[发明专利]用于多机架链路聚集的系统和方法

说明书

相关专利申请的交叉引用

本美国实用新型专利申请根据35U.s.c.§119主张2010年8月4日递交的题为“MULTI-CHASSIS VIRTUAL-FABRIC LINKAGGREGATION SYSTEM”的美国临时申请No.61/370,622的优先权，其通过引用合并于此，并为了所有目的作为当前美国实用新型专利申请的一部分。

技术领域

本发明一般地涉及数据网络，更具体地涉及在一个或多个数据网络的节点之间提供拓扑冗余和弹性的系统和方法。

背景技术

数据网络允许许多不同计算设备（例如个人计算机、IP电话设备或服务器）彼此通信和/或与各个其他网络元件或附连至网络的远程服务器通信。例如，数据网络可不限制地包括城域以太网或企业以太网网络，他们支持包括例如IP语音（VoIP）、数据和视频应用的多个应用。这样的网络常规地包括许多互连的节点，通常已知为交换机或路由器，用于通过网络路由业务。

通常，各个节点基于他们在网络的特定区域内的位置（共同地表征为2个或3个“等级”或“层次”，依据网络的大小）来区分。传统上，3层网络包括边缘层、聚集层和核心层（而2层网络仅包括边缘层和核心层）。数据网络的边缘层包括边缘（还称为接入）网络，这典型地提供从企业网络或家庭网络（例如局域网）到城域网络或核心网络的连接。边缘/接入层是网络的入口点，即，名义上与客户网络附连，并且位于边缘层处的交换机已知为边缘节点。不同类型的边缘网络包括数字订户线路、混合光纤同轴电缆（HFC）和光纤到户。边缘节点可执行例如对于附连设备的L2交换功能。边缘节点通常连接至聚集层，后者中止来自多个边缘节点的接入链路。位于聚集层的交换机已知为聚集交换机。聚集交换机可执行例如L2交换和经由从边缘节点的聚集链路接收的业务的L3路由。聚集层连接至城域或核心网络层，后者执行从聚集交换机（3层网络中）或从边缘节点（2层网络中）接收的业务的层3/IP路由。可理解，在网络的每个增加层处的节点典型地具有更大的容量和更快的吞吐量。

数据网络面临的主要挑战之一是网络弹性的需求，即，保持高可用性的能力，尽管可能发生组件故障、链路故障等，这对于提供满意的网络性能是关键性的。网络弹性可通过拓扑冗余部分地实现，即，通过提供冗余节点（和节点中的冗余组件）以及节点之间的多个物理路径以防止单点故障，以及可通过L2/L3协议部分地实现，以在故障发生时采用冗余，从而收敛于用于通过网络交换/路由业务流的备用路径。可理解，检测和收敛时间必须快速（有利地，小于1秒）发生，以实现到备用路径的无缝转换。

以太网协议是普遍存在于局域网（LAN）（例如家庭和企业网络）中以在计算机和网络之间进行通信的传输技术。然而，在接入和聚集网络以及城域网络中以太网协议技术的使用不断增加，并且正如企业网络那样改革了边缘网络。作为接入技术，以太网提供了比其他接入技术的明显优点，例如：（i）对于数据、视频和语音应用的适应未来的传输；（ii）对于数据服务的成本有效的架构；和（iii）将确保互操作性的简单的、全局接受的标准。

为了使得以太网技术适合于边缘和聚集层网络的运营级服务环境，要解决多个问题，包括对故障的弹性。在一个已知的方案中，生成树协议（STP）被共同地用来检测故障并在以太网网络中发生故障时将业务转移至备用路径。通常，STP依赖于交换机之间的多个物理路径，但是在任一个时间仅一个路径为活动，其他路径位于阻塞模式下（定义“活动/被动”范例）。当发生故障时，备用路径离开阻塞模式进入活动状态，从而重建连接。

然而，STP可导致一些网络拓扑中不可接受的收敛时间（例如，多达若干秒），不限制地包括，数据网络的边缘节点和聚集交换机之间的收敛。此外，STP仅提供活动/被动操作范例，而并非所有链路在相同时间主动转发业务。

因此，需要在一个或多个数据网络的节点之间（例如不限制地，在以太网网络的边缘节点和聚集交换机之间）提供弹性的系统和方法。

附图说明

图1示出根据本发明的网络架构的实施例的示意性框图；

图2示出根据本发明的多机架系统的实施例的示意性框图；

图3示出根据本发明的多机架系统中聚集交换机的实施例的示意性框图；

图4示出根据本发明的多机架系统中聚集交换机的网络接口模块的实施例的示意性框图；

图5示出根据本发明的通过多机架系统中聚集交换机的分组流的实施例的示意性框图；