CN111294279B - Pxe环境中网络聚合组后备端口的设定装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了PXE环境中网络聚合组后备端口的设定装置及方法,该装置包括DHCP服务器、PXE部署服务器、PXE客户机和交换机,其中,PXE客户机生成并发送端口数据包,选择其中一个数据包添加第一标记;交换机识别数据包中的第一标记,并将该标记对应的端口设置为后备端口。所述的方法包括:S1:加载程序启动全部端口并生成对应的数据包;S2:DHCP客户机选择一个空闲端口添加第一标记;S3:加载程序在该端口对应的数据包内添加第一标记;S4:加载程序将修改后的全部数据包发送至交换机;S5:交换机用于识别数据包中的第一标记,并将该标记对应的端口设置为后备端口。该方案通过自动指定后备端口,解决了现有技术中手动设定导致的耗时、失误等问题。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信领域,特别是涉及在PXE环境中网络聚合组后备端口的设定装置及方法。
背景技术
PXE(Preboot eXecution Environment,预启动执行环境)提供了一种使用网络接口(Network Interface)启动计算机的机制,这种机制让计算机的启动可以不依赖本地数据储存装置(如硬盘)或本地已安装的操作系统,藉由安装在PXE客户机上的加载程序bootloader将镜像从远程的PXE部署服务器下载后再安装到本地机器上。
当PXE客户机和交换机透过链路聚合相连接时,在PXE客户机还未从PXE部署服务器拿到完整运作的镜像前,PXE客户机只有一个简单的加载程序bootloader在运作,所以无法和交换机协调形成链路聚合,这样的情况会导致PXE客户机和交换机间形成回路(network loop)。
为了解决上述问题,现有技术中采用链路聚合fallback mode(后备模式),通过在交换机上手动设定一个链路聚合成员的端口做为fallback port,当链路聚合无法成功连结时,就把链路聚合上的成员端口都关闭,只留下该指定的fallback port与PXE客户机进行通讯,等到PXE客户机从PXE部署服务器下载镜像成功,有能力与交换机形成链路聚合时,再把之前关闭的成员端口恢复并形成链路聚合。
然而,手动设定的方式,仅仅适用于网络结构简单的应用环境,现在会使用PXE的环境基本上都会是大量部署的情况,如数据中心或产线,采用手动指定后备端口的形式,不仅费时费力,而且很容易发生设定错误的情况。
发明内容
本发明实施例中提供了PXE环境中网络聚合组后备端口的设定装置及方法,利用自动设定的方式指定后备端口,以解决现有技术中手动设定导致的耗时、失误等问题。
为了解决上述技术问题,本发明实施例公开了如下技术方案:
本发明实施例提供了一种PXE环境中网络聚合组后备端口的设定装置,所述的装置包括:
DHCP服务器,存储IP地址池,在客户机登录时自动分配IP地址和子网掩码;
PXE部署服务器,用于存储镜像文件;
PXE客户机,包括加载程序和DHCP客户机,用于生成并发送端口数据包,并选择其中一个数据包添加第一标记;
交换机,用于识别数据包中的第一标记,并将该标记对应的端口设置为后备端口。
进一步的,所述的加载程序包括:
启动单元,用于启动PXE客户机全部端口;
封包单元,用于生成每个端口的DHCP数据包;
标记单元,用于在DHCP客户机选择一个空闲端口添加第一标记后,同时在该端口对应的数据包内添加第一标记;
发送单元,用于将全部的数据包发送至交换机。
优选的,所述的第一标记为DHCP option 224。
进一步的,所述的交换机包括:
数据包分析模块,用于接收PXE客户机发送的数据包,获取第一标记,并将该第一标记对应的端口号发送给端口配置模块;
DHCP中继模块,用于实现端口配置模块和数据包分析模块之间的数据交互;
端口配置模块,用于接收数据包分析模块发送的端口号,并将该端口设定为后备端口;
后备设置模块,用于接收端口配置模块的设定指令,启动后备端口。
进一步的,端口配置模块将端口设定为后备端口时,需要查询端口所在的网络聚合组,并将网络聚合组内其他端口设为关闭,将后备端口设为开启。
基于上述的装置,本发明实施例提供了一种PXE环境中网络聚合组后备端口的设定方法,所述的方法包括:
S1:加载程序启动全部端口并生成对应的数据包;
S2:DHCP客户机选择一个空闲端口添加第一标记;
S3:加载程序在该端口对应的数据包内添加第一标记;
S4:加载程序将修改后的全部数据包发送至交换机;
S5:交换机用于识别数据包中的第一标记,并将该标记对应的端口设置为后备端口。
进一步的,所述的方法还包括:
S0:设置网络聚合组的后备模式为不指定端口,并启动数据包过滤功能。
进一步的,所述的方法还包括:
S6:PXE客户机完成镜像下载后,用新的镜像启动,端口配置模块将网络聚合组中的成员端口启动。
进一步的,步骤S5的具体实现过程为:
S51:数据包分析模块接收PXE客户机发送的数据包,识别第一标记及其对应的端口号;
S52:数据包分析模块将端口号发送至DHCP中继模块;
S53:DHCP中继模块将端口号发送至端口配置模块;
S54:端口配置模块接收端口号,并将该端口设定为后备端口;
S55:后备设置模块接收端口配置模块的设定指令,启动后备端口。
上述技术方案的有益效果在于:
相比与现有技术中的手动设定后备端口,本申请在启动程序后,使其开机后能在主要端口发送option为224的数据包(DHCP DISCOVERY封包),并由交换机检测到该端口,主动设定该端口为后备端口,该自动设定的过程可以循环往复执行,只要网络聚合组中存在空闲的主要端口,该装置及方法均可发挥功能,确保在复杂的网络环境下,能够随时保证指定准确的后备端口,降低设定时间,提高通信效率。
附图说明
了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种实施例提供的装置的原理图;
图2为本发明数据包的格式示意图;
图3为本发明一种实施例提供的方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
为了更好的说明本申请的技术原理,下面对几个概念进行具体阐述:
链路聚合(Port Channel):是将多个物理端口汇聚在一起,形成一个逻辑端口,以实现出/入流量吞吐量在各成员端口间的负载平衡,交换机根据用户配置的端口分担策略决定网络封包从哪个成员端口发送到对端的交换机。
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议):通常被应用在大型的局域网络环境中,主要作用是集中的管理、分配IP地址,使网络环境中的主机动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息,并能够提升地址的使用率。DHCP协议采用客户机/服务器模型,主机地址的动态分配任务由网络主机驱动。当DHCP服务器接收到来自网络主机申请地址的信息时,才会向网络主机发送相关的地址配置等信息,以实现网络主机地址信息的动态配置。
DHCP option:DHCP客户机透过两道来回的交握来向DHCP服务器获取IP地址,除了获取IP的功能之外,DHCP封包中也可透过option字段来向另一端传达特定的数据,比如DHCP option 128代表的是TFTP Server IP address,让客户机可以得知镜像存放地址。
参见图1,作为本发明一种可实现的实施例,提供了一种PXE环境中网络聚合组后备端口的设定装置,所述的装置主体包括DHCP服务器、PXE部署服务器、交换机和PXE客户机。
其中,DHCP服务器、PXE部署服务器都是实现基本功能,即DHCP服务器存储IP地址池,在客户机登录时自动分配IP地址和子网掩码;PXE部署服务器,用于存储镜像文件。
对于后备端口的自动设置,主要基于对PXE客户机和交换机的改进来实现。
对于PXE客户机而言,其仍然包括现有技术中的加载程序Bootloader和DHCP客户机,Bootloader作为一个微型化的linux系统,开机后会尝试透过网络下载要使用的镜像,DHCP客户机负责取得端口的IP地址,不同之处在于,本申请中的加载程序可以生成并发送端口数据包,DHCP客户机会选择其中一个数据包添加第一标记。
对于加载程序上述功能的实现,其主要结构组成及其功能为:
由启动单元启动PXE客户机全部端口,随后封包单元会用于生成每个端口的DHCP数据包,在数据包生成过程之前或者生成过程中,DHCP客户机会选择一个空闲端口添加第一标记,此时,标记单元检测到此动作后,同时在该端口对应的数据包内添加第一标记,待完成标记和封包等全部动作后,发送单元将全部的数据包发送至交换机。
交换机接收到数据包后,会识别数据包中的第一标记,并将该标记对应的端口设置为后备端口。
对于标记识别和后备端口设置的原理,主要基于以下模块来实现:
数据包分析模块会接收PXE客户机发送的数据包,获取第一标记,并将该第一标记对应的端口号传递给DHCP中继模块。
DHCP中继模块接收到端口号后,会将该信息传递给端口配置模块。
端口配置模块将端口设定为后备端口时,需要查询端口所在的网络聚合组,并将网络聚合组内其他端口设为关闭,将后备端口设为开启。
设置完成后,对于设置的执行动作由后备设置模块实现,最终完成后备端口的启动操作。
在上述装置功能实现过程中,其端口的识别主要基于第一标记,这里的第一标记指的是DHCP option 224。
一般使用上,DHCP option是用来让DHCP服务器传达讯息给DHCP客户机用的,比如DHCP option 128代表的是TFTP Server IP address,让client可以得知镜像存放地址,但在本案中我们将他放在客户机送往服务器的DHCP DISCOVERY封包中做为标示主要端口的手段,使用option 224代表为private use,封包的格式如图2所示。
对于上述的封包修改方式,其有益之处在于,这个封包送到服务器后,服务器会忽略这个设定,不会对正常的流程造成影响,换句话说,即使PXE客户机对接的不是特定的交换机,他的DHCP功能还是能正常运作。
基于上述的装置,本发明实施例提供了一种PXE环境中网络聚合组后备端口的设定方法,如图3所示,所述的方法包括以下过程:
1)加载程序启动全部端口并生成对应的数据包。
2)DHCP客户机选择一个空闲端口,使其携带的DHCP option字段为224,此时,加载程序会在该端口上传送的DHCP封包中,修改DHCP option字段为224。
3)加载程序将修改后的全部数据包发送至交换机,由交换机的数据包分析模块来接收。
4)交换机的数据包分析模块接收PXE客户机发送的数据包,在过滤出DHCP option为224的封包后,将该端口的端口号回报给DHCP中继模块,DHCP中继模块将端口号发送至端口配置模块,端口配置模块接收到端口号后,会先查询该端口所在的网络聚合组,并设定该网络聚合组其余的成员端口关闭,只留下识别的端口和PXE客户机进行传讯,设定完成后,该设定指令发送给后备设置模块,后备设置模块接收端口配置模块的设定指令,关闭网络聚合组的其他端口,启动后备端口实现单独通讯。
上述方法的实现过程中,其正式开始前,需要进行以下的操作:
首先,用户对网络聚合组进行基本配置,并将fallback mode(后备模式)配置为auto(即无需指定fallback端口)。
其次,端口配置模块会通知DHCP中继模块该网络聚合组已被启动fallback mode(后备模式)。
第三,DHCP中继模块对该网络聚合组下的端口启动数据包分析模块,进行封包过滤。
在后备端口设置完成后,待PXE客户机完成镜像下载后,用新的镜像启动,端口配置模块将网络聚合组中的成员端口启动。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.PXE环境中网络聚合组后备端口的设定装置,所述的装置包括DHCP服务器、PXE引导服务器、PXE客户机和交换机,所述的PXE客户机包括加载程序和DHCP客户机,其特征在于:
所述的PXE客户机用于生成并发送端口数据包,并选择其中一个数据包添加第一标记;
所述的交换机用于识别数据包中的第一标记,并将该标记对应的端口设置为后备端口,所述的后备端口,是指设定一个链路聚合成员的端口作为fallback port,当链路聚合无法成功连结时,就把链路聚合上的成员端口都关闭,只留下该指定的fallback port与PXE客户机进行通讯,等到PXE客户机从PXE部署服务器下载镜像成功,有能力与交换机形成链路聚合时,再把之前关闭的成员端口恢复并形成链路聚合。
2.根据权利要求1所述的PXE环境中网络聚合组后备端口的设定装置,其特征在于,所述的加载程序包括:
启动单元,用于启动PXE客户机全部端口;
封包单元,用于生成每个端口的DHCP数据包;
标记单元,用于在DHCP客户机选择一个空闲端口添加第一标记后,同时在该端口对应的数据包内添加第一标记;
发送单元,用于将全部的数据包发送至交换机。
3.根据权利要求1或2所述的PXE环境中网络聚合组后备端口的设定装置,其特征在于,所述的第一标记为DHCP option 224。
4.根据权利要求1所述的PXE环境中网络聚合组后备端口的设定装置,其特征在于,所述的交换机包括:
数据包分析模块,用于接收PXE客户机发送的数据包,获取第一标记,并将该第一标记对应的端口号发送给端口配置模块;
DHCP中继模块,用于实现端口配置模块和数据包分析模块之间的数据交互;
端口配置模块,用于接收数据包分析模块发送的端口号,并将该端口设定为后备端口;
后备设置模块,用于接收端口配置模块的设定指令,启动后备端口。
5.根据权利要求4所述的PXE环境中网络聚合组后备端口的设定装置,其特征在于,端口配置模块将端口设定为后备端口时,需要查询端口所在的网络聚合组,并将网络聚合组内其他端口设为关闭,将后备端口设为开启。
6.一种PXE环境中网络聚合组后备端口的设定方法,基于权利要求1所述的装置来实现,其特征在于,所述的方法包括:
S1:加载程序启动全部端口并生成对应的数据包;
S2:DHCP客户机选择一个空闲端口添加第一标记;
S3:加载程序在该端口对应的数据包内添加第一标记;
S4:加载程序将修改后的全部数据包发送至交换机;
S5:交换机用于识别数据包中的第一标记,并将该标记对应的端口设置为后备端口。
7.根据权利要求6所述的PXE环境中网络聚合组后备端口的设定方法,其特征在于,所述的方法还包括:
S0:设置网络聚合组的后备模式为不指定端口,并启动数据包过滤功能。
8.根据权利要求6所述的PXE环境中网络聚合组后备端口的设定方法,其特征在于,所述的方法还包括:
S6:PXE客户机完成镜像下载后,用新的镜像启动,端口配置模块将网络聚合组中的成员端口启动。
9.根据权利要求6-8任意一项所述的PXE环境中网络聚合组后备端口的设定方法,其特征在于,步骤S5的具体实现过程为:
S51:数据包分析模块接收PXE客户机发送的数据包,识别第一标记及其对应的端口号;
S52:数据包分析模块将端口号发送至DHCP中继模块;
S53:DHCP中继模块将端口号发送至端口配置模块;
S54:端口配置模块接收端口号,并将该端口设定为后备端口;
S55:后备设置模块接收端口配置模块的设定指令,启动后备端口。
10.根据权利要求8所述的PXE环境中网络聚合组后备端口的设定方法,其特征在于,步骤S54中,端口配置模块将端口设定为后备端口时,首先查询端口所在的网络聚合组,然后将后备端口设为开启,将网络聚合组内其他端口设为关闭。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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