CN110971441B - 多级网络结构的简化配置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多级网络结构的简化配置。一种方法包括通过将网络装置通过管理网络连接到角色分配器的端口，在具有管理网络的结构内部署网络装置，其中，角色分配器包括指定为第一级端口连接的一个或多个端口以及指定为第二级端口连接的一个或多个其他端口。如果所部署的网络装置连接到指定为第一级端口连接的端口之一，则所部署的网络装置被配置为第一级装置。如果所部署的网络装置连接到指定为第二级端口连接的端口之一，则所部署的网络装置被配置为第二级装置。

Description

多级网络结构的简化配置
技术领域
本公开涉及计算机网络。
背景技术
数据中心是位于一个或多个设施中的互连的计算机服务器和相关组件的集合。在典型的数据中心中，互连服务器的大集合提供用于执行各种应用的计算和/或存储能力。例如，数据中心可以包括为订户(即，数据中心的客户)托管应用和服务的设施。例如，数据中心可以托管所有基础设施设备，例如网络和存储系统、冗余电源和环境控制。在大多数数据中心中，存储系统和应用服务器集群通过由一层或多层物理网络交换机和路由器提供的高速交换结构互连。更复杂的数据中心为遍布世界各地的基础设施提供了位于各种物理托管设施中的用户支持设备。
数据中心通常由大量装置组成，包括形成互联网协议(IP)结构的服务器和装置。IP结构可以表示为具有叶和脊装置的底层网络。
发明内容
通常，本公开描述了基于自动拓扑发现和配置的网络配置的技术。特别地，诸如路由器的网络装置被配置为自动确定它们在网络中的位置并相应地供应它们自己。
在一个示例中，一种方法包括通过将网络装置通过管理网络连接到角色分配器的端口来在具有管理网络的结构内部署网络装置，其中，角色分配器包括指定为第一级端口连接的一个或多个端口以及指定为第二级端口连接的一个或多个其他端口。如果所部署的网络装置连接到指定为第一级端口连接的端口之一，则所部署的网络装置被配置为第一级装置。如果所部署的网络装置连接到指定为第二级端口连接的端口之一，则所部署的网络装置被配置为第二级装置。
在一个示例中，一种方法包括在具有管理网络的结构内部署网络装置，其中，部署包括通过管理网络将所部署的网络装置的端口连接到角色分配器的端口，其中，角色分配器包括指定为第一级端口连接的一个或多个端口以及指定为第二级端口连接的一个或多个其他端口；确定所部署的网络装置是否连接到指定为第一级端口连接的端口之一；以及如果所部署的网络装置连接到指定为第一级端口连接的端口之一，则将所部署的网络装置配置为第一级装置。
在另一示例中，网络装置包括多个网络接口，每个网络接口被配置为通信地耦接到网络；以及一个或多个处理器，所述处理器包括处理电路，处理电路被配置为：识别网络装置的管理端口；通过管理端口建立到角色分配器的网络连接，其中，角色分配器包括指定为第一级端口连接的一个或多个端口以及指定为第二级端口连接的一个或多个其他端口；经由网络连接确定网络装置连接的角色分配器端口；以及如果网络装置连接到指定为第一级端口连接的角色分配器的端口之一，则将网络装置配置为第一级装置。
作为又一示例，一种非暂时性计算机可读存储介质上存储有指令，所述指令在执行时使得网络装置的处理器：识别网络装置的管理端口；通过管理端口建立到角色分配器的网络连接，其中，角色分配器包括指定为第一级端口连接的一个或多个端口以及指定为第二级端口连接的一个或多个其他端口；经由网络连接确定网络装置连接的角色分配器端口；如果网络装置连接到指定为第一级端口连接的角色分配器的端口之一，则将网络装置配置为第一级装置；以及如果网络装置连接到指定为第二级端口连接的角色分配器的端口之一，则将网络装置配置为第二级装置。
在附图和以下的描述中阐述了一个或多个示例的细节。根据说明书和附图以及权利要求，其他特征、目的和优点将是显而易见的。
附图说明
图1A和图1B是示出根据本公开的技术的具有数据中心的网络的框图。
图2是示出根据本公开的技术的实现自动拓扑发现和供应处理的路由器的示例性的框图。
图3是示出根据本公开的技术的用于在IP结构118中部署网络装置的示例性方法的流程图。
图4是示出根据本公开的技术的用于自动确定IP结构中的网络装置的角色信息的示例性方法的流程图。
图5是示出根据本公开的技术的用于自动确定IP结构中的网络装置的角色信息的另一示例性方法的流程图。
具体实施方式
如上所述，在典型的数据中心中，互连服务器的大集合提供用于执行各种应用的计算和/或存储能力。通常，服务器使用配置在叶和脊拓扑中的交换机互连。在一些示例性方法中，相同的网络装置可以用作叶节点和脊节点。因此，管理装置很难发现添加到数据中心的结构中的交换机的角色。因此，这些角色的分配可能需要操作员人工干预以分配这些角色。不幸的是，人工干预可能导致配置错误；客户报告的错误通常与配置相关。
图1A和图1B是示出根据本公开的技术的具有数据中心的网络的框图。在图1A和图1B的示例性方法中，网络100包括连接到客户装置120的数据中心102。数据中心102包括经由互联网协议(IP)结构118互连的一组存储系统和应用服务器110A至110N(服务器110)，其可以包括由一层或多层物理网络装置(例如，路由器、网关、交换机、集线器、调制解调器、网桥、中继器、多路复用器、服务器、在一个或多个物理网络装置上运行的虚拟机以及其他示例性网络装置)提供的结构。
通常，数据中心102例如通过服务提供商网络(未示出)为耦接到数据中心的客户装置120提供应用和服务的操作环境。例如，数据中心102可以托管基础设施设备(hostinfrastructure equipment)，例如联网和存储系统、冗余电源和环境控制。在一些示例中，将客户装置120耦接到数据中心102的服务提供商网络可以耦接到由其他提供商管理的一个或多个网络，并且因此可以形成大规模公共网络基础设施(例如，互联网)的一部分。
在一些示例中，数据中心102表示许多地理上分布的网络数据中心中的一个中心。如图1A和图1B的示例性方法所示，数据中心102可以是通过客户装置120为客户提供网络服务的设施。客户装置120可以包括实体(例如企业和政府)和个人的装置。例如，网络数据中心可以为企业和终端用户托管Web服务。其他示例性服务可以包括数据存储、虚拟专用网络、流量工程、文件服务、数据挖掘、科学计算或超级计算等。在一些示例中，数据中心102可以是单独的网络服务器、网络对等体或其他。在一些示例中，数据中心102是企业或内部数据中心。
在这些示例中，数据中心102包括通过互联网协议(IP)结构118互连的一组存储系统和应用服务器110A至110N(服务器110)，互联网协议(IP)结构118可以包括由一层或多层物理网络装置(例如，路由器、网关、交换机、集线器、调制解调器、网桥、中继器、多路复用器、服务器、在一个或多个物理网络装置上运行的虚拟机以及其他示例性网络装置)提供的结构。在所示的示例中，IP结构118包括两层节点：脊节点104A和脊节点104B(脊节点104)和叶节点108A至108N(叶节点108)。服务器110经由客户装置120为与客户相关联的应用和数据提供执行和存储环境，并且可以是物理服务器、虚拟机或其组合。
在图1A和图1B所示的示例中，IP结构118包括两层节点：脊节点104A和脊节点104B(脊节点104)和叶节点108A至108N(叶节点108)。在其他示例中可以使用其他拓扑。服务器110经由客户装置120为与客户相关联的应用和数据提供执行和存储环境，并且可以是物理服务器、虚拟机或其组合。
通常，IP结构118表示在服务器110之间提供点对点连接的层二(L2)和层三(L3)交换和路由组件。在一个示例中，IP结构118包括实现工业标准协议的一组互连的高性能但现成的基于数据包的路由器和交换机。在一个示例中，IP结构118可以包括提供互联网协议(IP)点对点连接的现成组件。在诸如IP结构118的一些多级网络中，每个交换机驻留在网络的定义层中。如图1A和图1B的示例所示，脊节点104驻留在第一顶层122A中，叶节点108驻留在第二层122B中(统称为“网络层122”)。如图1A和图1B的示例所示，每个脊节点104通信地耦接到每个叶节点108A至108N。
通常，IP结构118表示在服务器110之间提供点对点连接的层二(L2)和层三(L3)交换和路由组件。在一个示例中，IP结构118包括实现工业标准协议的一组互连的高性能但现成的基于数据包的路由器和交换机。在一个示例中，IP结构118可以包括提供互联网协议(IP)点对点连接的现成组件。
在一个示例性方法中，IP结构118被配置为多级网络。多级数据中心网络，例如Clos或具有所谓的“胖树(fat tree)”拓扑结构的网络，可以在数据中心中使用以获得高性能和弹性。在一些示例性方法中，胖树网络可以允许多路径。
在一个示例性方法中，IP结构118包括虚拟机箱结构(VCF)。VCF可以用于提供可以作为单个装置管理的低延迟、高性能结构体系结构。VCF是使用脊叶结构构建的。在脊叶结构中，每个脊装置互连到一个或多个叶装置。VCF可支持高达20个装置，并且高达将4个装置可被配置为脊装置。
在一个这样的示例性方法中，VCF被配置为允许反映路径的端到端带宽并对其作出反应的路径权重。这种能力在VCF中称为“智能中继”。在一些示例性方法中，智能中继能力可以通过在VCF内运行的虚拟机箱控制协议(VCCP)来启用，以在多路径上提供全局优化的权重。
在一个示例性方法中，IP结构118是松散联合的折叠多级网络，其中，IP结构118的所有节点运行IP路由协议。可以包括例如外部边界网关协议(EBGP)的路由协议包括IP结构118中的叶节点108之间的所有路径，并且等成本多径(ECMP)用于利用所有路径。胖树路由(RIFT)协议中的路由允许使用任意一组所有可用的最小跳数路径，而不考虑ECMP约束。关于RIFT的附加信息可以在互联网工程任务组(IETF)发布的日期为2018年4月26日的题目为RIFT：Routing in Fat Trees(draft-ietf-rift-rift-01)的互联网草案中找到，其通过引用结合于此。
在图1A和图1B中，网络控制器114提供用于配置和管理数据中心102的路由和交换基础设施的高级控制器。网络控制器114可以表示例如软件定义网络(SDN)控制器，其使用诸如路径计算元件(PCE)通信协议(PCEP)的SDN协议来通信和管理数据中心102的装置。在一些示例中，网络控制器114可以使用可扩展消息和存在协议(XMPP)、PCEP或边界网关协议消息来通信和管理数据中心102的装置。此外，或可选地，网络控制器114可以使用其他接口类型(例如简单网络管理协议(SNMP)接口、路径计算元件协议(PCEP)接口、装置管理接口(DMI)、CLI、到路由系统(IRS)的接口或任何其他节点配置接口)与数据中心102的路由和交换基础设施通信。
根据本公开的示例，网络控制器114提供逻辑上且在一些情况下物理上集中的控制器，用于促进数据中心102内的一个或多个网络的操作。在一些示例中，网络控制器114可以响应于从网络管理员112接收的配置输入而操作。关于与数据中心102的其他装置一起操作的网络控制器114的另外的信息可以在2013年6月5日提交的题目为PHYSICALPATHDETERMINATION FOR VIRTUAL NETWORK PACKET FLOWS的国际申请号PCT/US2013/044378中找到，其通过引用结合于此。
在一个示例性方法中，如图1A所示，网络控制器114通过角色分配器116与每个节点104、108通信。在一个这样的示例性方法中，每个角色分配器116包括到每个节点104、108上的管理端口P的管理链路128。端口可以是专用管理端口，也可以只是专用于管理的端口。每个节点104、108上的管理端口P用于配置和管理节点104、108。在一个示例性方法中，角色分配器116是具有指定为专用于脊节点104的端口以及指定为专用于叶节点108的端口的交换机。在这样的示例性方法中，可以通过将节点的端口P通过链路128连接到角色分配器116的专用脊端口中的一个端口或角色分配器116的专用叶端口中的一个端口来分配节点104、108的角色。通过管理链路128连接到角色分配器116的专用脊端口的任何路由器或交换机被假定为脊节点104，而通过管理链路128连接到角色分配器116的专用叶端口的任何路由器或交换机被假定为叶节点108。
在另一个示例性方法中，每个角色类型具有不同的角色分配器。在一个这样的示例性方法中，如图1B所示，角色分配器116包括脊分配器124和叶分配器126。通过管理链路128连接到脊分配器124的任何路由器或交换机被假定为脊节点104，而通过管理链路128连接到叶分配器126的任何路由器或交换机被假定为叶节点108。
虽然未示出，但是数据中心102还可以包括一个或多个附加交换机、路由器、集线器、网关、诸如防火墙的安全装置、入侵检测和/或入侵预防装置、计算机终端、膝上型计算机、打印机、数据库、诸如蜂窝电话或个人数字助理的无线移动装置、无线接入点、网桥、电缆调制解调器、应用加速器或其他网络装置。
通常，IP结构118内的网络流量(例如服务器110之间的数据包流)可以使用许多不同的物理路径穿过IP结构118的物理网络。例如，“数据包流”可以由数据包的报头中使用的值来定义，诸如网络“五元组”，即，用于通过物理网络路由数据包的源IP地址、目的IP地址、源端口和目的端口，以及通信协议。例如，协议指定通信协议，例如TCP或UDP，而源端口和目的端口指的是连接的源端口和目的端口。匹配特定流条目的一组一个或多个数据包数据单元(PDU)表示流。可以使用PDU的任何参数(例如源和目的数据链路(例如，MAC)和网络(例如，IP)地址、虚拟局域网(VLAN)标签、传输层信息、多协议标签交换(MPLS)或通用MPLS(GMPLS)标签、以及接收流的网络装置的入口端口)来大致分类流。例如，流可以是在传输控制协议(TCP)连接中传输的所有PDU、由特定MAC地址或IP地址表示的所有PDU、具有相同VLAN标签的所有PDU或在相同交换机端口接收的所有PDU。
图2是示出根据本公开的技术的能够自动角色发现和配置的路由器270的示例性框图。在一个示例中，角色确定处理280可以操作为路由协议258的子模块。为了说明的目的，可以在网络100的上下文中描述示例性路由器270，并且示例性路由器270可以表示图1A和图1B的节点104、108的示例性实例。
在一个示例性方法中，路由器270包括控制单元232和经由内部链路242A至242N耦接到控制单元232的接口卡236A至236N(“IFC 236”)。控制单元232可以包括一个或多个处理器(图2中未示出)，其执行存储到计算机可读存储介质(图2中未示出)(例如非暂时性计算机可读介质)的软件指令，例如用于定义一个或多个软件或计算机程序的软件指令。非暂时性计算机可读介质包括存储装置(例如，磁盘驱动器或光学驱动器)和存储器(例如，闪存、随机存取存储器或RAM)，并且可以用于存储指令以使一个或多个处理器执行本文所述的技术。可选地或此外地，控制单元232可以包括专用硬件，例如一个或多个集成电路、一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个专用特殊处理器(ASSP)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、或专用硬件的前述示例中的一个或多个的任意组合，用于执行本文所述的技术。
在该示例中，控制单元232被划分为两个逻辑或物理“平面”，以包括第一控制或路由平面234A(“控制平面234A”)和第二数据或转发平面234B(“数据平面234B”)。也就是说，控制单元232实现两个单独的功能，例如路由/控制和转发/数据功能，或逻辑上，例如，作为在同一组硬件组件上执行的单独的软件实例，或物理上，例如，作为单独的物理专用硬件组件，其或在硬件中静态地实现功能，或动态地执行软件或计算机程序以实现功能。
控制平面234A表示定义路由器270的控制平面功能的控制单元232的硬件或硬件和软件的组合。控制平面234A管理和控制路由器270的行为，包括数据平面234B的行为。控制平面234A的操作系统264为多个不同的处理提供运行时环境。操作系统264可以表示例如UNIX操作系统衍生产品，例如Linux或伯克利软件分布(BSD)。操作系统264提供库和驱动程序，通过这些库和驱动程序，处理可以例如与数据平面234B或路由器270的其他硬件(包括文件系统、存储装置和路由器270的主存储器)交互。操作系统264的库和驱动器可以包括应用编程接口(API)，其为开发者提供标准接口以调用通过库和驱动器公开的操作系统264和路由器270的功能。
控制平面234A执行一个或多个处理。路由协议处理244(“RP模块244”)表示执行一个或多个路由协议258的路由协议处理，通过该路由协议258可以确定存储到一个或多个路由表260的至少一些路由信息。例如，路由协议258可以包括RIFT协议。路由表260表示用于存储路由信息的数据结构，并且可以表示表、列表、树/尝试或其他数据结构。可选地，路由表可以被称为路由信息库，或可选地，路由表可以被视为路由器270的路由信息库内的数据结构。
存储到控制单元232的计算机可读存储设备(图2中未示出)的路由表260可以包括定义网络的网络拓扑(例如图1A和图1B的IP结构118)的至少一部分的信息。每个路由表260可以与不同的地址族或网络层协议相关联，例如单播或多播IPv4和IPv6以及MPLS。任何一个或多个路由表260可以由路由协议处理244预定义，或可以由管理员112使用配置接口273或由网络控制器114使用应用编程接口(API)276显式地创建。在图2的示例性方法中，网络控制器114通过分配器116经由管理链路128与API 276通信。在一些这样的示例性方法中，分配器116是经由管理链路128连接到管理端口P的交换机或路由器，如上面在图1A和图1B的讨论中所描述的。路由器270经由配置接口273或API 276接收配置数据，并将配置数据存储到配置数据库265。
配置接口273是在控制平面234B上执行的处理，其提供接口，例如，管理员112、网络运营商或网络管理系统可以通过该接口(通常通过管理链路128)修改路由器270的配置数据库265。配置接口273可以表示命令行接口(CLI)和/或图形用户接口(GUI)，管理员或其他管理实体可以通过该命令行接口和/或图形用户接口分别使用基于文本的命令和/或图形交互来修改路由器270的配置。此外，或在替代方案中，配置接口273可以表示从管理装置接收简单网络管理协议(SNMP)、边界网关协议消息或NetConf命令以在路由器270的配置数据库265中设置和检索配置信息的代理。
在所示示例中，应用编程接口(API)276是通信接口，通过该通信接口，网络控制器114可以修改配置数据库265或修改路由表260中的任何一个。网络控制器114可以表示网络管理系统、软件定义网络(SDN)控制器和/或编排系统。API 276可以是使用JavaScript对象表示法(JSON)或可扩展标记语言数据对象的基于HTTP的RESTful接口，用于在网络控制器114和路由器270之间交换配置数据和路由信息。API 276可以包括另一类型的API，例如基于远程处理调用(RPC)的API。
路由协议处理244解析由路由表260中的路由信息定义的拓扑，以选择和/或确定通过网络的一个或多个活动路由。然后，路由协议处理244可以将数据平面234B与这些活动路由同步，其中，数据平面234B将这些路由的表示保持为转发表266(可选地，“转发信息库(FIB)266”)。路由协议处理244可以以基数或其他查找树的形式生成转发表266，以将数据包信息(例如，具有目的地信息和/或标签堆栈的报头信息)映射到下一跳并最终映射到IFC236的接口端口。操作系统264内核可以保持转发表266的主副本，并将主副本的部分安装到数据平面234B的转发组件，例如数据包转发引擎。
转发平面或数据平面234B表示根据转发表266转发网络流量的控制单元232的硬件或硬件和软件的组合。数据平面234B可以包括一个或多个转发单元，每个转发单元包括例如一个或多个数据包转发引擎(“PFE”)，每个数据包转发引擎耦接到一个或多个接口卡。转发单元可以各自表示例如密集端口集中器(DPC)、模块化端口集中器(MPC)、柔性物理接口卡(PIC)集中器(FPC)或例如可插入路由器270机箱或机箱组合内的另一线卡。
根据本公开的技术，IP结构118中的各种路由器270可以在各种时间执行角色确定处理280，例如在装置启动期间、在加入结构118时、在结构重新配置期间、周期性地、连续地或以其他方式。路由器270保持其自身的路由器设置282，例如角色设置(例如，脊或叶设置(例如，self.attribute.isSpine，self.attribute.Leaf2LeafProcedures，self.capabilities.leaf_to_leaf_procedures)。在操作期间，路由器270可以另外从相邻的路由器接收各种设置信息，例如级别信息(例如，neighbor.level)或设置信息(例如，neighbor.capabilities.leaf_to_leaf_procedures)。路由器270可以通过例如IFC236跨连接到IFC 236中的任何一个的链路与邻居通信。一旦路由器270具有配置的角色，路由器就可以与其相邻路由器形成邻接，从而允许路由器270参与各种路由功能，例如，将路由的距离矢量传输到较低的邻居或将链路状态信息传到较高的邻居。
距离向量或距离向量路由信息可以包括关于路由器270的路由表的信息。链路状态信息可以包括通过一个或多个链路状态算法(例如，最短路径优先算法)获得的与连接性相关的信息，即，关于路由器270的相邻路由器的信息。路由协议处理244可以在向上行邻居传输路由信息时根据修改的链路状态路由协议(例如，J.Moy，OSPF Version 2，RFC 2328，April1998；and D.Oran，OSI IS-IS Intra-domain Routing Protocol，RFC 1142，February 1990)的属性来操作，并且可以在向下行邻居传输路由信息时根据路径向量协议(例如，Y.Rekhter，A Border Gateway Protocol 4(BGP-4)，RFC 4271，January 2006)的属性来操作。RFC 2328、RFC 1142以及RFC4271的全部内容通过引用结合于此。
图3是示出根据本公开的技术的用于在IP结构118中部署网络装置的示例性方法300的流程图。相对于图2的路由器270和图1A和图1B的网络100来说明图3的方法。然而，其他网络装置(例如，交换机或其他路由器)可以执行该方法或基本相似的方法。此外，图3的方法不必按所示顺序执行。
如上所述，将路由器270分配给脊或叶的角色的人工干预可能导致配置错误。为了克服这一点，如上所述，角色分配器116被部署并且经由如图1A、图1B以及图2所示的管理网络的管理链路128连接到IP结构118中的每个网络装置(节点104、108)。角色分配器116可以是简单的交换机，其中，下部(或上部)端口被指定为叶端口并且上部(或下部)端口被指定为脊端口。在较大的部署中，可以部署两个交换机；一个用于脊，另一个用于叶，如图1B所示。当网络控制器114发现新装置时，由于其与适当分配器的连接性，控制器114自动分配适当的角色，并因此将适当的配置推送到该装置。在一些示例中，将这样的角色分配器功能引入管理网络可以提供强大的自动化机制以减少人工干预和可能的配置错误。
在一个示例性方法中，分配器116的端口被指定为脊节点连接(302)。分配器116的其他端口被指定为叶节点连接(304)。部署到IP结构118中的网络装置通过管理端口连接到与其角色匹配的分配器116的端口(306)。例如，被部署为叶节点的网络装置连接到分配器116的叶节点连接端口，而被部署为脊节点的网络装置连接到分配器116的脊节点连接端口。
当部署到IP结构118的网络装置上电时，尝试发现该装置是连接到分配器116的脊节点连接端口或分配器116的叶节点连接端口(308)。如果装置连接到分配器116的脊节点连接端口(在308处为是)，则装置是脊节点，并且其被相应地配置(310)。如果该装置未连接到分配器116的脊节点连接端口(在308处为否)，则该装置是叶节点，并且其被相应地配置(312)。
图4是示出根据本公开的技术的用于自动确定IP结构118中的网络装置的角色信息的示例性方法350的流程图。相对于图2的路由器270和图1A和图1B的网络100说明图4的方法。然而，其他网络装置(例如，交换机或其他路由器)可以执行该方法或基本相似的方法。此外，图4的方法不必按所示顺序执行。
最初，一个或多个角色分配器116被配置用于服务(352)。在一个示例性方法中，被指定为角色分配器116的交换机的特定端口被指定为脊端口，而其他端口被指定为叶端口。在一些示例性方法中，如上面图1A、图1B以及图2的描述中所讨论的，基于节点104和108与分配器116的连接，节点104和108自动被分配到其网络拓扑内的适当角色。
在一个示例性方法中，被指定为角色分配器116的交换机的端口被分成两半，其中，较低编号的端口被指定为脊端口，较高编号的端口被指定为叶端口。在另一种这样的方法中，端口被分成两半，较低编号的端口被指定为叶端口，较高编号的端口被指定为脊端口。端口也可以通过其他机制(例如偶数/奇数端口)指定为脊或叶。此外，分配器116上的管理端口连接可以以其他方式划分(例如，最低四分之一或最高四分之一端口可以被指定为脊节点端口连接，其余端口被指定为叶节点端口连接)。
在一个这样的示例性方法中，每个路由器270经由其管理端口P连接到分配器116的端口(354)。如图1A所示，基于从角色分配器116接收的信息，IP结构118内的装置104、108自动被分配到其网络拓扑(例如，IP结构118)内的网络层120级。在一个这样的示例性方法中，具有未知角色的路由器270通过查询附接的角色分配器116或通过查询角色分配器116内的专用分配器124、126来得到其自身的角色(356)。在一种这样的方法中，每个路由器270包括详细说明分配器116上被指定为脊节点端口的端口和分配器116上被指定为叶节点端口的端口的信息。此外，每个路由器270包括允许路由器270确定其连接到的分配器116、124、126上的端口并且基于分配器端口确定其是脊节点还是叶节点的程序代码。例如，路由器270可以使用链路层发现协议(LLDP)来开始在管理端口P从管理链路128接收数据包。如果数据包来自分配器116上专用于脊节点的端口，则路由器270是脊节点。然而，如果数据包来自专分配器116上用于叶节点的端口，则路由器270是叶节点。然后，基于其确定的角色配置路由器270(358)。在一个示例性方法中，一旦路由器270确定它是脊节点或叶节点，路由器270就联系管理网络上的服务器以检索适当的配置信息。换句话说，在路由器270“联系服务器”的一个这样的示例中，路由器270通过管理网络输出信号。在该示例中连接到管理网络的服务器检测管理网络上的信号，并确定该信号对应于对配置信息的请求。服务器通过管理网络输出响应信号。路由器270检测响应信号并确定响应信号包括适当的配置信息。在一些示例中，服务器可以是或包括分配器116。
图5是示出根据本公开的技术的用于自动确定IP结构118中的网络装置的角色信息的另一示例性方法400的流程图。在图5的示例性方法中，通过分配器116连接到节点104、108的网络控制器114确定其用于到达该节点的分配器116上的端口，并相应地将该节点配置为脊或节点。也就是说，如果路由器270的管理端口连接到分配器116的专用于脊节点的端口，则装置是脊节点104。如果管理端口连接到分配器116的专用于叶节点的端口，则装置是叶节点108。
在一个示例性方法中，一个或多个角色分配器116被配置用于服务(402)。每个路由器270经由管理端口(或专用作管理端口的端口)连接到分配器116的端口(404)。如图1A所示，基于从角色分配器116接收的信息，IP结构118内的装置104、108自动被分配到其网络拓扑(例如，IP结构118)内的网络层120级。如图1B所示，基于从角色分配器116的脊分配器124或叶分配器126接收的信息，IP结构118内的装置104、108自动被分配到其网络拓扑(例如，IP结构118)内的网络层120级。
在一个示例性方法中，网络控制器114等待(在406处为否)以检测被添加到IP结构118的装置(406)。例如，添加到IP结构118的装置在初始化时可以开始在管理端口P上和/或通过链路接口236进行传输。在一个示例性方法中，交换机或路由器安装在机架上并上电。然后，交换机或路由器通过管理链路128联系以从管理网络(例如，经由动态主机配置协议(DHCP)服务器)检索其IP地址。
当检测到新装置时(在406处为是)，网络控制器114确定其角色(408)。在一个示例性方法中，网络控制器114通过确定新装置所连接的分配器116上的端口来确定新装置的角色。如果分配器116上的端口被指定为专用于脊节点，则网络控制器114将新装置配置为脊节点。如果分配器116上的端口被指定为专用于叶节点，则网络控制器114将新装置配置为叶节点。然后，基于其确定的角色来配置新装置(410)。
以类似的方式，如果网络控制器114确定新装置连接到脊分配器124，则网络控制器114将新装置配置为脊节点。如果网络控制器114确定新装置连接到叶分配器126，则网络控制器114将新装置配置为叶节点。再次，基于其确定的角色来配置新装置(410)。
本公开的技术可以提供优于现有协议一个或多个技术优势。例如，本公开的技术可以避免要求网络管理员112为每个交换机人工配置各种参数，例如在IP结构118或构成IP结构118的单个节点104、108(例如，脊节点104、叶节点108)的配置期间为每个交换机定义每个级别120。这可以避免配置错误和网络管理员的管理负担。一些示例性技术允许管理员在配置那些装置的某些方面之前将带内网络连接到结构内的相邻装置，从而避免了将那些装置连接到带外网络的需要。
本公开中描述的技术可以至少部分地以硬件、软件、固件或其任何组合来实现。例如，所述技术的各个方面可以在一个或多个处理器内实现，所述处理器包括一个或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或任何其他等效集成或离散逻辑电路，以及这些组件的任何组合。术语“处理器”或“处理电路”通常可以单独地或与其他逻辑电路或任何其他等效电路组合的指任何前述逻辑电路。包括硬件的控制单元还可以执行本公开的一个或多个技术。
这样的硬件、软件和固件可以在相同的装置内或在单独的装置内实现，以支持本公开中描述的各种操作和功能。此外，任何所描述的单元、模块或组件可以一起或单独地实现为离散但可互操作的逻辑装置。将不同特征描述为模块或单元旨在突出不同的功能方面，并且不一定意味着这些模块或单元必须通过单独的硬件或软件组件来实现。相反，与一个或多个模块或单元相关联的功能可以由单独的硬件或软件组件执行，或集成在共同的或单独的硬件或软件组件中。
本公开中描述的技术还可以在包含指令的计算机可读介质(例如，计算机可读存储介质)中实现或编码。嵌入或编码在计算机可读介质中的指令可以使可编程处理器或其他处理器执行该方法，例如，当指令被执行时。计算机可读介质可以包括非暂时性计算机可读存储介质和瞬态通信介质。作为有形且非暂时性的计算机可读存储介质可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电子可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、硬盘、CD-ROM、软盘、盒式磁带、磁介质、光学介质或其他计算机可读存储介质。术语“计算机可读存储介质”指的是物理存储介质，而不是信号、载波或其他瞬态介质。
已经描述了各种示例。这些和其他示例在以下权利要求的范围内。

Claims (18)

1.一种配置网络装置的方法，包括：
在具有管理网络的结构内部署网络装置，其中，部署包括通过所述管理网络将部署的网络装置的端口连接到角色分配器的端口，其中，所述角色分配器包括指定为第一级端口连接的一个或多个端口以及指定为第二级端口连接的一个或多个其他端口；
由网络装置通过所述管理网络查询所述角色分配器确定所述部署的网络装置是否连接到指定为第一级端口连接的所述角色分配器的所述端口中的一个端口；以及
如果所述部署的网络装置连接到指定为第一级端口连接的所述角色分配器的所述端口中的一个端口，则将所述部署的网络装置配置为第一级装置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述部署的网络装置配置为所述第一级装置包括将所述部署的网络装置配置为脊节点。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述部署的网络装置配置为所述第一级装置包括将所述部署的网络装置配置为叶节点。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述网络装置是第一网络装置，并且其中，所述方法进一步包括：
通过将第二网络装置的端口通过所述管理网络连接到所述角色分配器的端口之一，在所述结构内部署第二网络装置；
由所述第二网络装置通过所述管理网络查询所述角色分配器确定部署的第二网络装置是否连接到指定为第一级端口连接的所述角色分配器的所述端口中的一个端口；以及
如果所述部署的第二网络装置未连接到指定为第一级端口连接的所述角色分配器的所述端口中的一个端口，则将所述部署的第二网络装置配置为第二级装置。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述部署的第一网络装置配置为所述第一级装置包括将所述部署的第一网络装置配置为脊节点，以及
其中，将所述部署的第二网络装置配置为所述第二级装置包括将所述部署的第二网络装置配置为叶节点。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，确定所述部署的网络装置是否连接到指定为第一级端口连接的所述端口中的一个端口包括：
经由在所述管理网络上接收的数据包，确定分配给所述部署的网络装置连接的所述角色分配器的端口的端口号；以及
基于所述端口号，确定所述部署的网络装置是否连接到所述第一级端口连接之一。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，确定所述部署的网络装置是否连接到指定为第一级端口连接的所述端口中的一个端口包括：
在所述管理网络上发送来自所述部署的网络装置的请求；
在所述部署的网络装置处接收数据包作为对所述请求的响应，其中，所述数据包包括与所述部署的网络装置连接的所述角色分配器的端口相关联的角色分配器端口号；以及
在所述部署的网络装置处，基于所述端口号，确定所述部署的网络装置是否连接到所述第一级端口连接之一。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，确定所述部署的网络装置是否连接到指定为第一级端口连接的所述端口中的一个端口包括：
在所述管理网络上发送来自所述部署的网络装置的请求；
在所述部署的网络装置处接收数据包作为对所述请求的响应，其中，所述数据包包括与所述部署的网络装置连接的所述角色分配器的端口相关联的角色分配器端口号；
在所述部署的网络装置处，基于所述端口号，确定所述部署的网络装置是否连接到所述第一级端口连接之一；以及
如果所述部署的网络装置连接到指定为所述第一级端口连接之一的端口，则检索所述部署的网络装置的第一级设备装置信息。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，确定所述部署的网络装置是否连接到指定为第一级端口连接的所述端口中的一个端口包括：
在所述管理网络上从网络控制器向所述部署的网络装置发送请求；
接收数据包作为对所述请求的响应，其中，所述数据包包括与所述部署的网络装置连接的所述角色分配器的端口相关联的角色分配器端口号；以及
在所述网络控制器处，基于所述端口号，确定所述部署的网络装置是否连接到所述第一级端口连接之一。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，确定所述部署的网络装置是否连接到指定为第一级端口连接的所述端口中的一个端口包括：
在所述管理网络上从网络控制器向所述部署的网络装置发送请求；
接收数据包作为对所述请求的响应，其中，所述数据包包括与所述部署的网络装置连接的所述角色分配器的端口相关联的角色分配器端口号；
在所述网络控制器处，基于所述端口号，确定所述部署的网络装置是否连接到所述第一级端口连接之一，以及
如果所述部署的网络装置连接到指定为所述第一级端口连接之一的端口，则检索所述部署的网络装置的第一级装置配置信息并将所述第一级装置配置信息下载到所述部署的网络装置。
11.一种网络装置，包括：
多个网络接口，每个网络接口被配置为通信地耦接到网络；以及
一个或多个处理器，包括处理电路，所述处理电路被配置为：
识别所述网络装置的管理端口；
通过所述管理端口建立到角色分配器的网络连接，其中，所述角色分配器包括指定为第一级端口连接的一个或多个端口以及指定为第二级端口连接的一个或多个其他端口；
通过经所述网络连接查询所述角色分配器经由所述网络连接确定所述网络装置连接的角色分配器端口；以及
如果基于查询所述角色分配器所述网络装置被确定为连接到指定为第一级端口连接的所述角色分配器的一个端口，则将所述网络装置配置为第一级装置。
12.根据权利要求11所述的网络装置，所述一个或多个处理器进一步包括处理电路，所述处理电路被配置为通过所述网络连接检索所述网络装置的第一级装置配置信息。
13.根据权利要求11或12所述的网络装置，所述一个或多个处理器进一步包括处理电路，所述处理电路被配置为：
通过所述网络连接发送来自所述网络装置的请求；
在所述网络装置处接收数据包作为对所述请求的响应，其中，所述数据包包括与所述网络装置连接的所述角色分配器的端口相关联的端口号；以及
基于所述端口号，确定所述网络装置是否连接到指定为第一级端口连接的所述端口中的一个端口。
14.根据权利要求11和12中任一项所述的网络装置，所述一个或多个处理器进一步包括处理电路，所述处理电路被配置为：
经由所述网络连接发送来自所述网络装置的请求；
在所述网络装置处接收数据包作为对所述请求的响应，其中，所述数据包包括与所述网络装置连接的所述角色分配器的端口相关联的端口号；
基于所述端口号，确定所述网络装置连接的角色分配器端口；
如果所述网络装置连接到指定为第一级端口连接的所述角色分配器端口之一，则检索所述网络装置的第一级装置配置信息；以及
如果所述网络装置连接到指定为第二级端口连接的所述角色分配器端口之一，则检索所述网络装置的第二级装置配置信息。
15.一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储指令，所述指令在执行时使得网络装置的处理器：
识别所述网络装置的管理端口；
通过所述管理端口建立到角色分配器的网络连接，其中，所述角色分配器包括指定为第一级端口连接的一个或多个端口以及指定为第二级端口连接的一个或多个其他端口；
通过经由所述网络连接查询所述角色分配器确定所述网络装置连接的角色分配器端口；
如果基于查询所述角色分配器所述网络装置被确定为连接到指定为第一级端口连接的所述角色分配器端口之一，则将所述网络装置配置为第一级装置；以及
如果基于查询所述角色分配器所述网络装置被确定为连接到指定为第二级端口连接的所述角色分配器端口之一，则将所述网络装置配置为第二级装置。
16.根据权利要求15所述的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质进一步具有存储在其上在执行时使得所述网络装置的处理器检索所述网络装置的第一级装置配置信息和第二级装置配置信息中的一个或多个的指令。
17.根据权利要求15所述的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质进一步具有存储在其上的在执行时使得所述网络装置的处理器执行以下操作的指令：
经由所述网络连接发送来自所述网络装置的请求；
在所述网络装置处接收数据包作为对所述请求的响应，其中，所述数据包包括与所述网络装置连接的所述角色分配器的端口相关联的端口号；以及
基于所述端口号，确定所述网络装置是否连接到指定为第一级端口连接的所述角色分配器的所述端口中的一个端口。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的计算机可读存储介质，其中，所述第一级装置是脊装置，并且所述第二级装置是叶装置，所述计算机可读存储介质进一步具有存储在其上在执行时使得所述网络装置的处理器执行以下操作的指令：
经由所述网络连接发送来自所述网络装置的请求；
在所述网络装置处接收数据包作为对所述请求的响应，其中，所述数据包包括与所述网络装置连接的所述角色分配器的端口相关联的端口号；
如果所述端口号与指定为第一级端口连接的所述角色分配器的端口相关联，则检索配置信息以将所述网络装置配置为脊节点；以及
如果所述端口号与指定为第二级端口连接的所述角色分配器的端口相关联，则检索配置信息以将所述网络装置配置为叶节点。
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