TWI535252B - 於整合式網路環境中傳遞訊息至來源端節點之方法、程式產品及網路節點 - Google Patents
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Description
本發明一般係關於網路通訊,特別是關於在一整合式網路環境中傳遞訊息至一來源端節點。
高效能計算系統的當前設計趨勢為藉由降低必須由計算系統支援之實體連接的數量而降低功率消耗、實體空間需求、管理、及維護。用以降低一計算系統所需之實體連接之數量的一技術為整合多個不同類型的資料流量於一共同實體連接。舉例來說,傳統的高效能計算系統與利用一第一實體連接(其使用第一通訊協定(例如光纖通道))的大容量儲存(例如儲存區域網路(SAN))通訊,並額外地與利用一不同的第二實體連接(其使用第二通訊協定(例如乙太網路)的區域或廣域網路通訊。在此情況中,實體連接數量的降低可藉由整合儲存與網路流量於使用光纖通道乙太網路(FCoE)(其將光纖通道訊框囊封於乙太網路訊框內)之單一實體連接上而達成。FCoE係例如由國際資訊技術標準委員會(INCITS)之T11委員會所發佈之FC-BB-5標準所地定義,其標準係併入本文作為參考。
整合多種類型之流量於一實體連接上具有降低所需實體連接數量的優點,同時利用了之前開發的標準且維持與所安裝基礎的相容性。然而,網路整合也可能導致在保留或執行所整合的資料流量之所需特徵上的困難。本發明藉由致能訊息(例如壅塞通知訊息)的通訊回到一通訊網路中的一來源
端節點(其中來源端節點係藉由資料流量的整合而模糊化)而解決了一個這樣的困難。
根據至少一具體實施例,傳遞從一來源端節點所接收之一整合式網路之流量的一網路節點係接收定址至網路節點但目的是為了來源端節點之一第二訊息。第二訊息包括源自來源端節點且先前由網路節點所傳遞之一第一訊息的至少一部分。網路節點從第一訊息擷取在一第一通訊協定中之來源端節點的一來源識別符,並藉由參照一資料結構(例如一表格)而決定在一第二通訊協定中之第二訊息的一目的地位址。網路節點修改第二訊息以包括目的地位址且根據目的地位址傳遞第二訊息至來源端節點。在一實施中,第一通訊協定為光纖通道、第二通訊協定為乙太網路、第一訊息為光纖通道乙太網路(FCoE)訊框、且第二訊息為一壅塞通知訊息(CNM)。
本文所揭露為用以通訊訊息至一通訊網路中之資料流量的一來源端節點,其中來源端節點係藉由資料流量的整合而模糊化。
所揭露技術可應用之一具體實施例為使用光纖通道乙太網路(FCoE)的一整合式通訊網路。上文所引用之FC-BB-5標準係定義FCoE傳遞器(FCF),且FC-BB-6草案標準(目前在INCITS之T11委員會的發展之下)係定義FCoE資料傳遞器(FDF)功能,其致能乙太網路切換以強制光纖通道硬分區
(hard zoning)並作為任何FCF的資料傳遞角色。為了執行資料傳遞,FCF及FDF轉譯在乙太網路訊框中所指定之來源及目的地媒體存取控制(MAC)位址。此MAC位址轉譯藉由模糊化資料流量的真實來源端節點而避免了壅塞通知機制(其例如由IEEE標準802.1Qau(其係併入本文作為參考)所定義)的執行。如以下將進一步描述,所揭露技術係致能訊息(如壅塞通知訊息)在整合式資料流量存在時被定向至資料流量流的來源端節點。
現在參考圖式,特別是參考圖1,其描述根據一具體實施例之範例性整合式網路環境100的高階方塊圖。範例性整合式網路環境100包括表示為端節點E1至E3的多個端節點,其可作為網路流量的來源或槽。舉例來說,在某些實施中,端節點E1至E3可為主機平台102a至102c(例如客戶端、伺服器、或對等電話系統)的各別整合式網路配接器(CNA)。
端節點E1及E2每一可由實體乙太網路鏈接104a、104b之各別一者而連接至FDF 110,其如上述為提供光纖通道(FC)支援的一乙太網路開關,例如傳遞FC光纖功能(例如姓名伺服器請求及註冊狀態變更通知(RSCN))、藉由映射FC分區至乙太網路存取控制清單(ACL)而局部地強制分區、管理FCoE初始化協定(FIP)保留(keep-alive)訊息、及針對FCoE訊框的MAC位址映射。
FDF 110接著藉由實體乙太網路鏈接104d而連接至FCF 114。如FC-BB-5標準所定義,FCF 114為FC開關元件,其能夠橫越一或多個FCF-MAC而傳遞FCoE訊框且其選擇
性地包括一或多個無耗損乙太網路橋接元件及/或FC光纖介面。在本範例中,FCF 114包括支援經由實體乙太網路鏈接104f至本地區域網路(LAN)116之連接的一乙太網路橋接元件206(參考例如圖2)以及支援經由實體光纖通道鏈接106至儲存區域網路(SAN)118之連接的一FC光纖介面208(參考例如圖2)。
範例整合式網路環境100更包括一FIP偵伺橋接器(FSB)112,其分別藉由實體乙太網路鏈接104e及104c而連接至FCF 114及主機平台102c的端節點E3。FSB 112為支援以下的一乙太網路橋接器:在IEEE標準802.1Obb中所定義之優先流量控制(PFC)、在IEEE標準802.1Qaz中所定義之增強傳輸選擇(ETS)、在IEEE標準802.1Qaz中所定義之資料中心橋接能力交換協定(DCBX)、以及在FC-BB-5附件C中所描述之動態ACL功能性。FCoE流量對FSB 112為透通的,其表示FSB 112並無解封或檢查囊封FC訊框之乙太網路訊框的內容。
如此技藝中所習知,光纖通道依賴FC節點之間的實體點對點FC鏈接。當此安排虛擬化於FCoE網路環境中(如圖1所示),實體點對點FC鏈接可由實體乙太網路鏈接(例如實體乙太網路鏈接104a至104e)上的虛擬鏈接所取代。舉例來說,在範例整合式網路環境100中,虛擬鏈接120a係建立於實體乙太網路鏈接104a之上、虛擬鏈接120b係建立於實體乙太網路鏈接104b之上、虛擬鏈接120c係建立於實體乙太網路鏈接104d之上、以及虛擬鏈接120d係建立於實體乙太網路鏈接104b及104c之上。應注意到,虛擬鏈接120d跨越多個實體乙太網路鏈接104,因為FCoE流量對FSB 112
為透通的。
在整合式網路環境(例如範例性整合式網路環境100)中,某些虛擬或實體鏈接可能變得壅塞,例如因為多個來源端節點可將流量導向相同的目的地端節點或實體鏈接。舉例來說,在圖1中,實體乙太網路鏈接104c可能由於端節點E1及E2以高於實體乙太網路鏈接104c之傳輸速率的一速率傳輸以端節點E3為目的地的流量而變得壅塞。如以下將更詳細的描述,若FSB 112偵測到實體乙太網路鏈接104c上的壅塞,FSB 112無法通知來源端節點(例如端節點E1及/或E2)壅塞,因為其缺乏對造成壅塞之訊框之實際來源的了解。為支援訊息(例如壅塞通知訊息)的傳輸至一整合式網路上之流量的來源端節點(如圖1所繪示),增強具有整合式協定(如FCF 114)知識的一節點,以朝向引起流量之來源端節點傳遞訊息。
現在參考圖2,其繪示根據一具體實施例之範例性FCF 114的更詳細功能模型。在各種實施中,FCF 114可實施於專屬及/或通用處理硬體中。在某些情況中,所述功能可完全以硬體(如積體電路)實施。在其他情況中,專屬或通用處理硬體可處理儲存於資料儲存裝置/媒體中的韌體及/或軟體以實施所述功能。
如圖所示,FCF 114包括FC開關元件200,其為執行在虛擬及實體FC開關埠及端節點埠(如E埠、F埠、VE埠、及VF埠)之間之光纖通道切換的功能實體。FC開關元件200具有至少一個(在某些情況為多個)相關的乙太網路MAC(FCF-MAC)202。FCF-MAC 202與FCoE控制器204耦
合,且更與一無耗損乙太網路橋接元件206耦合。FC開關元件200更與一FC光纖介面208耦合,其分別提供本機E埠及F埠連接性至FC開關或FC節點。FCF 114基於囊封FC訊框的目的地ID(D_ID)而傳遞定址的FCoE訊框至其FCF-MAC 202的其中一者。
FCoE控制器204支援一或多個虛擬埠/FCoE鏈接端點(LEP)對之例示。在本範例中,FCF-MAC 202為虛擬F埠能力FCF-MAC 202,且FCoE控制器204根據需要而例示在FC-2M等級之FCoE項目212內的FCoE LEP 210以及在FC-2V等級216的VF埠214(FCoE控制器204的額外強制性功能係定義於FC-BB-5標準中)。
FCoE_LEP 210執行傳輸中之囊封FC訊框至FCoE訊框以及接收中之解封FCoE訊框至FC訊框。FCoE_LEP 210根據局部鏈接端點的MAC位址及遠端鏈接端點的MAC位址而操作。因此,當將FC訊框囊封至FCoE訊框時,FCoE_LEP 210利用局部鏈接端點的MAC位址(即FCF-MAC位址)作為來源位址以及遠端鏈接端點的MAC位址作為所產生之FCoE訊框的目的地位址。當從FCoE訊框解封FC訊框時,FCoE_LEP 210驗證所接收之FCoE訊框之目的地位址等於局部鏈接端點之MAC位址(即FCF-MAC位址),並驗證所接收之FCoE訊框之來源位址等於遠端鏈接端點的MAC位址。若其中一檢查失敗,則FCoE_LEP 210捨棄FCoE訊框。
每一FCoE_LEP 210係耦合至一路由資料結構(例如表格、清單、樹狀圖等),例如路由表格220。如圖所示,路由
表格220包括複數個表格項目,其每一係將FCF 114之埠的識別符(即埠ID)關聯於MAC位址及FC ID。
VF埠214為光纖通道之FC-2C次等級的一例子,其係操作為一虛擬F埠。VF埠214從FC開關元件200接收FC訊框,且將其傳送至適當的FCoE_LEP 210,供在無耗損乙太網路上的囊封及傳輸。此外,VF埠214將從其FCoE_LEP 210之其中一者所接收之FC訊框傳送至FC開關元件200。當從其FCoE_LEP 210之其中一者接收FC訊框,VF埠214驗證所接收FC訊框之來源ID(S_ID)等於相關於該FCoE_LEP 210之VN埠的位址識別符,若不等於則捨棄FC訊框。
現在參考圖3,其將描述習知FCoE訊框300的格式。如圖所示,FCoE訊框300開始於目的地MAC位址欄302以及來源MAC位址欄304,其用以指定FCoE訊框300的OSL層2(即乙太網路)目的地及來源位址。接著,FCoE訊框300包括可用以指定乙太網路訊框所屬之虛擬LAN(VLAN)的一選擇性IEEE 802.1Q標籤欄306、以及識別所使用的乙太網路(FCoE)308是哪個版本的版本欄310。接著,FCoE訊框300包括數個備用欄312至318,其可用以實施供應商指定的功能。在備用欄312至318之後,FCoE訊框300包括囊封的FC訊框322,且分別由訊框的開始(SOF)欄320及訊框的結束(EOF)欄324所界定。囊封的FC訊框322之後為(若有需要的話)一備用欄326,其用以填塞FCoE訊框300至所需的位元組邊界。最後,FCoE訊框300包括一乙太網路訊框檢查序列(FCS)欄328,其包含錯誤偵測及校正的一檢查總合。
如上述,當一習知的FCoE訊框300橫越虛擬鏈接(例如圖1的虛擬鏈接120a至120d)時,由欄302-304所指定的目的地及來源MAC位址係由終止虛擬鏈接之每一網路節點所更新,而囊封的FC訊框322則維持不變。舉例來說,考慮一範例性情況如下:範例性整合式網路環境100的構件係指派FC ID及乙太網路MAC位址,如以下表格I中所提出。應注意,由於FDF 100、FCF 114及FSB 112並無供源或彙集FCoE資料平面流量(而是僅供源或彙集FCoE控制平面流量),FDF 110、FCF 114及FSB 112並無指派FC ID。
假設FCoE訊框300的傳輸從端節點E1至端節點E3,FCoE訊框300將退出端節點E1,其係指定來源及目的地MAC位址(SMAC及DAMC)以及FC來源及目的地ID(FC SID及FC DID),如表格II所提出。
當從FDF 110退出,FCoE訊框300將指定如以下表格III所提出之來源及目的地MAC位址。
FCoE訊框300的來源及目的地MAC位址進一步由FCF 114更新,如以下表格IV所示。
在此方式中之來源MAC位址欄304的更新係複雜化由訊息(例如壅塞通知訊息)之下游節點向後朝端節點E1的通訊,因為端節點E1的來源MAC位址被模糊化。
現在參考圖4,其根據一具體實施例而繪示在一整合式通訊網路環境中傳遞一網路訊息至一來源端節點之一範例流程的高階邏輯流程圖。為清楚起見,所繪示程序係參照傳遞一壅塞通知訊息(CNM)至造成承載FCoE流量之整合式通訊網路中壅塞之一來源端節點(例如端節點E1)而描述。
所描述程序開始於方塊400且接著進行至方塊402,其繪示FCF 114參照路由表格220而傳遞包括FCoE訊框的網路流量。舉例來說,如圖1所繪示,FCF 114將經由連接至實體乙太網路鏈接104d之埠所接收之在虛擬鏈接120c上之來自端節點E1及E2的流量經由連接至實體乙太網路鏈接
104e之埠而傳遞至端節點E3。
在方塊404中,FCF 114接收一壅塞通知訊息(CNM),舉例來說,CNM係根據IEEE 802.1Qau標準回應FSB 112偵測到實體乙太網路鏈接104c上的壅塞而由FSB 112產生。假設壅塞係由端節點E1所造成,FSB 112將偵測壅塞以回應包含以下表格V所示之位址的一觸發FCoE訊框。
應了解到,目的地MAC位址(DMAC)及來源MAC位址(SMAC)係指定於CNM的目的地及來源MAC位址欄302及304中,且FC來源ID(FC SID)及FC目的地ID(FC DID)係指定於囊封FC訊框322中。
根據IEEE 802.1Qau標準,CNM(其中FSB 112經由實體乙太網路鏈接104e而指向觸發FCoE訊框之來源MAC位址(即造成壅塞之流量的表象來源))將包含觸發FCoE訊框的一部分且將指定表格VI中所示之位址。
在方塊406中,FCF 114決定CNM的目的地MAC是否匹配FCF 114的目的地MAC(即FCFMAC)。若否,則程
序進行至方塊416,其將描述於下。然而,若CNM的目的地MAC匹配FCF 114的目的地MAC,則FCF 114(如FCoE_LEP 210)從CNM所包含之觸發訊框擷取出來源FC ID(方塊408),並決定來源FC ID(其識別觸發訊框之真實來源的FC認知節點)是否出現於路由表格220中(方塊410)。回應在方塊410中決定來源FC ID未出現於路由表格220中,FCF 114將放棄CNM(方塊412),且程序結束於方塊420。
回到方塊410,回應決定觸發訊框之來源FC ID係出現於路由表格220中,FCF 114藉由路由表格220而決定相關於來源FC ID之目的地MAC位址(方塊412’),並更新CNM的目的地MAC位址(方塊414)。因此,在本範例中,FCF 114產生具有表格VII所示位址之一CNM。
之後,FCF 114經由相關於CNM之目的地MAC位址的實體埠(其在本範例中為連接至實體乙太網路鏈接104d的實體埠)而傳遞修改的CNM至造成壅塞的來源端節點(方塊416)。接著,圖4所示程序將終止於方塊420。
之後,回應接收CNM,FDF 110重複圖4之方塊406至416所繪示之程序,從CNM內之返回觸發訊框擷取1的FC SID、針對1的FC ID查詢其路由表格以獲得FE1的目的地MAC位址、以及透過由路由表格所識別作為連接實體乙太網路鏈接104a之實體埠而傳遞CNM。因此,兩次修改
之CNM將指定以下表格VIII中示之位址。
回應CNM的接收,來源端節點E1(壅塞的來源)將適當地作用於CNM,以例如藉由對流量實施一後移(backoff)而降低壅塞。
如所述,在某些具體實施例中,傳遞從一來源端節點所接收之整合式網路的流量的一網路係接收定址至網路節點但目的是為了來源端節點的一第二訊息。第二訊息包括源自來源端節點且先前由網路節點傳遞之第一訊息的至少一部分。網路節點從第一訊息擷取在第一通訊協定中之來源端節點的一來源識別符,並參考一資料結構(如一表格)決定在第二通訊協定中之第二訊息的一目的地位址。網路節點修改第二訊息以包括目的地位址且根據目的地位址傳遞第二訊息至來源端節點。在一實施中,第一通訊協定為光纖通道、第二通訊協定為乙太網路、第一訊息為光纖通道乙太網路(FCoE)訊框、且第二訊息為一壅塞通知訊息(CNM)。
雖然本發明已參考一或多較佳具體實施例進行描述而特別地顯示,但熟此技藝者將了解到,在不偏離本發明精神及範疇下可做出形式或細節上的各種改變。舉例來說,雖然已關於執行指向本文所述功能之程式碼(如軟體、韌體或其結合)之一或多個機器而描述各態樣,但應了解到具體實施例也可實施為包括儲存程式碼(其可由一機器處理以使機器
執行一或多個所述功能)之一有形機器可讀儲存媒體或儲存裝置(例如光學儲存媒體、記憶體儲存媒體、磁碟儲存媒體等)的一程式產品。此外,雖然本發明已參照在一FCoE環境中壅塞通知訊息回到一來源端點之通訊而描述,但應理解所描述程序可更一般性地應用至在存在整合式網路流量時之其他訊息至來源端點的通訊。
100‧‧‧整合式網路環境
102a、102b、102c‧‧‧主機平台
104a-104f‧‧‧實體乙太網路鏈接
110‧‧‧FCoE資料傳遞器
112‧‧‧FIP偵伺橋接器
114‧‧‧FCoE傳遞器
116‧‧‧本地區域網路
118‧‧‧儲存區域網路
120a-120d‧‧‧虛擬鏈接
200‧‧‧FC開關元件
202‧‧‧乙太網路MAC
204‧‧‧FCoE控制器
206‧‧‧乙太網路橋接元件
208‧‧‧FC光纖介面
210‧‧‧FCoE鏈接端點
212‧‧‧FCoE項目
214‧‧‧VF埠
216‧‧‧FC-2V等級
220‧‧‧路由表格
300‧‧‧FCoE訊框
302‧‧‧目的地MAC位址欄
304‧‧‧來源MAC位址欄
306‧‧‧IEEE 802.1Q標籤欄
308‧‧‧乙太網路(FCoE)
310‧‧‧版本欄
312‧‧‧備用欄
314‧‧‧備用欄
316‧‧‧備用欄
318‧‧‧備用欄
320‧‧‧開始欄
322‧‧‧封裝的FC訊框
324‧‧‧結束欄
326‧‧‧備用欄
328‧‧‧乙太網路訊框檢查序列欄
E1、E2、E3‧‧‧端節點
圖1為根據一具體實施例之一整合式網路環境的一高階方塊圖;圖2為根據一具體實施例之範例性光纖通道乙太網路(FCoE)傳遞器(FCF)的一高階方塊圖;圖3繪示一傳統FCoE訊框;以及圖4為根據一具體實施例之在一整合式網路環境中傳遞一網路訊息至一來源端節點之一範例流程的高階邏輯流程圖。
100‧‧‧整合式網路環境
102a、102b、102c‧‧‧主機平台
104a-104f‧‧‧實體乙太網路鏈接
110‧‧‧FCoE資料傳遞器
112‧‧‧FIP偵伺橋接器
114‧‧‧FCoE傳遞器
116‧‧‧本地區域網路
118‧‧‧儲存區域網路
120a-120d‧‧‧虛擬鏈接
E1、E2、E3‧‧‧端節點
Claims (6)
- 一種在一整合式網路中之資料處理的方法,該方法包含:在一網路節點處,其傳遞從一來源端節點所接收之該整合式網路之流量,接收被定址至該網路節點但目的是為了該來源端節點之一第二訊息,該第二訊息包括源自該來源端節點且先前由該網路節點所傳遞之一第一訊息的至少一部分;該網路節點從該第一訊息擷取在一第一通訊協定中之該來源端節點的一來源識別符;該網路節點藉由參照一資料結構而決定在一第二通訊協定中之該第二訊息的一目的地位址;以及該網路節點修改該第二訊息以包括該目的地位址且根據該目的地位址傳遞該第二訊息至該來源端節點,其中:該第一通訊協定為光纖通道;該第二通訊協定為乙太網路,其中:該第一訊息為一光纖通道乙太網路(FCoE)訊框;以及該第二訊息為一壅塞通知訊息(CNM)。
- 如請求項1所述之方法,其中該網路節點為包括一光纖通道乙太網路(FCoE)傳遞器(FCF)及一FCoE資料傳遞器(FDF)之一組的其中之一。
- 如請求項1所述之方法,其中該接收包含從一光纖通道乙太網路(FCoE)初始化協定(FIP)偵伺橋接器接收該第二訊息。
- 如請求項1所述之方法,更包含:該網路節點放棄該第二訊息以回應在該資料結構中未找到該來源端節點之該來源識別符。
- 一種用於在一整合式網路中之資料處理的程式產品,包含:一有形機器可讀儲存媒體;以及儲存於該有形機器可讀儲存媒體內之一程式碼,當其由傳遞從一來源端節點所接收之一整合式網路之流量的一網路節點所處理時係造成該網路節點執行請求項1至4之任一項所述之該方法。
- 一種傳遞從一來源端節點所接收之一整合式網路之流量的網路節點,該網路節點包含:一處理硬體;以及耦合至該處理硬體之一資料儲存裝置,該資料儲存裝置包括程式碼,當該程式碼由該網路節點所處理時係造成該網路節點執行請求項1至4之任一項所述之該方法。
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