用于分布式组构系统的交换机发现协议技术方案

本发明专利技术公开了一种分布式组构系统，包含通过交换机间的链路互连的并被指派给同一分组的多个独立的网络元素。每个网络元素都包含一个或多个交换芯片、处理器以及用于存储由处理器执行的程序代码的存储器。每个网络元素的程序代码都包含交换机发现协议(SDP)模块。每个网络元素的SDP模块在执行时会使用多个传输速率之一来周期性地多播SDP数据单元(SDPDU)。该多个传输速率包括快传输速率和慢传输速率。由每个网络元素的SDP模块使用的传输速率是快传输速率，直到该网络元素的SDP模块确定标准已满足，响应于此由该网络元素的SDP模块使用的传输速率改变为慢传输速率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分布式组构系统的交换机发现协议
本专利技术总体地涉及数据中心和数据处理。更特别地，本专利技术涉及用于检测交换机何时加入及脱离分布式组构系统、以及用于为在系统内的交换机之间的通信确定最佳可用路径的协议。
技术介绍
数据中心一般是用于提供为支持企业和组织所需的因特网和内联网服务的集中式设施。典型的数据中心能够容纳各种类型的电子设备，例如，计算机、服务器(例如，邮件服务器、代理服务器和DNS服务器)、交换机、路由器、数据存储器件以及其他关联的构件。一个给定的数据中心能够拥有按分布式方式互连的数百或数千个交换机。通常，多个个体交换机被分组成分布式系统。这些交换机中的任一个能够在任何给定时间脱离或加入分布式组构，每个此类事件都是对分布式组构系统的正常操作的潜在中断。
技术实现思路
在一个方面中，本专利技术的特征在于包含通过交换机间的链路互连的并被指派给同一分组的多个独立的网络元素的分布式组构系统。每个网络元素都包含一个或多个交换芯片、处理器以及由处理器执行的存储器存储程序代码。每个网络元素的程序代码都包含交换机发现协议(SDP)模块。每个网络元素的SDP模块在执行时会使用多个传输速率之一来周期性地多播SDP数据单元(SDPDU)。该多个传输速率包括快传输速率和慢传输速率。由每个网络元素的SDP模块使用的传输速率是快传输速率，直到该网络元素的SDP模块确定标准已满足，响应于此，由该网络元素的SDP模块使用的传输速率改变为慢传输速率。在另一个方面中，本专利技术的特征在于用于在分布式组构系统中发现被指派给同一分组的网络元素的计算机程序产品。计算机程序产品包括具有编入其中的计算机可读程序代码的计算机可读存储介质。计算机可读程序代码包含被配置用于使用多个传输速率之一来周期性地多播SDP数据单元(SDPDU)的交换机发现协议(SDP)模块。该多个传输速率包括快传输速率和慢传输速率。SDP模块还被配置用于使用快传输速率来周期性地多播SDPDU，直到标准已满足，并且，响应于满足该标准，将传输速率改变为慢传输速率。在又另一个方面中，本专利技术的特征在于用于在分布式组构系统中发现被指派给同一分组的网络元素的方法。该方法包括：由多个网络元素中的每个网络元素使用多个传输速率之一来周期性地多播交换机发现协议数据单元(SDPDU)。该多个传输速率包括快传输速率和慢传输速率。这些网络元素中的一个或多个会检测分布式组构系统中的稳定性，并且响应于所检测到的稳定性而将传输速率由快传输速率改变为慢传输速率。附图说明本专利技术的上述及更多优点通过参考下面结合附图进行的描述可以更好地理解，在附图中，相同的附图标记指示各个附图中的相同的结构元件及特征。图形并不一定是按比例的，反而应当注重的是说明本专利技术的原理。图1是包含具有多个网络元素、服务器和管理站的数据中心的网络环境的一种实施例。图2是包含主(控制者)交换机、备用交换机以及多个跟随者交换机的数据中心的一种实施例的框图。图3是包含与存储器通信的处理器以及存储于存储器内的层式软件栈的网络元素的一种实施例的功能框图。图4A是在主交换机内的层式软件以及在软件栈的层之间的各个通信信道的框图。图4B是在跟随者交换机内的层式软件以及在软件栈的层之间的各个通信信道的框图。图5是协议TLV(类型-长度-值)的一种实施例的图表。图6是组ID(GID)TLV的一种实施例的图表。图7是交换机信息(SI)TLV的一种实施例的图表。图8是交换机成员(SM)TLV的一种实施例的图表。图9是用于交换机发现协议的传输状态机(TSM)的一种实施例的图表。图10是用于交换机发现协议的接收状态机(RSM)的一种实施例的图表。具体实施方式本文所描述的分布式组构系统包含多个互连的独立的网络元素。这些网络元素每个都包含用于在整个分布式组构中路由数据包的一个或多个交换芯片。在下文，这样的网络元素可以可互换地称为交换机。这些网络元素彼此间按照某些协议来通信。其中的一种协议是交换机发现协议(SDP)，网络元素通过该交换机发现协议(SDP)来检测网络元素何时加入或脱离分布式组构系统。对分布式组构系统的成员关系的变化的快速检测对分布式组构系统的正常操作是重要的。另外，SDP有助于选择路径让数据包从一个网络元素到另一网络元素地穿过分布式组构系统的的过程，并且特别地有助于在旧路径变为不可用时快速地选择新路径的过程。图1示出了包含经由网络8与管理站4和服务器6通信的数据中心10的网络环境2的一种实施例。网络8的实施例包括——但不限于——局域网(LAN)、城域网(MAN)和广域网(WAN)，例如，因特网或万维网。在一种实施例中，网络8被配置为第二层(L2)VLAN。数据中心10一般是用于容纳支撑作为企业、组织或其他实体的操作的组成部分的应用和数据的各种计算机、路由器、交换机以及其他相关设备的设施。数据中心10包含经由交换机间的链路(ISL)16来通信的多个网络元素14。网络元素14是独立的(单独的)基于数据包的交换机，被配置在一起以形成单个分布式组构系统，每个交换机都被指定为特定分组(或群集)的成员。每个分组都具有主(或控制者)网络元素、一个或多个备用或后备网络元素以及一个或多个跟随者网络元素，如同将结合图2更详细地描述的。数据中心10能够具有多个分组，尽管每个网络元素能够仅为一个分组的成员。同一分组的成员共用同一组ID(GID)。网络元素14的实施例包括——但不限于——核心交换机、接入交换机、组构卡、线路卡和在实体架式交换机中的管理模块。尽管图中仅示出5个网络元素14，但是在分布式组构系统中的网络元素的数量能够达到数百个或数千个。数据中心10可以被实现于单个地点或者分布于多个地点。尽管被示于数据中心10的外部，但是管理站4和服务器6中的任一个(或两者)可以被认为是数据中心10的一部分。在数据中心10中，功能出现于三个层面上：管理层面、控制层面和数据层面。分组的管理(例如，配置管理、运行时间配置管理、信息的呈现(展示和显示)、图形生成以及处理SNMP请求)可出现于管理层面上。控制层面与涉及网络信令和控制的那些功能相关。数据层面管理数据流。在数据中心10中，管理层面的功能被集中实现于主网络元素，这将在下文进一步描述。控制层面的功能可以主要实现于服务器6上或者分布于网络元素当中。一般地，数据层面的功能分布于网络元素14当中。管理站4提供用于管理和控制分布式组构系统的网络交换机14的中心管理点。通过管理站4，数据中心10的用户或网络管理者与主网络元素通信，以便从单个位置管理可想得到地具有数千个网络元素的分组。在管理站4上执行的图形用户界面(GUI)应用能够用来给网络管理者提供关于分布式组构系统的整体网络拓扑的视图。这样的GUI应用的实例是由纽约的阿尔蒙克市(Armonk，N.Y)的IBM公司提供的BladeHarmony。另外，管理站4能够经由各种连接之一直接(点到点)或间接地连接至数据中心10的主网络元素14，这些连接例如有标准电话线路、数字用户线路(DSL)、非对称DSL、LAN或WAN链路(例如，T1、T3)、宽带连接(帧中继(FrameRelay)、ATM)，以及无线连接(例如，802.11(a)、802.11(b)、802.11(g)、802.11(n))。使用网络协议本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式组构系统，包含通过交换机间的链路互连的并被指派给同一分组的多个独立的网络元素，每个网络元素都包含一个或多个交换芯片、处理器以及用于存储由所述处理器执行的程序代码的存储器，每个网络元素的所述程序代码包含交换机发现协议SDP模块，每个网络元素的所述SDP模块在执行时使用多个传输速率之一来周期性地多播SDP数据单元SDPDU，所述多个传输速率包括快传输速率和慢传输速率，由每个网络元素的所述SDP模块使用的传输速率是所述快传输速率，直到该网络元素的所述SDP模块确定标准已满足，响应于此由该网络元素的所述SDP模块使用的传输速率改变为所述慢传输速率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.02 US 13/364,9471.一种分布式组构系统，包含通过交换机间的链路互连的并被指派给同一分组的多个独立的网络元素，每个网络元素都包含一个或多个交换芯片、处理器以及用于存储由所述处理器执行的程序代码的存储器，每个网络元素的所述程序代码包含交换机发现协议SDP模块，每个网络元素的所述SDP模块在执行时使用多个传输速率之一来周期性地多播SDP数据单元SDPDU，所述多个传输速率包括快传输速率和慢传输速率，由每个网络元素的所述SDP模块使用的传输速率是所述快传输速率，直到该网络元素的所述SDP模块确定标准已满足，响应于此由该网络元素的所述SDP模块使用的传输速率改变为所述慢传输速率。2.根据权利要求1所述的分布式组构系统，其中所述标准是该网络元素的所述SDP模块检测到在同一分组内的所述网络元素当中的稳定性。3.根据权利要求2所述的分布式组构系统，其中所述多个网络元素包含主网络元素，并且其中在同一分组内的所述网络元素当中的稳定性在该网络元素的所述SDP模块与所述主网络元素之间交换的信息已经变稳定时被检测到。4.根据权利要求1所述的分布式组构系统，其中所述标准是由该网络元素的所述SDP模块进行的未改变的SDPDU的连续传输的次数超过阈值。5.根据权利要求1所述的分布式组构系统，其中所述网络元素的一个或多个响应于所接收到的SDPDU而检测在同一分组内的所述网络元素当中的变化并且返回到按照所述快传输速率来传输SDPDU。6.根据权利要求1所述的分布式组构系统，其中每个网络元素的所述SDP模块包含成员跟踪层MTL构件，所述MTL构件选择所述网络元素之一作为所述分组的主网络元素。7.根据权利要求6所述的分布式组构系统，其中每个SDPDU包含协议TLV、分组IDTLV以及交换机信息TLV，并且由所述主网络元素传输的每个SDPDU还包含交换机成员TLV。8.根据权利要求6所述的分布式组构系统，其中每个网络元素的所述SDP模块的所述MTL构件维持含有所述分组的当前成员关系的数据库。9.根据权利要求6所述的分布式组构系统，其中每个网络元素的所述SDP模块的所述MTL构件采用超龄移出机制来确定网络元素是否已脱离所述分布式组构系统，其中每个网络元素的所述SDP模块包含路径健康维护构件，每个网络元素的所述SDP模块的所述路径健康维护构件维持在该网络元素与全部其他网络元素之间的全部可能路径的健康状态，以确定待用于在该网络元素与所述其他网络元素中的每个网络元素之间的通信的路径。10.一种用于在分布式组构系统中发现指派给同一分组的网络元素的系统，所述系统包含：配置用于使用多个传输速率之一来周期性地多播SDP数据单元SDPDU的交换机发现协议SDP模块，所述多个传输速率包括快传输速率和慢传输速率，所述SDP模块还被配置用于使用所述快传输速率来周期性地多播所述SDPDU，直到标准被满足，...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·G·坎博，吕达人，V·潘德伊，N·高什，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US