CN113141268A - 实现手工聚合的链路聚合组冗余备份的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了实现手工聚合的链路聚合组冗余备份的方法及装置，方法包括：配置多个物理端口为M个工作端口和N个备份端口；工作端口处于工作状态，备份端口处于阻塞状态；检测M个工作端口对应的链路是否出现链路故障；当检测到M个工作端口中的至少一个工作端口对应的链路出现链路故障时，将N个备份端口中的至少一个备份端口切换为工作状态，以接替链路故障的链路的业务。实施本申请能够针对不支持LACP协议的以太链路设备实现冗余备份功能，使得手工聚合模式的链路聚合组端口获得冗余保护，保护网络安全，防止网络因故障而中断。

Description

实现手工聚合的链路聚合组冗余备份的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及实现手工聚合的链路聚合组冗余备份的方法及装置。

背景技术

随着以太网技术在城域网和广域网领域的广泛应用，用户对采用以太网技术的骨干链路带宽和可靠性提出越来越高的要求。在传统技术中，常用的增加带宽的方式是更换高速率的端口板或更换支持高速率端口板的设备来实现，但这种方案需要付出高额的费用，而且不够灵活。采用链路聚合组(Link Aggregation Group，LAG)技术可以在不进行硬件升级的条件下，通过将多个物理端口捆绑为一个逻辑端口实现增大链路带宽的目的。LAG是一种捆绑技术，将多个物理端口捆绑成一个逻辑端口，这个逻辑端口可被称为LAG端口或干道端口(Trunkport，简称Trunk端口)，Trunk端口对应的通信链路又可称为Eth-Trunk链路，捆绑在一起的每个物理端口称为成员端口。

链路聚合组的链路聚合模式可分为手工聚合模式、静态LACP聚合模式和动态LACP聚合模式。对于静态LACP聚合模式和动态LACP聚合类型模式的链路聚合组，要求Eth-Trunk链路两端设备都支持链路聚合控制协议(Link Aggregation Control Protocol，LACP)。这两种模式都要求在两端设备分别创建Eth-Trunk端口，且都可以同时实现负载分担和冗余备份的双重功能。

然而，当前网络中依然存在着大量的早期以太网设备，这些设备不支持LACP协议，那么如果需要在两个以太链路设备间提供一个较大的链路带宽，只能采用手工聚合模式，手工聚合模式是一种最基本的链路聚合方式，手工聚合模式又可称为手工负载分担模式。当Eth-Trunk链路两端设备中有至少一台设备不支持LACP协议时，可在设备上创建手工聚合模式的Eth-Trunk端口，并加入多个成员端口增加设备间的带宽及可靠性。在该模式下，没有链路聚合控制协议的参与，Eth-Trunk端口的建立、成员端口的加入等等完全由手工来配置。该模式下所有活动链路都参与数据的转发，共同分担负载流量(即负载分担)。所有的成员端口可以平均分担数据流量，也可以配置成员端口的权重，使部分端口分担更多的流量，实现非平均的流量分担。如果活动链路中出现故障链路，链路聚合组自动在剩余的活动链路中平均分担或按权重分担数据流量。

也就是说，对于手工聚合模式的链路聚合组的Trunk端口，只能支持链路的负载分担，而无法支持链路的冗余备份功能。

发明内容

本发明实施例提供了实现手工聚合的链路聚合组冗余备份的方法及装置，能够针对不支持LACP协议的以太链路设备实现冗余备份功能，使得手工聚合模式的链路聚合组的Trunk端口获得冗余保护，保护网络安全，防止网络因故障而中断。

第一方面，本发明实施例提供了一种实现手工聚合的链路聚合组冗余备份的方法，应用于具有手工聚合的多个物理端口的交换设备，方法包括：配置所述多个物理端口为M个工作端口和N个备份端口；其中，所述工作端口处于工作状态，所述备份端口处于阻塞状态；检测所述M个工作端口对应的链路是否出现链路故障；当检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口对应的链路出现链路故障时，将所述N个备份端口中的至少一个备份端口切换为工作状态，以接替所述链路故障的链路的业务。

由于现网中存在着大量未支持LACP协议的以太网设备，这些设备大多是之前的核心设备，更换困难，对于连接这些核心设备的链路需要冗余保护。通过实施本发明实施例描述的方法，能够使不支持LACP协议的交换设备可以同时实现负载分担和冗余备份的双重功能。即，在LAG中M条链路处于工作状态，这些链路负责转发数据并进行负载分担，另外N条链路处于阻塞状态作为备份链路，不参与转发数据。当M条链路中有链路出现故障时，交换设备会从N条备份链路中选择优先级最高的若干条备份链路接替出现故障的链路，同时这些备份链路状态切换为工作状态开始转发数据。在LAG增大带宽的同时，通过M:N冗余备份的机制可以有效的提高直连设备之间链路的可靠性、稳定性和安全性。

另外，本发明实施例的方法应用于单侧的不支持LACP协议的交换设备即可，即不要求对链路的对端设备进行报文交互就可达到故障检测的目的(例如通过设备自身能力检测)，不要求对链路的对端设备进行报文交互就可达到直连链路M:N冗余备份的目的，同时也不要求对端设备支持LACP协议，提高了对网络升级改造的效率，降低升级改造成本。

基于第一方面，在可能的实施例中，所述检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口对应的链路出现链路故障，包括：在所述M个工作端口中的至少一个工作端口超过预设时长未收到报文的情况下，确定所述至少一个工作端口出现链路故障。

举例来说，交换设备可长时间监测各个工作端口接收报文的情况，当监测到在所述M个工作端口中存在至少一个工作端口超过预设时长未收到报文的情况，那么可确定该至少一个工作端口对应的链路出现了链路故障，即这些链路存在收发功能异常。其中，所述预设时长可以是根据用户规则或者历史经验设定的时长阈值。

基于第一方面，在可能的实施例中，所述检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口对应的链路出现链路故障，包括：检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口本身发生故障，或者所述至少一个工作端口的物理连线发生故障。

又举例来说，当交换设备监测到至少一个工作端口发生至少一种故障事件时，确定可确定该至少一个工作端口对应的链路出现了链路故障，故障事件例如可以是：工作端口本身发生故障(例如工作端口损坏、被关闭、被禁用等等)，或者工作端口的物理连线发生故障(例如工作端口的物理连线损坏、中断、被拔出等等)。

基于第一方面，在可能的实施例中，所述检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口对应的链路出现链路故障，包括：通过双向转发故障检测(BFD)的方式确定所述M个工作端口中的至少一个工作端口出现链路故障。

举例来说，交换设备通过双向转发故障检测(Bidirectional ForwardingDetection，BFD)的方式与对端设备进行交互，以确定所述M个工作端口中的至少一个工作端口是否出现链路故障。通过BFD可以快速检测到转发路径上的接口和链路故障、节点的转发引擎故障等，并把故障通知上层协议，使上层协议能够快速收敛。BFD可用于检测任何形式的路径，包括直接相连的物理链路、虚电路、隧道乃至多跳的路由通道，甚至单向链路(如MPLSTE隧道)。BFD方式通过与上层路由协议联动，可以实现链路的快速检测、监控网络中链路或者IP路由的转发连通状况，保证交换设备能够快速检测到链路故障。

基于第一方面，在可能的实施例中，所述检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口对应的链路出现链路故障，包括：通过以太网操作管理与维护(ETH0AM)的方式确定所述M个工作端口中的至少一个工作端口出现链路故障。

又举例来说，交换设备还通过以太网操作管理与维护(Ethernet operation、administration and maintenance，ETH0AM)的方式与对端设备进行交互，以确定所述M个工作端口中的至少一个工作端口是否出现链路故障。ETH0AM方式还可以和保护倒换协议配合，当检测到连通性故障后触发保护倒换，以实现网络业务中断小于等于50毫秒的运营级可靠性目标。ETH0AM方式能够有效提高以太网的网络管理能力和维护能力，保证交换设备能够快速检测到链路故障。

基于第一方面，在可能的实施例中，所述将所述N个备份端口中的至少一个备份端口切换为工作状态，包括：获取所述N个备份端口各自的优先级；按照优先级顺序，将所述N个备份端口中优先级最高的至少一个备份端口切换为工作状态。

基于第一方面，在可能的实施例中，所述将所述N个备份端口中的至少一个备份端口切换为工作状态，包括：获取所述N个备份端口各自的端口ID；按照端口ID的大小从所述N个备份端口中选择至少一个备份端口切换为工作状态。

基于第一方面，在可能的实施例中，所述将所述N个备份端口中的至少一个备份端口切换为工作状态之后，方法还包括：当检测到所述至少一个工作端口对应的链路故障恢复时，将所述至少一个工作端口恢复为工作状态，同时将所述至少一个备份端口恢复为阻塞状态。亦即，当链路故障恢复时，可以根据用户配置进行工作端口的状态回切，从而提高了链路冗余备份的灵活性。

基于第一方面，在可能的实施例中，替换故障链路的备份链路的数量可以与出现故障的链路的数量一致。在又一些可能实现中，也可能采用与出现故障的链路的数量不一致的备份链路。

另外，实施本发明实施例所描述的方法，通过对不支持LACP协议的交换设备进行改进而实现链路M:N冗余备份，能使得手工聚合模式的LAG也适用于单归属(singlehoming)场景和双归属(dual homing)场景。

例如，在可能的实施例中，所述交换设备分别与第一对端设备和第二对端设备双归属连接，其中，所述M个工作端口聚合成第一链路聚合组(LAG)端口连接到所述第一对端设备，所述N个备份端口聚合成第二LAG端口连接到所述第二对端设备。即第二对端设备为第一对端设备的备份设备，第二交换设备与本侧交换设备之间通信链路作为备份链路。

又例如，在可能的实施例中，所述交换设备与第三对端设备单归属连接，所述M个工作端口和所述N个备份端口共同聚合成LAG端口连接到所述第三对端设备。

第二方面，本发明实施例提供了一种用于实现手工聚合的链路聚合组冗余备份的装置，应用于具有手工聚合的多个物理端口的交换设备，其特征在于，包括：

配置模块，用于配置所述多个物理端口为M个工作端口和N个备份端口；其中，所述工作端口处于工作状态，所述备份端口处于阻塞状态；

故障检测模块，用于检测所述M个工作端口对应的链路是否出现链路故障；

状态切换模块，用于当故障检测模块检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口对应的链路出现链路故障时，将所述N个备份端口中的至少一个备份端口切换为工作状态，以接替所述链路故障的链路的业务。

该装置的各模块通过相互配合可用于实现第一方面所描述的方法。

基于第二方面，在可能的实施例中，所述故障检测模块具体用于：

在所述M个工作端口中的至少一个工作端口超过预设时长未收到报文的情况下，确定所述至少一个工作端口出现链路故障。

基于第二方面，在可能的实施例中，所述故障检测模块具体用于：检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口本身发生故障，或者所述至少一个工作端口的物理连线发生故障。

基于第二方面，在可能的实施例中，所述故障检测模块具体用于：通过双向转发故障检测(BFD)的方式确定所述M个工作端口中的至少一个工作端口出现链路故障。

基于第二方面，在可能的实施例中，所述故障检测模块具体用于：通过以太网操作管理与维护(ETH0AM)的方式确定所述M个工作端口中的至少一个工作端口出现链路故障。

基于第二方面，在可能的实施例中，所述状态切换模块具体用于：获取所述N个备份端口各自的优先级；将所述N个备份端口中优先级最高的至少一个备份端口切换为工作状态。

基于第二方面，在可能的实施例中，所述状态切换模块具体用于：获取所述N个备份端口各自的端口ID；按照端口ID的大小从所述N个备份端口中选择至少一个备份端口切换为工作状态。

基于第二方面，在可能的实施例中，所述状态切换模块还用于：当检测到所述至少一个工作端口对应的链路故障恢复时，将所述至少一个工作端口恢复为工作状态，同时将所述至少一个备份端口恢复为阻塞状态。

基于第二方面，在可能的实施例中，所述交换设备分别与第一对端设备和第二对端设备双归属连接，其中，所述M个工作端口聚合成第一链路聚合组(LAG)端口连接到所述第一对端设备，所述N个备份端口聚合成第二LAG端口连接到所述第二对端设备。

基于第二方面，在可能的实施例中，所述交换设备与第三对端设备单归属连接，所述M个工作端口和所述N个备份端口共同聚合成LAG端口连接到所述第三对端设备。

第三方面，本发明实施例提供了又一种装置，该装置可为交换设备，包括：以太网交换芯片，处理器、存储器以及设备接口，所述设备接口用于连接对端设备(如对端交换设备)，所述存储器用于存储一组或多组的程序代码，所述处理器用于调用存储器中存储的程序代码，控制以太网交换芯片执行第一方面及其任一可能实施例所述的方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机或处理器上运行时，使得该计算机或处理器执行如上述第一方面或者其任一种可能的实施方式中该的方法。

第五方面，本发明实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机或处理器上运行时，使得该计算机或处理器执行如上述第一方面或者其任一种可能的实施方式中该的方法。

附图说明

图1是一种手工聚合模式的系统架构图；

图2是本发明实施例公开的一种实现手工聚合的链路聚合组冗余备份的方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的一种单归属场景的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种出现链路故障的单归属场景的示意图；

图5是本发明实施例提供的又一种出现链路故障的单归属场景的示意图；

图6是本发明实施例提供的一种双归属场景的示意图；

图7是本发明实施例提供的一种出现链路故障的双归属场景的示意图；

图8是本发明实施例提供的又一种双归属场景的示意图；

图9是本发明实施例提供的又一种出现链路故障的双归属场景的示意图；

图10是本发明实施例提供的又一种出现链路故障的双归属场景的示意图；

图11是本发明实施例公开的又一种实现手工聚合的链路聚合组冗余备份的方法的流程示意图；

图12是本发明实施例提供的一种装置的示意图；

图13是本发明实施例提供的又一种装置的示意图。

具体实施方式

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。

需要说明的是，在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

首先参见图1，图1示出了一种手工聚合模式的系统架构图。当需要在两个直连设备之间提供一个较大的链路带宽而直连设备又不支持LACP协议时，可以使用手工聚合模式。在该链路聚合中，可在两个直连设备之间手工配置链路聚合组端口(Trunk端口)和加入成员端口。本文中，这两个直连设备中的一者或两者可称为交换设备。

本发明实施例中，交换设备例如可以是交换机(switch，SW)、路由器(Router)、路由交换机(Router Switch)、综合接入设备(Integrated Access Device，IAD)、固定无线接入(fixed wireless access，FWA)设备、以太网设备、局域网(Local Area Network，LAN)设备、城域网(Metropolitan Area Network，MAN)、或广域网(Wide Area Network，WAN)设备等等。

Trunk端口例如可以是Eth-Trunk端口，还可以是IP-Trunk端口。Eth-Trunk端口对应于以太链路，Eth-Trunk端口可以绑定若干物理的以太网端口(物理端口)作为一个逻辑端口使用。加入到Eth-Trunk端口的以太网端口即为成员端口。

在一些示例中，Eth-Trunk端口有路由模式和交换模式之分。用户需对Eth-Trunk端口进行配置，对Eth-Trunk端口的配置最终会映射到成员端口上。路由模式的Eth-Trunk端口与路由模式的以太网端口类似，例如可以配置IP地址，运行各种路由协议、MPLS VPN等多种业务；交换模式的Eth-Trunk端口与交换模式以太网端口类似，例如可以加入VLAN，运行STP等协议。

IP-Trunk端口可以绑定若干物理的POS端口作为一个逻辑端口使用。当需要出负荷或入负荷在多个POS端口中进行负载分担时，可以配置IP-Trunk端口。

本文中，为了便于理解，主要以Eth-Trunk端口为例进行技术方案的描述。如图1中示出了两台交换设备通过3个以太网端口直连，对应3条以太网物理链路。将这三个以太网端口捆绑，形成Eth-Trunk端口。3条以太网物理链路捆绑在一起成为一条逻辑链路，从而实现增加链路带宽的目的。Eth-Trunk端口连接的链路可以看成是一条点到点的直连链路。

Eth-Trunk端口的总带宽是各成员端口带宽之和，通过Eth-Trunk端口可以成倍的增加端口带宽；通过Eth-Trunk端口还可以实现平均或非平均的负载分担，将流量分散到不同的链路上，最后到达同一目的地，这样可以避免所有流量都走同一条链路而导致网络拥塞。

实施本发明实施例提供的方法，还能够针对不支持LACP协议的以太链路设备间实现冗余备份功能，使得Eth-Trunk端口获得冗余保护，保护网络安全，提高网络的稳定性。

对于下文描述的各方法实施例，为了方便起见，将其都表述为一系列的动作步骤的组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请技术方案的具体实现并不受所描述的一系列的动作步骤的顺序的限制。

参见图2，图2是本发明实施例公开的一种实现手工聚合的链路聚合组冗余备份的方法的流程示意图，该方法可由直连链路上的任一侧的不支持LACP协议的交换设备执行，该方法包括但不限于以下步骤：

S101、配置所述多个物理端口为M个工作端口和N个备份端口。M大于等于1的整数，N为大于等于1的整数。

一种具体实现中，用户可预先在交换设备上将参与链路聚合的以太网端口配置为工作端口(M个)和备份端口(N个)。对工作端口和备份端口的划分可以按用户规则来确定，比如可指定端口的优先级，根据优先级大小来划分。又比如可根据端口Id的大小来划分等等，本发明实施例不做限定。

本发明实施例中，所配置的M个工作端口均处于工作状态，N个备份端口均处于阻塞状态。亦即，假如交换设备具有(M+N)个物理端口，可预配置该交换设备的M个端口为工作状态，配置剩余的N个端口为阻塞状态。假如交换设备具有比(M+N)个物理端口更多的端口，可预配置该交换设备的多个物理端口中的M个端口为工作状态，在剩余的端口中选择N个端口配置为阻塞状态。

本发明实施例对交换设备具有的物理端口的数量不做具体限制。

本文中所谓“工作状态”又可称为解阻塞(Collecting&Distributing，C&D)状态或转发状态，处于工作状态下的端口可用于收发(或转发)数据报文。这些工作端口共同分担负载流量，例如可以平均分担数据流量，也可以配置工作端口的权重，使部分工作端口分担更多的流量，实现非平均的流量分担。

本文中所谓“阻塞状态(Non-Collecting&Distributing，Non-C&D)”又可称为端口Down状态或非转发状态，处于阻塞状态下的端口不参与收发(或转发)数据报文。

S102、检测M个工作端口对应的链路是否出现链路故障。

可以理解的，每个工作端口均对应一条连接对端设备(对端设备也可以是交换设备)的通信链路。

本发明一种实施例中，本侧交换设备可根据自身能力检测任意的工作端口对应的链路是否出现链路故障。

举例来说，交换设备可长时间监测各个工作端口接收报文的情况，当监测到在所述M个工作端口中存在至少一个工作端口超过预设时长未收到报文的情况，那么可确定该至少一个工作端口对应的链路出现了链路故障，即这些链路存在收发功能异常。其中，所述预设时长可以是根据用户规则或者历史经验设定的时长阈值，本发明实施例不做具体限定。

又举例来说，当交换设备监测到至少一个工作端口发生至少一种故障事件时，确定可确定该至少一个工作端口对应的链路出现了链路故障，故障事件例如可以是：工作端口本身发生故障(例如工作端口损坏、被关闭、被禁用等等)，或者工作端口的物理连线发生故障(例如工作端口的物理连线损坏、中断、被拔出等等)。

本发明又一种实施例中，本侧交换设备也可以通过与对端设备进行交互的方式来确定工作端口对应的链路是否出现链路故障。

举例来说，交换设备通过双向转发故障检测(Bidirectional ForwardingDetection，BFD)的方式与对端设备进行交互，以确定所述M个工作端口中的至少一个工作端口是否出现链路故障。比如，利用BFD在两台路由器或路由交换机上建立会话，用来监测两台路由器间的双向转发路径，为上层协议服务。BFD依靠被服务的上层协议通知其该与谁建立会话，会话建立后如果在检测时间内没有收到对端的BFD控制报文则认为发生故障，通知被服务的上层协议，上层协议进行相应的处理。通过BFD可以快速检测到转发路径上的接口和链路故障、节点的转发引擎故障等，并把故障通知上层协议，使上层协议能够快速收敛。BFD可用于检测任何形式的路径，包括直接相连的物理链路、虚电路、隧道乃至多跳的路由通道，甚至单向链路(如MPLSTE隧道)。BFD方式通过与上层路由协议联动，可以实现链路的快速检测、监控网络中链路或者IP路由的转发连通状况，保证交换设备能够快速检测到链路故障。

又举例来说，交换设备还通过以太网操作管理与维护(Ethernet operation、administration and maintenance，ETH0AM)的方式与对端设备进行交互，以确定所述M个工作端口中的至少一个工作端口是否出现链路故障。比如，针对两台交换设备之间的链路，ETH0AM方式可提供链路连通性检测功能、链路故障监控功能、远端故障通知功能、远端环回功能等。交换设备可通过定时或手动发送检测报文来探测网络的连通性，还可以对以太网进行故障确认和故障定位。ETH0AM方式还可以和保护倒换协议配合，当检测到连通性故障后触发保护倒换，以实现网络业务中断小于等于50毫秒的运营级可靠性目标。ETH0AM方式能够有效提高以太网的网络管理能力和维护能力，保证交换设备能够快速检测到链路故障。

此外，交换设备还可以通过结合自身能力检测的方式和与对端设备进行交互的方式来实现对链路故障的检测，从而进一步提高链路故障检测的准确性。例如，当交换设备超过预设时长未收到报文时，进一步采用BFD方式或者ETH0AM方式来来进行链路故障的检测和确认。

需要说明的是，上述实施例仅用于解释本发明的方案，在实际实现中，还可以采用更多的方式来实现对链路故障的检测。

S103、当检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口对应的链路出现链路故障时，将所述N个备份端口中的至少一个备份端口切换为工作状态，以接替所述链路故障的链路的业务。

本发明实施例中，一旦交换设备检测到M个工作端口中有端口对应的链路发生故障时，交换设备马上按照指定的选择端口顺序从N个备份端口中选择可以转成转发状态的端口进入到工作状态，也就是说，替换故障链路的备份链路(即选择的备份端口对应的链路)开始转发数据。

举例来说，当至少一条工作端口对应的链路出现故障时，交换设备马上按照优先级顺序，从N个备份端口中选择优先级最高的至少一个端口从阻塞状态切换为工作状态，这些端口对应的链路接替出现故障的链路开始转发数据。

又举例来说，当至少一条工作端口对应的链路出现故障时，交换设备马上按照端口ID的大小顺序，从N个备份端口中选择出至少一个端口从阻塞状态切换为工作状态，这些端口对应的链路接替出现故障的链路开始转发数据。

需要说明的是，在一些具体实现中，替换故障链路的备份链路的数量可以与出现故障的链路的数量一致。在又一些可能实现中，也可能采用与出现故障的链路的数量不一致的备份链路。

在LAG中链路的M:N冗余备份功能是很多运营商客户都期望拥有的，一旦某条链路发生故障，可以无损切换到备用链路，而不影响到用户的网络体验。由于现网中存在着大量未支持LACP协议的以太网设备，这些设备大多是之前的核心设备，更换困难，对于连接这些核心设备的链路需要冗余保护。通过实施本发明实施例描述的方法，能够使不支持LACP协议的交换设备可以同时实现负载分担和冗余备份的双重功能。即，在LAG中M条链路处于工作状态，这些链路负责转发数据并进行负载分担，另外N条链路处于阻塞状态作为备份链路，不参与转发数据。当M条链路中有链路出现故障时，交换设备会从N条备份链路中选择优先级最高的若干条备份链路接替出现故障的链路，同时这些备份链路状态切换为工作状态开始转发数据。在LAG增大带宽的同时，通过M:N冗余备份的机制可以有效的提高直连设备之间链路的可靠性、稳定性和安全性。

另外，本发明实施例的方法应用于单侧的不支持LACP协议的交换设备即可，即不要求对链路的对端设备进行报文交互就可达到故障检测的目的(例如通过设备自身能力检测)，不要求对链路的对端设备进行报文交互就可达到直连链路M:N冗余备份的目的，同时也不要求对端设备支持LACP协议，提高了对网络升级改造的效率，降低升级改造成本。

基于图2实施例所描述的方法，通过对不支持LACP协议的交换设备进行改进而实现链路M:N冗余备份，使得手工聚合模式的LAG也适用于单归属(single homing)场景和双归属(dualhoming)场景，下面分别进行描述。

参见图3，图3示出了一种将不支持LACP协议的交换设备应用于单归属场景的示意图。本实施例以设备间通过4个以太网端口对应的4条以太网物理链路为例(如图中标出的链路1、2、3、4)，这4个以太网端口通过手工聚合的方式聚合成LAG端口。本发明实施例中，任一侧的交换设备可将其中的2个以太网端口(例如链路1、2对应的端口)配置为工作端口，这两个端口形成聚合端口进入工作状态，进行数据报文的转发。其余的2个以太网端口(例如链路3、4对应的端口)配置为备份端口，这两个端口均进入阻塞状态，不参与数据报文的转发。

在一种实现场景中，参见图4，当交换设备检测到链路1发生链路故障时，交换设备从备份端口中选择出一个端口，例如选择链路3对应的端口，并将链路3对应的端口从阻塞状态切换为工作状态，参与数据报文的转发。这样，链路2和链路3共同承担网络流量。

在又一种实现场景中，参见图5，当交换设备检测到原先工作端口中至少一个链路(例如链路1对应的端口)发生链路故障时，交换设备也将原先工作端口中未发生链路故障的端口(例如链路2对应的端口)切换到阻塞状态，同时，交换设备将所有的备份端口(例如链路3、4对应的端口)切换为工作状态，共同参与数据报文的转发。这样，链路3和链路4共同承担网络流量。

参见图6，图6示出了一种将不支持LACP协议的交换设备应用于双归属场景的示意图。本侧交换设备分别与对端的交换设备A和交换设备B连接，其中交换设备B作为交换设备A的备份设备，即交换设备B与本侧交换设备之间通信链路作为备份链路。本实施例以本侧交换设备与交换设备A通过2个以太网端口对应的2条以太网物理链路(如图中标出的链路1、2)，本侧交换设备与交换设备B通过2个以太网端口对应的2条以太网物理链路(如图中标出的链路3、4)为例。本侧交换设备中与交换设备A连接的端口(链路1、2对应的端口)为工作端口，这两个端口形成聚合端口进入工作状态，进行数据报文的转发。本侧交换设备中与交换设备B连接的端口(链路3、4对应的端口)为备份端口，这两个端口均进入阻塞状态，不参与数据报文的转发。

在一种实现场景中，参见图7，当交换设备检测到与交换设备A连接的链路中至少一个链路(例如链路1)发生链路故障时，交换设备将原先工作端口中未发生链路故障的端口(例如链路2对应的端口)切换到阻塞状态，同时，交换设备启动备份链路，亦即将与交换设备B连接的备份端口(例如链路3、4对应的端口)切换为工作状态，共同参与数据报文的转发。这样，网络流量转由链路3和链路4承担。

参见图7，图7示出了又一种将不支持LACP协议的交换设备应用于双归属场景的示意图。本侧交换设备分别与对端的交换设备A和交换设备B连接，其中交换设备B作为交换设备A的备份设备，即交换设备B与本侧交换设备之间通信链路作为备份链路。本实施例以本侧交换设备与交换设备A通过3个以太网端口对应的3条以太网物理链路(如图中标出的链路1、2/3)，本侧交换设备与交换设备B通过2个以太网端口对应的2条以太网物理链路(如图中标出的链路4、5)为例。本侧交换设备中与交换设备A连接的一部分的端口(链路1、2对应的端口)为工作端口，这两个端口形成聚合端口进入工作状态，进行数据报文的转发，而剩余的端口(链路3对应的端口)为备份端口，该端口进入阻塞状态，不参与数据报文的转发。本侧交换设备中与交换设备B连接的端口(链路4、5对应的端口)也为备份端口，这两个端口均进入阻塞状态，不参与数据报文的转发。

在一种实现场景中，参见图9，当交换设备检测到链路1发生链路故障时，交换设备将与交换设备A连接的备份端口(即链路3对应的端口)从阻塞状态切换为工作状态，参与数据报文的转发。这样，链路2和链路3共同承担网络流量，而链路4、5对应的端口的状态保持为阻塞状态。

在又一种实现场景中，参见图10，当交换设备检测到与交换设备A连接的链路中的链路1和链路2均发生链路故障时，交换设备将链路3对应的端口的状态保持为阻塞状态，同时，交换设备启动与交换设备B连接的备份链路，亦即将与交换设备B连接的备份端口(例如链路4、5对应的端口)切换为工作状态，共同参与数据报文的转发。这样，网络流量转由链路4和链路5承担。

需要说明的是，上述各实施例中，本侧交换设备可根据自身能力检测工作端口对应的链路是否出现链路故障，或者也可以通过与对端设备进行交互的方式来确定工作端口对应的链路是否出现链路故障。还可以结合上述两种方式进行链路故障检测，例如通过自身能力检测故障与BFD、ETH0AM(802.1ag)等检测链路的协议相配合，实现50毫秒级的链路恢复。

还需要说明的是，上述各实施例仅用于解释本申请的技术方案，而非限制。

参见图11，图11是本发明实施例公开的又一种实现手工聚合的链路聚合组冗余备份的方法的流程示意图，该方法可由直连链路上的任一侧的不支持LACP协议的交换设备执行，该方法包括但不限于以下步骤：

S201、配置所述多个物理端口为M个工作端口和N个备份端口。

S202、工作端口进行工作状态，负载分担转发数据；备份端口进入阻塞状态，不参与转发数据。

上述S201-S202相关内容可参考前述图2实施例S101、图3-图10实施例中的相关描述，这里不再赘述。

S203、检测M个工作端口对应的链路是否出现链路故障。若所有工作端口对应的链路都没有出现链路故障，则后续继续执行S204。若至少一个工作端口对应的链路出现链路故障，则后续继续执行S205。

上述S203相关内容可参考前述图2实施例S102的相关描述，这里不再赘述。

S204、M个工作端口继续负载分担转发数据，N个备份端口维持阻塞状态。

S205、将N个备份端口中的至少一个备份端口的状态切换为工作状态，以接替所述链路故障的链路的业务，参与负载分担数据。

上述S205相关内容可参考前述图2实施例S103、图3-图10实施例中的相关描述，这里不再赘述。

S206、当检测到原先出现故障的工作端口对应的链路故障恢复正常(或称该链路的故障得到修复，或称该链路恢复正常)时，确定该交换设备是否配置了工作端口的状态回切的功能。若配置了工作端口的状态回切的功能，则后续执行S207；若没有配置工作端口的状态回切的功能，则后续执行S208。

S207、将链路故障恢复的工作端口重新恢复到工作状态，继续负载分担转发数据；原先转换为工作状态的备份端口从工作状态恢复为阻塞状态，不参与负载分担数据。

S208、原先转换为工作状态的备份端口的工作状态保持不变，继续负载分担转发数据；而链路故障恢复的工作端口进入到阻塞状态，暂不参与负载分担数据。

可以看到，通过实施本发明实施例描述的方法，能够使不支持LACP协议的交换设备可以同时实现负载分担和冗余备份的双重功能。即，在LAG中M条链路处于工作状态，这些链路负责转发数据并进行负载分担，另外N条链路处于阻塞状态作为备份链路，不参与转发数据。当M条链路中有链路出现故障时，交换设备会从N条备份链路中选择若干条备份链路接替出现故障的链路，同时这些备份链路状态切换为工作状态开始转发数据。当链路故障恢复时，还可以根据用户配置进行工作端口的状态回切，提高了链路冗余备份的灵活性。在LAG增大带宽的同时，通过M:N冗余备份的机制可以有效的提高直连设备之间链路的可靠性、稳定性和安全性，防止网络中断。

另外，本发明实施例的方法支持单设备配置，即支持Eth-Trunk链路一端设备配置，不要求对链路的对端设备进行报文交互就可达到故障检测的目的(例如通过设备自身能力检测)，不要求对链路的对端设备进行报文交互就可实现链路聚合和冗余保护功能，同时也不要求对端设备支持LACP协议，提高了对网络升级改造的效率，降低升级改造成本。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种装置40，在具体实现中，装置40可实现为交换设备。该装置40可用于实现前述图2或图11实施例所描述的方法。

参见图12，所示装置40包括至少一个处理器401、设备接口402、存储器403以及以太网交换芯片404，处理器401、设备接口402、存储器403、以太网交换芯片404可通过总线或者其它方式连接，本发明实施例以通过总线405连接为例。

处理器401可以是通用处理器，例如中央处理器(central processing unit，CPU)。可用于实现对以太网交换芯片404的控制，还可以用于进行手工聚合的LAG端口的配置，M个工作端口和N个备份端口的配置等等。在一些可能实现中，交换设备分别与第一对端设备和第二对端设备双归属连接，其中，所述M个工作端口聚合成第一链路聚合组(LAG)端口连接到所述第一对端设备，所述N个备份端口聚合成第二LAG端口连接到所述第二对端设备。在又一些可能实现中，交换设备与第三对端设备单归属连接，所述M个工作端口和所述N个备份端口共同聚合成LAG端口连接到所述第三对端设备。相关内容可参考前述图3-图10实施例的描述，这里不再赘述。

设备接口402可包括多个以太网物理端口，每个以太网物理端口对应于一条连接到对端设备的链路，用于与对端设备进行数据报文的收/发、转发等，装置40还可通过以太网物理端口实现对链路故障的检测。

存储器403可以包括易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random access memory，RAM)；存储器403也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如只读存储器(read-only memory，ROM)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)；存储器403还可以包括上述种类的存储器的组合。存储器403可用于存储程序运行时执行的代码和数据，存储器403还用于存储需要转发的数据报文。

以太网交换芯片404可用于在处理器401的控制下进行初始化、业务表项下发、协议/数据报文接受与发送、协议/数据报文合法性检验、报文管理、链路故障的检测等。所述处理器401用于调用存储器403中存储的程序代码，并控制以太网交换芯片404的运行，以实现图2或图11方法实施例中的交换设备的功能，为了说明书的简洁，这里不再赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种装置60，参见图13，该装置60可包括配置模块601，故障检测模块602，状态切换模块603。在一具体实现中，配置模块601、故障检测模块602和状态切换模块603中的至少一种功能可运行于图12所描述的以太网交换芯片404。在又一具体实现中，配置模块601、故障检测模块602和状态切换模块603中的至少一种功能可运行于图12所描述的处理器401。配置模块601、故障检测模块602和状态切换模块603的代码数据可存储于图12所描述的存储器403。其中：

配置模块601用于配置所述多个物理端口为M个工作端口和N个备份端口；其中，所述工作端口处于工作状态，所述备份端口处于阻塞状态；

故障检测模块602用于检测所述M个工作端口对应的链路是否出现链路故障；

状态切换模块603用于当故障检测模块检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口对应的链路出现链路故障时，将所述N个备份端口中的至少一个备份端口切换为工作状态，以接替所述链路故障的链路的业务。

在一些可能实施例中，故障检测模块601具体用于：在所述M个工作端口中的至少一个工作端口超过预设时长未收到报文的情况下，确定所述至少一个工作端口出现链路故障。

在一些可能实施例中，故障检测模块601具体用于：

检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口本身发生故障，或者所述至少一个工作端口的物理连线发生故障。

在一些可能实施例中，故障检测模块601具体用于：通过双向转发故障检测(BFD)的方式确定所述M个工作端口中的至少一个工作端口出现链路故障。

在一些可能实施例中，故障检测模块601具体用于：通过以太网操作管理与维护(ETH0AM)的方式确定所述M个工作端口中的至少一个工作端口出现链路故障。

在一些可能实施例中，状态切换模块603具体用于：获取所述N个备份端口各自的优先级；将所述N个备份端口中优先级最高的至少一个备份端口切换为工作状态。

在一些可能实施例中，状态切换模块603具体用于：获取所述N个备份端口各自的端口ID；按照端口ID的大小从所述N个备份端口中选择至少一个备份端口切换为工作状态。

在一些可能实施例中，状态切换模块603还用于：当检测到所述至少一个工作端口对应的链路故障恢复时，将所述至少一个工作端口恢复为工作状态，同时将所述至少一个备份端口恢复为阻塞状态。

装置60的各功能模块通过相关配合可实现图2或图11方法实施例中的交换设备的功能，为了说明书的简洁，这里不再赘述。

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流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

在上述实施例中，对各个实施例的描述各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员还应当理解的是：任何基于对上述各实施例所记载的技术方案进行的改动、变形、或者对其中部分技术特征进行的等同替换均应属于本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (20)

1.一种实现手工聚合的链路聚合组冗余备份的方法，应用于具有手工聚合的多个物理端口的交换设备，其特征在于，包括：

配置所述多个物理端口为M个工作端口和N个备份端口；其中，所述工作端口处于工作状态，所述备份端口处于阻塞状态；

检测所述M个工作端口对应的链路是否出现链路故障；

当检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口对应的链路出现链路故障时，将所述N个备份端口中的至少一个备份端口切换为工作状态，以接替所述链路故障的链路的业务。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口对应的链路出现链路故障，包括：

在所述M个工作端口中的至少一个工作端口超过预设时长未收到报文的情况下，确定所述至少一个工作端口出现链路故障。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口对应的链路出现链路故障，包括：

检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口本身发生故障，或者所述至少一个工作端口的物理连线发生故障。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口对应的链路出现链路故障，包括：

通过双向转发故障检测(BFD)的方式确定所述M个工作端口中的至少一个工作端口出现链路故障。

5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口对应的链路出现链路故障，包括：

通过以太网操作管理与维护(ETH0AM)的方式确定所述M个工作端口中的至少一个工作端口出现链路故障。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述N个备份端口中的至少一个备份端口切换为工作状态，包括：

获取所述N个备份端口各自的优先级；

将所述N个备份端口中优先级最高的至少一个备份端口切换为工作状态。

7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述N个备份端口中的至少一个备份端口切换为工作状态，包括：

获取所述N个备份端口各自的端口ID；

按照端口ID的大小从所述N个备份端口中选择至少一个备份端口切换为工作状态。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述N个备份端口中的至少一个备份端口切换为工作状态之后，方法还包括：

当检测到所述至少一个工作端口对应的链路故障恢复时，将所述至少一个工作端口恢复为工作状态，同时将所述至少一个备份端口恢复为阻塞状态。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述交换设备分别与第一对端设备和第二对端设备双归属连接，其中，所述M个工作端口聚合成第一链路聚合组(LAG)端口连接到所述第一对端设备，所述N个备份端口聚合成第二LAG端口连接到所述第二对端设备。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述交换设备与第三对端设备单归属连接，所述M个工作端口和所述N个备份端口共同聚合成LAG端口连接到所述第三对端设备。

11.一种用于实现手工聚合的链路聚合组冗余备份的装置，应用于具有手工聚合的多个物理端口的交换设备，其特征在于，包括：

配置模块，用于配置所述多个物理端口为M个工作端口和N个备份端口；其中，所述工作端口处于工作状态，所述备份端口处于阻塞状态；

故障检测模块，用于检测所述M个工作端口对应的链路是否出现链路故障；

状态切换模块，用于当故障检测模块检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口对应的链路出现链路故障时，将所述N个备份端口中的至少一个备份端口切换为工作状态，以接替所述链路故障的链路的业务。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述故障检测模块具体用于：

在所述M个工作端口中的至少一个工作端口超过预设时长未收到报文的情况下，确定所述至少一个工作端口出现链路故障。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述故障检测模块具体用于：

检测到所述M个工作端口中的至少一个工作端口本身发生故障，或者所述至少一个工作端口的物理连线发生故障。

14.根据权利要求11-13任一项所述的装置，其特征在于，所述故障检测模块具体用于：

通过双向转发故障检测(BFD)的方式确定所述M个工作端口中的至少一个工作端口出现链路故障。

15.根据权利要求11-13任一项所述的装置，其特征在于，所述故障检测模块具体用于：

通过以太网操作管理与维护(ETH0AM)的方式确定所述M个工作端口中的至少一个工作端口出现链路故障。

16.根据权利要求11-15任一项所述的装置，其特征在于，所述状态切换模块具体用于：

获取所述N个备份端口各自的优先级；

将所述N个备份端口中优先级最高的至少一个备份端口切换为工作状态。

17.根据权利要求11-15任一项所述的装置，其特征在于，所述状态切换模块具体用于：

获取所述N个备份端口各自的端口ID；

按照端口ID的大小从所述N个备份端口中选择至少一个备份端口切换为工作状态。

18.根据权利要求11-17任一项所述的装置，其特征在于，所述状态切换模块还用于：

当检测到所述至少一个工作端口对应的链路故障恢复时，将所述至少一个工作端口恢复为工作状态，同时将所述至少一个备份端口恢复为阻塞状态。

19.根据权利要求11-18任一项所述的装置，其特征在于，所述交换设备分别与第一对端设备和第二对端设备双归属连接，其中，所述M个工作端口聚合成第一链路聚合组(LAG)端口连接到所述第一对端设备，所述N个备份端口聚合成第二LAG端口连接到所述第二对端设备。

20.根据权利要求11-19任一项所述的装置，其特征在于，所述交换设备与第三对端设备单归属连接，所述M个工作端口和所述N个备份端口共同聚合成LAG端口连接到所述第三对端设备。

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