[发明专利]交换以太网局域网(LAN)的运营商级弹性解决方案

说明书

技术领域

本发明一般涉及以太网背板领域，并且具体地，涉及在与机架 式应用刀片(例如，交换机和终端站)连接时具有运营商级弹性和冗余 特征的以太网交换机。

背景技术

在局域网(LAN)领域中，以太网通常被视为最具成本效益的连网 技术。在过去的十年内，以太网也日益被用作诸如广域网和公共接 入网络等其它连网应用选择的技术。为支持这些其它类型的应用， 以太网标准框架已通过几种方式更新和扩展以便为每种类型的使用 实现适当的属性和特征。

例如，以太网近来被引入称为背板的局部连网域以形成装有计 算和交换装置的设备架(也称为子机架)的连接基础架构。鉴于市场对 以统一方式使用此连接基础架构的需求，以太网标准论坛IEEE 802.3 已开始着手此领域的标准工作，成立了称为“背板以太网”工作组。此 工作的结果预期对包括电信部门的几个连网业务段有用。

可注意到的是，此工作组在处理明确定义的范围，该范围集中 于背板的物理和电气方面。排除在该范围之外的是也需要解决以便 实施此局部连接的几个其它方面。这些方面包括允许实现“运营商级” 层次的高可用性的冗余和弹性机制。还可注意到，当前以太网标准 框架与构建在节点之间具有冗余路径的网络相关联，但当前标准化 机制的故障修复性能未能实现“运营商级”层次的高可用性。

本发明涉及以太网背板领域，并具特别集中于一种在此类环境 中提供运营商级弹性(冗余、自恢复)以太网连接的方法。相对于现有 技术和相关现有技术，有几个不同类型的弹性解决方案，其中一些 将在下文描述。

符合标准的解决方案

即使以太网标准框架要求无环路活动拓扑，利用符合标准的以 太网LAN装置的传统弹性解决方案也可在网络拓扑方面以相当高的 自由度构建。由于用于拓扑发现和自动配置的标准化机制的原因， 这种自由是可能的。

通过使用并行链路和重复交换机来提供一定量的稳健性，可构 建在链路和设备层上具有冗余的这些解决方案。并行链路可使用IEEE 标准802.3链路聚合，一条或多条链路手动配置为备份链路。在物理 拓扑包括重复交换机和冗余交叉链路，IEEE标准802.1D/Q生成树协 议自动将相关链路置于备用模式以确保活动逻辑拓扑无环路。

在理论上，基于上面引用的标准化机制的系统可支持确定性故 障修复行为，但这是不够的。由于在所有这些机制中，故障修复性 能的时标充其量不过约为数秒。此时标的长度如此的原因在于链路 故障检测和随后的活动拓扑重新发现中涉及的协议和计时器。因此， 此故障修复性能的时标比一般为50ms到100ms的运营商级性能所需 的低2到3个数量级。

基于已修改标准的解决方案

有两个美国专利申请09/961471(2001年9月24日提交)和 10/125654(2002年4月18日提交)描述了使用具有基于标准但已修改 的行为(即，与标准有偏差)的以太网交换机在LAN中提供弹性连接 的不同方法和布置。这些专利申请的内容通过引用结合于本文中。

这两个专利申请描述了使一对以太网交换机在连接到LAN的其 它装置(交换机和终端站)看来是一个弹性以太网交换机的解决方案。 此解决方案的实现是先通过让这对以太网交换机实施使这两个不同 的以太网交换机看来是一个弹性交换机的专有机制。并且此后让每 个装置(交换机和终端站)依据IEEE标准802.3使用“链路聚合”。这 些方法和布置一般在通用LAN应用中使用。

即使在当前可用的以太网交换产品中使用的这些解决方案和其 它解决方案与基于标准的解决方案相比大大地改进了故障修复特 征，但这些改进通常是不足够的：由于这些解决方案(基于已修改标 准的解决方案)将其故障修复主要或完全基于在物理层中的故障检 测，因此，故障修复时间较大程度上取决于PHY。这产生了比运营 商级性能所需的大约低一个数量级的故障修复性能。

特定使用的专有解决方案