CN107409102A

CN107409102A - 对多机架以太信道对等体的自动发现和配设

Info

Publication number: CN107409102A
Application number: CN201680007869.6A
Authority: CN
Inventors: 纳里纳卡什·M·派; 桑杰·库玛尔·昊达; 彼得·杰弗里·琼斯
Original assignee: Cisco Technology Inc
Current assignee: Cisco Technology Inc
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2016-02-23
Publication date: 2017-11-28
Also published as: EP3262802B1; US10171306B2; EP3262802A1; WO2016138011A1; US20160254960A1

Abstract

公开了可以简化在结构环境中对MCEC的配置以使得其可以变得自动化的方法和系统。此外，可以使用集中式标识(例如，主机跟踪数据库和/或网络控制器)来检测MCEC的存在。可以避免对在参与MCEC的网络设备之间建立直接链路的需要。此外，由于可以以集中式的方式来执行对对等网络设备的跟踪，所以可以利用逻辑L2结构连接(通过L3结构底层)来提供双归属主动‑主动服务而无需附加的配置。例如，可以采用主机跟踪数据库或网络控制器来进行对等体跟踪。

Description

对多机架以太信道对等体的自动发现和配设

优先权声明

本申请作为PCT国际专利申请于2016年2月23日被提交，并要求于2015年2月26日提交的序列号为14/632,070的美国实用新型专利申请的权益和优先权，该美国专利申请的全部公开内容通过引用被全部并入。

技术领域

本公开一般涉及网络配置和管理，具体地，涉及对多机架以太信道设备的自动配置和检测。

背景技术

在基于结构的网络(例如，以应用为中心的基础设施(ACI)、校园网络解决方案、基于VxLAN的数据中心网络等)中，期望简化网络管理员对网络的配置和管理的作用。例如，诸如交换机和主机之类的典型L2网络设备可以“多宿主”连接到不止一个结构边缘节点，以消除作为网络中潜在的单点故障的网络连接。先前尝试的解决方案可以通过多机架以太信道(MCEC)方法(例如，虚拟端口信道(VPC)或分布式弹性网络互连(DRNI)应用)来实现。

典型的L2网络设备可能认为端口信道被连接到同一整个系统，而实际上存在进行协调以使得从端口信道的角度看像一个系统的多个系统。MCEC的这种现有的实施方式需要网络管理员在两端进行配置以建立端口信道。此外，可能需要在参与的对等设备之间建立L2链路。另外，当将已到达端口信道的分组转发到结构时，结构边缘对等体可能需要使用相同的交换机标识符(或IP地址)。这种方法可能针对结构的其余部分产生单个交换机视图。这些现有方法需要复杂的多种配置，以便提供多宿主连接。

附图说明

并入并且构成本公开的一部分的附图示出了本公开的各种实施例。在图中：

图1示出了可以执行本公开的实施例的示例网络拓扑；

图2示出了可以执行本公开的实施例的示例网络拓扑；

图3更详细地示出了网络设备；

图4是示出本公开的实施例的流程图；以及

图5是示出本公开的实施例的流程图。

具体实施方式

概览

公开了可以简化在结构环境中对MCEC的配置以使得其可以变得自动化的方法和系统。此外，可以采用集中式标识(例如，主机跟踪数据库和/或网络控制器)来检测MCEC的存在。这样的实施例可以避免对在参与MCEC的网络设备之间建立直接链路的需要。此外，因为可以以集中式的方式来执行对对等网络设备的跟踪，所以可以利用逻辑L2结构连接(通过L3结构底层)来提供双归属主动-主动服务而无需附加的配置。例如，可以采用主机跟踪数据库或网络控制器来进行对等体跟踪。

上述概览和以下示例实施例都仅是示例和解释性的，并且不应被认为限制所描述的和要求保护的公开的范围。此外，除了本文阐述的那些之外，还可以提供特征和/或变型。例如，本公开的实施例可以针对示例实施例中描述的各种特征组合和子组合。

示例实施例

以下的详细说明参照附图。在可能的情况下，在附图和以下描述中所使用的相同的参考标号指相同或相似的元件。虽然可以描述本公开的实施例，但修改、更改、和其他实施方式是可能的。例如，可以对附图中示出的元件进行替换、添加、或修改，并且可以通过对所公开的方法进行替换、重新排序、或添加阶段来修改本文所描述的方法。因此，以下的详细描述并不限制本公开。本公开的适当范围而是由所附权利要求限定。

图1示出了将在以下描述中使用的示例校园网络拓扑，以示出本公开的实施例。所描述的网络拓扑可以存在于网络环境100中。虽然网络环境100被描绘为有线网络环境，但是无线网络环境也符合本公开的实施例。例如，网络环境100可以是通过网络传输数据分组的任何类型的系统。作为示例，网络环境100可以是能够提供语音通信以及视频和数据服务的环境。

网络环境100可以基于在任何数目的网络设备之间对基于分组的服务(例如，互联网协议(IP)业务)的双向传送。网络环境100还可以包括多个网关(未示出)，例如但不限于电缆调制解调器、路由器、交换机、机顶盒、和计算机。网络环境100可以包括广域网(WAN)、局域网(LAN)或适用于分组类型的通信(例如，互联网通信)的无线网络的任何组合。

网络环境100可以被设计为包括校园结构110。结构110可以由底层和顶层(overlay)组成。底层可以处理结构110中的任何数目的网络设备之间的连接。顶层可以处理进入结构110的用户业务。结构110能够提供在底层之上的层2(L2)和层3(L3)服务。

业务可以通过结构边缘节点进入结构110。例如，在这里业务可以通过结构边缘节点120和结构边缘节点125进入结构。结构边缘节点120和结构边缘节点125可以负责封装业务中的分组。网络设备130可以驻留在结构110外部，并且与结构边缘节点120和结构边缘节点125进行通信。

可以使用包括出口边缘节点的地址的结构头部来封装分组。当分组到达结构出口节点时，可以从分组中移除结构头部。然后可以根据被包括在分组的原始头部中的目的地地址转发现在本地(now-native)分组。

结构边缘节点120和结构边缘节点125可以与彼此对等以创建MCEC群组。这种对等可能不需要在结构边缘节点120和结构边缘节点125之间建立L2链路。相反，通过结构110的L2服务可以被用于配置对等体。为了避免用户指定的配置，结构边缘节点120和结构边缘节点125需要自动发现彼此以进行对等。

如果结构边缘节点120和结构边缘节点125连接到同一“系统”，则它们变为“对等的”。例如，当应用链路聚合控制协议(LACP)时，希望对链路进行聚合的典型L2网络设备可以发送包括“系统”的标识符的LACP数据单元。如果单个链路在两个不同的结构边缘节点(例如，从结构边缘节点120和结构边缘节点125)上终止，则为了要形成的MCEC，两个不同的结构边缘节点可能需要发现它们被连接到在LACP数据单元中标识的同一系统。在一些实施例中，协议可以采用通过结构110的广播服务来标识可能连接到同一标识的系统的其他结构边缘节点。然而，在大规模结构中，结构边缘节点的数目可能会达到使这种广播业务变得笨重的数目。

转到图2，在使用系统标识符和集中式主机跟踪数据库200的情境中示出了网络环境100的实施例。在本公开的一些实施例中，主机跟踪数据库200(或在一些实施例中，网络控制器)可以被用于提供在整个结构110中对主机附件的集中式跟踪。

在一些实施例中，可以通过以下描述的步骤来扩展主机跟踪数据库200。首先，当结构边缘节点(例如，结构边缘节点120)检测到在典型L2域中存在LACP系统时，结构边缘节点可以注册与该结构边缘节点相关联的唯一结构地址(例如，路由定位符220)和LACP系统标识符(例如，密钥210)。在一些实施例中，路由定位符220可以对应于结构110的底层中的IP地址。

接下来，结构边缘节点可以查询主机跟踪数据库200以定位其他结构边缘节点，这些结构边缘节点已注册了其到同一标识的系统的连接。在结构边缘节点定位到其他结构边缘节点的情况下，结构边缘节点可以使用结构110上可用的L2服务来跨结构110传送MCEC协议已被启动以形成多机架以太信道。在一些实施例中，MCEC协议可以是DRNI。

本公开的实施例也可以在网络控制器上实现。一个这样的网络控制器可以是应用策略基础设施控制器企业模块(APIC-EM)。

可以通过定位符/ID分离协议(LISP)命令来实现其他实施例。例如，可以使用LISP映射-注册、LISP映射-请求和LISP映射-回复来标识其他结构边缘节点，这些结构边缘节点已注册了其到同一标识的系统的连接。LISP映射-注册消息可以是被从结构边缘节点发送到映射-服务器以用于注册其关联的端点标识符(EID)前缀的LISP消息。除了用于注册的这组EID前缀之外，映射-注册消息还包括在转发映射-请求时要由映射服务器使用的一个或多个路由定位符(RLOC)。结构边缘节点可以通过在消息中设置“代理映射-回复”标志来请求映射-服务器代表自己应答映射-请求。

在本公开的一些实施例中，结构边缘节点可以检测LACP系统标识符。在检测到时，结构边缘节点可以使用映射-注册消息来针对结构边缘节点的唯一RLOC将LACP系统标识符注册为EID。接下来，结构边缘节点可以针对已注册相同EID的其他RLOC查询映射系统。结构110的L2服务可以用于发起同与其他RLOC相关联的网络设备的联系。

网络环境100可以被设计为将数据分组流从一个网络设备传送到其他网络设备。网络环境100可以包括在结构110的界限的内部和外部的任何数目的网络设备。网络设备可以是路由器、桥接器、结构边缘节点、或能够将数据流从源网络设备接收和发送到目的网络设备的其他网络设备。具体地，在本公开的实施例中，所描述的网络设备中的任一者可以操作本公开所公开的实施例。类似地，可以在网络环境100内的网络设备上找到主机跟踪数据库200。通常在关于图3的进一步细节中讨论网络设备。

图3更详细地示出了网络设备(例如，结构边缘节点120)。网络设备可以包括处理设备302、存储器304、输入/输出(I/O)设备306、和网络接口308，其中的每一者可以经由本地接口(未示出)被通信地耦接。处理设备302可以是用于执行软件(尤其是存储在存储器304中的软件)的硬件设备。处理设备302可以是任何定制的或可商购的处理器、中央处理单元(CPU)、多个处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(以微芯片或芯片组的形式)、微处理器、或通常用于执行软件指令的任何设备。由处理设备302执行的软件可以包括至少能够操作本公开所描述的实施例的软件。

网络接口308可以包括传送输入和输出两者的一个或多个设备，例如但不限于调制器/解调器(用于接入另一设备、系统或网络的调制解调器)、射频(RF)收发器或其他类型的收发器、电话接口、桥接器、路由器等。

I/O设备306可以包括输入设备，例如但不限于键盘、鼠标、扫描仪、麦克风等。此外，I/O设备206还可以包括输出设备，例如但不限于打印机、显示器等。

本地接口可以是例如但不限于一个或多个总线或其它有线或无线连接。本地接口可以具有附加元件(为了简单起见省略了这些元件)以用于实现通信，例如，控制器、缓冲器(高速缓存)、驱动器、中继器和接收器。此外，本地接口310可以包括地址、控制、和/或数据连接，以实现在上述组件之间的适当通信，并且提供用于与网络控制器、主机跟踪数据库、结构边缘路由器、或网络环境100中的任何数目的其他网络设备进行通信的接口。

在一些实施例中，网络设备还可以被配置有耦接到本地接口310的集成存储设备312。存储设备312可以被配置为缓冲多个数据分组。一个或多个这样的缓冲器可以是用于存储捕获到的分组的专用缓冲器。在一些实施例中，存储设备312可以外部耦接到内容服务器(未示出)。

存储器304可以包括合适的操作系统(O/S)314。操作系统314基本上可以控制其他计算机程序的执行，例如，调度、输入-输出控制、文件和数据管理、存储器管理、以及通信控制和相关服务。逻辑316可以包括用于向网络控制器、主机跟踪数据库、结构边缘路由器、或网络环境100中的任何数目的其他网络设备发送服务请求的可执行代码。

存储器304可以包括易失性存储器元件(例如，随机存取存储器(RAM，例如DRAM、SRAM、SDRAM等))和非易失性存储器元件(例如，ROM、硬盘驱动器、磁带、CDROM等)中的任一者或任何组合。此外，存储器304可以结合电的、磁的、光学的、半导体的和/或其他类型的存储介质。应注意的是，存储器304可以具有分布式架构，在其中可以被处理设备302访问的各种组件在位置上彼此远离。

存储器304中的软件可以包括一个或多个单独的程序，其中的每一者包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表。在图3所示的实施例中，如上所述，存储器304中的软件可以包括操作系统314和逻辑316。逻辑316的功能可以使用单个模块来实现，或者分布在多个模块中。

当逻辑316运行时，处理设备302可以被配置为执行存储在存储器304内的逻辑316来向存储器304和从存储器304传送数据，并且通常控制逻辑316的操作。逻辑316和O/S314，整体地或部分地(但通常是后者)由处理设备302读取，可能在处理设备302内被缓冲，然后被执行。

网络控制器可以包括适用于实现与网络环境100的其他网络设备218的数据分组的通信(例如，TCP/IP)的通信接口。例如，通信接口可以属于适用于IP网络、同轴电缆网络、HFC网络、和/或无线网络等上的通信的类型。

已描述网络环境100的某些实施例的各种组件，现在将参考图4描述通过在网络环境100上采用的一个或多个网络设备实现的方法400。方法400可以在步骤410处开始，其中可以在第一结构网络上检测链路聚合控制协议(LACP)系统。在一些实施例中，第一结构可以是下述各项之一：ACI、校园网络解决方案、或基于VxLAN的数据中心网络。

接下来，方法400可以进行到步骤420。在步骤420处，可以将与检测到的LACP系统相关联的LACP系统标识符注册到主机跟踪数据库中。在本公开的一些实施例中，可以结合与第一结构边缘节点相关联的唯一结构地址来注册LACP系统标识符。在本公开的一些实施例中，唯一结构地址可以对应于第一结构网络的底层中的IP地址。

然后方法400可以进行到步骤430，在其中可以向主机跟踪数据库查询被注册为与检测到的LACP系统相关联的一个或多个结构边缘节点。方法400接下来可以进行到步骤440。在步骤440处，可以在第一结构边缘节点和被注册为与检测到的LACP系统相关联的一个或多个结构边缘节点之间启动MCEC协议。在本公开的一些实施例中，MCEC协议可以是DRNI。在本公开的一些实施例中，由第一结构网络的L2服务启动MCEC协议。在本公开的一些实施例中，通过网络控制器启动MCEC协议。网络控制器可以是APIC-EM。

现在将参考图5描述由在网络环境100上采用的一个或多个网络设备实现的方法500。方法500可以在步骤510处开始，其中可以在第一结构网络上的第一结构边缘节点处检测链路聚合控制协议(LACP)系统标识符。在本公开的一些实施例中，可以通过使用LISP映射-注册消息来注册LACP系统标识符。

在本公开的一些实施例中，可以将LISP映射-注册消息从第一结构边缘节点发送到映射服务器来注册其相关联的端点标识符前缀。LISP映射服务器可以包括可以经由注册机制从结构边缘节点学习EID-前缀映射条目的网络设备。映射服务器可以将这些EID-前缀映射在映射数据库(例如，主机跟踪数据库)中。

在本公开的一些实施例中，LISP映射-注册消息可以包括在转发一个或多个LISP映射-请求时要由映射服务器要使用的一个或多个RLOC。这样的LISP映射-注册消息可以通过在LISP映射-注册消息中设置标志来请求映射服务器代表第一结构边缘节点来应答一个或多个LISP映射-请求。

然后，方法500可以进行到步骤520。在步骤520处，可以将LACP系统标识符在针对第一唯一路由定位符(RLOC)的第一映射中注册为端点标识符(EID)。接下来，在步骤530处，可以向第一映射查询已被注册为EID的除第一唯一RLOC之外的一个或多个RLOC。

然后方法500可以进行到步骤540，其中可以在第一结构边缘节点和与一个或多个RLOC相关联的一个或多个结构边缘节点之间启动多机架以太信道(MCEC)协议。

例如，本公开的实施例可以被实现为计算机进程(方法)、计算系统、或制品，例如，非暂态计算机程序产品或计算机可读介质。计算机程序产品可以是计算机系统可读的并对用于执行计算机进程的指令的计算机程序进行编码的计算机存储介质。计算机程序产品还可以是在由计算系统可读的载体上的并且对用于执行计算机进程的指令的计算机程序进行编码的传播信号。因此，本公开可以以硬件和/或软件(包括固件、常驻软件、微代码等)来体现。换言之，本公开的实施例可以采用计算机可用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其中该计算机可用或计算机可读存储介质具有在供指令执行系统使用或用于与指令执行系统相连的介质中实现的计算机可用或计算机可读程序代码。计算机可用或计算机可读介质可以是可以包含、存储、传送、传播、或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或用于与其相连的任何介质。

计算机可用或计算机可读介质可以是例如但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的、或半导体的系统、装置、设备或传播介质。更具体的计算机可读介质示例(非穷举列表)、计算机可读介质可以包括下述各项：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机软盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、以及便携式光盘只读存储器(CD-ROM)。注意，计算机可用或计算机可读介质甚至可以是在其上打印程序的纸张或其他合适的介质，因为可以经由例如对纸张或其他介质的光学扫描来电子捕获程序，然后对其进行编译、解释或以其他方式处理，如果需要，然后将其存储在计算机存储器中。

例如，根据公开的实施例参考方法、系统和计算机程序产品的框图和/或操作说明来描述本公开的实施例。框中记录的功能/动作可以以不同于所示流程图的顺序发生。例如，根据涉及的功能/动作，实际上连续示出的两个框可以基本上同时被执行，或者有时可以以相反的顺序被执行。

虽然已描述本公开的某些实施例，但可以存在其他实施例。此外，虽然已将本公开的实施例描述为与存储在存储器和其他存储介质中的数据相关联，但是数据也可以存储在其他类型的计算机可读介质上或从其他类型的计算机可读介质中读取，例如，次级存储设备(例如，硬盘、软盘、或CD-ROM)、来自互联网的载波、或其他形式的RAM或ROM。此外，在不背离本公开的情况下，可以以任何方式修改所公开的方法的阶段，包括通过对阶段进行重新排序和/或插入或删除。

尽管说明书包括示例，但公开的范围由所附权利要求指示。此外，虽然已以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了说明书，但权利要求不限于上述特征或动作。相反，上述的具体特征和动作作为用于公开的实施例的示例而被公开。

Claims

1.一种方法，包括：

在第一结构网络上检测链路聚合控制协议(LACP)系统；

将与检测到的LACP系统相关联的LACP系统标识符注册到主机跟踪数据库中，其中所述LACP系统标识符和与第一结构边缘节点相关联的唯一结构地址一起被注册；

向所述主机跟踪数据库查询被注册为与检测到的LACP系统相关联的一个或多个结构边缘节点；以及

在所述第一结构边缘节点和所述被注册为与检测到的LACP系统相关联的一个或多个结构边缘节点之间启动多机架以太信道(MCEC)协议。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一结构网络是以应用为中心的基础设施(ACI)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一结构网络是基于VxLAN的数据中心网络。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述唯一结构地址与在所述第一结构网络的底层中的IP地址相对应。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述MCEC协议是分布式弹性网络互连(DRNI)。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多机架以太信道(MCEC)协议由所述第一结构网络的层2(L2)服务启动。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多机架以太信道(MCEC)协议通过网络控制器启动。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述网络控制器是应用策略基础设施控制器企业模块(APIC-EM)。

9.一种方法，包括：

在第一结构网络上的第一结构边缘节点处检测链路聚合控制协议(LACP)系统标识符；

将所述LACP系统标识符在针对第一唯一路由定位符(RLOC)的第一映射中注册为端点标识符(EID)；

向所述第一映射查询已被注册为所述EID的除所述第一唯一RLOC之外的一个或多个RLOC；以及

在所述第一结构边缘节点和与所述一个或多个RLOC相关联的一个或多个结构边缘节点之间启动多机架以太信道(MCEC)协议。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，通过使用定位符/ID分离协议(LISP)映射-注册消息来注册所述LACP系统标识符。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述LISP映射-注册消息被从所述第一结构边缘节点发送到映射服务器以注册其相关联的EID前缀。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述LISP映射-注册消息包括当转发一个或多个LISP映射-请求时要由所述映射服务器使用的一个或多个RLOC。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：通过在所述LISP映射-注册消息中设置标志来请求所述映射服务器代表所述第一结构边缘节点应答所述一个或多个LISP映射-请求。

14.根据权利要求9所述的方法，还包括：用包括出口结构边缘节点的地址的结构头部来封装所述第一结构网络中的一个或多个分组。

15.一种系统，包括：

存储器；

处理器，能够执行存储在所述存储器上的指令，所述指令包括：

在第一结构网络上检测链路聚合控制协议(LACP)系统；

16.根据权利要求15所述的系统，存储在所述存储器上的所述指令还包括：用包括出口结构边缘节点的地址的结构头部来封装所述第一结构网络中的一个或多个分组。

17.根据权利要求15所述的系统，其中，所述第一结构网络是校园网络。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，通过使用定位符/ID分离协议(LISP)映射-注册消息来注册所述LACP系统标识符。

19.根据权利要求18所述的系统，存储在所述存储器上的所述指令还包括：将所述LACP系统标识符在针对第一唯一路由定位符(RLOC)的第一映射中注册为端点标识符(EID)。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述MCEC协议是分布式弹性网络互连(DRNI)。