TW202011715A - 控制器、調整封包通信規則的方法及網路通信系統 - Google Patents

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Abstract

本揭露提供一種控制器、調整封包通信規則的方法及網路通信系統。所述方法包括：控制器接收各主機的第一埠的健康狀態及第二埠的健康狀態；依據各主機的第一埠的健康狀態及第二埠的健康狀態調整各主機的封包通信規則；以及將調整後的各主機的封包通信規則發送至各對應主機，以控制各主機依據對應的封包通信規則收發封包。

Description

控制器、調整封包通信規則的方法及網路通信系統
本揭露是有關於一種控制器、調整封包通信規則的方法及網路通信系統，且特別是有關於一種適用於結合快速周邊元件互連匯流排與乙太網路的控制器、調整封包通信規則的方法及網路通信系統。
快速周邊元件互連（Peripheral Component Interconnect Express, PCIe）匯流排是由PCI特別興趣小組（PCI Special Interest Group, PCI-SIG）開發的工業標準計算機擴展技術。PCIe最初設計為一個局部匯流排互聯技術（local bus interconnect technology），用於連接一台機器內的CPU、GPU和I/O設備，並從此進展而成為具有點至點鏈接（point-to-point links）、逐中繼段流量控制（hop-by-hop flow control）、端至端的重發（end-to-end retransmission）等特徵的一個完全成熟的交換網路（switched network）。PCIe亦可作為連接機器與外部設備（例如存儲盒）的擴展接口。
PCIe網路是具有串行點對點全雙工通道（serial point-to-point full duplex lanes）的交換式網路。PCIe設備通過由一個或多個通道所組成的鏈路而連接到此PCIe網路。近日，利用PCIe介面將多個伺服器（servers）或虛擬化I/O設備（virtualized I/O devices）互連的擴展PCIe已經成為標準。例如，PCIe的應用可以進一步擴展到機櫃內部互連（intra-rack interconnect）。PCIe交換機可以取代標準的機櫃頂部（top of rack, ToR）乙太網交換機（Ethernet switch），也就是PCIe可以在同一機櫃內連接多個主機（hosts，例如伺服器），允許連接到PCIe交換機的輸入輸出（I/O）設備，以分享同一個機櫃內所有伺服器。機櫃中的所有伺服器之間亦可以通過PCIe鏈路（PCIe links）彼此進行通信。
此外，為了讓同時具有基於快速周邊元件互連匯流排的乙太網路（PCIe based Ethernet over PCIe，EoP）及乙太網路的混合網路架構能夠進行櫃內/跨櫃的封包傳輸，習知技術中已存在一種控制器（美國專利申請案第15/849,691號），其可協助位於相同/不同機櫃內的主機進行封包傳輸，同時避免廣播風暴。概略而言，上述控制器可透過網路介面卡傳送或接收封包，其中，若封包為單點傳播，則針對同機櫃的傳播經由EoP埠傳播封包，而針對不同機櫃的傳播則經由乙太網路埠傳送封包。
然而，在上述習知技術中，若主機的EoP埠或乙太網路埠發生故障時，將導致此主機無法正確地進行相同/不同機櫃的封包傳輸/接收。
有鑑於此，本揭露提供一種控制器、調整封包通信規則的方法及網路通信系統，其可用於解決上述技術問題。
本揭露提供一種控制器，適用於結合快速周邊元件互連匯流排與乙太網路的網路通信系統，其中網路通信系統還包括多個主機。控制器包括儲存電路及處理器。儲存電路儲存多個模組。處理器耦接於儲存電路，存取前述模組以執行以下步驟：控制器接收各主機的一第一埠的健康狀態及一第二埠的健康狀態；依據各主機的第一埠的健康狀態及第二埠的健康狀態調整各主機的一封包通信規則；以及將調整後的各主機的封包通信規則發送至各對應主機，以控制各主機依據對應的封包通信規則收發封包。
本揭露提供一種調整封包通信規則的方法，適用於結合快速周邊元件互連匯流排與乙太網路的網路通信系統中的一控制器，其中網路通信系統還包括多個主機。所述方法包括：接收各主機的一第一埠的健康狀態及一第二埠的健康狀態；依據各主機的第一埠的健康狀態及第二埠的健康狀態調整各主機的一封包通信規則；以及將調整後的各主機的封包通信規則發送至各對應主機，以控制各主機依據對應的封包通信規則收發封包。
本揭露提供一種適用於結合快速周邊元件互連匯流排與乙太網路的網路通信系統，包括多個主機及控制器。控制器經配置以：接收各主機的一第一埠的健康狀態及一第二埠的健康狀態；依據各主機的第一埠的健康狀態及第二埠的健康狀態調整各主機的一封包通信規則；以及將調整後的各主機的封包通信規則發送至各對應主機，以控制各主機依據對應的封包通信規則收發封包。
基於上述，本揭露提出的控制器、調整封包通信規則的方法及網路通信系統可讓控制器依據各主機回報的第一埠及第二埠的健康狀態而得知是否有主機的第一埠或第二埠無法用於收/發封包。若有主機的第一埠或第二埠發生故障，則控制器可相應地調整所有主機的封包通信規則，以令發生故障的主機仍能順利地與其他主機進行櫃內/跨櫃通信。
為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
請參照圖1，其是依據本揭露之一實施例繪示的可進行櫃內通信的網路通信系統示意圖。在本實施例中，網路通信系統100包括控制器110、主機A、B、C、PCIe交換器120a及乙太網路交換器130。
控制器110包括儲存電路111及處理器112。儲存電路111例如是記憶體、硬碟或是其他任何可用於儲存資料的元件，而可用以記錄或儲存多個模組，其中各模組是由一或多個程式碼片段所組成。處理器112耦接儲存電路111，並可藉由存取儲存電路111中的模組來分別執行本發明所提出的調整封包通信規則方法的各個步驟。在不同的實施例中，處理器112可以是一般用途處理器、特殊用途處理器、傳統的處理器、數位訊號處理器、多個微處理器（microprocessor）、一個或多個結合數位訊號處理器核心的微處理器、控制器、微控制器、特殊應用集成電路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、場可程式閘陣列電路（Field Programmable Gate Array，FPGA）、任何其他種類的積體電路、狀態機、基於進階精簡指令集機器（Advanced RISC Machine，ARM）的處理器以及類似品。
主機A、B、C可以是位於同一機櫃RK1的伺服器或虛擬伺服器等，且主機A可包括第一埠A1及第二埠A2，主機B可包括第一埠B1及第二埠B2，主機C可包括第一埠C1及第二埠C2。為便於說明，以下將假設各主機A、B、C的第一埠及第二埠可分別例如是EoP埠與乙太網路埠（以下簡稱Eth.埠）。此外，各主機A、B、C的EoP埠可連接至PCIe交換器120a，而各主機的Eth.埠可連接至PCIe交換器120a中的NIC（未另標示）。
在本實施例中，各主機A、B、C的EoP埠例如是以軟體實現記憶體映射系統的連接埠或是實體的連接埠。值得注意的是，可藉由軟體模組或程式碼將EoP埠與Eth.埠結合為網路介面卡（Network Interface Card，NIC）。基於此，NIC可以是虛擬交換器（OpenvSwitch，OVS）、驅動模組或其他各種軟硬體模組等。
控制器110耦接至各主機A、B、C的NIC以及位於其他機櫃的主機的NIC，進而實時地監控機櫃中與機櫃外的主機。具體來說，控制器110與每個機櫃的主機之間會形成管理網路，且此網路是完全獨立於主機間的網路。需要注意的是，控制器110可以是設置於機櫃中、主機中或機櫃外，但本揭露內容不以此為限。PCIe交換器120a耦接至乙太網路交換器130，PCIe交換器120a用以處理機櫃RK1中的傳播，且可透過乙太網路交換器130向位於其他機櫃的主機傳送封包，或從位於其他機櫃的主機接收封包。在多個實施範例中，PCIe交換器120a可以是設置於機櫃RK1內、主機中或機櫃RK1外，但本揭露內容不以此為限。
在圖1中，各主機A、B、C的NIC可具有至少一個封包通信規則表（flow rule table），以令各NIC可依據封包通信規則表內的規則傳送或接收封包。在本揭露的實施例中，各主機A、B、C中NIC的封包通信規則表中的一或多個封包通信規則可由控制器110進行組態並儲存於控制器110的儲存電路111中。並且，控制器110對各主機A、B、C下達及更新封包通信規則的機制可參考美國專利申請案第15/849,691號，其全文以引用方式併入本文中。
在不同的實施例中，各主機A、B、C的NIC中所儲存的封包通信規則可包括櫃內（intra-rack）通信規則（flow rule）及跨櫃（inter-rack）通信規則。
舉例而言，為利於主機A與位於同一機櫃RK1中的主機C進行櫃內通信，主機A的NIC中可儲存有如圖1所示的「dl_dst = MACC , actions = output:EoP（高優先權）」及「dl_dst = MACC , actions=output:Eth. （低優先權）」等2個櫃內通信規則。此2個櫃內通信規則之意為若封包P的目的媒體存取控制（medium access control，MAC）位址為主機C的MAC位址（即，MACC ），則在具較高優先權的EoP埠（即，第一埠A1）及具較低優先權的Eth.埠（即，第二埠A2）中，主機A會優先以EoP埠發送封包P至PCIe交換器120a，以由PCIe交換器120a協助將封包P轉發至主機C。在其他實施例中，若主機A的第一埠A1（即，EoP埠）因故無法用於傳送，則依上述櫃內通信規則，主機A將以具較低優先權的第二埠A2（即，Eth.埠）傳送封包P至PCIe交換器120a的NIC，以由PCIe交換器120a的NIC協助將封包P轉發至主機C。
相似地，主機B及C的NIC中亦可儲存有與上述櫃內通信規則相似的規則，藉以在主機B及C欲傳送封包至位於同一機櫃RK1內的其他主機時可優先地以EoP埠來發送封包。
此外，主機C的NIC中可儲存有如圖1所示的「dl_dst = MACC , actions=Output:local」的封包通信規則，其意為若收到目的MAC為MACC 的封包P，則由主機C的本地埠輸出（即，將前述封包留在主機C內）。
因此，若主機A欲將封包P傳送至主機C，主機A可透過第一埠A1（即，EoP埠）將封包P發送至PCIe交換器120a，並由PCIe交換器120a將封包P轉發至主機C的第一埠C1（即，EoP埠），而其中封包P的傳送路徑可繪示為傳送路徑199。
請參照圖2，其是依據本揭露之一實施例繪示的可進行跨櫃通信的網路通信系統示意圖。在本實施例中，網路通信系統200包括控制器110、主機A、B、C、E、F、G、PCIe交換器120a、120b、乙太網路交換器130。圖2中控制器110、主機A、B、C、PCIe交換器120a及乙太網路交換器130的連接關係及運作方式與圖1相同，於此不再贅述。
主機E、F、G可以是位於同一機櫃RK2的伺服器或虛擬伺服器等，且主機E可包括第一埠E1及第二埠E2，主機F可包括第一埠F1及第二埠F2，主機G可包括第一埠G1及第二埠G2。為便於說明，以下將假設各主機E、F、G的第一埠及第二埠可分別例如是EoP埠與Eth.埠。此外，各主機E、F、G的EoP埠可連接至PCIe交換器120b，而各主機的Eth.埠可連接至PCIe交換器120b中的NIC（未另標示）。
在本實施例中，各主機E、F、G的EoP埠例如是以軟體實現記憶體映射系統的連接埠或是實體的連接埠。並且，與主機A、B、C相似，各主機E、F、G的EoP埠可與Eth.埠結合為NIC，而NIC可以是虛擬交換器（OpenvSwitch，OVS）、驅動模組或其他各種虛擬模組等。
如圖2所示，除了耦接至位於機櫃RK1中各主機A、B、C的NIC之外，控制器110還可耦接至位於機櫃RK2中各主機E、F、G的NIC，進而實時地監控機櫃RK1、RK2或其他機櫃中的主機。PCIe交換器120b耦接至乙太網路交換器130，PCIe交換器120b用以處理機櫃RK2中的傳播，且可透過乙太網路交換器130向位於機櫃RK1的主機A、B、C傳送封包，或從位於機櫃RK1的主機A、B、C接收封包。在多個實施範例中，PCIe交換器120b可以是設置於機櫃RK2內、主機中或機櫃RK2外，但本揭露內容不以此為限。
在圖2中，各主機E、F、G的NIC可具有至少一個封包通信規則表，以令各NIC可依據封包通信規則表內的規則傳送或接收封包。在本揭露的實施例中，各主機E、F、G中NIC的封包通信規則表中的一或多個封包通信規則亦可由控制器110進行組態。
在不同的實施例中，各主機E、F、G的NIC中所儲存的封包通信規則可包括櫃內通信規則及跨櫃通信規則。
舉例而言，為利於主機E與位於同一機櫃RK2中的主機G進行櫃內通信，主機E的NIC中可儲存有「dl_dst = MACG , actions = output:EoP（高優先權）」及「dl_dst = MACG , actions=output:Eth.（低優先權）」等2個櫃內通信規則。此2個櫃內通信規則之意為若主機E中待傳送封包的目的MAC位址為主機G的MAC位址（即，MACG ），則在具較高優先權的EoP埠（即，第一埠E1）及具較低優先權的Eth.埠（即，第二埠E2）中，主機E會優先以EoP埠發送上述封包至PCIe交換器120b，以由PCIe交換器120b協助將上述封包轉發至主機G。在其他實施例中，若主機E的第一埠E1（即，EoP埠）因故無法用於傳送，則依上述櫃內通信規則，主機E將以具較低優先權的第二埠E2（即，Eth.埠）傳送上述封包至PCIe交換器120b的NIC，以由PCIe交換器120b的NIC協助將上述封包轉發至主機G。
相似地，主機F及G的NIC中亦可儲存有與上述櫃內通信規則相似的規則，藉以在主機F或主機G欲傳送封包至位於同一機櫃RK2內的其他主機時可優先地以EoP埠來發送封包。
此外，如圖2所示，為利於主機A與位於機櫃RK2中的主機G進行跨櫃通信，主機A中還可儲存有「dl_dst = MACG , actions=output:Eth.」的跨櫃通信規則，其意指若封包P的目的MAC位址為主機G的MAC位址（即，MACG ），則主機A會以Eth.埠（即，第二埠A2）發送封包P至PCIe交換器120a的NIC，以由PCIe交換器120a的NIC協助轉發封包P。
相似地，主機B、C、E、F、G的NIC中亦可儲存有與上述跨櫃通信規則相似的規則，藉以在各主機B、C、E、F、G欲傳送封包至位於另一機櫃內的其他主機時可採用Eth.埠來發送封包。
此外，主機G的NIC中可儲存有如圖2所示的「dl_dst = MACG , actions=Output:local」的封包通信規則，其意為若收到目的MAC位址為MACG 的封包P，則由主機G的本地埠輸出（即，將封包P留在主機G內）。
因此，若主機A欲將封包P傳送至主機G，主機A可透過第二埠A2（即，Eth.埠）將封包P發送至PCIe交換器120a的NIC，並由PCIe交換器120a的NIC依序將封包P經由乙太網路交換器130、PCIe交換器120b的NIC轉發至主機G的第二埠G2（即，Eth.埠），而其中封包P的傳送路徑可繪示為傳送路徑299。
由以上教示可知，本揭露中各主機的第一埠（即，EoP埠）係預設用於進行櫃內通信，而各主機的第二埠（即，Eth.埠）係預設用於進行跨櫃通信，但本揭露可不限於此。
然而，如先前技術中所提及當網路通信系統200中任一主機的任一埠故障時，將使得此主機無法正確地進行相同/不同機櫃的封包傳輸/接收。
有鑑於此，本揭露提出一種調整封包通信規則的方法，用以解決以上現有技術的缺陷，具體說明如下。
請參照圖3，其是依據本揭露之一實施例繪示的調整封包通信規則的方法。本實施例的方法可由圖1、2中的控制器執行，其包括以下步驟。步驟S310：處理器112可接收各主機的第一埠的健康狀態及第二埠的健康狀態；步驟S320：處理器112可依據各主機的第一埠的健康狀態及第二埠的健康狀態調整各主機的封包通信規則；步驟S330：處理器112可將調整後的各主機的封包通信規則發送至各對應主機，以控制各主機依據對應的封包通信規則收發封包。
為使圖3各步驟的概念更為清楚，以下另基於圖4A、圖4B、圖5A、圖5B、圖5C及圖5D來進行更為詳細的說明。在以下各實施例中，網路通信系統中的各主機可定期或不定期地將第一埠（即，EoP埠）的健康狀態及第二埠（即，Eth.埠）的健康狀態回報給控制器110，藉以讓控制器110得知各主機的第一埠及第二埠是否能夠正常地運作以進行封包的傳送/接收。
請參照圖4A，其是依據圖1繪示的當傳送端主機的第一埠故障時調整櫃內通信規則的示意圖。在本實施例中，假設主機A的第一埠A1（即，EoP埠）發生故障，則控制器110可藉由執行圖3的步驟S310而從主機A回報的資訊中得知。相應地，處理器112可執行步驟S320以調整各主機A、B、C的封包通信規則。
具體而言，由於主機A的第一埠A1已無法用於進行櫃內通信，因此，若主機A欲將封包P傳送至主機C，處理器112可將主機A原本儲存的「dl_dst = MACC , actions=output:EoP」的櫃內通信規則（亦稱為，第一櫃內通信規則）修改為圖4A所示的「dl_src = MACA, dl_dst = anyhost, actions=output:Eth.」，並可在步驟S330中將此調整後的櫃內通信規則發送至主機A。在此情況下，若主機A欲發送封包P至機櫃RK1內的任一主機，則主機A將改由第二埠A2（即，Eth.埠）發送封包P至PCIe交換器120a，以透過PCIe交換器120a轉發封包P。舉例而言，假設主機A欲發送封包P至主機C（即，封包P的來源MAC位址為MACA ，目的端主機MAC地址為MACC ），則主機A將由第二埠A2（即，Eth.埠）發送封包P至PCIe交換器120a的NIC，以透過PCIe交換器120a的NIC將封包P轉發至主機C的第二埠C2（即，Eth.埠）。封包P的傳送路徑可繪示為傳送路徑499a。
此外，對於機櫃RK1的其他主機B、C而言，由於主機A的第一埠A1已因故障而無法接收封包，因此處理器112在步驟S320中還可將主機B、C的櫃內通信規則（亦稱為，第二櫃內通信規則)修改為圖4A所示的「dl_dst = MACA, actions=output:Eth.」，並可在步驟S330中將此調整後的櫃內通信規則發送至主機B、C。在此情況下，若主機B、C欲發送封包至主機A，則主機B、C將改由其Eth.埠來發送封包至PCIe交換器120a，以透過PCIe交換器120a將封包轉發至主機A的第二埠A2（即，Eth.埠）。
請參照圖4B，其是依據圖1繪示的當接收端主機的第一埠故障時調整櫃內通信規則的示意圖。在本實施例中，假設主機C的第一埠C1（即，EoP埠）發生故障，則控制器110可藉由執行圖3的步驟S310而從主機C回報的資訊中得知。相應地，處理器112可執行步驟S320以調整各主機A、B、C的封包通信規則。
具體而言，由於主機C的第一埠C1已無法用於進行櫃內通信，因此處理器112可將主機A原本儲存的「dl_dst = MACC , actions=output:EoP」的櫃內通信規則修改為圖4B所示的「dl_src = MACA , dl_dst = MACC , actions=output:Eth.」，並可在步驟S330中將此調整後的櫃內通信規則發送至主機A。在此情況下，若主機A欲發送封包P至主機C（即，封包P的來源MAC位址為MACA ，目的端主機MAC地址為MACC ），則主機A將改由第二埠A2（即，Eth.埠）發送封包P至PCIe交換器120a的NIC，以透過PCIe交換器120a的NIC轉發封包P至主機C的第二埠C2（即，Eth.埠）。封包P的傳送路徑可繪示為傳送路徑499b。
此外，對於主機B而言，由於主機C的第一埠C1已因故障而無法接收封包，因此處理器112在步驟S320中還可將主機B的櫃內通信規則修改為圖4B所示的「dl_dst = MACC , actions=output:Eth.」，並可在步驟S330中將此調整後的櫃內通信規則發送至主機B。在此情況下，若主機B欲發送封包至主機C，則主機B將改由第二埠B2（即，Eth.埠）來發送封包至PCIe交換器120a的NIC，以透過PCIe交換器120a的NIC將封包轉發至主機C的第二埠C2（即，Eth.埠）。
再者，處理器112可將主機C的櫃內通信規則修改為圖4B所示的「dl_dst = MACA , MACB , actions=output:Eth.」，並可在步驟S330中將此調整後的櫃內通信規則發送至主機C。在此情況下，若主機C欲發送封包至機櫃RK1內的任一其他主機，則主機C將改由第二埠C2（即，Eth.埠）發送封包至PCIe交換器120a的NIC，以透過PCIe交換器120a的NIC轉發此封包。
由以上教示可知，當某機櫃中的某一主機預設用於進行櫃內通信的第一埠（即，EoP埠）發生故障時，控制器110可藉由將此機櫃內全部主機的櫃內通信規則修改為透過各主機的第二埠（即，Eth.埠）進行封包的傳輸，藉以讓上述機櫃內的主機仍能順利地進行櫃內封包通信。
請參照圖5A，其是依據圖2繪示的當傳送端主機的第二埠故障時調整跨櫃通信規則的示意圖。在本實施例中，假設主機A的第二埠A2（即，Eth.埠）發生故障，則控制器110可藉由執行圖3的步驟S310而從主機A回報的資訊中得知。相應地，處理器112可執行步驟S320以調整機櫃RK1中主機A、B、C及機櫃RK2中主機E、F、G的封包通信規則。
具體而言，由於主機A的第二埠A2已無法用於進行跨櫃通信，因此處理器112可從同樣位於機櫃RK1中的主機B、C中選定第一中繼主機。在一實施例中，處理器112可從主機B、C中任選一者作為第一中繼主機，其中第一中繼主機的第一埠及第二埠皆需未故障。在另一實施例中，處理器112可從主機B、C中選定具有最低負載量及/或最快傳輸速度的一者作為第一中繼主機，但可不限於此。在一實施例中，任一主機的OVS可統計在一預設時間區間內經過第一埠的封包數量及經過第二埠的封包數量，並將此二封包數量加總以表徵此主機在上述預設時間區間內的負載量，並提供予控制器110作為選定第一中繼主機的依據。
在選定第一中繼主機之後，處理器112可設定第一中繼主機協助主機A與機櫃RK2中的任一主機進行跨櫃通信的第一中繼通信規則。
接著，處理器112可修改主機A的跨櫃通信規則、機櫃RK2中的任一主機的跨櫃通信規則，以控制主機A及機櫃RK2中的任一主機在第一中繼主機的協助下，分別依據主機A的跨櫃通信規則、第一中繼通信規則及機櫃RK2中的任一主機的跨櫃通信規則進行跨櫃通信。
為便於說明，以下假設主機B被選定作為上述第一中繼主機，但本揭露可不限於此。若主機A欲將封包P傳送至主機G，基此，處理器112可在步驟S320中將主機A原本儲存的「dl_dst = MACG , actions=output:Eth.」的跨櫃通信規則修改為圖5A所示的「dl_src = MACA , dl_dst = MACG , actions=output:EoP to MACB .」，以及將第一中繼主機（即，主機B）的第一中繼通信規則修改為圖5A所示的「dl_src = MACA , dl_dst = MACG , actions=output:Eth.」及「dl_dst = MACA , actions=output:EoP.」，並可在步驟S330中將上述調整後的跨櫃通信規則及第一中繼通信規則分別發送至主機A及主機B。
在此情況下，若主機A欲發送封包P至機櫃RK2內的主機G（即，封包P的來源MAC位址為MACA ，目的MAC地址為MACG ），則主機A將改由第一埠A1（即，EoP埠）發送封包P至主機B（即，第一中繼主機）的第一埠B1（即，EoP埠）。基於第一中繼通信規則中的第1條規則，當主機B收到封包P時，將改由第二埠B2發送封包P至PCIe交換器120a的NIC，以依序透過PCIe交換器120a的NIC、乙太網路交換器130及PCIe交換器120b的NIC將封包P轉發至主機G的第二埠G2。封包P的傳送路徑可繪示為傳送路徑599a。
此外，對於機櫃RK2的主機E、F、G而言，由於主機A的第二埠A2已因故障而無法接收經由跨櫃通信而來的封包，因此處理器112在步驟S320中還可將主機E、F、G的跨櫃通信規則修改為圖5A所示的「dl_dst = MACA , actions=output:Eth. to MACB 」，並可在步驟S330中將此調整後的跨櫃通信規則發送至主機E、F、G。在此情況下，若主機E、F、G欲發送封包至主機A（即，此封包的目的端主機MAC地址為MACA ），則主機E、F、G將改由其Eth.埠來發送封包至PCIe交換器120b的NIC，以依序透過PCIe交換器120b的NIC、乙太網路交換器130及PCIe交換器120a的NIC將封包轉發至主機B（即，第一中繼主機）的第二埠B2。
接著，基於第一中繼通信規則中的第2條規則，當主機B收到目的端主機MAC地址為MACA 的封包時，將改由第一埠B1（即，EoP埠）發送上述封包至主機A的第一埠A1（即，EoP埠）。
請參照圖5B，其是依據圖2繪示的當接收端主機的第二埠故障時調整跨櫃通信規則的示意圖。在本實施例中，假設主機G的第二埠G2（即，Eth.埠）發生故障，則控制器110可藉由執行圖3的步驟S310而從主機G回報的資訊中得知。相應地，處理器112可執行步驟S320以調整機櫃RK1中主機A、B、C及機櫃RK2中主機E、F、G的封包通信規則。
具體而言，由於主機G的第二埠G2已無法用於進行跨櫃通信，因此處理器112可從同樣位於機櫃RK2中的主機E、F中選定第一中繼主機。在一實施例中，處理器112可從主機E、F中任選一者作為第一中繼主機，其中第一中繼主機的第一埠及第二埠皆需未故障。在另一實施例中，處理器112可從主機E、F中選定具有最低負載量及/或最快傳輸速度的一者作為第一中繼主機，但可不限於此。接著，處理器112可設定第一中繼主機協助主機G與機櫃RK1中的任一主機進行跨櫃通信的第一中繼通信規則。
之後，處理器112可修改主機G的跨櫃通信規則、機櫃RK1中的任一主機的跨櫃通信規則，以控制主機G及機櫃RK1中的任一主機在第一中繼主機的協助下，分別依據主機G的跨櫃通信規則、第一中繼通信規則及機櫃RK1中的任一主機的跨櫃通信規則進行跨櫃通信。
為便於說明，以下假設主機F被選定作為上述第一中繼主機，但本揭露可不限於此。基此，處理器112可在步驟S320中將主機A原本儲存的「dl_dst = MACG , actions=output:Eth.」的跨櫃通信規則修改為圖5B所示的「dl_src = MACA , dl_dst = MACG , actions=output:Eth. to MACF 」，以及將第一中繼主機（即，主機F）的第一中繼通信規則修改為圖5B所示的「dl_src = MACA , dl_dst = MACG , actions=output:EoP」及「dl_src = MACG , dl_dst = MACA, MACB, MACC , actions=output:Eth.」，並可在步驟S330中將上述調整後的跨櫃通信規則及第一中繼通信規則分別發送至主機A及主機F。
在此情況下，若主機A欲發送封包P至機櫃RK2內的主機G（即，封包P的來源MAC位址為MACA ，目的MAC地址為MACG ），則主機A將由第二埠A2（即，Eth.埠）發送封包P至PCIe交換器120a的NIC，以依序透過PCIe交換器120a的NIC、乙太網路交換器130及PCIe交換器120b的NIC將封包P轉發至主機F（即，第一中繼主機）的第二埠F2。之後，基於第一中繼通信規則中的第1條規則，主機F將改由第一埠F1（即，EoP埠）發送封包P至PCIe交換器120b，以透過PCIe交換器120b將封包P轉發至主機G的第一埠G1。封包P的傳送路徑可繪示為傳送路徑599b。
此外，對於機櫃RK1的主機B、C而言，由於主機G的第二埠G2已因故障而無法接收經由跨櫃通信而來的封包，因此處理器112在步驟S320中還可將主機B、C的跨櫃通信規則修改為圖5B所示的「dl_dst = MACG , actions=output:Eth. to MACF 」，並可在步驟S330中將此調整後的跨櫃通信規則發送至主機B、C。在此情況下，若主機B、C欲發送封包至主機G（即，此封包的目的MAC地址為MACG ），則主機B、C將改由其Eth.埠來發送封包至PCIe交換器120a的NIC，以依序透過PCIe交換器120a的NIC、乙太網路交換器130及PCIe交換器120b的NIC將封包轉發至主機F（即，第一中繼主機）的第二埠F2。接著，主機F可改由改由第一埠F1（即，EoP埠）發送上述封包至主機G的第一埠G1（即，EoP埠）。
此外，處理器112還可在步驟S320中將主機G的跨櫃通信規則修改為圖5B所示的「dl_dst = MACA, MACB, MACC , actions=output:EoP to MACF 」，並可在步驟S330中將上述調整後的跨櫃通信規則發送至主機G。
在此情況下，若主機G欲發送封包至機櫃RK1內的主機A、B或C（即，封包P的來源MAC位址為MACG ，目的MAC地址為MACA 、MACB 或MACC ），則主機G將由第一埠G1（即，EoP埠）發送此封包至主機F的第一埠F1（即，EoP埠）。
接著，基於第一中繼通信規則中的第2條規則，當主機F收到來源MAC地址為MACG 的封包時，將改由第二埠F2（即，Eth.埠）發送上述封包至主機A、B或C的Eth.埠。
請參照圖5C，其是依據圖2繪示的當傳送端主機的第二埠及接收端主機的第一埠皆故障時調整跨櫃通信規則的示意圖。在本實施例中，假設主機A的第二埠A2（即，Eth.埠）及主機G的第一埠G1（即，EoP埠）發生故障，則控制器110可藉由執行圖3的步驟S310而從主機A及G回報的資訊中得知。相應地，處理器112可執行步驟S320以調整機櫃RK1中主機A、B、C及機櫃RK2中主機E、F、G的封包通信規則。
圖5C的實施例可視為是圖5A及圖5B實施例的結合，故其相關的跨櫃通信規則及中繼通信規則的調整方式可參照圖5A及圖5B的相關說明，於此不再贅述。在依據圖5A及圖5B的說明調整圖5C中各主機的封包通信規則之後，若主機A欲發送封包P至主機G，則封包P例如可依循圖5C所示的傳送路徑599c而被傳輸至主機G。
請參照圖5D，其是依據圖5A繪示的當傳送端主機的第二埠故障時調整跨櫃通信規則的示意圖。在本實施例中，所假設的情境與圖5A幾無二致。圖5A與圖5D的唯一差別僅在於，在圖5D的實施例中，若主機A的第二埠A2（即，Eth.埠）發生故障，則控制器110除了可選擇主機B作為第一中繼主機以協助傳送封包P之外（如圖5A所示），還可將同樣位於機櫃RK1中的主機C選定為第二中繼主機。並且，控制器110還可設定第二中繼主機（即，主機C）協助主機A與機櫃RK2中的任一主機進行跨櫃通信的第二中繼通信規則。之後，控制器110可修改主機A的跨櫃通信規則、機櫃RK2中的任一主機的跨櫃通信規則，以控制主機A及機櫃RK2中的任一主機在第二中繼主機的協助下，分別依據主機A的跨櫃通信規則、第二中繼通信規則及機櫃RK2中的任一主機的跨櫃通信規則進行跨櫃通信。
如圖5D所示，當主機A欲將封包P’傳送至位於機櫃RK2的主機E時，可藉由第二中繼主機（即，主機C）協助進行跨櫃通信，而封包P’的傳送路徑599d亦繪示於圖5D中以供參考。相關的跨櫃通信規則及第二中繼通信規則的設定應可參照圖5A至圖5C的相關說明而相應推得，於此不再贅述。
由以上教示可知，當某一主機中預設用於進行跨櫃通信的第二埠（即，Eth.埠）發生故障時，控制器110可在同一機櫃中選定中繼主機，並相應地修改前述主機、中繼主機及其他同機櫃/不同機櫃主機的封包通信規則。藉此，可讓前述主機在中繼主機的協助下仍能順利地與位於其他機櫃的主機進行跨櫃通信。
在一實施例中，若各主機的第一埠及第二埠皆回復至可正常運作的狀態，則控制器110可相應地將各主機的封包通信規則皆回復至如圖1、2所例示的態樣，藉以讓位於同機櫃的主機可直接經由第一埠（即，EoP埠）進行櫃內通信，並讓位於不同機櫃的主機可不需經由中繼主機而直接由第二埠（即，Eth.埠）進行跨櫃通信。
綜上所述，本揭露提出的控制器、調整封包通信規則的方法及網路通信系統可讓控制器依據各主機回報的第一埠及第二埠的健康狀態而得知是否有主機的第一埠或第二埠無法用於收/發封包。當某一主機預設用於進行櫃內通信的第一埠（即，EoP埠）發生故障時，控制器110可藉由將此機櫃內全部主機的櫃內通信規則修改為透過各主機的第二埠（即，Eth.埠）進行封包的傳輸，藉以讓上述機櫃內的主機仍能順利地進行櫃內通信。並且，當某一主機中預設用於進行跨櫃通信的第二埠（即，Eth.埠）發生故障時，控制器110可在同一機櫃中選定中繼主機，並相應地修改前述主機、中繼主機及其他同機櫃/不同機櫃主機的封包通信規則。藉此，可讓前述主機在中繼主機的協助下仍能順利地與位於其他機櫃的主機進行跨櫃通信，且可令網路通信系統在提供高可用性（high availability，HA）的同時，避免廣播風暴。
雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100、200:網路通信系統110:控制器111:儲存電路112:處理器A、B、C、E、F、G:主機A1、B1、C1、E1、F1、G1:第一埠A2、B2、C2、E2、F2、G2:第二埠RK1、RK2:機櫃S310、S320、S330:步驟120a、120b:PCIe交換器130:乙太網路交換器199、299、499a、499b、599a、599b、599c、599d:傳送路徑
圖1是依據本揭露之一實施例繪示的可進行櫃內通信的網路通信系統示意圖。 圖2是依據本揭露之一實施例繪示的可進行跨櫃通信的網路通信系統示意圖。 圖3是依據本揭露之一實施例繪示的調整封包通信規則的方法。 圖4A是依據圖1繪示的當傳送端主機的第一埠故障時調整櫃內通信規則的示意圖。 圖4B是依據圖1繪示的當接收端主機的第一埠故障時調整櫃內通信規則的示意圖。 圖5A是依據圖2繪示的當傳送端主機的第二埠故障時調整跨櫃通信規則的示意圖。 圖5B是依據圖2繪示的當接收端主機的第二埠故障時調整跨櫃通信規則的示意圖。 圖5C是依據圖2繪示的當傳送端主機的第二埠及接收端主機的第一埠皆故障時調整跨櫃通信規則的示意圖。 圖5D是依據圖5A繪示的當傳送端主機的第二埠故障時調整跨櫃通信規則的示意圖。
S310、S320、S330:步驟

Claims (31)

  1. 一種控制器，適用於結合快速周邊元件互連匯流排與乙太網路的網路通信系統，其中該網路通信系統還包括多個主機，包括： 一儲存電路，儲存多個模組；以及 一處理器，耦接於該儲存電路，存取該些模組以執行以下步驟： 接收各該主機的一第一埠的健康狀態及一第二埠的健康狀態； 依據各該主機的該第一埠的該健康狀態及該第二埠的該健康狀態調整各該主機的一封包通信規則；以及 將調整後的各該主機的該封包通信規則發送至各該對應主機，以控制各該主機依據對應的該封包通信規則收發封包。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的控制器，其中各該主機的該第一埠為基於快速周邊元件互連匯流排的乙太網路埠，各該主機的該第二埠為乙太網路埠。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的控制器，其中各該主機的該第一埠預設用於進行一櫃內通信，而各該主機的該第二埠預設用於進行一跨櫃通信。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的控制器，其中當該些主機中一第一主機的該第一埠的該健康狀態顯示該第一主機的該第一埠故障時，該處理器修改該第一主機的一第一櫃內通信規則及一一第二主機的一第二櫃內通信規則，以控制該第一主機及該第二主機分別依據調整後的該第一櫃內通信規則及該第二櫃內通信規則進行一櫃內通信，其中該第一主機與該第二主機位於同一機櫃。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的控制器，其中該第一櫃內通信規則指示： 當該第一主機欲發送一第一封包至該第二主機時，令該第一主機改由該第一主機的該第二埠發送該第二封包至一交換器，以透過該交換器將該第二封包轉發至該第二主機的該第二埠。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的控制器，其中該第二櫃內通信規則指示： 當該第二主機欲發送一第二封包至該第一主機時，令該第二主機由該第二主機的該第二埠發送該第二封包至一交換器，以透過該交換器將該第二封包轉發至該第一主機的該第二埠。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的控制器，其中當該些主機中一第一主機的該第二埠的該健康狀態顯示該第一主機的該第二埠故障時，該處理器經配置以： 從該些主機中選定一第一中繼主機，其中該第一中繼主機與該第一主機皆位於一第一機櫃； 設定該第一中繼主機協助該第一主機與一第二主機進行一第一跨櫃通信的一第一中繼通信規則，其中該第二主機位於一第二機櫃； 修改該第一主機的一第一跨櫃通信規則、該第二主機的一第二跨櫃通信規則，以控制該第一主機及該第二主機在該第一中繼主機的協助下，分別依據該第一跨櫃通信規則、該第一中繼通信規則及該二跨櫃通信規則進行該第一跨櫃通信。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的控制器，其中該第一跨櫃通信規則指示： 當該第一主機欲發送一第一封包至該第二主機時，令該第一主機改由該第一主機的該第一埠發送該第一封包至一第一交換器，以透過該第一交換器將該第一封包轉發至該第一中繼主機的該第一埠。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的控制器，其中該第一中繼通信規則指示： 當從該第一主機接收到該第一封包，且該第一封包的一目的地為該第二主機時，透過該第一中繼主機的該第二埠發送該第一封包至該第一交換器，以依序透過該第一交換器、一乙太網路交換器及一第二交換器將該第一封包轉發至該第二主機。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的控制器，其中該第二跨櫃通信規則指示： 當該第二主機欲發送一第二封包至該第一主機時，令該第二主機透過該第二主機的該第二埠發送該第二封包至一第二交換器，以依序透過該第二交換器、一乙太網路交換器及一第一交換器將該第二封包轉發至該第一中繼主機的該第二埠。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的控制器，其中該第一中繼通信規則指示： 當從該第二主機接收到該第二封包，且該第二封包的一目的地為該第一主機時，透過該第一中繼主機的該第一埠發送該第二封包至該第一交換器，以透過該第一交換器將該第二封包轉發至該第一主機。
  12. 如申請專利範圍第7項所述的控制器，其中該處理器更經配置以： 從該些主機中選定一第二中繼主機，其中該第二中繼主機位於該第一機櫃； 設定該第二中繼主機協助該第一主機與一第三主機進行一第二跨櫃通信的一第二中繼通信規則，其中該第三主機與該第一主機位於不同機櫃； 修改該第一主機的該第一跨櫃通信規則、該第三主機的一第三跨櫃通信規則，以控制該第一主機及該第三主機在該第二中繼主機的協助下，分別依據該第一跨櫃通信規則、該第二中繼通信規則及該第三跨櫃通信規則進行該第二跨櫃通信。
  13. 如申請專利範圍第7項所述的控制器，其中該第一中繼主機在位於該第一機櫃的該些主機中具有一最低負載量或一最快傳輸速度。
  14. 如申請專利範圍第7項所述的控制器，其中該第一中繼主機的該第一埠及該第二埠皆未故障。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的控制器，其中當該些主機中一第一主機的該第二埠的該健康狀態顯示該第一主機的該第二埠故障，且該些主機中一第二主機的該第一埠的該健康狀態顯示該第二主機的該第一埠故障時，該處理器經配置以： 從該些主機中選定一第一中繼主機及一第二中繼主機，其中該第一中繼主機與該第一主機皆位於一第一機櫃，該第二中繼主機與該第二主機皆位於一第二機櫃； 設定該第一中繼主機協助該第一主機與一第二主機進行一跨櫃通信的一第一中繼通信規則； 設定該第二中繼主機協助該第一主機與一第二主機進行該跨櫃通信的一第二中繼通信規則 修改該第一主機的一第一跨櫃通信規則、該第二主機的一第二跨櫃通信規則，以控制該第一主機及該第二主機在該第一中繼主機及該第二中繼主機的協助下，分別依據該第一跨櫃通信規則、該第一中繼通信規則、該第二中繼通信規則及該二跨櫃通信規則進行該跨櫃通信。
  16. 一種調整封包通信規則的方法，適用於結合快速周邊元件互連匯流排與乙太網路的網路通信系統中的一控制器，其中該網路通信系統還包括多個主機，所述方法包括： 接收各該主機的一第一埠的健康狀態及一第二埠的健康狀態； 依據各該主機的該第一埠的該健康狀態及該第二埠的該健康狀態調整各該主機的一封包通信規則；以及 將調整後的各該主機的該封包通信規則發送至各該對應主機，以控制各該主機依據對應的該封包通信規則收發封包。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的方法，其中各該主機的該第一埠為基於快速周邊元件互連匯流排的乙太網路埠，各該主機的該第二埠為乙太網路埠。
  18. 如申請專利範圍第16項所述的方法，其中各該主機的該第一埠預設用於進行一櫃內通信，而各該主機的該第二埠預設用於進行一跨櫃通信。
  19. 如申請專利範圍第16項所述的方法，其中依據各該主機的該第一埠的該健康狀態及該第二埠的該健康狀態調整各該主機的一封包通信規則的步驟包括： 當該些主機中一第一主機的該第一埠的該健康狀態顯示該第一主機的該第一埠故障時，修改該第一主機的一第一櫃內通信規則及一一第二主機的一第二櫃內通信規則，以控制該第一主機及該第二主機分別依據調整後的該第一櫃內通信規則及該第二櫃內通信規則進行一櫃內通信，其中該第一主機與該第二主機位於同一機櫃。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的方法，其中該第一櫃內通信規則指示： 當該第一主機欲發送一第一封包至該第二主機時，令該第一主機改由該第一主機的該第二埠發送該第二封包至一交換器，以透過該交換器將該第二封包轉發至該第二主機的該第二埠。
  21. 如申請專利範圍第20項所述的方法，其中該第二櫃內通信規則指示： 當該第二主機欲發送一第二封包至該第一主機時，令該第二主機由該第二主機的該第二埠發送該第二封包至一交換器，以透過該交換器將該第二封包轉發至該第一主機的該第二埠。
  22. 如申請專利範圍第16項所述的方法，其中當該些主機中一第一主機的該第二埠的該健康狀態顯示該第一主機的該第二埠故障時，該處理器經配置以： 從該些主機中選定一第一中繼主機，其中該第一中繼主機與該第一主機皆位於一第一機櫃； 設定該第一中繼主機協助該第一主機與一第二主機進行一第一跨櫃通信的一第一中繼通信規則，其中該第二主機位於一第二機櫃； 修改該第一主機的一第一跨櫃通信規則、該第二主機的一第二跨櫃通信規則，以控制該第一主機及該第二主機在該第一中繼主機的協助下，分別依據該第一跨櫃通信規則、該第一中繼通信規則及該二跨櫃通信規則進行該第一跨櫃通信。
  23. 如申請專利範圍第22項所述的方法，其中該第一跨櫃通信規則指示： 當該第一主機欲發送一第一封包至該第二主機時，令該第一主機改由該第一主機的該第一埠發送該第一封包至一第一交換器，以透過該第一交換器將該第一封包轉發至該第一中繼主機的該第一埠。
  24. 如申請專利範圍第23項所述的方法，其中該第一中繼通信規則指示： 當從該第一主機接收到該第一封包，且該第一封包的一目的地為該第二主機時，透過該第一中繼主機的該第二埠發送該第一封包至該第一交換器，以依序透過該第一交換器、一乙太網路交換器及一第二交換器將該第一封包轉發至該第二主機。
  25. 如申請專利範圍第22項所述的方法，其中該第二跨櫃通信規則指示： 當該第二主機欲發送一第二封包至該第一主機時，令該第二主機透過該第二主機的該第二埠發送該第二封包至一第二交換器，以依序透過該第二交換器、一乙太網路交換器及一第一交換器將該第二封包轉發至該第一中繼主機的該第二埠。
  26. 如申請專利範圍第25項所述的方法，其中該第一中繼通信規則指示： 當從該第二主機接收到該第二封包，且該第二封包的一目的地為該第一主機時，透過該第一中繼主機的該第一埠發送該第二封包至該第一交換器，以透過該第一交換器將該第二封包轉發至該第一主機。
  27. 如申請專利範圍第22項所述的方法，其中該處理器更經配置以： 從該些主機中選定一第二中繼主機，其中該第二中繼主機位於該第一機櫃； 設定該第二中繼主機協助該第一主機與一第三主機進行一第二跨櫃通信的一第二中繼通信規則，其中該第三主機與該第一主機位於不同機櫃； 修改該第一主機的該第一跨櫃通信規則、該第三主機的一第三跨櫃通信規則，以控制該第一主機及該第三主機在該第二中繼主機的協助下，分別依據該第一跨櫃通信規則、該第二中繼通信規則及該第三跨櫃通信規則進行該第二跨櫃通信。
  28. 如申請專利範圍第22項所述的方法，其中該第一中繼主機在位於該第一機櫃的該些主機中具有一最低負載量或一最快傳輸速度。
  29. 如申請專利範圍第22項所述的方法，其中該第一中繼主機的該第一埠及該第二埠皆未故障。
  30. 如申請專利範圍第16項所述的方法，其中當該些主機中一第一主機的該第二埠的該健康狀態顯示該第一主機的該第二埠故障，且該些主機中一第二主機的該第一埠的該健康狀態顯示該第二主機的該第一埠故障時，該處理器經配置以： 從該些主機中選定一第一中繼主機及一第二中繼主機，其中該第一中繼主機與該第一主機皆位於一第一機櫃，該第二中繼主機與該第二主機皆位於一第二機櫃； 設定該第一中繼主機協助該第一主機與一第二主機進行一跨櫃通信的一第一中繼通信規則； 設定該第二中繼主機協助該第一主機與一第二主機進行該跨櫃通信的一第二中繼通信規則 修改該第一主機的一第一跨櫃通信規則、該第二主機的一第二跨櫃通信規則，以控制該第一主機及該第二主機在該第一中繼主機及該第二中繼主機的協助下，分別依據該第一跨櫃通信規則、該第一中繼通信規則、該第二中繼通信規則及該二跨櫃通信規則進行該跨櫃通信。
  31. 一種適用於結合快速周邊元件互連匯流排與乙太網路的網路通信系統，包括： 多個主機；以及 一控制器，其經配置以： 接收各該主機的一第一埠的健康狀態及一第二埠的健康狀態； 依據各該主機的該第一埠的該健康狀態及該第二埠的該健康狀態調整各該主機的一封包通信規則；以及 將調整後的各該主機的該封包通信規則發送至各該對應主機，以控制各該主機依據對應的該封包通信規則收發封包。
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