CN115250232B - 一种主管理口的配置方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种主管理口的配置方法，装置及存储介质，所述主管理口的配置方法包括在堆叠系统中主设备的管理口处于正常状态时，主设备管理口作为堆叠系统的主管理口进行网络的带外管理，主设备管理口出现故障后，由主设备根据收集的成员设备管理口的状态信息，选举出一个可用的成员设备的管理口作为临时主管理口进行堆叠系统中控制报文的收发，同时，通过主设备创建一个代理管理口，代替主设备的管理口进行控制报文的处理，本发明配置方法提高整个堆叠系统的稳定性。

Description

一种主管理口的配置方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种堆叠系统中主管理口的配置方法及实现该方法的装置和存储介质。

背景技术

随着数据中心的普及和带宽需求的日益增长，对网络环境也有了更高的安全性、可靠性、冗余性和可扩展性的要求，而堆叠技术也因此得到了日益广泛的应用。堆叠(Stack)是一种在数据中心网络交换机上进行扩展端口、简化管理的技术，是一种软件虚拟化技术，即将多台交换机连接在一起后，通过相应的配置后虚拟为一台设备，其可集合多台交换机的硬件资源和软件处理能力，实现多台设备的协同工作，统一管理和维护。

如图1所示，在堆叠系统中，充当管理和控制角色的设备称为主设备(Master)，一般还有多个成员设备，其中充当Master备份设备角色的成员称为备用设备(Standby)，其它设备称为从设备(Slave)。通常主设备出现故障或者断电后，备用设备会升级为主设备，保证整个堆叠系统能够正常工作，这个过程称为主备倒换。在堆叠系统中，通常Master的管理口承担着带外控制面流量传输的任务，其它成员设备的管理口处于未使用状态。而主板的管理口因为硬件损坏或者网线脱落等故障导致处于DOWN状态之后，不会进行主备倒换，也不会切换到其它成员设备的管理口使用，造成管理者无法对堆叠系统进行带外管理。

中国专利CN109787790A中公开了一种基于双链路管理口的通信方法，其通过获取主设备和备设备对应的主管理口和备管理口的端口状态，根据该端口状态，当判断主管理口和备管理口之中存在正常状态的管理口时，则从主管理口和备管理口中选择一个正常状态的管理口作为堆叠系统的逻辑管理口，以处理通信数据。即将堆叠系统主设备的管理口和备用设备的管理口虚拟为一个逻辑管理口，通过收集管理口的状态选举出一个堆叠系统的管理口进行带外通信。

进一步地，该专利中公开了为在主管理口状态是DOWN之后，对于网络中的交换设备，地址解析协议ARP表项不需要刷新，从而设置主备管理口的IP地址和MAC地址为相同地址。利用堆叠系统中原本没有使用的备设备上的管理口作为主设备的管理口的备份，在主链路失效的时候，能够快速有效的切换到备设备管理口以保证控制面不断链。

然该专利未考虑多台设备组成堆叠的复杂情况，当主设备和备用设备的管理口都DOWN之后，因为从设备的管理口不会保存主设备的备份信息，无法被选举，则整个堆叠系统将会处于托管状态。

且如果备用设备的管理口被选举为堆叠系统的管理口，堆叠系统的管理IP等配置可能会切换为备用设备的管理IP，造成网络动荡；如果管理IP不发生切换，则需要将主备管理口的IP地址和MAC地址为相同地址，一旦堆叠系统因为故障导致分裂，则造成网络中存在相同管理IP的双主设备，会引起网络动荡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主管理口的配置方法，以提高堆叠系统中主管理口带外管理的稳定性，同时，还提供一种实现该方法的装置和存储介质。

为实现上述目的，本发明提出一种主管理口的配置方法，包括：

获取堆叠系统中主设备管理口的端口状态；

在主设备管理口的状态为正常状态时，使用主设备管理口作为堆叠系统的主管理口进行网络的带外管理；

在主设备管理口的状态为故障状态时，主设备创建代理管理口进行控制报文的处理，同时主设备从堆叠系统中的其他成员设备中选举出某一成员设备的管理口作为堆叠系统的临时主管理口进行控制报文接收或发送。

本发明还提出一种主管理口的配置装置，包括：

主设备管理口状态获取模块，用于获取堆叠系统中主设备管理口的端口状态；

主管理口选择模块，用于在主设备管理口的状态为正常状态时，使用主设备管理口作为堆叠系统的主管理口；在主设备管理口的状态为故障状态时，主设备从堆叠系统中的其他成员设备中选举出某一成员设备的管理口作为堆叠系统的临时主管理口；

代理管理口创建模块，用于在主设备管理口的状态为故障状态时，主设备创建代理管理口进行控制报文的处理；

控制报文处理模块，用于处理控制报文；以及

控制报文收发模块，用于控制报文的接受和发送。

本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被机器执行时实现上述所述的方法。

本发明的有益效果是：

本发明通过在主设备的管理口出现故障后，选举出一个可用的成员设备的管理口作为临时主管理口进行整个堆叠系统带外流量的出入口，同时，通过主设备创建一个代理管理口，代替主设备的管理口进行控制报文的处理，即由临时管理口和代理管理口协同完成带外管理功能，以提高整个堆叠系统控制面的稳定性，且通过在主设备上创建代理管理口，替代了主设备管理口的功能，保证了远程带外管理流量都是堆叠主设备进行管理，提高了堆叠系统的稳定性，也保证了堆叠系统的整体性。

附图说明

图1是本发明一实施例中一种主管理口的配置方法的流程图；

图2是本发明一实施例中主管理口的选举程序示意图；

图3是本发明一实施例中成员设备向主设备通知自己管理口状态的消息格式图；

图4是本发明一实施例中临时管理口接收报文流程图；

图5是本发明一实施例中临时管理口发送报文流程图；

图6是本发明一实施例中主管理口的配置装置的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

本发明一实施例公开主管理口的配置方法，用于堆叠系统中主管理口的配置，其中堆叠系统中包括主设备和多个成员设备，多个成员设备包括备用设备和从设备，如图1所示，主管理口的配置方法包括：

首先，获取堆叠系统中主设备管理口的端口状态，如果主设备的管理口为正常状态(UP状态)时，则直接使用主设备的管理口作为堆叠系统的主管理口进行正常的带外管理。

如果主设备的管理口出现故障(DOWN)后，主设备需要创建代理管理口进行控制报文的处理，该创建的代理管理口为逻辑管理口，为了保证网络中的交换设备的地址解析协议(Address Resolution Protocol，ARP)表项不需要刷新，代理管理口的IP和MAC与主设备的管理口保持一致，并在主设备管理口为故障状态时设置该代理管理口为UP状态。同时，主设备从堆叠系统中的其他成员设备中选举出某一成员设备的管理口作为堆叠系统的临时主管理口进行控制报文收发，结合图2所示，选举临时主管理口的方法包括：

堆叠系统中各成员设备在管理口状态发生改变时，向主设备通知自己的管理口状态，如本实施例中的通知消息的格式如图3所示，包括主设备slot id，本设备slot id，以及本设备管理口状态，其中主设备slot id为2个字节，本设备slot id为2个字节，本设备管理口状态为1个字节。

主设备收到任意成员设备的管理口状态通知消息后，如此时系统中还未选举出临时主管理口，则触发管理口选举程序，从正常状态的管理口中选取较高优先级的管理口作为堆叠系统的主管理口，为与主设备管理口在正常状态时作为主管理口的表述相区别，将在主设备故障状态或失效时通过选举程序选举出替代主管理口进行报文接收和发送的主管理口称为临时主理口，所述临时主管理口选举程序具体包括：

S11.当主设备管理口状态为故障或失效状态时，判断备用设备的管理口状态；

S12.如果备用设备管理口的状态为正常状态，则选举备用设备的管理口为临时主管理口；

S13.如果备用设备管理口的状态为故障或失效状态时，则按slot id从小到大的顺序从从设备中开始遍历选取临时主管理口。如果从设备管理口的状态为正常状态，则选择该从设备管理口为临时主管理口；如果从设备管理口的状态为故障状态，则依次遍历其他从设备的管理口状态，直到找到从设备中管理口状态为正常的从设备，并选择该从设备管理口为临时主管理口。

同时，被选中临时主管理口的备用设备或从设备需要创建raw socket(原始套接字)绑定到其管理口，用来收发进入该管理口的控制报文。更进一步地，为了保证被选中的临时管理口能够收到目的地为主管理口的控制报文，避免因堆叠系统管理IP等配置切换造成的网络动荡，需要将被选中的临时管理口MAC配置为和主设备管理口的MAC相一致。

按所述选举流程选举出临时主管理口后，结合图4所示，临时主管理口进行堆叠系统外网络中控制报文的接收路径为：

网络中的控制报文通过被选中设备的临时主管理口进入堆叠系统中，通过该成员设备的raw socket接收报文后，将报文上送到该成员设备的CPU，再由该成员设备的CPU将报文转发到主设备的CPU，主设备CPU解析出报文，并将报文发送给主设备对应的代理管理口进行报文处理。

结合图5所示，临时主管理口进行控制报文的发送路径为：

代理管理口将经过处理的报文发送到主设备的CPU，再由主设备的CPU将报文转发到临时主管理口所在的成员设备的CPU，成员设备的CPU解析出报文，并将报文发送给自己的管理口，即临时主管理口，最终经该临时主管理口从堆叠系统发送到网络中。

在临时主管理口进行所述控制报文的收发通信过程中，如主设备的管理口状态恢复为正常状态后，将触发主管理口的重新选举，堆叠系统的主管理口将重新回切到主设备管理口，此时，主设备的代理管理口将进入DOWN状态，控制报文将继续通过主设备的真正主管理口进行堆叠系统的带外管理。

如有较低优先级的成员设备的管理口被选举为临时主管理口后，有更高优先级的非主设备的成员设备的管理口重新恢复为正常状态时，为了避免管理流量因为管理口频繁切换发生震荡，这种情况下，将不进行主管理口切换。

而当主设备故障或者断电，触发主备倒换后，如果新的主设备管理口可用，则会选举新的主设备的管理口作为堆叠系统的主管理口进行控制报文的接收和发送；如果新的主设备管理口也为故障不可用，则新的主设备也需要按本实施例中的代理管理口创建方式和临时主管理口的选举程序，进行代理管理口的创建和临时管理口的选举，并进一步进行控制报文的收发，由代理管理口和临时管理口共同进行堆叠系统的带外管理。

如图6所示，本发明还公开了一种主管理口的配置装置，其包括主设备管理口状态获取模块，主管理口选择模块，代理管理口创建模块，报文处理模块，以及报文收发模块，其中，主设备管理口状态获取模块用于获取堆叠系统中主设备管理口的端口状态为正常状态还是故障状态。

主管理口选择模块，用于选择堆叠系统的主管理口，即在主设备管理口的状态为正常状态时，使用主设备管理口作为堆叠系统的主管理口；在主设备管理口的状态为故障状态时，主设备从堆叠系统中的其他成员设备中选举出某一成员设备的管理口作为堆叠系统的临时主管理口。其中，主管理口选择模块进一步包括管理口状态通知模块及管理口选举程序触发模块，主管理口状态通知模块用于堆叠系统中各成员设备在管理口状态发生改变时，向主设备通知自己的管理口状态。管理口选择程序触发模块用于在主设备收到管理口状态通知模块发送的状态改变通知后，触发管理口选举程序，从正常状态的管理口中选取较高优先级的管理口为堆叠系统的临时主管理口。

所述代理管理口创建模块用于在主设备管理口的状态为故障状态时，主设备创建代理管理口进行控制报文的处理，创建的代理管理口为逻辑网络口，其IP和MAC与主设备管理口的保持一致，并置为正常状态。

所述报文处理模块用于主设备主管理口及代理管理口对控制报文的处理，所述报文收发模块用于主设备主管理口及临时主管理口对从网络中传送的控制报文的接收或发送，包括报文接收模块和报文发送模块。

更进一步地，本发明还包括状态恢复触发模块，其用于在主设备的管理口状态从故障状态恢复为正常状态后，触发堆叠系统的主管理口切回到主设备管理口，且主设备代理管理口将设置为DOWN状态。

本发明还揭示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计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可实现上述方法。其中，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可以为源代码形式、可执行文件或某些中间形式等，所述计算机可读介质可以包括能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)等等。

本发明通过在主设备的管理口出现故障后，由主设备根据收集的成员设备管理口的状态信息，选举出一个可用的成员设备的管理口作为临时主管理口进行整个堆叠系统带外流量的出入口，同时，通过主设备创建一个代理管理口，代替主设备的管理口进行控制报文的真正处理，即由临时管理口和代理管理口协同完成带外管理功能，提高了整个堆叠系统控制面的稳定性，同时，通过在主设备上创建代理管理口，替代了主设备管理口的功能，保证了远程带外管理流量都是堆叠主设备进行管理，保证了堆叠系统的整体性。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种主管理口的配置方法，其特征在于，包括：

获取堆叠系统中主设备管理口的端口状态；

在主设备管理口的状态为正常状态时，使用主设备管理口作为堆叠系统的主管理口进行网络的带外管理；

在主设备管理口的状态为故障状态时，主设备创建代理管理口进行控制报文的处理，并设置代理管理口的IP和MAC与主设备的管理口保持一致，同时主设备从堆叠系统中的其他成员设备中选举出某一成员设备的管理口作为堆叠系统的临时主管理口进行控制报文接收或发送，其中，被选中的临时主管理口MAC配置为和主设备管理口的MAC相一致。

2.根据权利要求1所述主管理口的配置方法，其特征在于，所述临时主管理口的选举方法包括：

堆叠系统中各成员设备在管理口状态发生改变时，向主设备通知自己的管理口状态；

主设备收到任意成员设备管理口状态通知后，如系统中还未选举出临时管理口，则触发主管理口选举程序，从正常状态的管理口中选取较高优先级的管理口为堆叠系统的临时主管理口。

3.根据权利要求2所述主管理口的配置方法，其特征在于，所述从正常状态的管理口中选取较高优先级的管理口为堆叠系统的临时主管理口的方法包括：

主设备管理口状态为故障状态时，判断成员设备中备用设备管理口的状态；

备用设备管理口的状态为正常状态时，选举备用设备管理口为选举主管理口；

备用设备管理口的状态为故障状态时，从成员设备的从设备中选取管理口状态为正常状态中一个从设备管理口为临时主管理口。

4.根据权利要求3所述主管理口的配置方法，其特征在于， 所述从成员设备的从设备中选取管理口状态为正常状态中一个从设备管理口为临时主管理口的方法包括：

循环从按slot id排列的从设备中开始遍历选取，将状态为正常的第一个从设备管理口选取为临时主管理口。

5.根据权利要求2所述主管理口的配置方法，其特征在于，如堆叠系统中已选举出临时主管理口后，

当主设备管理口恢复正常状态后，主管理口将重新切换回主设备管理口；

当非主设备中优先级更高的成员设备的管理口重新恢复为正常状态时，临时主管理口将不进行切换。

6.根据权利要求1所述主管理口的配置方法，其特征在于，所述临时主管理口对应的成员设备需创建原始套接字绑定到其管理口以进行控制报文的接收或发送。

7.根据权利要求1所述主管理口的配置方法，其特征在于，所述控制报文的接收过程包括：

控制报文通过临时主管理口进入堆叠系统中，通过对应成员设备的原始套接字rawsocket接收；

将控制报文上送到该设备的CPU，并由该设备的CPU进一步转发至主设备CPU；

主设备CPU解析报文，转发至代理管理口进行处理。

8.根据权利要求1所述主管理口的配置方法，其特征在于，所述控制报文的发送过程包括：

代理管理口将控制报文发送至主设备CPU；

主设备CPU将控制报文转发至临时主管理口对应设备的CPU进行解析；

解析后的报文发送至所述临时主管理口，通过临时主管理口发送到网络中。

9.一种主管理口的配置装置，其特征在于，包括：

主设备管理口状态获取模块，用于获取堆叠系统中主设备管理口的端口状态；

主管理口选择模块，用于在主设备管理口的状态为正常状态时，使用主设备管理口作为堆叠系统的主管理口；在主设备管理口的状态为故障状态时，主设备从堆叠系统中的其他成员设备中选举出某一成员设备的管理口作为堆叠系统的临时主管理口，其中，被选中的临时主管理口MAC配置为和主设备管理口的MAC相一致；

代理管理口创建模块，用于在主设备管理口的状态为故障状态时，主设备创建代理管理口进行控制报文的处理，并设置代理管理口的IP和MAC与主设备的管理口保持一致；

控制报文处理模块，用于处理控制报文；以及

控制报文收发模块，用于控制报文的接收和发送。

10.根据权利要求9所述主管理口的配置装置，其特征在于，主管理口选择模块包括：

管理口状态通知模块，用于在堆叠系统中各成员设备在管理口状态发生改变时，向主设备通知自己的管理口状态；

管理口选举程序触发模块，用于在主设备收到管理口状态通知模块发送的状态改变通知后，如系统中还未选举出临时管理口，触发管理口选举程序，从正常状态的管理口中选取较高优先级的管理口为堆叠系统的临时主管理口。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被机器执行时实现根据权利要求1至8中任一项所述的方法。