在非同构虚拟机架中的软件冗余的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及数据网络，特别涉及虚拟机架架构。
【背景技术】
[0002]数据网络允许许多不同的计算设备(例如，个人计算机、IP电话设备或服务器)相互通信和/或与附着在网络上的各种其它网络单元或远程服务器进行通信。例如，数据网络可包括但不限于支持包括例如基于IP的语音(VoIP)应用、数据应用和视频应用的多个应用的城域以太网或企业以太网网络。这种网络通常包括许多互连的节点，通常称为交换机或路由器，用于路由业务经过网络。
[0003]各种节点通常基于它们在网络的特定区域内的位置来区别，根据网络的大小，通常用两个或三个“级”或“层”来表征。通常，三级网络包括边缘层、汇聚层和核心层(而两级网络仅包括边缘层和核心层)。数据网络的边缘层包括通常提供从企业网络或家庭网络(诸如局域网)到城域网或核心网络的连通性的边缘(也称为接入)网络。边缘/接入层是网络的进入点，即，客户网络在名义上附着的点，位于边缘层的交换机称为边缘节点。不同类型的边缘网络包括数字用户线网络、混合光纤同轴电缆(HFC)网络、光纤到户和企业网络，诸如校园网络和数据中心网络。边缘节点可执行例如用于附着设备的L2交换功能。边缘节点一般连接到客户网络中的一个或多个企业交换机和/或终端设备，并且还连接到终止来自多个边缘节点的接入链路的汇聚层。位于汇聚层的交换机被称为汇聚交换机。汇聚交换机可以执行例如经由汇聚链路从边缘节点接收的业务的L2交换和L3路由。汇聚层连接到城域或核心网络层，其执行从汇聚交换机(在三级网络中)或从边缘节点(在二级网络中)接收的业务的层3/IP路由。应当理解，在网络的每个增加层处的节点通常具有更大的容量和更快的吞吐率。
[0004]数据网络所面对的关键挑战之一是对网络弹性的需求，S卩，不管可能的组件故障、链路故障等等也维持高可用性的能力，这对于提供满意的网络性能是极其关键的。网络弹性可以部分地通过拓扑冗余来实现，即，通过提供冗余节点(以及节点内的冗余组件)和节点间的多个物理路径以防止单点故障，以及部分地通过L2/L3协议以在发生故障时开发冗余以聚集到替代路径，用于交换/路由业务流经过网络。
[0005]在一种已知的解决方案中，虚拟机架可用于提供冗余，同时也提供增加的吞吐量和带宽。在虚拟机架内，两个或更多个物理以太网交换机可被“堆叠”以形成具有统一控制平面和配置文件的单一逻辑形式要素。路由和交换引擎冗余由虚拟机架主交换机通过创建和维持同步转发表以及交换在交换机上运行的对应/同等应用之间的控制信息来管理。
[0006]但是，在传统的虚拟机架中，每个交换机具有相同的硬件和软件以使得能够在整个虚拟机架中冗余。对于需要第三方(增强)硬件和/或软件以提供附加特征和/或服务的客户，在虚拟机架内的每个交换机上安装增强硬件和/或软件可能显著地增加整个部署成本。为了降低成本，客户可能更喜欢只在虚拟机架交换机的子集上安装增强硬件和/或软件。但是，由于当前的虚拟机架管理协议要求单个主交换机，因此，这种非同构(non-homogenous)虚拟机架是不可能的。
[0007]因此，需要用于配置非同构虚拟机架以提供应用特定(applicat1n specific)的冗余的系统和方法。
【附图说明】
[0008]图1示出了根据本发明的虚拟机架的实施例的示意性框图；
[0009]图2A示出了根据本发明的虚拟机架内的基础交换机的实施例的示意性框图；
[0010]图2B示出了根据本发明的虚拟机架内的增强交换机的实施例的示意性框图；
[0011]图3A示出了根据本发明的虚拟机架内的交换机的各种硬件组件的实施例的示意性框图；
[0012]图3B和3C示出了根据本发明的虚拟机架内的增强交换机的各种硬件组件的实施例的示意性框图；
[0013]图4示出了根据本发明的虚拟机架内的各种软件组件之间的逻辑通信的实施例的示意性框图；
[0014]图5示出了根据本发明的用于在虚拟机架中提供应用特定的冗余的方法的示例性流程图；
[0015]图6示出了根据本发明的用于在虚拟机架中提供应用特定的冗余的示例性信令图。
【具体实施方式】
[0016]图1示出了根据本发明的虚拟机架10的实施例。虚拟机架10包括两个或更多个以太网交换机(为了简化，显示了三个交换机20a_20c)，其共同形成单个逻辑交换机。因此，虚拟机架10具有由外部节点使用以向虚拟机架10转发业务的媒体访问控制(MAC)地址和因特网协议(IP)地址。虚拟机架10内的每个交换机20a-20c进一步被分配了唯一的标识符(即，IP地址或用于在交换机上驻留的软件组件之间的通信的其它内部标识符)以用于在交换机20a-20c之间进行路由。
[0017]以太网交换机20a_20c通过虚拟交换链路(VFL) 50连接在一起。VFL50提供用于在交换机20a-20c之间交换关于业务转发、MAC寻址、组播流、地址解析协议(ARP)表、层2控制协议(例如，生成树、以太网环网保护、逻辑链路检测协议)、路由协议(例如RIP、OSPF,BGP)和将虚拟机架10连接到其它上游/下游节点的链路的状态的信息的连接。用于外部节点的MAC地址/转发表被维持在每个交换机20a-20c中，其使能在交换机20a_20c之间桥接或路由分组以到达外部目的地设备。例如，当分组将要在虚拟机架10内从一个交换机(例如交换机20a)路由到另一个交换机(例如交换机20b)以用于传输到外部目的地设备时，包括源交换机20a的标识符和目的地交换机20b的标识符的预先准备的报头被添加到分组上。
[0018]交换机20a_20c是分离的物理交换机，每个都能够作为独立的交换机工作。交换机20a_20c可以被一起放在单个物理机架中或在两个或更多个分离的物理机架中。取决于机架配置，交换机20a_20c可以在同一个地理区域中，诸如在中心办公室或数据中心中，或者可以是分离的地理位置，诸如不同的建筑或城市，以提供地理多样性。
[0019]另外，虚拟机架10内的交换机20a_20c可以是汇聚交换机、边缘交换机或企业交换机。在其中交换机20a-20c是企业交换机的实施例中，虚拟机架10向下游连接到局域网(LAN)内的一个或多个终端设备，向上游连接到一个或多个边缘交换机。在其中交换机20a-20c是边缘交换机的实施例中，虚拟机架10向下游连接到LAN或家庭网络内的一个或多个企业交换机和/或终端设备，向上游连接到一个或多个汇聚交换机或网络节点，诸如城域/核心网络70内的网络交换机和/或路由器。在其中交换机20a-20c是汇聚交换机的实施例中，虚拟机架10向下游连接到一个或多个边缘交换机，向上游连接到网络70内的一个或多个网络节点。
[0020]在实施例中，虚拟机架10与上游或下游节点之间的连接由多机架链路聚合组(MC-LAG)60形成，其中两个或多个物理链路将特定节点与虚拟机架内的两个或多个交换机20a-20c相连接，如在2011年I月20日递交的美国专利申请13/010，169 “System andMethod for Mult1-Chassis Link Aggregat1n (用于多机架链路聚合的系统和方法)”中所描述的，该专利申请在此通过引用而被包含。例如，如在图1中所示的，各个外部物理链路将每个交换机20a-20c连接到城域/核心网络70内的特定网络节点(未示出)以形成MC-LAG 60。在示例性实施例中，虚拟机架10和/或网络节点可以使用负载平衡技术以在MC-LAG 60的所有可用链路上分配业务。例如，对于在MC-LAG 60上传输的每个分组，基于负载平衡算法(通常涉及对源和目的地因特网协议(IP)或媒体访问控制(MAC)地址信息进行运算的散列函数)选择一个物理链路。
[0021]在另一个实施例中，交换机20a_20c可使用标准链路聚合组(LAG)或其它干线或链路而连接到上游和/或下游节点。应当理解，在这里使用的术语“LAG”是指两个节点之间的若干物理链路的集束以在其间形成使用链路聚合控制协议(LACP)的单个逻辑通道，如在2008年11月3日发布的IEEE 802.1AX-