CN116346750A - 网络拓扑规划和验证 - Google Patents

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CN116346750A CN202111593321.3A CN202111593321A CN116346750A CN 116346750 A CN116346750 A CN 116346750A CN 202111593321 A CN202111593321 A CN 202111593321A CN 116346750 A CN116346750 A CN 116346750A
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Abstract

一种信息处理系统可包括至少一个处理器和存储器。所述信息处理系统可被配置为：接收关于将通信地耦接到数据网络的装备的信息；确定用于将所述装备通信地耦接到所述数据网络的拓扑，其中所述拓扑包括关于所述装备的哪些装备端口将耦接到所述数据网络的数据网络端口的信息；并且将关于所述拓扑的信息传输到用户。

Description

网络拓扑规划和验证
技术领域
本公开总体上涉及信息处理系统，并且更具体地涉及信息处理系统集群中的网络链路的规划和拓扑。
背景技术
随着信息的价值和用途持续增长，个人和企业寻求用于处理和存储信息的另外的方式。用户可用的一个选项是信息处理系统。信息处理系统通常处理、编译、存储和/或传达用于商业、个人或其他目的的信息或数据，从而允许用户利用这些信息的价值。由于技术和信息处理需要和需求在不同的用户或应用程序之间有所不同，因此信息处理系统也可关于以下方面有所不同：处理什么信息，如何处理信息，处理、存储或传达多少信息，以及可如何快速且高效地处理、存储或传达信息。信息处理系统的变化允许信息处理系统是通用的或针对特定用户或特定用途(诸如金融交易处理、航班预订、企业数据存储或全球通信)而配置的。另外，信息处理系统可包括多种硬件和软件部件，所述多种硬件和软件部件可被配置为处理、存储和传达信息，并且可包括一个或多个计算机系统、数据存储系统和联网系统。
超融合基础架构(HCI)是一种IT框架，其将存储、计算和联网组合到单个系统中，以试图降低数据中心的复杂性并提高可扩展性。超融合平台可包括用于虚拟化计算、软件定义存储和虚拟化联网的管理程序，并且它们通常在标准的现成服务器上运行。一种类型的HCI解决方案是Dell EMC VxRailTM系统。HCI系统的一些示例可在各种环境(例如，诸如
Figure BDA0003429838300000011
ESXiTM环境的HCI管理系统，或任何其他HCI管理系统)中操作。HCI系统的一些示例可作为软件定义存储(SDS)集群系统(例如，诸如/>
Figure BDA0003429838300000021
vSANTM系统的SDS集群系统，或任何其他SDS集群系统)操作。
在HCI上下文(以及其他上下文)中，在大型数据中心规划和实施网络拓扑可能是非常复杂的。例如，在实施网络之前，可能难以准确地计算需要多少电缆、机架和其他装备以及如何将新装置分布到不同机架、将它们连接到交换机等。在实施网络期间，即使网络经过精心设计，也可能发生错误。此外，可能难以在实施网络之后确定拓扑错误，直到最终用户实际开始使用网络并遇到问题。
此外，构建网络拓扑可能需要对目标实施有高度的理解，包括有关交换机、主机、机架、布线、数据中心中的装备分布和联网需求的知识。出于本公开的目的，术语“拓扑”应被理解为包括关于哪些系统(例如，信息处理系统、交换机、路由器等)应通过网络布线耦接在一起、哪些端口应彼此耦接等的信息。
因此，本公开的实施方案可提供装置拓扑图和接线设计以简化网络拓扑的规划和实施。本公开提供了在规划之前生成这种图的方法，并且它还提供了一完成实施就验证拓扑的能力。
应当注意，本公开的背景技术部分中对技术的讨论不构成对现有技术状态的承认。除非清晰且明白地识别为承认，否则在本文中不进行此类承认。
发明内容
根据本公开的教导，可减少或消除与网络拓扑的创建和实施相关联的缺点和问题。
根据本公开的实施方案，一种信息处理系统可包括至少一个处理器和存储器。所述信息处理系统可被配置为：接收关于将通信地耦接到数据网络的装备的信息；确定用于将所述装备通信地耦接到所述数据网络的拓扑，其中所述拓扑包括关于所述装备的哪些装备端口将耦接到所述数据网络的数据网络端口的信息；并且将关于所述拓扑的信息传输到用户。
根据本公开的这些和其他实施方案，一种方法可包括：在信息处理系统处接收关于将通信地耦接到数据网络的装备的信息；通过所述信息处理系统确定用于将所述装备通信地耦接到所述数据网络的拓扑，其中所述拓扑包括关于所述装备的哪些装备端口将耦接到所述数据网络的数据网络端口的信息；以及将关于所述拓扑的信息从所述信息处理系统传输到用户。
根据本公开的这些和其他实施方案，一种制品可包括非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质上具有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令可由信息处理系统的处理器执行以用于：接收关于将通信地耦接到数据网络的装备的信息；确定用于将所述装备通信地耦接到所述数据网络的拓扑，其中所述拓扑包括关于所述装备的哪些装备端口将耦接到所述数据网络的数据网络端口的信息；以及将关于所述拓扑的信息传输到用户。
根据本文所包括的附图、说明书和权利要求，本公开的技术优点对于本领域技术人员而言可以是显而易见的。实施方案的目的和优点将至少通过权利要求中特别指出的元素、特征和组合来实现和获得。
应当理解，前述总体描述和以下详细描述均是示例和解释性的，并且不限制本公开中阐述的权利要求。
附图说明
通过参考结合附图进行的以下描述，可获得对本发明实施方案及其优点的更加完整的理解，在附图中相同的附图标号指示相同的特征，并且在附图中：
图1示出根据本公开的实施方案的示例性信息处理系统的框图；
图2示出根据本公开的实施方案的示例性的一组信息处理系统的框图；
图3示出根据本公开的实施方案的示例性网络拓扑的框图；并且
图4示出根据本公开的实施方案的示例性网络拓扑的验证的框图。
具体实施方式
参考图1至图4最佳地理解优选实施方案及其优点，其中相同的数字用于指示相同和对应的部分。
出于本公开的目的，术语“信息处理系统”可包括可操作来出于商业、科学、控制、娱乐或其他目的而计算、分类、处理、传输、接收、检索、发起、切换、存储、显示、显现、检测、记录、重现、处理或利用任何形式的信息、情报或数据的任何工具或工具集合。例如，信息处理系统可以是个人计算机、个人数字助理(PDA)、消费型电子装置、网络存储装置或任何其他合适的装置，并且可在大小、形状、性能、功能和价格方面有所不同。信息处理系统可包括存储器、一个或多个处理资源，诸如中央处理单元(“CPU”)或者硬件或软件控制逻辑。信息处理系统的另外的部件可包括一个或多个存储装置、用于与外部装置通信的一个或多个通信端口以及各种输入/输出(“I/O”)装置(诸如键盘、鼠标和视频显示器)。信息处理系统还可包括可操作来在各种硬件部件之间传输通信的一条或多条总线。
出于本公开的目的，当两个或更多个元件称为彼此“耦接”时，这种术语指示此类两个或更多个元件如在适用的情况下处于电子通信或机械连通，无论是直接还是间接连接，具有还是不具有中间元件都是如此。
当两个或更多个元件称为彼此“能够耦接”时，这种术语指示它们能够被耦接在一起。
出于本公开的目的，术语“计算机可读介质”(例如，暂时性或非暂时性计算机可读介质)可包括可将数据和/或指令保留一段时间的任何工具或工具集合。计算机可读介质可包括但不限于：存储介质，诸如直接存取存储装置(例如，硬盘驱动器或软盘)、顺序存取存储装置(例如，磁带磁盘驱动器)、光盘、CD-ROM、DVD、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和/或闪存存储器；通信介质，诸如电线、光纤、微波、无线电波和其他电磁和/或光学载波；和/或前述项的任何组合。
出于本公开的目的，术语“信息处理资源”可广义地指信息处理系统的任何部件系统、装置或设备，包括但不限于处理器、服务处理器、基本输入/输出系统、总线、存储器、I/O装置和/或接口、存储资源、网络接口、主板和/或信息处理系统的任何其他部件和/或元件。
出于本公开的目的，术语“管理控制器”可广义地指向一个或多个其他信息处理系统提供管理功能(通常是带外管理功能)的信息处理系统。在一些实施方案中，管理控制器可以是服务处理器、基板管理控制器(BMC)、机箱管理控制器(CMC)或远程访问控制器(例如，戴尔远程访问控制器(DRAC)或集成戴尔远程访问控制器(iDRAC))(或者可以是上述项的整体部分)。
图1示出根据本公开的实施方案的示例性信息处理系统102的框图。在一些实施方案中，信息处理系统102可包括被配置为容纳多个服务器或“刀片”的服务器机箱。在其他实施方案中，信息处理系统102可包括个人计算机(例如，台式计算机、膝上型计算机、移动计算机和/或笔记本计算机)。在又其他实施方案中，信息处理系统102可包括存储外壳，所述存储外壳被配置为容纳多个物理磁盘驱动器和/或用于存储数据的其他计算机可读介质(其通常可称为“物理存储资源”)。如图1所示，信息处理系统102可包括处理器103、通信地耦接到处理器103的存储器104、通信地耦接到处理器103的BIOS 105(例如，UEFI BIOS)、通信地耦接到处理器103的网络接口108以及通信耦接到处理器103的管理控制器112。
在操作中，处理器103、存储器104、BIOS 105和网络接口108可包括信息处理系统102的主机系统98的至少一部分。除了明确示出和描述的元件之外，信息处理系统102可包括一个或多个其他信息处理资源。
处理器103可包括被配置为解译和/或执行程序指令和/或处理数据的任何系统、装置或设备，并且可包括但不限于微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)，或被配置为解译和/或执行程序指令和/或处理数据的任何其他数字或模拟电路。在一些实施方案中，处理器103可解译和/或执行存储在存储器104和/或信息处理系统102的另一个部件中的程序指令和/或处理数据。
存储器104可通信地耦接到处理器103并且可包括被配置为将程序指令和/或数据保留一段时间的任何系统、装置或设备(例如，计算机可读介质)。存储器104可包括RAM、EEPROM、PCMCIA卡、快闪存储器、磁存储装置、光磁存储装置或易失性存储器或在信息处理系统102断电之后保留数据的非易失性存储器的任何合适的选择和/或阵列。
如图1所示，存储器104可能在其上存储有操作系统106。操作系统106可包括任何可执行指令程序(或可执行指令程序的集合)，其被配置为管理和/或控制诸如存储器、处理器时间、磁盘空间以及输入和输出装置的硬件资源的分配和使用，并且提供此类硬件资源与操作系统106托管的应用程序之间的接口。另外，操作系统106可包括用于通过网络接口(例如，用于通过数据网络进行通信的网络接口108)进行网络通信的网络堆栈的全部或一部分。尽管操作系统106在图1中被示出为存储在存储器104中，但在一些实施方案中，操作系统106可存储在处理器103可访问的存储介质中，并且操作系统106的活动部分可从这种存储介质传递到存储器104以供处理器103执行。
网络接口108可包括一个或多个合适的系统、设备或装置，其可操作来通过带内网络充当信息处理系统102与一个或多个其他信息处理系统之间的接口。网络接口108可使信息处理系统102能够使用任何合适的传输协议和/或标准进行通信。在这些和其他实施方案中，网络接口108可包括网络接口卡或“NIC”。在这些和其他实施方案中，网络接口108可被启用为主板上的局域网(LAN)(LOM)卡。
管理控制器112可被配置为提供用于管理信息处理系统102的管理功能。即使信息处理系统102和/或主机系统98断电或通电到待机状态，也可通过管理控制器112进行这种管理。管理控制器112可包括处理器113、存储器和与网络接口108分离并且物理隔离的网络接口118。
如图1所示，管理控制器112的处理器113可通信地耦接到处理器103。这种耦接可通过通用串行总线(USB)、系统管理总线(SMBus)和/或一个或多个其他通信通道进行。
网络接口118可耦接到管理网络，如图所示，所述管理网络可与数据网络分离并且物理隔离。管理控制器112的网络接口118可包括任何合适的系统、设备或装置，其可操作来通过带外管理网络充当管理控制器112与一个或多个其他信息处理系统之间的接口。网络接口118可使管理控制器112能够使用任何合适的传输协议和/或标准进行通信。在这些和其他实施方案中，网络接口118可包括网络接口卡或“NIC”。网络接口118可以是与网络接口108相同类型的装置，或者在其他实施方案中它可以是不同类型的装置。
如上文所讨论的，本公开提供了生成装置拓扑图和/或布线设计以简化网络拓扑的规划和/或实施的方式。例如，当正在构建数据中心时，或者当正向数据中心添加另外的装备(例如，新的信息处理系统102、新的交换机、新的路由器、新的机架等)时，可采用这种拓扑图来使任务不太繁重。此外，一旦(例如，用以太网电缆、光纤和/或任何其他合适的数据传输介质)完成安装和布线，实施方案就可允许验证安装的拓扑以确保其符合设计。
在一些实施方案中，规划/验证工具可通过硬件、软件和/或固件部件在诸如信息处理系统102的信息处理系统中实施。例如，在一个实施方案中，规划/验证工具可包括允许管理员以视觉方式与其交互的网页界面。这种网页界面可提供网络拓扑的图形视图，如下面参考图3和图4更详细地讨论的。在这些和其他实施方案中，可另外或替代地使用其他界面样式(例如，文本界面样式)。
在一些实施方案中，可将单个工具用于规划和验证两者；在其他实施方案中，可使用单独的工具。为了具体起见，本公开使用术语“规划/验证工具”来指代提供这种功能的一个或多个工具，而不管是作为单个工具还是多个单独的工具实施。在各种实施方案中，这种规划/验证工具可在作为数据中心的现有基础架构的一部分的信息处理系统上或者在与现有基础架构分离的信息处理系统上执行。
一些实施方案可提供可下载到客户端系统(例如，膝上型电脑、虚拟机等)的代理程序。此客户端系统然后可用作“跳转盒”，并且所述代理可通信地耦接到数据中心的一个或多个网络交换机，如本文所讨论的。
当要在数据中心中安装新装置时，可能承担各种任务。例如，管理员可确定将会将新装置分布到哪些机架和交换机。如果要使用现有交换机，则可确定那些交换机的位置、IP地址和访问凭据(例如，用于SSH访问)。
然后管理员可将各种信息输入到规划/验证工具中。例如，可将有关新装置的信息(例如，装置型号、网络接口的数量、其他硬件和/或软件细节等)传输到规划/验证工具。所述工具然后可将此类信息存储在数据库中以供以后使用。管理员还可输入交换机IP地址和SSH凭据(如果有的话)。然后，所述工具可直接从那些交换机自动获得另外的配置信息(例如，正在使用哪些端口、虚拟局域网(VLAN)信息等)。
在一个实施方案中，规划/验证工具可包括界面，所述界面允许管理员(例如，基于机架位置等来)绘制装置应如何分布的“图”。可使用任何合适的用户界面(例如，包括键盘、鼠标、触摸板、触摸屏和/或其他界面)将信息输入到图中。图2提供了这种图的一个示例。
如图2所示，机架210A将安装一个新的管理交换机、两个新的架顶式(TOR)交换机和六个新的信息处理系统。机架210B包括一个现有管理交换机、两个现有TOR交换机，并且将案装两个新的信息处理系统。
管理员还可在此阶段定义连接性规则。连接性规则的一些示例可包括诸如以下的元素：
·管理网络接口连接到管理交换机
·每节点2个网络接口连接到TOR交换机
·端口33、34、35和36是两个TOR交换机之间的互连端口
·端口43是从TOR交换机到管理交换机的上行链路
·用于TOR连接端口的VLAN配置规则，诸如“本地100、200、300、400、3939”
·两个机架在L2上并且仅在TOR交换机上交叉连接
在一些实施方案中，此类连接性规则也可继承自现有设置，使得在设置类似于现有环境的环境时可缩短或省略录入新规则的步骤。也可从示例性规则列表中选择规则(例如，必要时进行可选修改)。
基于管理员关于装备和连接性规则的输入，规划/验证工具可生成拓扑。可使用任何合适的方法来生成这种拓扑。在一个实施方案中可使用贪心算法，使得例如对于交换机与信息处理系统之间的每个期望网络连接，所述工具被配置为将交换机的第一可用端口连接到信息处理系统的第一可用端口。如果不满足基于规则的约束或者如果生成不兼容的连接，则在必要时可使用回溯或其他技术来重新布置连接。在其他实施方案中，可使用技术(诸如深度优先搜索、广度优先搜索、穷举搜索或任何其他合适的技术)来确定满足期望约束的拓扑。
此外，一旦规划/验证工具连接到一个或多个网络交换机，则它可能有助于生成VLAN以满足指定的规则。
然后可为管理员以图形方式显示所生成的拓扑的布线。
图3示出可由根据本公开的规划/验证工具生成的示例性拓扑的一部分。所生成的拓扑包括管理交换机302、TOR交换机304A和304B与信息处理系统306A-306D之间的规划网络连接。
如图3所示，可使用颜色编码或另一个视觉方案(诸如短划线)来指示电缆状态。例如，尚未安装的电缆可以红色指示，而现有布线可以绿色指示。连接到不同类型的交换机的电缆可以不同类型的线(例如，虚线/短划线与实线)示出。
此外，还可在信息处理系统和/或端口级处应用不同的颜色或视觉样式。例如，端口颜色可用于指示端口是否在使用中，端口是正确连接还是错误连接，端口是未配置、已配置还是部分配置等。在一些实施方案中，信息处理系统颜色也可用于类似目的。
在此示例中，三个交换机显示端口1-4被“占用”，这可能指示这些端口正被其他环境使用。特定互连端口(诸如TOR交换机304A和304B上的端口33-36)可以指示它们已经被配置的指定颜色(例如，绿色)示出。(与这些端口相关联的接线也可以绿色显示。)
从TOR交换机304A到管理交换机302的上行链路是端口43，并且所述链路可以指示它已经接线的指定颜色(例如，绿色)示出。然而，在所述示例中，端口43的VLAN未按预期配置，并且因此它以指示此状态的指定颜色(例如，白色)示出。
在一些实施方案中，规划/验证工具还可允许管理员根据需要输入改变。在所示示例中，信息处理系统306A被突出示出，因为它当前被管理员选择。此外，来自所选择的元件的网络链路也可突出示出或以不同颜色示出。基于此选择，规划验证工具还可提供关于信息处理系统306A的配置建议(例如，VLAN配置建议，诸如：
连接到管理交换机：Eth1/5
端口：访问PVID：50(未配置)
连接到TOR交换机：Eth1/5(未配置)
端口：中继本地VLAN：100
标记：150、200、250、3939
在其他实施方案中，还可示出其他类型的建议。一旦管理员对所生成的拓扑感到满意，就可开始实际实施并且可安装接线。
一旦完成实施，管理员就可指导规划/验证工具验证安装的接线。
图4示出来自图3的示例性拓扑的一部分，如其在实施之后可示出的。经验证的拓扑包括管理交换机402、TOR交换机404A和404B与信息处理系统406A-406D之间的检测到的网络连接。
经校验的网络连接可以特定颜色(例如，绿色)示出。缺失或出现故障的连接可以另一种颜色(例如，红色)示出。
不满足指定规则(例如，VLAN规则)的端口也可以红色示出。已配置并满足规则的端口可以绿色示出。部分配置的端口可以黄色示出。
在一些实施方案中，规划/验证工具还可提供关于验证的各种问题的文本描述。例如，所述工具可概述诸如缺失接线、VLAN配置错误等的问题。
本公开涵盖本领域普通技术人员将理解的对本文的示例性实施方案的所有改变、替换、变化、变更和修改。类似地，在适当的情况下，所附权利要求涵盖本领域普通技术人员将理解的对本文的示例性实施方案的所有改变、替换、变化、变更和修改。此外，所附权利要求中对被调适成、被布置成、有能力、被配置为、被启用来、能够操作来或可操作来执行特定功能的设备或系统或者设备或系统的部件的引用涵盖该设备、系统或部件，无论其或该特定功能是否被激活、开启或解锁，只要该设备、系统或部件是如此调适、布置、有能力、配置、启用、能够操作或可操作的即可。
本文所叙述的所有示例和条件语言均意图用于帮助读者理解本发明和由发明人提供的推进本领域的概念的教学目的，并且应当解释为不限于此类具体叙述的示例和条件。尽管已对本发明的实施方案进行了详细描述，但应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可对本发明的实施方案做出各种改变、替换和变更。

Claims (18)

1.一种信息处理系统，其包括：
至少一个处理器；以及
存储器；
其中所述信息处理系统被配置为：
接收关于将通信地耦接到数据网络的装备的信息；
确定用于将所述装备通信地耦接到所述数据网络的拓扑，其中所述拓扑包括关于所述装备的哪些装备端口将耦接到所述数据网络的数据网络端口的信息；并且
将关于所述拓扑的信息传输到用户。
2.如权利要求1所述的信息处理系统，其中所述装备包括至少一个信息处理系统。
3.如权利要求1所述的信息处理系统，其中所述装备包括选自由网络交换机和网络路由器组成的组的至少一项。
4.如权利要求1所述的信息处理系统，其中所述数据网络是预先存在的数据网络。
5.如权利要求1所述的信息处理系统，其中所述信息处理系统还被配置为在传输关于所述拓扑的所述信息之后：
接收关于所述装备在所述数据网络中的连接性的信息；
校验所述连接性是否与所述拓扑一致；以及
将关于所述校验的指示传输到所述用户。
6.如权利要求5所述的信息处理系统，其中所述指示包括所述连接性的颜色编码图形表示。
7.一种方法，其包括：
在信息处理系统处接收关于将通信地耦接到数据网络的装备的信息；
通过所述信息处理系统确定用于将所述装备通信地耦接到所述数据网络的拓扑，其中所述拓扑包括关于所述装备的哪些装备端口将耦接到所述数据网络的数据网络端口的信息；以及
将关于所述拓扑的信息从所述信息处理系统传输到用户。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述装备包括至少一个信息处理系统。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述装备包括选自由网络交换机和网络路由器组成的组的至少一项。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述数据网络是预先存在的数据网络。
11.如权利要求7所述的方法，其还包括在传输关于所述拓扑的所述信息之后：
接收关于所述装备在所述数据网络中的连接性的信息；
校验所述连接性是否与所述拓扑一致；以及
将关于所述校验的指示传输到所述用户。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述指示包括所述连接性的颜色编码图形表示。
13.一种制品，所述制品包括非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质上具有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令能够由信息处理系统的处理器执行以用于：
接收关于将通信地耦接到数据网络的装备的信息；
确定用于将所述装备通信地耦接到所述数据网络的拓扑，其中所述拓扑包括关于所述装备的哪些装备端口将耦接到所述数据网络的数据网络端口的信息；以及
将关于所述拓扑的信息传输到用户。
14.如权利要求13所述的制品，其中所述装备包括至少一个信息处理系统。
15.如权利要求13所述的制品，其中所述装备包括选自由网络交换机和网络路由器组成的组的至少一项。
16.如权利要求13所述的制品，其中所述数据网络是预先存在的数据网络。
17.如权利要求13所述的制品，其中所述指令还能够执行用于在传输关于所述拓扑的所述信息之后：
接收关于所述装备在所述数据网络中的连接性的信息；
校验所述连接性是否与所述拓扑一致；以及
将关于所述校验的指示传输到所述用户。
18.如权利要求17所述的制品，其中所述指示包括所述连接性的颜色编码图形表示。
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