使用邏輯端口實現(xiàn)多系統(tǒng)鏈路聚合的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種使用邏輯端口實現(xiàn)多系統(tǒng)鏈路聚合的裝置及方法，方法包括：每個交換路由設備將從上游服務器接收的業(yè)務通過各自的物理鏈路發(fā)送給下游服務器；當部分物理鏈路出現(xiàn)故障時，故障鏈路對應的交換路由設備則將邏輯端口重新綁定到正常工作的物理端口上，同時在邏輯端口上的業(yè)務使能插入虛擬局域網標簽，并通過重新綁定的物理端口切換到與物理端口相連的交換路由設備上發(fā)送；切換后的交換路由設備直接根據接收的虛擬局域網標簽將業(yè)務轉發(fā)到其內部對應的邏輯端口上，并通過與邏輯端口綁定的物理端口將業(yè)務發(fā)送給下游的服務器。本發(fā)明提高保護鏈路的帶寬利用率，可以支持目前各種網絡業(yè)務在MLAG上的應用，且大大降低了軟件的復雜度。
【專利說明】使用邏輯端口實現(xiàn)多系統(tǒng)鏈路聚合的裝置及方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及網絡通信【技術領域】，尤其是涉及一種使用邏輯端口實現(xiàn)多系統(tǒng)鏈路聚合的裝置及方法。

【背景技術】
[0002]隨著互聯(lián)網技術的發(fā)展和網絡應用的普及，在網絡上傳輸?shù)臄?shù)據越來越多，對傳輸時間和可靠性的要求也越來越高。減小傳輸時間的一個方法是增加傳輸鏈路的帶寬，近年來帶寬已由1M(兆)增加到100M、1000M、10G(萬兆)等等，但是帶寬的增加并不能提高鏈路的可靠性。
[0003]如果能夠把多條鏈路當作一條鏈路使用，不但能夠增加網絡帶寬，而且能夠起到鏈路備份的作用。鏈路聚合是將多條物理鏈路捆綁在一起形成一條邏輯上的鏈路，實現(xiàn)負載在各成員物理鏈路上的分擔，同時也提供了更高的可靠性。鏈路聚合的出現(xiàn)，使得網絡組網更加靈活方便，在增加網絡帶寬的同時提高了網絡的安全性。當鏈路聚合端口組中的某條物理鏈路出現(xiàn)問題，數(shù)據流量能夠自動切換到其他物理鏈路，實現(xiàn)邏輯鏈路的保護功能。
[0004]如圖1所示，為現(xiàn)有數(shù)據中心網絡中MLAG(多系統(tǒng)鏈路聚合)典型部署圖，包括服務器、交換路由設備I和交換路由設備2，服務器與交換路由設備I之間的鏈路I和服務器與交換路由設備2之間的鏈路2組合成一條邏輯鏈路。服務器有雙網卡，為了充分利用帶寬且做到鏈路互為備份、互相保護，服務器的雙網卡會分別連接到兩臺不同的交換路由設備I和2上，在兩條鏈路(即鏈路I和鏈路2)正常的情況下，兩條鏈路同時工作:從交換路由設備I發(fā)往服務器的業(yè)務走鏈路1，從交換路由設備2發(fā)往服務器的業(yè)務走鏈路2 ;服務器發(fā)往交換路由設備的業(yè)務將從鏈路I和2中隨機選擇一個端口發(fā)送。當有一條鏈路出現(xiàn)問題，比如鏈路I發(fā)生故障，那原本交換路由設備I通過鏈路I發(fā)給服務器的業(yè)務將通過鏈路3，再通過鏈路2發(fā)送到服務器；服務器發(fā)往交換設備的業(yè)務也將全部切換到鏈路2上。
[0005]目前鏈路故障后交換設備上業(yè)務切換的方式主要采用兩次查找的方案，其具體做法是，假如發(fā)現(xiàn)鏈路I發(fā)生故障，則刷新交換設備I上鏈路I對應的二層轉發(fā)表項，將出接口改為鏈路3，也就是將原有鏈路I上的業(yè)務引向鏈路3上，在業(yè)務到達交換設備2后，再次查找二層轉發(fā)表項，將業(yè)務送到鏈路2上，完成業(yè)務的保護切換。對于交換路由設備上收到的上游來的組播或者廣播業(yè)務，無條件往鏈路3上復制一份，對端交換/路由設備從鏈路3上收到業(yè)務以后，通過端口隔離的方式，將不需要轉發(fā)的報文丟棄。具體地，端口隔離的方案是這樣的:假如鏈路I和2都沒有故障，則從交換路由設備I上游收到的組播業(yè)務，需要復制到鏈路1，同時會被復制一份到鏈路3，交換設備2上鏈路3和鏈路2在相同的隔離組中，因此從鏈路3上收到的組播業(yè)務將不會被轉發(fā)到鏈路2 ;當鏈路I故障后，交換設備2將鏈路2和鏈路3移出同一個隔離組，這樣從鏈路3上收到的組播業(yè)務就可以正常復制到鏈路2上。
[0006]現(xiàn)有方案的不足之處主要表現(xiàn)在:1、組播和廣播業(yè)務會無條件往鏈路3上復制一份，占用大量帶寬；2、現(xiàn)有方案基于兩次二層轉發(fā)表項的查找，很難實現(xiàn)三層業(yè)務的MLAG需求。


【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種使用邏輯端口實現(xiàn)多系統(tǒng)鏈路聚合的裝置及方法，在設備內部增加與外部物理端口相綁定的邏輯端口，并將多系統(tǒng)鏈路聚合(MLAG)成員端口作為對端設備的擴展端口，在本端設備MLAG成員端口故障時，使用對端MLAG成員端口作為備份，以解決現(xiàn)有MLAG中存在的占帶寬、難實現(xiàn)三層業(yè)務的MLAG需求等問題。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出如下技術方案:一種使用邏輯端口實現(xiàn)多系統(tǒng)鏈路聚合的裝置，包括服務器和多個交換路由設備，所述服務器與所述交換路由設備之間具有由復數(shù)條物理鏈路聚合成的邏輯鏈路，每個所述交換路由設備具有多個外部物理端口和與所述物理端口綁定的內部邏輯端口，所述服務器與所述交換路由設備之間，以及所述交換路由設備之間通過所述物理端口相連，當部分所述物理鏈路出現(xiàn)故障時，故障鏈路對應的所述交換路由設備則將內部的邏輯端口重新綁定到正常工作的外部所述物理端口上，同時在所述邏輯端口上的業(yè)務使能插入一層虛擬局域網標簽，將所述邏輯端口上的業(yè)務通過重新綁定的物理端口切換到與物理端口相連的交換路由設備上發(fā)送，所述虛擬局域網標簽的標識符與切換后的所述交換路由設備內的邏輯端口相對應。
[0009]優(yōu)選地，當所有所述物理鏈路正常時，所述交換路由設備將接收到的業(yè)務通過各自對應的所述物理鏈路發(fā)送給所述服務器，所述服務器發(fā)往所述交換路由設備的業(yè)務將從所有物理鏈路中隨機或按照某些策略選擇一條所述物理鏈路發(fā)送。
[0010]優(yōu)選地，切換后的所述交換路由設備轉發(fā)業(yè)務的物理端口為與所述虛擬局域網標簽對應的聚合鏈路在交換路由設備上的成員端口。
[0011]優(yōu)選地，所述邏輯端口與所述物理端口之間的綁定關系為多對一的關系，即不同邏輯端口可以綁定到同一個物理端口上，一個邏輯端口只能綁到一個物理端口上不能綁到不同的物理端口上。
[0012]優(yōu)選地，每個所述虛擬局域網標簽對應一個所述邏輯端口。
[0013]優(yōu)選地，所述交換路由設備內還包括轉發(fā)表項，業(yè)務通過外部物理端口進入所述交換路由設備內，根據所述轉發(fā)表項將業(yè)務轉發(fā)到對應的邏輯端口，再根據所述邏輯端口的端口號將業(yè)務轉發(fā)到與之綁定的所述物理端口上。
[0014]本發(fā)明還提供了一種使用邏輯端口實現(xiàn)多系統(tǒng)鏈路聚合的方法，包括以下步驟:
[0015]SI，每個所述交換路由設備將從上游服務器接收的業(yè)務通過各自的所述物理鏈路發(fā)送給下游的服務器；
[0016]S2，當部分所述物理鏈路出現(xiàn)故障時，故障鏈路對應的所述交換路由設備則將內部的邏輯端口重新綁定到正常工作的外部所述物理端口上，同時在所述邏輯端口上的業(yè)務使能插入一層虛擬局域網標簽，將所述邏輯端口上的業(yè)務通過重新綁定的物理端口切換到與物理端口相連的交換路由設備上發(fā)送；
[0017]S3，切換后的所述交換路由設備根據接收的所述虛擬局域網標簽將業(yè)務轉發(fā)到其內部對應的邏輯端口上，并通過與所述邏輯端口綁定的物理端口將業(yè)務發(fā)送給下游的所述服務器。
[0018]優(yōu)選地，所述步驟SI包括以下步驟:
[0019]所述交換路由設備通過其外部物理端口接收從上游服務器發(fā)送過來的業(yè)務；
[0020]根據所述交換路由設備內的轉發(fā)表項將業(yè)務轉發(fā)到對應的邏輯端口 ；
[0021]根據所述邏輯端口的端口號將業(yè)務轉發(fā)到與之綁定的所述物理端口上；
[0022]最后通過與綁定的所述物理端口相應的所述物理鏈路將業(yè)務發(fā)送給下游的所述服務器。
[0023]優(yōu)選地，所述步驟S3中，切換后的所述交換路由設備轉發(fā)業(yè)務的物理端口為與所述虛擬局域網標簽對應的聚合鏈路在交換路由設備上的成員端口。
[0024]優(yōu)選地，每個所述虛擬局域網標簽的標識符對應一個所述邏輯端口。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:1、正常業(yè)務無需往保護鏈路上發(fā)送，只有需要切換的業(yè)務才會發(fā)往保護鏈路，提高保護鏈路的帶寬利用率；2、做到鏈路保護切換與業(yè)務無關，即不感知二層業(yè)務或者三層業(yè)務，鏈路故障的時候將所有故障鏈路上的業(yè)務平滑切換到保護鏈路上，可以支持目前各種網絡業(yè)務在MLAG上的應用；3、因為有邏輯端口和物理端口的綁定關系，因此發(fā)生鏈路故障保護切換的時候，無需刷新轉發(fā)表項，做到MLAG與原有交換路由設備特性的解耦，大大降低軟件的復雜度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是現(xiàn)有數(shù)據中心網絡中MLAG典型部署示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明實施例服務器A和服務器B正常通信時的模塊結構示意圖；
[0028]圖3是本發(fā)明實施例出現(xiàn)鏈路故障時使用邏輯端口實現(xiàn)多系統(tǒng)鏈路聚合的裝置的模塊結構示意圖；
[0029]圖4是本發(fā)明實施例使用邏輯端口實現(xiàn)多系統(tǒng)鏈路聚合的方法的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0030]下面將結合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明實施例的技術方案進行清楚、完整的描述。
[0031]本發(fā)明所揭示的一種使用邏輯端口實現(xiàn)多系統(tǒng)鏈路聚合的裝置及方法，主要用于網絡交換設備中跨設備鏈路冗余保護。如圖2所示，為本發(fā)明實施例服務器A和服務器B正常通信時的模塊結構示意圖，包括上游的服務器A、交換路由設備1、交換路由設備2和下游的服務器B，當服務器A和服務器B之間正常通信時，交換路由設備I通過鏈路I發(fā)送業(yè)務給服務器B，交換路由設備2通過鏈路2發(fā)送業(yè)務給服務器B，鏈路I和鏈路2組合形成一條邏輯鏈路。服務器B則從鏈路I和鏈路2中隨機或者按照某種策略選擇一條發(fā)送業(yè)務。
[0032]交換路由設備I具有3個外部物理端口、兩個內部邏輯端口以及內部的轉發(fā)表項，其中，3個外部物理端口分別是物理端口 1、物理端口 3和物理端口 4，兩個邏輯端口分別是邏輯端口 I和邏輯端口 4，當服務器A和服務器B之間正常通信時，交換路由設備I內部的邏輯端口 I與物理端口 I綁定，邏輯端口 4與物理端口 4綁定。
[0033]邏輯端口與物理端口之間綁定根據交換路由設備內部的關系表項(圖未示)實現(xiàn)，即該關系表項記錄著邏輯端口與物理端口的對應關系，邏輯端口通過查找關系表項從而與對應的物理端口綁定在一起。
[0034]不同邏輯端口可以綁定到同一個物理端口上，一個邏輯端口只能綁到一個物理端口上不能綁到不同的物理端口上，如圖2中的邏輯端口 4和邏輯端口 I可同時與物理端口3綁定，但是同一個邏輯端口 4不能既與物理端口 4綁定又與物理端口 3綁定。
[0035]服務器A與交換路由設備I的物理端口 4相連，發(fā)送業(yè)務給交換路由設備I。在交換路由設備I中查找關系表項到綁定的邏輯端口 1，根據內部的轉發(fā)表項將業(yè)務轉發(fā)到對應的邏輯端口 1，再根據邏輯端口 I的端口號將業(yè)務轉發(fā)到與之綁定的物理端口 I上，最后通過鏈路I轉發(fā)業(yè)務給服務器B。
[0036]若是服務器B發(fā)送業(yè)務給服務器A，其轉發(fā)原理與服務器A發(fā)送業(yè)務給服務器B的原理相同，只是在查找的對應的轉發(fā)表項不同。
[0037]本發(fā)明的創(chuàng)新點在于，通過端口映射，然后用VLAN Tag來標識對端備份鏈路的端口，采用這種方式來實現(xiàn)MLAG，可以讓MLAG功能與其它業(yè)務功能沒有耦合，實現(xiàn)簡單。
[0038]如圖3所示，與交換路由設備I結構類似，交換路由設備2具有兩個外部物理端口、兩個內部邏輯端口和內部的一轉發(fā)表。其中，兩個外部物理端口分別是物理端口 3'和物理端口 P，兩個邏輯端口分別是邏輯端口 P和邏輯端口 3，且邏輯端口 I'與物理端口Ir綁定，邏輯端口 3與物理端口 3'綁定。在本發(fā)明實施例中，交換路由設備I的物理端口I和物理端口 3為MLAG成員設備，交換路由設備2的物理端口:V和物理端口 P為MLAG成員設備。
[0039]若鏈路I出現(xiàn)故障(如交換路由設備I的物理端口 I出現(xiàn)故障)時，交換路由設備I從邏輯端口 I出去的業(yè)務將被切換到物理端口 3上，通過交換路由設備I和交換路由設備2之間連接的備份鏈路3上進行業(yè)務傳輸。具體地，鏈路I發(fā)生故障后，在交換路由設備I內重新配置邏輯端口 I與物理端口的綁定關系，將邏輯端口 I與物理端口 3綁定，綁定的同時，需在邏輯端口 I上添加一個配置，即使能插入一層虛擬局域網標簽(VLANTag)的功能，VLAN Tag的標識符VID與交換路由設備2內邏輯端口 P對應，這樣發(fā)往交換路由設備I的邏輯端口 I上的業(yè)務報文都會插入一層DotlQ協(xié)議的VLAN Tag，然后從物理端口 3發(fā)送到物理端口 3'上進入交換路由設備2內。
[0040]交換路由設備2收到這個業(yè)務報文后直接根據VLAN Tag中的VID將業(yè)務報文轉發(fā)到邏輯端口 P上，然后從交換路由設備2的物理端口 I'上發(fā)送出去，到達服務器B上。當反向服務器B發(fā)送業(yè)務給服務器A時，其轉發(fā)路徑類似，不同的是交換路由設備2內的轉發(fā)表項需要走標準的二三層轉發(fā)表項查找，而正向傳輸時，交換路由設備2是直接根據VID進行業(yè)務轉發(fā)的。
[0041]優(yōu)選地，每個邏輯端口有一個VID與之——對應。
[0042]同理，當鏈路2出現(xiàn)故障(如交換路由設備2的物理端口 P出現(xiàn)故障)時，其轉發(fā)原理與上述轉發(fā)原理相同，這里便不再贅述。
[0043]圖2中的服務器A和B也可以是一臺交換路由設備，只需支持LACP (鏈路聚合協(xié)議，802.3ad標準)即可。
[0044]當然，本發(fā)明實現(xiàn)的多系統(tǒng)鏈路聚合中并不局限于本發(fā)明實施例中所舉的兩條物理鏈路，當出現(xiàn)兩條以上物理鏈路出現(xiàn)故障時，其轉發(fā)原理與本發(fā)明實施例相同:即故障鏈路對應的交換路由設備則將內部的邏輯端口重新綁定到正常工作的外部物理端口上，同時在邏輯端口上的業(yè)務使能插入一層虛擬局域網標簽，將邏輯端口上的業(yè)務通過重新綁定的物理端口切換到與物理端口相連的交換路由設備上發(fā)送。
[0045]如圖4所示，本發(fā)明還揭示了一種使用邏輯端口實現(xiàn)多系統(tǒng)鏈路聚合的方法，包括以下步驟:
[0046]SI，每個交換路由設備將從上游服務器接收的業(yè)務通過各自的物理鏈路發(fā)送給下游的服務器；
[0047]具體地，交換路由設備通過其外部物理端口接收從上游服務器發(fā)送過來的業(yè)務；根據交換路由設備內的轉發(fā)表項將業(yè)務轉發(fā)到對應的邏輯端口 ；根據邏輯端口的端口號將業(yè)務轉發(fā)到與之綁定的物理端口上；最后通過與綁定的物理端口相應的物理鏈路將業(yè)務發(fā)送給下游的所述服務器。
[0048]S2，當部分物理鏈路出現(xiàn)故障時，故障鏈路對應的交換路由設備則將內部的邏輯端口重新綁定到正常工作的外部物理端口上，同時在邏輯端口上的業(yè)務使能插入一層虛擬局域網標簽，將邏輯端口上的業(yè)務通過重新綁定的物理端口切換到與物理端口相連的交換路由設備上發(fā)送；
[0049]S3，切換后的交換路由設備根據接收的虛擬局域網標簽將業(yè)務轉發(fā)到其內部對應的邏輯端口上，并通過與邏輯端口綁定的物理端口將業(yè)務發(fā)送給下游的服務器。
[0050]本發(fā)明的技術內容及技術特征已揭示如上，然而熟悉本領域的技術人員仍可能基于本發(fā)明的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾，因此，本發(fā)明保護范圍應不限于實施例所揭示的內容，而應包括各種不背離本發(fā)明的替換及修飾，并為本專利申請權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種使用邏輯端口實現(xiàn)多系統(tǒng)鏈路聚合的裝置，其特征在于，包括服務器和多個交換路由設備，所述服務器與所述交換路由設備之間具有由復數(shù)條物理鏈路聚合成的邏輯鏈路，每個所述交換路由設備具有多個外部物理端口和與所述物理端口綁定的內部邏輯端口，所述服務器與所述交換路由設備之間，以及所述交換路由設備之間通過所述物理端口相連，當部分所述物理鏈路出現(xiàn)故障時，故障鏈路對應的所述交換路由設備則將內部的邏輯端口重新綁定到正常工作的外部所述物理端口上，同時在所述邏輯端口上的業(yè)務使能插入一層虛擬局域網標簽，將所述邏輯端口上的業(yè)務通過重新綁定的物理端口切換到與物理端口相連的交換路由設備上發(fā)送，所述虛擬局域網標簽的標識符與切換后的所述交換路由設備內的邏輯端口相對應。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，當所有所述物理鏈路正常時，所述交換路由設備將接收到的業(yè)務通過各自對應的所述物理鏈路發(fā)送給所述服務器，所述服務器發(fā)往所述交換路由設備的業(yè)務將從所有物理鏈路中隨機選擇一條所述物理鏈路發(fā)送。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，切換后的所述交換路由設備轉發(fā)業(yè)務的物理端口為與所述虛擬局域網標簽對應的聚合鏈路在交換路由設備上的成員端口。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述邏輯端口與所述物理端口之間的綁定關系為多對一的關系。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，每個所述虛擬局域網標簽對應一個所述邏輯端口。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述交換路由設備內還包括轉發(fā)表項，業(yè)務通過外部物理端口進入所述交換路由設備內，根據所述轉發(fā)表項將業(yè)務轉發(fā)到對應的邏輯端口，再根據所述邏輯端口的端口號將業(yè)務轉發(fā)到與之綁定的所述物理端口上。
7.一種基于權利要求1所述的使用邏輯端口實現(xiàn)多系統(tǒng)鏈路聚合的裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟: S1，每個所述交換路由設備將從上游服務器接收的業(yè)務通過各自的所述物理鏈路發(fā)送給下游的服務器； S2，當部分所述物理鏈路出現(xiàn)故障時，故障鏈路對應的所述交換路由設備則將內部的邏輯端口重新綁定到正常工作的外部所述物理端口上，同時在所述邏輯端口上的業(yè)務使能插入一層虛擬局域網標簽，將所述邏輯端口上的業(yè)務通過重新綁定的物理端口切換到與物理端口相連的交換路由設備上發(fā)送； S3，切換后的所述交換路由設備根據接收的所述虛擬局域網標簽將業(yè)務轉發(fā)到其內部對應的邏輯端口上，并通過與所述邏輯端口綁定的物理端口將業(yè)務發(fā)送給下游的所述服務器。
8.根據權利要求7所述的使用邏輯端口實現(xiàn)多系統(tǒng)鏈路聚合的方法，其特征在于，所述步驟S1包括以下步驟: 所述交換路由設備通過其外部物理端口接收從上游服務器發(fā)送過來的業(yè)務； 根據所述交換路由設備內的轉發(fā)表項將業(yè)務轉發(fā)到對應的邏輯端口； 根據所述邏輯端口的端口號將業(yè)務轉發(fā)到與之綁定的所述物理端口上； 最后通過與綁定的所述物理端口相應的所述物理鏈路將業(yè)務發(fā)送給下游的所述服務器。
9.根據權利要求7所述的使用邏輯端口實現(xiàn)多系統(tǒng)鏈路聚合的方法，其特征在于，所述步驟S3中，切換后的所述交換路由設備轉發(fā)業(yè)務的物理端口為與所述虛擬局域網標簽對應的聚合鏈路在交換路由設備上的成員端口。
10.根據權利要求7所述的使用邏輯端口實現(xiàn)多系統(tǒng)鏈路聚合的方法，其特征在于，每個所述虛擬局域網標簽的標識符對應一個所述邏輯端口。
【文檔編號】H04L12/24GK104486124SQ201410799682
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月19日 優(yōu)先權日:2014年12月19日
【發(fā)明者】顧祥洪 申請人:盛科網絡（蘇州）有限公司