多级交换机结构故障检测和处理制造技术

本公开的实施例涉及多级交换机结构故障检测和处理。在一些示例中，交换系统包括多个结构端点和多级交换机结构，多级交换机结构具有多个结构平面，每个结构平面具有用于在多个结构端点中的任何结构端点之间交换数据单元的多个级。多个结构端点中的结构端点被配置为在多个结构平面中的第一结构平面内向多个级中的第一级的交换机发送去往结构端点的自查验消息。结构端点被配置为响应于确定结构端点在预定时间之后尚未接收到自查验消息，发送针对第一结构平面的连接性故障的指示。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容涉及计算机网络，并且更特别地涉及在计算机网络内对传送分组。
技术介绍
计算机网络是能够交换数据并且共享资源的互连的计算设备的结合。在基于分组的网络(例如以太网)中，计算设备通过将数据划分成被称为分组的可变长度块来传送数据，可变长度块跨网络单个地从源设备被路由至目的地设备。目的地设备从分组中提取数据并将数据汇集成其原始形式。被称为路由器的特定设备维护表示网络的拓扑的路由信息。路由器交换路由信息从而维持通过网络的可用路由的准确表示。“路由”通常能够被定义为在网络上的两个位置之间的路径。在接收到传入数据分组之后，路由器检查分组内的信息(常常被称为“键”)以根据路由信息选择要向其转发分组的适当的下一跳。在因特网内存在各种路由器。例如，网络服务提供商(NSP)维护“边缘路由器”以向客户提供因特网访问和其他服务。NSP可以提供的服务的示例包括IP语音电话(VoIP)、异步传输模式(ATM)访问或帧中继通信、因特网协议(IP)数据服务以及多媒体服务(例如视频流传输)。NSP的边缘路由器常常将网络流量传送到高速“核心路由器”，其通常可以被视为形成因特网的骨干。这些核心路由器常常包括比边缘路由器多得多的处理资源，并且被设计为处理大容量的网络流量。在一些示例中，核心路由器或另外的路由器或交换设备可以采用分布式多级交换机结构体系，其中网络分组遍历位于路由器的分
布式转发部件中的交换结构的多个级，以从交换结构的入口点行进到交换结构的出口点。作为一个示例，交换结构可以被实施为单个多级Clos交换结构，其跨交换结构的各级进行中继通信。典型的多级Clos交换结构具有互连以形成多个级的多个交换机。在典型的布置中，交换结构包括入口(或“第一”)级、一个或多个中间级以及出口(或“末”)级，其中每级具有一个或多个交换机(例如，纵横式交换机-常常更简单地被称为“纵横机(crossbar)”)。此外，交换结构可以被实施为使得交换机被布置为多个平行结构平面，每个平行结构平面提供通过多级从入口端口到出口端口的独立转发，其中的一个或多个可以被当作空闲的结构平面。换言之，多个平行结构平面中的每个平行结构平面可以被视为多级Clos交换结构的独立部分，其中每个平面提供交换冗余。许多核心路由器是“多机箱式”路由器，其中多个路由器节点被物理耦合并被配置为操作成单个路由节点。多机箱式路由器的一个示例包括多线路卡机箱(LCC)，其中每个LCC包括用于发送和接收分组的一个或多个接口卡(IFC)，LCC耦合到提供对LCC的自上而下管理的中央交换控制机箱(SCC)。为了使网络上的路由器对等，多机箱式路由器表现为单个路由节点。因为多机箱式路由器组合了多个路由设备的资源，所以多机箱式路由器具有比独立式路由器更高的带宽能力。例如，使用多机箱式路由器能够通过将路由功能合并到更少的路由器上来简化并改进服务提供商网络上的路由。
技术实现思路
总体上，描述了一种用于对采用多级交换机结构(fabric)的设备或网络中的故障的可扩展的检测和通知的技术。该技术可以特别适用于具有将全部由分布式控制平面管理的数百结构端点进行连接的多个结构平面的大规模且复杂的交换设备或网络内，但是该技术还保持可适用于小规模设备和网络中。在一些示例中，结构端点可
以通过将自查验数据单元发布到交换结构来验证与交换结构的相应的每平面的结构连接性，交换结构通过中间级将结构消息交换回到发布的结构端点。结构端点没有接收到指示针对结构端点的相对于结构平面的连接性故障的发布的自查验数据单元。响应于检测到连接性故障，结构端点利用交换结构在数据路径中将结构端点与交换结构之间的连接性故障的指示广播到其他结构端点。不是将连接性故障的指示单播到其他结构端点中的每个结构端点，而是已经检测到连接性故障的结构端点可以代替地依靠针对工作的结构平面中的一个结构平面的第一级，以将指示中继到末级交换机和连接到其的其他结构端点。接收到指示的结构端点响应地避免使用发生故障的结构平面将数据发送到具有连接性故障的结构端点。在一些示例中，实施针对多级交换机结构中的每级的纵横式交换机的结构端点以及结构芯片可以检测将级纵横机彼此耦合并耦合到结构端点的结构链路的结构链路和可到达性故障。响应于检测到针对结构平面的链路故障，结构平面的结构端点和结构芯片可以在数据路径中将链路故障的指示中继到实施针对具有链路故障的结构链路的对应第一级纵横式交换机的对应结构芯片。结构芯片将该指示广播到实施针对具有链路故障的结构平面的末级的纵横式交换机的结构芯片中的全部结构芯片。末级结构芯片可以转而通知结构端点，结构端点响应地避免结构平面中具有链路故障的至少一部分。以上描述的可扩展的检测和故障通知技术可以具有一个或多个优点。例如，通过结构端点在数据路径中(而非通过控制路径)执行分布式故障检测和发信号通知可以得到更快的故障检测。此外，将处理针对故障通知的工作负荷的数据路径分布在实施结构级的结构芯片之中，这可以以使得能够减少流量黑洞直到结构控制器能够对交换结构进行重新路由的方式将故障通知传播扩展到结构端点。通过结构芯片到结构端点的分布式故障通知可以额外地使得能够使用交换结构内的、与结构平面的数目和结构端点的数目无关的多个故障通知消息进行故障通知，其可以支持更大的规模，并且减少结
构端点上的在生成的和接收到的故障通知的数目两个方面上的工作负荷。在一些示例中，一种验证与多级交换机结构的结构连接性的方法，多级交换机结构具有多个结构平面，每个结构平面具有用于在多个结构端点中的任何结构端点之间交换数据单元的多个级，该方法包括：由多个结构端点中的结构端点将自查验(self-ping)消息发送到多个结构平面中的第一结构平面的第一级交换机，自查验消息去往发送自查验消息的端点。该方法还包括由结构端点响应于确定结构端点在预定时间之后尚未接收到自查验消息而发送针对第一结构平面的连接性故障的指示。在一些示例中，一种发信号通知针对多级交换机结构的结构故障的方法，多级交换机结构具有多个结构平面，每个结构平面具有用于在多个结构端点中的任何结构端点之间交换数据单元的多个级，该方法包括：由多个结构平面中的第一结构平面的第一级交换机接收针对多个结构平面中的第二结构平面的结构故障的指示，第一结构平面不同于第二结构平面。该方法还包括由第一级交换机将包括结构故障的指示的第一故障通知数据单元发送到第一结构平面的第一末级交换机。该方法还包括由第一级交换机将包括结构故障的指示的第二故障通知数据单元发送到第一结构平面的第二末级交换机。在一些示例中，一种交换系统包括多个结构端点和多级交换机结构，多级交换机结构具有多个结构平面，每个结构平面具有用于在多个结构端点中的任何结构端点之间交换数据单元的多个级。多个结构端点中的结构端点被配置为在多个结构平面中的第一结构平面内将去往结构端点的自查验消息发送到多个级中的第一级的交换机。结构端点被配置为响应于确定结构端点在预定时间之后尚未接收到自查验消息而发送针对第一结构平面的连接性故障的指示。在一些示例中，一种交换系统包括多个结构端点和多级交换机结构，多级交换机结构具有多个结构平面，每个结构平面具有用于
在多个结构端点中的任何结构端点之间交换数据单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种验证与多级交换机结构的结构连接性的方法，所述多级交换机结构具有多个结构平面，每个结构平面具有用于在多个结构端点中的任何结构端点之间交换数据单元的多个级，所述方法包括：由所述多个结构端点中的结构端点向所述多个结构平面中的第一结构平面的第一级交换机发送自查验消息，所述自查验消息去往发送所述自查验消息的所述结构端点；以及由所述结构端点响应于确定所述结构端点在预定时间之后尚未接收到所述自查验消息，发送针对所述第一结构平面的连接性故障的指示。

【技术特征摘要】
2015.02.16 US 14/623,0831.一种验证与多级交换机结构的结构连接性的方法，所述多级交换机结构具有多个结构平面，每个结构平面具有用于在多个结构端点中的任何结构端点之间交换数据单元的多个级，所述方法包括：由所述多个结构端点中的结构端点向所述多个结构平面中的第一结构平面的第一级交换机发送自查验消息，所述自查验消息去往发送所述自查验消息的所述结构端点；以及由所述结构端点响应于确定所述结构端点在预定时间之后尚未接收到所述自查验消息，发送针对所述第一结构平面的连接性故障的指示。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述多级交换机结构中的中间级交换机将所述自查验消息交换到所述第一结构平面的末级交换机，所述末级交换机通过输出端口耦合到所述结构端点；由所述末级交换机将所述自查验消息交换到所述结构端点；以及由所述结构端点响应于在所述预定时间内接收到所述自查验消息，确定所述第一结构平面没有连接性故障。3.根据权利要求1至2中的任意组合所述的方法，其中所述结构平面包括第一结构平面，并且其中发送所述连接性故障的所述指示包括：由所述结构端点向所述多个结构平面中的第二结构平面的第一级交换机发送包括所述连接性故障的所述指示的故障数据单元，所述第一结构平面不同于所述第二结构平面。4.根据权利要求1至3中的任意组合所述的方法，其中所述结构端点包括第一结构端点，所述方法还包括：由所述多级交换机结构的第二结构平面的第一级交换机从所述第一结构端点接收包括所述连接性故障的所述指示的第一故障数据单元；由所述第一级交换机从所述多个结构端点中的第二结构端点接收包括所述连接性故障的所述指示的第二故障数据单元；以及由所述第一级交换机在合并所述第一故障数据单元和所述第二故障数据单元之后，向所述第二结构平面的末级交换机发送包括所述连接性故障的所述指示的故障通知数据单元。5.根据权利要求1至4中的任意组合所述的方法，其中所述故障数据单元去往广播地址，所述广播地址将所述多个结构端点中的每个结构端点指定为所述故障数据单元的预期接收者。6.一种发信号通知针对多级交换机结构的结构故障的方法，所述多级交换机结构具有多个结构平面，每个结构平面具有用于在多个结构端点中的任何结构端点之间交换数据单元的多个级，所述方法包括：由所述多个结构平面中的第一结构平面的第一级交换机接收针对所述多个结构平面中的第二结构平面的结构故障的指示，所述第一结构平面不同于所述第二结构平面；由所述第一级交换机向所述第一结构平面的第一末级交换机发送包括所述结构故障的所述指示的第一故障通知数据单元；以及由所述第一级交换机向所述第一结构平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·亚达夫，M·戈拉施，
申请(专利权)人：瞻博网络公司，
类型：发明
国别省市：美国;US