CN112187676B - 一种交换机端口恢复的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种交换机端口恢复的方法和设备，该方法包括：每经过阈值时间获取每个vlan的端口列表以及端口之间的连接关系并从列表中的每一个端口发送探测封包；关闭列表中的一个端口并在上层端口基于预设拦截规则拦截探测封包，并对拦截到的探测封包进行解析；基于解析后的探测封包以及连接关系判断拦截到的探测封包是否为列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包；响应于拦截到的探测封包不是列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包，将关闭端口对应的vlan上的全部端口关闭以避免广播风暴产生。通过使用本发明的方案，能够大幅减少因为误插拔网络线导致的广播风暴，能够帮助管理人员实时掌握交换机状态，快速找出问题发生的端口。

Description

一种交换机端口恢复的方法和设备
技术领域
本领域涉及计算机领域，并且更具体地涉及一种交换机端口恢复的方法和设备。
背景技术
生成树协定(Spanning Tree Protocol，STP)是一个作用在OSI网络模型中第二层的通讯协议。基本应用是防止交换机冗余链路产生的循环，用于确保以太网中无循环的逻辑拓扑结构，从而避免广播风暴大量占用交换机的资源。生成树协议工作原理是任意一交换机中如果到达根网桥有两条或者两条以上的链路，生成树协议根据算法把其中一条切断，仅保留一条，从而保证任意两个交换机之间只有一条单一的活动链路。
链路层发现协议(Link Layer Discovery Protocol)是一种数据链路层协议，网络装置可以通过在本地网络中传送LLDPDU(Link Layer Discovery Protocol Data Unit)来通告其他装置自身的状态。是一种能够使网络中的装置互相发现并通告状态、相互信息的协议。网络回路Network Loop是多台交换机之间因为不当的连接方式，使得循环出现在网络拓谱中，该连接方式会导致广播风暴的产生，并且使整体网络效益下降。
广播域(Broadcast domain)是处于同一个网络的所有设备，均位于同一个广播域。也就是说，所有的广播封包会播发到网络的每一个端口。广播风暴(Broadcast storm)是广播风暴是一种在计算机网络上发生的错误，原因是因为广播及多播讯号的累积，占用大量的网络带宽而使正常网络信号无法流通。虚拟局域网(Vlan)是一种网络交换技术的分群方法，网管人员可以透过设定交换器上封包合法的出入端口，以对实体网络中的装置进行逻辑分群管理，目的是为了降低区域网内大量数据流通时，因无用封包过多导致壅塞的问题，以及提升区域网的信息安全保障。访问控制串行(ACL)是一种在交换机上设定的封包转发规则，可对所有进出交换机的封包进行查验，一旦符合特定规则就会执行设定好的行为，比如将源IP为10.0.0.1的封包送到端口B或是将某个特别协议的封包丢弃。现有技术的检测广播风暴的产生只针对回路产生的时候去做探测，并且关闭回路中的某一个端口，并没有对于整个网路上的连线状态做更进一步的处理。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种交换机端口恢复的方法和设备，通过使用本发明的方法，能够大幅减少产线人员因为误插拔网络线导致的广播风暴，能够帮助网管人员实时掌握交换机状态，快速找出问题发生的端口。
基于上述目的，本发明的实施例的一个方面提供了一种交换机端口恢复的方法，包括以下步骤：
每经过阈值时间获取每个vlan的端口列表以及端口之间的连接关系并从列表中的每一个端口发送探测封包；
关闭列表中的一个端口并在上层端口基于预设拦截规则拦截探测封包，并对拦截到的探测封包进行解析；
基于解析后的探测封包以及连接关系判断拦截到的探测封包是否为列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包；
响应于拦截到的探测封包不是列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包，将关闭端口对应的vlan上的全部端口关闭以避免广播风暴产生。
根据本发明的一个实施例，基于解析后的探测封包以及连接关系判断拦截到的探测封包是否为列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包包括：
判断拦截到的探测封包的以太网类型是否为9155；
响应于以太网类型是9155，判断源MAC是否为交换机MAC；
响应于源MAC是交换机MAC，判断vlan id是否为端口的vlan id；
响应于vlan id是端口的vlan id，判断拦截到的探测封包是列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包。
根据本发明的一个实施例，关闭列表中的一个端口并在上层端口基于预设拦截规则拦截探测封包，并对拦截到的探测封包进行解析包括：
上层端口开启网络套接字以获取下层端口的封包；
通过访问控制串行总线设定拦截封包的格式；
上层端口基于格式以及预设拦截规则拦截下层的封包。
根据本发明的一个实施例，预设拦截规则为以太网类型＝9155。
根据本发明的一个实施例，探测封包的格式包括：
以太网类型＝9155；
源MAC＝交换机端口MAC；
Payload＝vlan id；
Destination MAC＝FF:FF:FF:FF:FF:FF。
本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种交换机端口恢复的设备，设备包括：
发送模块，发送模块配置为每经过阈值时间获取每个vlan的端口列表以及端口之间的连接关系并从列表中的每一个端口发送探测封包；
解析模块，解析模块配置为关闭列表中的一个端口并在上层端口基于预设拦截规则拦截探测封包，并对拦截到的探测封包进行解析；
判断模块，判断模块配置为基于解析后的探测封包以及连接关系判断拦截到的探测封包是否为列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包；
关闭模块，关闭模块配置为响应于拦截到的探测封包不是列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包，将关闭端口对应的vlan上的全部端口关闭以避免广播风暴产生。
根据本发明的一个实施例，判断模块还配置为：
判断拦截到的探测封包的以太网类型是否为9155；
响应于以太网类型是9155，判断源MAC是否为交换机MAC；
响应于源MAC是交换机MAC，判断vlan id是否为端口的vlan id；
响应于vlan id是端口的vlan id，判断拦截到的探测封包是列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包。
根据本发明的一个实施例，解析模块还配置为：
上层端口开启网络套接字以获取下层端口的封包；
通过访问控制串行总线设定拦截封包的格式；
上层端口基于格式以及预设拦截规则拦截下层的封包。
根据本发明的一个实施例，预设拦截规则为以太网类型＝9155。
根据本发明的一个实施例，探测封包的格式包括：
以太网类型＝9155；
源MAC＝交换机端口MAC；
Payload＝vlan id；
Destination MAC＝FF:FF:FF:FF:FF:FF。
本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的交换机端口恢复的方法，通过每经过阈值时间获取每个vlan的端口列表以及端口之间的连接关系并从列表中的每一个端口发送探测封包；关闭列表中的一个端口并在上层端口基于预设拦截规则拦截探测封包，并对拦截到的探测封包进行解析；基于解析后的探测封包以及连接关系判断拦截到的探测封包是否为列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包；响应于拦截到的探测封包不是列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包，将关闭端口对应的vlan上的全部端口关闭以避免广播风暴产生的技术方案，能够大幅减少产线人员因为误插拔网络线导致的广播风暴，能够帮助网管人员实时掌握交换机状态，快速找出问题发生的端口。
附图说明
为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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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实施例。
图1为根据本发明一个实施例的交换机端口恢复的方法的示意性流程图；
图2为根据本发明一个实施例的交换机端口恢复的设备的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
基于上述目的，本发明的实施例的第一个方面，提出了一种交换机端口恢复的方法的一个实施例。图1示出的是该方法的示意性流程图。
如图1中所示，该方法可以包括以下步骤：
S1每经过阈值时间获取每个vlan的端口列表以及端口之间的连接关系并从列表中的每一个端口发送探测封包，例如可以通过Tx_thread(发送线程)定时发送探测封包，Tx_thread每隔阈值时间(优选为两秒钟)就会去获取目前的Vlan及Vlan成员列表，根据成员列表来发送探测封包，举例来说，如果目前Vlan1成员有port5(端口5)及port6，那Tx_thread就会从port5及port6发送探测封包；
S2关闭列表中的一个端口并在上层端口基于预设拦截规则拦截探测封包，并对拦截到的探测封包进行解析，例如可以通过Rx_thread(接收线程)进行过滤分析拦截到的封包，发送的探测封包具有特定的规则，根据探测封包的规则设定拦截规则，可以将探测封包进行拦截；
S3基于解析后的探测封包以及连接关系判断拦截到的探测封包是否为列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包，例如通过判断探测封包的属性可以得知该封包是否为关闭端口的邻居端口发送的探测封包；
S4响应于拦截到的探测封包不是列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包，将关闭端口对应的vlan上的全部端口关闭以避免广播风暴产生，举例来说，如果在时间间隔内没有收到被关闭的端口的邻居所发送的探测封包，可以合理的认定这条路径上面至少某一台机器或是某一个端口的线松脱了，才会造成路径不通，探测封包无法抵达的现象。
本发明的技术方案是利用了广播封包会被交换机转发到整个广播域的特性，针对交换机上的所有Vlan发送特定格式的探测封包，并在其他端口上透过配置SONiC的ACL规则拦截该特定封包并送往上层程序进行分析，以确定该广播域是否有回路发生，再利用SONiC可以透过链路层发现协议取得自己与邻居接口的端口号码及该邻居交换机的MAC地址，并以此判断是不是有收到该邻居发送的探测封包。
通过本发明的技术方案，能够大幅减少产线人员因为误插拔网络线导致的广播风暴，能够帮助网管人员实时掌握交换机状态，快速找出问题发生的端口。
在本发明的一个优选实施例中，基于解析后的探测封包以及连接关系判断拦截到的探测封包是否为列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包包括：
判断拦截到的探测封包的以太网类型是否为9155；
响应于以太网类型是9155，判断源MAC是否为交换机MAC；
响应于源MAC是交换机MAC，判断vlan id是否为端口的vlan id；
响应于vlan id是端口的vlan id，判断拦截到的探测封包是列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包。
在本发明的一个优选实施例中，探测封包的格式包括：
以太网类型＝9155；
源MAC＝交换机端口MAC；
Payload＝vlan id；
Destination MAC＝FF:FF:FF:FF:FF:FF。其中以太网类型不限于9155，只要该以太网类型不会跟既有的标准冲突即可。
在本发明的一个优选实施例中，关闭列表中的一个端口并在上层端口基于预设拦截规则拦截探测封包，并对拦截到的探测封包进行解析包括：
上层端口开启网络套接字以获取下层端口的封包；
通过访问控制串行总线设定拦截封包的格式；
上层端口基于格式以及预设拦截规则拦截下层的封包。Rx_thread启动后会先开启一个网络套接字(network socket)来获取下层的封包，并且通过ACL去设定想要上传的封包格式，本例中根据上述探测封包的格式使用Ethertype 9155作为过滤的规则，之后就进入等待状态，直到有封包上传唤醒Rx_thread，Rx_thread才会对该封包进行分析，通过检查以太网类型(Ethertype)、源MAC、vlan id可以得知该封包是否为被关闭的端口的邻居端口发送的探测封包，若收到探测封包表示交换机上该Vlan所在之广播域有回路存在，此时交换机会关闭该Vlan上的端口避免广播风暴产生。
在本发明的一个优选实施例中，预设拦截规则为以太网类型＝9155。如果探测封包的格式改变，该拦截规则也需要改变。
通过本发明的技术方案，能够大幅减少产线人员因为误插拔网络线导致的广播风暴，能够帮助网管人员实时掌握交换机状态，快速找出问题发生的端口。
此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由CPU执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被CPU执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
基于上述目的，本发明的实施例的第二个方面，提出了一种交换机端口恢复的设备，如图2所示，设备200包括：
发送模块，发送模块配置为每经过阈值时间获取每个vlan的端口列表以及端口之间的连接关系并从列表中的每一个端口发送探测封包；
解析模块，解析模块配置为关闭列表中的一个端口并在上层端口基于预设拦截规则拦截探测封包，并对拦截到的探测封包进行解析；
判断模块，判断模块配置为基于解析后的探测封包以及连接关系判断拦截到的探测封包是否为列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包；
关闭模块，关闭模块配置为响应于拦截到的探测封包不是列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包，将关闭端口对应的vlan上的全部端口关闭以避免广播风暴产生。
在本发明的一个优选实施例中，判断模块还配置为：
判断拦截到的探测封包的以太网类型是否为9155；
响应于以太网类型是9155，判断源MAC是否为交换机MAC；
响应于源MAC是交换机MAC，判断vlan id是否为端口的vlan id；
响应于vlan id是端口的vlan id，判断拦截到的探测封包是列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包。
在本发明的一个优选实施例中，解析模块还配置为：
上层端口开启网络套接字以获取下层端口的封包；
通过访问控制串行总线设定拦截封包的格式；
上层端口基于格式以及预设拦截规则拦截下层的封包。
在本发明的一个优选实施例中，预设拦截规则为以太网类型＝9155。
在本发明的一个优选实施例中，探测封包的格式包括：
以太网类型＝9155；
源MAC＝交换机端口MAC；
Payload＝vlan id；
Destination MAC＝FF:FF:FF:FF:FF:FF。
需要特别指出的是，上述系统的实施例采用了上述方法的实施例来具体说明各模块的工作过程，本领域技术人员能够很容易想到，将这些模块应用到上述方法的其他实施例中。
上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实现的可能示例，并且仅为了清楚地理解本发明的原理而提出。可以在不脱离本文所描述的技术的精神和原理的情况下对上述实施例进行许多变化和修改。所有修改旨在被包括在本公开的范围内并且由所附权利要求保护。

Claims (10)

1.一种交换机端口恢复的方法，其特征在于，包括以下步骤：
每经过阈值时间获取每个vlan的端口列表以及端口之间的连接关系并从所述列表中的每一个端口发送探测封包；
关闭所述列表中的一个端口并在上层端口基于预设拦截规则拦截探测封包，并对拦截到的探测封包进行解析；
基于解析后的探测封包以及所述连接关系判断所述拦截到的探测封包是否为所述列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包；
响应于所述拦截到的探测封包不是所述列表中的连接所述关闭端口的其他端口发送的探测封包，将所述关闭端口对应的vlan上的全部端口关闭以避免广播风暴产生。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于解析后的探测封包以及所述连接关系判断所述拦截到的探测封包是否为所述列表中的连接所述关闭端口的其他端口发送的探测封包包括：
判断所述拦截到的探测封包的以太网类型是否为9155；
响应于以太网类型是9155，判断源MAC是否为交换机MAC；
响应于源MAC是交换机MAC，判断vlan id是否为端口的vlan id；
响应于vlan id是端口的vlan id，判断所述拦截到的探测封包是所述列表中的连接所述关闭端口的其他端口发送的探测封包。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，关闭所述列表中的一个端口并在上层端口基于预设拦截规则拦截探测封包，并对拦截到的探测封包进行解析包括：
上层端口开启网络套接字以获取下层端口的封包；
通过访问控制串行总线设定拦截封包的格式；
上层端口基于所述格式以及所述预设拦截规则拦截下层的封包。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设拦截规则为以太网类型＝9155。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述探测封包的格式包括：
以太网类型＝9155；
源MAC＝交换机端口MAC；
Payload＝vlan id；
Destination MAC＝FF:FF:FF:FF:FF:FF。
6.一种交换机端口恢复的设备，其特征在于，所述设备包括：
发送模块，所述发送模块配置为每经过阈值时间获取每个vlan的端口列表以及端口之间的连接关系并从所述列表中的每一个端口发送探测封包；
解析模块，所述解析模块配置为关闭所述列表中的一个端口并在上层端口基于预设拦截规则拦截探测封包，并对拦截到的探测封包进行解析；
判断模块，所述判断模块配置为基于解析后的探测封包以及所述连接关系判断所述拦截到的探测封包是否为所述列表中的连接关闭端口的其他端口发送的探测封包；
关闭模块，所述关闭模块配置为响应于所述拦截到的探测封包不是所述列表中的连接所述关闭端口的其他端口发送的探测封包，将所述关闭端口对应的vlan上的全部端口关闭以避免广播风暴产生。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述判断模块还配置为：
判断所述拦截到的探测封包的以太网类型是否为9155；
响应于以太网类型是9155，判断源MAC是否为交换机MAC；
响应于源MAC是交换机MAC，判断vlan id是否为端口的vlan id；
响应于vlan id是端口的vlan id，判断所述拦截到的探测封包是所述列表中的连接所述关闭端口的其他端口发送的探测封包。
8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述解析模块还配置为：
上层端口开启网络套接字以获取下层端口的封包；
通过访问控制串行总线设定拦截封包的格式；
上层端口基于所述格式以及所述预设拦截规则拦截下层的封包。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述预设拦截规则为以太网类型＝9155。
10.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述探测封包的格式包括：
以太网类型＝9155；
源MAC＝交换机端口MAC；
Payload＝vlan id；
Destination MAC＝FF:FF:FF:FF:FF:FF。
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