸如方法600的方法被启用，因为机架中的(根据设备的网络流量发现的)设备的识别因此可以以人工交互内的自动方式或手动数据输入与特定网络端口、特定机架空间和/或特定电源输出口相关联。

各个实施例可以提供进一步增强的性能和/或有利的操作。在一个示例中，借助于如本文所述的网络交换机和配电单元，控制台管理器和/或数据中心管理系统可以通过型号识别已安装的装备，并可以检索关于装备的预期功耗的信息，并且确认相关联的电源输出口正在提供大约预期的电量。这种确认可用于进一步确认正确的电源输出口已与装备相关联，或者装备已插入到正确的电源输出口中。此外，控制台管理器和/或数据中心管理系统可以识别机架中的所有装备，并确定整个机架的功耗需求，确定功率需求是否超过限制，(在一些情况下)管理哪些装备被允许操作，以及各种其他管理操作。作为另外的示例，装备可以停止响应于网络流量，并且控制台管理器和/或数据中心管理系统可以检测停止的操作，并且在知道从其向特定装备提供电源的电源输出口的情况下，可以使该装备电力循环，以迫使其重启。在一些示例中，控制台管理器和/或数据中心管理系统可以在强制电力循环和重启之前或代替强制电力循环和重启，尝试与不同的网络端口上的装备通信，或者尝试设备的其他带外管理。

在一些实施例中，根据本文的方面和实施例的网络交换机，可选地与配电单元并排和/或集成，例如可以包括用户接口，或者可以向用户接口提供服务，诸如可以包括显示器、键盘、鼠标等，并且用户接口可以是远程桌面和/或虚拟桌面接口的形式。例如，在一些实施例中，根据本文的网络交换机可以包括键盘、视频和鼠标(KVM)交换能力，以支持访问机架中的任何或所有装备的KVM控制台。在一些实施例中，可以从网络交换机向装备提供KVM连接，并且可以通过远程或虚拟桌面，例如通过网络通信或其他手段向用户提供对KVM连接的访问。

在各个实施例中，根据本文的方面和实施例的网络交换机可选地与配电单元并排和/或集成，如所描述的，可以设置有冗余。例如，可以为单个机架提供两个网络交换机。在另一示例中，网络交换机可以提供与同一机架空间相关联的两个或更多个独立的网络端口，以提供冗余。类似地，可以包括两个或更多个配电单元和/或配电单元可以提供与给定机架空间相关联的两个或更多个独立的电源输出口。

图7图示了形成计算系统700的计算部件的示例框图，该计算系统可被配置为实施本文公开的一个或更多个方面。例如，根据本文描述的方面和示例的任何网络交换机和/或配电单元的控制器(例如，控制器510)或类似的可以包括计算系统700，并且可以例如向操作员提供管理接口，或者向其他设备提供通信能力。

例如，计算系统700可以包括计算平台，诸如基于通用计算处理器、专用处理器或微控制器的计算平台。计算系统700可以包括特别编程的专用硬件，例如网络处理器、专用集成电路(ASIC)，或者更通用设计的硬件，诸如现场可编程门阵列(FPGA)或通用处理器。此外，本公开的各个方面可被实现为在如图7所示的计算系统700上执行的专业软件。

计算系统700可以包括连接到一个或更多个存储设备710(诸如磁盘驱动器、存储器、闪存、嵌入式或片上存储器或用于存储数据的其他设备)的处理器/ASIC 706。存储器710可以用于在计算系统700的操作期间存储程序和数据。计算系统700的部件可以通过互连机构708耦合，该互连机构可以包括一个或更多个总线和/或网络。互连机构708使例如数据和指令的通信能够在计算系统700的部件之间被交换。计算系统700也可包括一个或更多个输入设备704，该输入设备可包括例如键盘、鼠标、触摸屏等。计算系统700还可以包括一个或更多个输出设备702，该输出设备可以包括例如显示器、蜂鸣器、警报器或其他音频指示器、灯或其他视觉指示器等。此外，除了互连机构708之外或作为其的可替代形式，计算机系统700还可包含可将计算机系统700连接至通信网络的一个或更多个接口(未示出)。

计算系统700可包括储存部件712，其可包括计算机可读和/或可写的非易失性介质，信号可被储存在计算机可读和/或可写的非易失性介质中以提供待由处理器/ASIC 706执行的程序或提供在介质上或在介质中存储的待由程序处理的信息。该介质可以是例如磁盘或闪存或其他非易失性存储器，包括各种类型的可编程只读存储器(PROM)，并且在一些示例中可以包括随机存取存储器(RAM)。在一些实施例中，处理器可使数据从非易失性介质被读取到另一存储器710中，该存储器710允许由处理器/ASIC706比该介质对信息进行更快的访问。该存储器710可以是易失性的随机存取存储器，诸如动态随机存取存储器(DRAM)或静态存储器(SRAM)。其可位于储存部件712中或存储器710中。处理器/ASIC 706可操纵在存储器710内的数据并且在完成处理之后将数据复制到储存器712。存储器710和储存器712中的一个或两个可以集成在处理器/ASIC 706中。

计算系统700可以包括使用高级计算机编程语言可编程的计算机平台。计算系统700也可使用特别编程的或专用硬件(例如ASIC)来实现。处理器/ASIC 706可以执行核心低级操作系统，也可以执行高级操作系统。

在某些实施例中，网络交换机和/或配电单元可以具有根据本文公开的方面和实施例的控制器，并且控制器可以包括处理器，该处理器可以是任何上述处理器或其他合适的处理器，包括ASIC，并且可以运行指令集或在其他逻辑上操作，以实现如上所讨论的UPS部件的控制。

因此在描述了本发明的至少一个实施例的几个方面后，应认识到，本领域的技术人员将容易想到各种变更、修改和改进。这种变更、修改和改进旨在成为本公开的一部分，并且旨在本发明的精神和范围内。因此，前述说明和附图仅仅作为示例。

Claims (20)

1.一种通信网络交换机，包括：

细长的外壳，其在物理上被配置为沿着装备机架的高度对齐；

沿着所述外壳的长度分布的多个网络端口，使得当所述外壳安装到所述装备机架时，所述多个网络端口中的每个网络端口都基本上与所述装备机架内的多个安装空间中的至少一个安装空间在物理上相关联；以及

控制器，其耦合到所述多个网络端口，并被配置为检测连接到所述多个网络端口中被识别的一个网络端口的一件装备的标识符；

其中，所述控制器还被配置为根据所述装备的网络流量识别所述装备，将所识别的装备的标识符与其连接的网络端口相关联，将所识别的装备与由所述网络端口服务的安装空间相关联，以及将所识别的装备与服务所述安装空间的电源输出口相关联。

2.根据权利要求1所述的网络交换机，还包括一个或更多个上行链路端口，所述控制器还被配置为提供所述多个网络端口和所述一个或更多个上行链路端口之间的通信。

3.根据权利要求2所述的网络交换机，其中所述控制器还被配置为经由所述一个或更多个上行链路端口将所述标识符传送到远程系统。

4.根据权利要求2所述的网络交换机，还包括沿着所述外壳的长度分布的多个电源输出口，使得所述多个网络端口中的每个网络端口基本上都与所述多个电源输出口中的至少一个电源输出口在物理上相关联。

5.根据权利要求4所述的网络交换机，其中，所述控制器还被配置为识别连接到所述多个网络端口中被识别的一个网络端口的一件装备，并基于所述多个电源输出口中的至少一个电源输出口与所识别的网络端口的物理关联，将所述多个电源输出口中的至少一个电源输出口与该件装备相关联。

6.根据权利要求1所述的网络交换机，还包括沿着所述外壳的长度分布的多个电源输出口，使得所述多个电源输出口中的每个电源输出口基本上都与所述多个安装空间中的至少一个安装空间在物理上相关联。

7.根据权利要求1所述的网络交换机，还包括所述装备机架。

8.一种通信网络交换机，包括：

多个网络端口；

多个电源连接，所述多个电源连接中的每一个电源连接都与所述多个网络端口中的至少一个网络端口在逻辑上相关联；以及

控制器，其耦合到所述多个网络端口，并被配置为检测连接到所述多个网络端口中被识别的一个网络端口的一件装备的标识符，

其中，所述多个网络端口沿着所述网络交换机的机箱分布，使得当外壳安装到装备机架时，所述多个网络端口中的每个网络端口基本上都与所述装备机架内的多个安装空间中的至少一个安装空间在物理上相关联；

其中，所述控制器还被配置为根据所述装备的网络流量识别所述装备，将所识别的装备的标识符与其连接的网络端口相关联，将所识别的装备与由所述网络端口服务的安装空间相关联，以及将所识别的装备与服务所述安装空间的电源输出口相关联。

9.根据权利要求8所述的网络交换机，其中，所述控制器还被配置为基于在所述多个网络端口中的至少一个网络端口上的网络流量来识别连接到所述多个网络端口中的至少一个网络端口的一件装备。

10.根据权利要求9所述的网络交换机，其中，所述控制器还被配置为基于所述多个电源连接中的每一个电源连接与所述多个网络端口中的至少一个网络端口的逻辑关联，将所述多个电源连接中的至少一个电源连接识别为向该件装备提供电力。

11.根据权利要求8所述的网络交换机，其中，所述多个网络端口中的每一个网络端口都与所述多个电源连接中的至少一个电源连接在物理上相关联。

12.根据权利要求8所述的网络交换机，其中所述机箱在物理上被配置为基本上沿着所述装备机架的高度对齐。

13.根据权利要求12所述的网络交换机，其中，所述控制器还被配置为基于在所述多个网络端口中的至少一个网络端口上的网络流量来识别连接到所述多个网络端口中的至少一个网络端口的一件装备，并基于所述多个安装空间中的至少一个安装空间与所述多个网络端口中的至少一个网络端口的物理关联将所述多个安装空间中的至少一个安装空间识别为与该件装备相关联。

14.一种使用根据权利要求1-13中任一项所述的网络交换机管理安装在机架中的装备的方法，所述方法包括：

检测在网络端口上的网络活动；

根据所述网络活动识别所述装备；

将所识别的装备与所述网络端口相关联；以及

基于至少一个安装空间或电源输出口与所述网络端口的关系，将所述识别的装备与安装空间和电源输出口中的至少一个相关联。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括将所述装备、所述网络端口和所述至少一个安装空间或电源输出口的标识符传送到远程设备。

16.根据权利要求14所述的方法，还包括基于相关联的电源输出口与所述网络端口的关系来识别所述相关联的电源输出口，并检测经由所述相关联的电源输出口提供的电量。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括基于所述装备的识别来确定所述装备的预期功耗。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括基于所述预期功耗与所检测的电量的比较来检测潜在的布线故障。

19.根据权利要求14所述的方法，还包括基于相关联的安装空间与所述网络端口的关系来识别所述相关联的安装空间，并填充数据库以指示所述装备安装在所述相关联的安装空间中。

20.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码在控制器上运行时使所述控制器执行根据权利要求14-19中任一项所述的方法。