一种交换机堆叠系统的管理方法、设备及介质与流程

1.本技术涉及计算机技术领域，尤其涉及一种交换机堆叠系统的管理方法、设备及介质。


背景技术：

2.交换机堆叠技术是指将一台以上的交换机用线缆通过堆叠端口组合起来，以便在有限的物理空间内，实现单台交换机数量的扩充。交换机堆叠同逻辑上独立的级联的区别点在于，组成堆叠系统的交换机在逻辑上相当于一台设备。同时，由于交换机堆叠技术是将多台设备逻辑上虚拟成一套系统，内部涉及到交换机的分布式通信和设备管理，增加了堆叠系统内部的通信和设备管理复杂度。
3.根据堆叠系统物理链路的连接方式，堆叠系统主要分为链型堆叠和环形堆叠，目前常用的拓扑结构主要采用了环形拓扑结构。在环形拓扑结构中，设备间的控制报文单播转发均由芯片的转发表项所控制，容易产生最优路径问题和多播报文风暴问题，使得报文传递效率较低且不稳定。
4.因此，如何构建一种高效、稳定的堆叠系统成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本技术提出了一种交换机堆叠系统的管理方法，应用在交换机堆叠系统中，所述交换机堆叠系统包括多个交换机，所述方法包括：将所述多个交换机进行初始化，并确定所述多个交换机对应的标识信息，以通过所述多个交换机中的指定交换机的堆叠口发送心跳报文，其中，所述心跳报文包括所述标识信息和堆叠口信息；通过所述指定交换机的邻居交换机接收所述指定交换机发送的心跳报文，根据所述心跳报文通过所述邻居交换机的邻居管理模块确定准备消息，以根据所述准备信息通过所述邻居管理模块向所述指定交换机定时发送拓扑通告报文；根据所述拓扑通告报文提取所述邻居交换机的上线信息，将所述上线信息保存至所述指定交换机的设备信息表，并通过所述指定交换机将所述上线信息在所述交换机堆叠系统中进行拓扑传送。
6.在一个示例中，所述方法还包括：通过所述指定交换机的所述设备信息表获取所述上线信息，根据所述上线信息确定上线的邻居交换机；确定与所述上线的邻居交换机连接的第一堆叠口，通过所述指定交换机的所述第一堆叠口获取所述上线邻居交换机的设备信息；确定与其他交换机连接的第二堆叠口，通过所述指定交换机的所述第二堆叠口将所述设备信息传送至其他交换机。
7.在一个示例中，所述交换机内设置有收发包模块；通过所述指定交换机的邻居交换机接收所述指定交换机发送的心跳报文，具体包括：通过所述指定交换机的收发包模块发送所述心跳报文，并通过所述邻居交换机的收发包模块接收所述心跳报文，通过所述收发包模块将接收的所述心跳报文发送至所述邻居交换机的所述邻居管理模块；根据所述邻居管理模块中预先设定的检查程序，在预先设定的时间内对所述心跳报文的接收频率进行
上线检查，得到所述指定交换机的上线状态；通过所述邻居管理模块将所述上线状态在所述交换机堆叠系统中进行拓扑传送。
8.在一个示例中，所述方法还包括：开启所述交换机的接收机制，接收所述心跳报文，通过所述邻居管理模块将所述心跳报文对应的所述邻居交换机进行邻居准备标识；在确定未收到所述心跳报文对应的所述邻居交换机的情况下，对所述邻居交换机的所述上线状态进行判断；若所述邻居交换机已上线，对所述邻居交换机的振荡处理时间进行判断；若所述邻居交换机不在所述振荡处理时间内，则认定所述邻居交换机为下线状态，并通过所述交换机的所述邻居管理模块向其他交换机发送所述邻居交换机的所述下线状态。
9.在一个示例中，所述方法还包括：根据所述邻居准备标识开启所述交换机的拓扑接收机制，以处理所述邻居交换机的所述拓扑通告报文，并对所述拓扑通告报文进行消息内容判断；若接收的所述拓扑通告报文是通告消息，则提取所述通告消息并进行传递；若接收的所述拓扑通告报文是下线消息，则将所述邻居交换机的所述下线消息发送至其他交换机。
10.在一个示例中，通过所述多个交换机中的指定交换机的堆叠口发送心跳报文，具体包括：根据所述标识信息确定所述多个交换机的堆叠使能状态，根据所述堆叠使能状态启动所述交换机的收发包模块，并确定所述收发包模块的定时发送程序；确定所述定时发送程序中的发送周期，根据所述发送周期通过所述堆叠口发送所述心跳报文。
11.在一个示例中，根据所述心跳报文通过所述邻居交换机的邻居管理模块确定准备消息，以根据所述准备信息通过所述邻居管理模块向所述指定交换机定时发送拓扑通告报文，具体包括：根据所述心跳报文确定所述指定交换机对应的所述标识信息和所述堆叠口信息，以确定所述指定交换机的准备状态；根据所述准备状态开启所述邻居管理模块的定时拓扑通告程序，以通过所述邻居交换机向所述指定交换机定时发送所述拓扑通告报文。
12.在一个示例中，所述方法还包括：通过所述邻居管理模块获取所述设备信息表的所述上线信息，根据所述上线信息将所述拓扑通告报文定时发送至上线的所述交换机。
13.另一方面，本技术还提出了一种交换机堆叠系统的管理设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述一种交换机堆叠系统的管理设备能够执行：如上述任意一个示例所述的方法。
14.另一方面，本技术还提出了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：如上述任意一个示例所述的方法。
15.本技术采用心跳报文和通告报文到达物理邻居终止的交互方式，有效的避免了环形堆叠系统中未进行环路阻塞点设置之前的报文风暴问题。采用tipc rdm的方式交互拓扑通告报文，在保证报文稳定可达的前提下，减少了邻居设备间的握手报文交互，提高交互效率，避免协议本身重传机制导致的堆叠口报文风暴问题。采用心跳报文超时机制控制物理邻居下线，有效避免链路振荡导致的设备频繁上下线问题。采用物理邻居超时下线和tipc stream的报文主动通知其他设备指定成员下线相结合的方式，借助tipc自身的软表管理，快速完成下线设备的拓扑收敛。本技术提供一种高效、稳定的堆叠系统管理方法，不仅能够更好的控制堆叠成员的上下线状态，同时也能为堆叠系统的成员配置管理和转发路径选择提供更好的指导。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
17.图1为本技术实施例中一种交换机堆叠系统的管理方法的流程示意图；
18.图2为本技术实施例中交换机堆叠系统的拓扑连接情况；
19.图3为本技术实施例中交换机堆叠系统的交换机设备发送报文的步骤图；
20.图4为本技术实施例中交换机堆叠系统的交换机接收心跳报文的任务流程图；
21.图5为本技术实施例中交换机堆叠系统的交换机接收拓扑通告报文的任务流程图；
22.图6为本技术实施例中一种交换机堆叠系统的管理设备的示意图。
具体实施方式
23.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.以下结合附图，详细说明本技术各实施例提供的技术方案。
25.堆叠成员设备定期通告握手消息，例如hello报文，以保证其他成员设备能够识别自己在堆叠拓扑中。在预定的时间内未收到成员设备的握手消息，其他成员设备认为该成员设备离开堆叠拓扑。
26.在通告握手消息时，堆叠系统中的每个成员设备都会通过已经使能的堆叠端口打出hello报文，通常一个成员设备包括两个堆叠口。堆叠系统中其他成员设备接收到hello报文之后，会根据hello报文的内容提取相应的设备信息，如果接收到的hello报文是本机发出的，则直接丢弃；如果不是本机发出的，则转发此报文。
27.堆叠系统是物理上通过线缆连接形成的逻辑上的单一系统，堆叠成员设备根据预先设置的成员编号(member id)，在堆叠系统内进行跨设备的配置管理和报文转发。堆叠系统内各成员设备之间传输的信息主要是为了控制各设备之间的信息交互，便于实现堆叠系统内部设备统一管理，对外提供唯一的管理接口和逻辑处理单元。
28.目前市面上的交换机堆叠系统的每个设备均发出通告报文整网转发，环形拓扑未设置阻塞点时容易造成报文风暴。且普遍采用tcp的方式在设备间交互报文，实际的消息交互之前，需要完成多次前置性报文交互操作，报文交互复杂。此外，针对下线设备的处理，依靠超时机制，拓扑收敛较慢。
29.如图1所示，本技术实施例提供的一种交换机堆叠系统的管理方法，应用在交换机堆叠系统中，该交换机堆叠系统包括多个交换机，方法包括：
30.s101：将所述多个交换机进行初始化，并确定所述多个交换机对应的标识信息，以通过所述交换机的堆叠口发送心跳报文，其中，所述心跳报文包括所述标识信息和堆叠口信息。
31.将交换机堆叠系统中的多个交换机设备进行初始化，初始化过程中根据预先设定的规则对每个交换机设置了唯一对应的标识信息memberid。对交换机堆叠系统进行使能堆
2向m2发送拓扑通告报文时，报文中将携带本机信息：设备唯一标识m1，间隔跳数ttl＝1；以及m5的信息：设备唯一标识m5，间隔跳数ttl＝2。通过这样的邻居报文传递方式，m2设备将完成m5设备的上线流程，并通过自身的m2-2向member3(m3)完成拓扑通告传递。通过到达物理邻居即终止的tipc rdm邻居通告报文，在保证消息可靠的前提下，减少设备间的消息交互，同时在未设置最佳阻塞点之前，可以有效避免环路造成的报文风暴问题。
39.在一个实施例中，交换机包括收发包模块和邻居管理模块，其中收发包模块负责发送或接收心跳报文，并从接收的心跳报文中获取邻居交换机的ready信息发送至邻居管理模块。邻居管理模块中预先设定有对物理邻居交换机的上线检查程序，该检查程序利用预设时间内，收发包模块连续未接收到曾上线的物理邻居交换机的心跳报文，即认为物理邻居交换机下线。采用预设时间的方式，能够降低链路振荡导致的设备频繁上下线问题，在维护堆叠系统稳定性的同时，减少了内部模块间的消息交互，降低系统压力。当收发包模块根据预设时间内连续未接收到物理邻居交换机的心跳报文决策设备下线之后，会立即向设备管理模块发送物理邻居交换机的下线消息。设备管理模块根据收到的物理邻居交换机的下线消息，利用tipc stream消息机制，主动向拓扑中其他交换机设备发送指定交换机设备下线消息，快速完成设备下线处理。采用tipc stream的方式发送，相比于tcp消息，减少了建立连接之前的多次握手过程，在保证消息可靠性的前提下，快速向拓扑中的其他设备通告设备下线消息。
40.在一个实施例中，如图3所示，本实施例提供了交换机堆叠系统的交换机设备发送报文的步骤：使能堆叠功能之后，收发包模块开启定时任务，通过使能的堆叠口发送到达物理邻居即终止的心跳报文。判断物理邻居是否ready，物理邻居是否ready由是否收到邻居的心跳报文设置。设备管理模块判断到物理邻居ready之后，开启定时拓扑通告任务。定时任务遍历设备信息列表，提取信息列表中的设备唯一标识memberid、设备存活跳数、上线堆叠口。依据携带第一堆叠口上线的设备信息和本机信息向第二堆叠口传递原则，通过tipc rdm的消息机制向物理邻居发送拓扑通告消息。
41.在一个实施例中，如图4所示，本实施例提供了交换机堆叠系统的交换机接收心跳报文的任务流程：使能堆叠之后，开启物理邻居交换机心跳报文接收机制，收到邻居交换机的心跳报文之后，向邻居管理模块设置物理邻居交换机的ready标识。未收到物理邻居交换机的心跳报文，判断邻居交换机设备是否上线过，若未上线过，不予处理；若上线过，开始判断该邻居交换机是否在预设振荡处理时间内，若不在振荡处理时间内，则认为邻居交换机设备下线，向邻居管理模块通知设备下线。在处理过程中预设了振荡处理流程，采用预设时间的方式，能够降低链路振荡导致的设备频繁上下线问题，在维护堆叠系统稳定性的同时，减少了内部模块间的消息交互，降低系统压力。
42.在一个实施例中，如图5所示，本实施例提供的交换机堆叠系统的交换机接收拓扑通告报文任务流程：使能堆叠功能之后，根据是否收到物理邻居交换机的ready消息，决策是否开启接收拓扑通告报文，该拓扑通告报文主要处理邻居交换机的通告消息和下线消息。当接收到邻居通告消息时，进行设备上线逻辑处理；当接收到设备下线消息时，处理设备下线消息。其中，该上线逻辑是为提取邻居通告报文中的设备唯一标识(memberid)、间隔跳数信息(ttl)和上线堆叠口信息，保存到设备信息列表，为其他功能模块提供交换机设备上线消息。下线处理为清除保存的设备信息，为其他功能模块提供下线消息。
43.在一个实施例中，根据标识信息确定多个交换机的堆叠使能状态，根据堆叠使能状态启动交换机的收发包模块，并确定收发包模块的定时发送程序；确定定时发送程序中的发送周期，根据发送周期通过堆叠口发送心跳报文。
44.在一个实施例中，根据心跳报文确定指定交换机对应的标识信息和堆叠口信息，以确定指定交换机的准备状态；根据准备状态开启邻居管理模块的定时拓扑通告程序，以通过邻居交换机向指定交换机定时发送拓扑通告报文。
45.在一个实施例中，通过邻居管理模块获取设备信息表的上线信息，根据上线信息将拓扑通告报文定时发送至上线的交换机。
46.如图6所示，本技术实施例还提供了一种交换机堆叠系统的管理设备，包括：
47.至少一个处理器；以及，
48.与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
49.所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述一种交换机堆叠系统的管理设备能够执行如上述任意一个实施例所述的方法。
50.本技术实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：如上述任意一个实施例所述的方法。
51.本技术中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备和介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
52.本技术实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。
53.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
54.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
55.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
56.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计
算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
57.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
58.内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
59.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
60.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
61.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。