[发明专利]一种转发树生成方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种转发树生成方法及其装置。

背景技术

IRF(Intelligent Resilient Framework，智能弹性架构)是一种软件虚拟化技术，其核心思想是将多台设备通过IRF物理端口连接在一起，进行必要的配置后，虚拟化成一台“分布式设备”。使用这种虚拟化技术可以集合多台设备的硬件资源和软件处理能力，实现多台设备的协调工作、统一管理和不间断维护。

如图1所示，为现有技术中的一个典型IRF组网的架构示意图，可以包括两类设备，即IRF成员设备(即堆叠设备)和独立运行设备。其中：

独立运行设备只能单机运行，不能与别的设备形成IRF，如图1中所示的Device；

IRF成员设备可以与其他设备互联形成IRF，如图1中所示的Master和Slave，各成员设备可以统一进行管理。

IRF主要具有以下优点：

1、简化管理。IRF形成之后，用户通过任意成员设备的任意端口都可以登录IRF系统，对IRF内所有成员设备进行统一管理。

2、可靠性高。IRF的高可靠性体现在多个方面，例如，IRF由多台成员设备组成，Master设备(主设备)负责IRF的运行、管理和维护，Slave设备(从设备)在备份的同时也可以处理业务。一旦Master设备发生故障，系统会迅速自动选举新的Master设备，以保证业务不中断，从而实现了设备的1∶N备份；此外，成员设备之间的IRF链路支持聚合功能，IRF和上、下层设备之间的物理链路也支持聚合功能，多条链路之间可以互为备份，也可以进行负载分担，从而进一步提高了IRF的可靠性。

3、网络扩展能力强。通过增加成员设备，可以轻松自如的扩展IRF的端口数、带宽。由于各成员设备都有CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，能够独立处理协议报文，进行报文转发，因此，IRF还能够轻松自如的扩展处理能力。

为了实现IRF各成员设备的冗余备份，IRF各成员设备一般物理上按环形连接，为了避免转发上的环路，对每一个IRF成员设备，交换机软件利用ASIC报文处理芯片的各种过滤机制和处理设施，在逻辑上都生成一棵转发树，树根为源IRF成员设备，同时保证从根节点向两个方向的深度(IRF成员设备的跳数)的差值不超过1。其基本算法是，若IRF系统中共有N个IRF成员设备(含源IRF成员设备)，则从源IRF成员设备开始向右(也可以是向左)遍历N/2个堆叠设备后，按连通图生成转发树即可，如图2所示。由此可以看出，对于任意N个IRF成员设备，系统会按每个IRF成员设备为根生成N棵转发树，从任一IRF成员设备进来的报文，在以该IRF成员设备为根节点的树上进行流量转发。

为了保证IRF之间的链路的可靠性和必要的带宽，相邻的IRF成员设备一般通过多个物理端口连接，逻辑上组成一个IRF口。IRF口可以视为一个或者多个端口的聚合，这样当两个IRF成员间有一个端口出现故障时，依然可以保持该IRF的连通性，如图3所示。

然而，上述生成转发树的方式存在一个明显的缺陷，因为实际组网时，由于资源限制等原因，无法保证各堆叠口的带宽完全相等，此外，即使配置的时候是相等的，也可能因为各种故障导致某个堆叠口DOWN或者失效而出现各堆叠口带宽不一致。在这种情况下，环形堆叠按上述方法生成树的方法就无法实现带宽的均衡有效利用。如图4左侧所示的生成树中，IRF1-＞IRF2上的带宽比IRF1-＞IRF4更大，但是所承载的流量可能更小，极端情况下可能导致IRF1-＞IRF4出现拥塞，而IRF1-＞IRF2还有多余的带宽，其中，以链路的数目表示各堆叠口的带宽比例关系。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转发树生成方法及其装置，以优化IRF系统中转发树的生成，并提高IRF系统中IRF口带宽利用的均衡性和合理性，为此，本发明采用如下技术方案：

一种转发树生成方法，应用于智能弹性框架IRF系统，当所述IRF系统中堆叠设备的数目为偶数时，对于以任一堆叠设备为根节点的转发树，该方法包括：

分别确定将最后一个堆叠设备加入该转发树的左分支和右分支时，该堆叠设备的第一可用带宽和第二可用带宽；

当第一可用带宽大于第二可用带宽时，将该堆叠设备加入该转发树的左分支；

当第一可用带宽小于第二可用带宽时，将该堆叠设备加入该转发树的右分支。

其中，还包括：

当所述第一可用带宽等于所述第二可用带宽时，随机将该堆叠设备加入该转发树的左分支或右分支。