專利名稱：在以太網(wǎng)交換機系統(tǒng)中協(xié)商堆棧鏈路速度的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種通信網(wǎng)絡(luò)。更具體地，但不作為任何的限 制，本發(fā)明針對一種用于在可堆棧以太網(wǎng)交換機中協(xié)商堆棧鏈路速度 的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在基于以太網(wǎng)技術(shù)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中，為了在許多節(jié)點之間傳送 信息的分組，使用包括多層交換機和路由器的分組交換機來有效地耦 合這些節(jié)點。不依靠共享底板而可以獨立的交換機具有多個端口和用 于將在入口端口處接收的入站分組導(dǎo)向合適的出口端口的內(nèi)部交換 架構(gòu)。在現(xiàn)有技術(shù)的一些實現(xiàn)中，通過將交換機的所選端口 (即，堆 棧端口 )有效地鏈接在一起而將多個獨立交換機鏈接，從而創(chuàng)建可作為單個交換實體而工作的可堆棧交換機系統(tǒng)，由此提高交換容量。這 種系統(tǒng)有時被稱作堆棧交換機系統(tǒng)，其在用戶駐地，例如企業(yè)，通常 一起使用。
在典型的實現(xiàn)中，多個堆棧交換機經(jīng)由在每個交換機(也稱作元 件)上存在的一對指定的堆棧端口而有效地互連。堆棧交換機的系統(tǒng) 通常經(jīng)由堆棧鏈路而串行耦合，并且該系統(tǒng)的拓樸通常特征在于稱作環(huán)的閉合環(huán)路，或這里稱作鏈的交換機的開放鏈(strand)。通過使 用有助于分組的有效傳送和交換的堆棧交換機標識符，經(jīng)由堆棧端口 將這些分組傳送到適當?shù)亩褩＝粨Q機元件，每個堆棧交換機都適于在 其自身的數(shù)據(jù)端口與其它堆棧交換機的數(shù)據(jù)端口之間執(zhí)行交換。
除了具有只支持一個速度的容量的元件之外，某些堆棧體系結(jié)構(gòu) 還會涉及可以支持雙堆棧速度的可堆棧交換機元件。當將這兩種類型 的交換機元件結(jié)合起來時，有必要對元件進行適當配置，以確保不出 現(xiàn)公知的"stack split (堆棧分離)"的狀況。而且，在堆棧系統(tǒng)中，在 逐段的基礎(chǔ)上使堆棧鏈路速度最大化時，適當?shù)呐渲檬墙^對必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本公開的實施例針對一種系統(tǒng)、方法和相關(guān)的計算機可讀介質(zhì)， 用于對在第一堆棧交換機元件(SSE)的堆棧端口和第二 SSE的堆棧 端口之間所部署的堆棧鏈路的速度進行協(xié)商，其中該第一和第二 SSE 在可堆棧以太網(wǎng)交換機(SES)中緊鄰。在一個實施例中，對各個SSE 提供適當邏輯和/或處理結(jié)構(gòu)，用于在SES初始化期間自動協(xié)商堆棧 鏈路的速度，由此當確定第一和第二 SSE的堆棧端口能夠支持所選帶 寬速率時，可以將堆棧鏈路的速度增加到大于默認速率的所選帶寬速 率。
一個實施例針對一種用于對在第一 SSE的堆棧端口和第二 SSE 的堆棧端口之間所部署的堆棧鏈路的速度進行協(xié)商的方法，該第一 SSE和第二 SSE在具有至少兩個SSE的SES中緊鄰。所要求保護的 該方法包括通過第一 SSE的堆棧端口檢測與該堆棧鏈路相關(guān)聯(lián)的上行鏈路狀態(tài)；當確定第一 SSE的堆棧端口可在所選帶寬速率下"l喿作 時，將所選帶寬速率告知給第二SSE的堆棧端口；當確定第二SSE 的堆棧端口可在所選帶寬速率下操作時，對第一 SSE的堆棧端口生成 確認；以及響應(yīng)該確認，第一SSE的堆棧端口和第二SSE的堆棧端 口轉(zhuǎn)變到可與所選帶寬速率兼容的操作模式中，用于在它們之間所部 署的堆棧鏈路上傳送業(yè)務(wù)。
另一實施例針對一種用于對在第一 SSE的堆棧端口和第二 SSE 的堆棧端口之間所部署的堆棧鏈路的速度進行協(xié)商的系統(tǒng)，該第一 SSE和第二SSE在至少具有兩個SSE的SES中緊鄰。所要求保護的 該系統(tǒng)包括用于確定第一 SSE的堆棧端口可在所選帶寬速率下操作 的裝置；用于將所選帶寬速率告知給第二SSE的堆棧端口的裝置；用 于確定第二 SSE的堆棧端口可在所選帶寬速率下操作并用于對第一 SSE的堆棧端口生成確認的裝置；以及響應(yīng)該確認用于分別將第一 SSE和第二 SSE的堆棧端口轉(zhuǎn)變到與所選帶寬速率兼容的操作模式 中以在它們之間所部署的堆棧鏈路上傳送業(yè)務(wù)的裝置。明顯地，這里 所公開的各種裝置可以以硬件、軟件、固件或它們的任何組合來具體 實施。
又一實施例針對一種可堆棧以太網(wǎng)交換4幾或SES，包括具有堆 棧端口的第一SSE;具有堆棧端口的第二 SSE，該第一和第二SSE緊 鄰，使得第一和第二SSE經(jīng)由在堆棧端口之間所部署的堆棧鏈路而耦合；以及，用于在SES初始化期間對堆棧鏈路的速度進行自動協(xié)商的裝置:由此當確定第一和第二 SSE的堆棧端口能夠^持所選帶寬速率 時，可以將堆棧鏈路的速度增加到大于默認速率的所選帶寬速率。
在又一實施例中，本公開針對具有指令組的計算機可讀介質(zhì)，當 在與SES相關(guān)聯(lián)的處理器環(huán)境中執(zhí)行指令組時該指令組進行以下處 理確定SES的第一 SSE的堆棧端口可在所選帶寬速率下操作；將 所選帶寬速率告知給SES的第二 SSE的堆棧端口 ，該第一和第二 SSE 緊鄰，使得第 一和第二 SSE經(jīng)由在堆棧端口之間所部署的堆棧鏈路而 耦合；確定第二 SSE的堆棧端口可在所選帶寬速率下操作并對第一SSE的堆棧端口生成確i人；以及響應(yīng)該確i^，分別將第一SSE和第二 SSE的堆棧端口轉(zhuǎn)變到與所選帶寬速率兼容的操作模式中，用于在它 們之間所部署的堆棧鏈路上傳送業(yè)務(wù)。


通過結(jié)合附圖考慮以下詳細描述，可以更完整地理解本發(fā)明，其中
圖1A是具有可堆棧以太網(wǎng)交換機(SES)的一般以太網(wǎng)環(huán)境；
圖1B是具有擁有雙速容量的堆棧元件的示例性SES，其中可以實施本發(fā)明的實施例；
圖2是根據(jù) 一 個實施例的可用于協(xié)商堆棧鏈接速度的以太網(wǎng)插槽
/元件的框圖3是根據(jù)一個實施例的涉及用于在SES中的兩個堆棧元件之間 協(xié)商堆棧鏈接速度的方案的流程圖4是根據(jù)本公開的一個實施例的涉及單速堆棧元件/端口的狀 態(tài)流程圖；以及
圖5A-5D描繪了根據(jù)本公開的一個實施例的涉及雙速堆棧元件/ 端口的各種狀態(tài)流程圖，用于協(xié)商與之相關(guān)聯(lián)的堆棧鏈路的速度。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考如何可以最好地進行和利用實施例的各種例子來描 述本發(fā)明的實施例。在說明書和附圖中使用相同的參考標號標識相同 或相應(yīng)的部分，其中各種元件不一定按比例繪出?，F(xiàn)在具體參考圖 1A，圖中示出其中可以實施本發(fā)明的具有可堆棧以太網(wǎng)交換機(SES ) 102的一般示例性以太網(wǎng)環(huán)境100。首先，應(yīng)認識到該以太網(wǎng)環(huán)境100 是任何已知或迄今未知的以太網(wǎng)實施的示例，其中將一個或多個以太 網(wǎng)節(jié)點在通信網(wǎng)絡(luò)中互連在一起，這些節(jié)點具有熟知的根據(jù)開放系統(tǒng) 互連(OSI)模型的層2或?qū)?/3功能，或是任何其它高層功能。因 而，例如，以太網(wǎng)環(huán)境100可以是作為企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)而操作的局域網(wǎng)(LAN),用戶馬主地網(wǎng)等等。作為進一步的i兌明，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100可以 具體實施為雙宿主(dual-home)或多宿主(multi-home)應(yīng)用。在又 一實施例中，以太網(wǎng)環(huán)境IOO可以包括城域以太網(wǎng)或接入網(wǎng)實現(xiàn)。
多個以太網(wǎng)交換機元件106-1至106-N(此后也可不同地稱作"插 槽"、"堆棧交換機"或"堆棧交換機元件")形成SES 102,該SES102 作為耦合到以太網(wǎng)環(huán)境100的核心交換機104上的可擴展網(wǎng)絡(luò)節(jié)點而 操作。就配置而言，插槽106-1至106-N可以組成具有例如鏈形拓樸 或環(huán)形拓樸的任一合適拓樸的"堆棧"，其中間利用堆棧鏈路105互連。 每個插槽或交換機元件可以支持多個以太網(wǎng)端口 ，以促進插槽與其它 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和/或設(shè)備以及核心交換機104之間的網(wǎng)絡(luò)連通性，在一種實 現(xiàn)中核心交換機104可以是另一以太網(wǎng)交換機。因而，為了說明本公 開，可以將堆棧交換機元件的以太網(wǎng)端口分成三類(i)一個或多個 核心交換機("CS")端口，可用于經(jīng)由各個核心交換機連接將每個堆 棧交換機元件耦合到核心交換機104; (ii) —個或多個堆棧端口， 可用于實現(xiàn)經(jīng)由多個插槽間堆棧鏈路段互連多個交換機元件106-1至 106-N的堆棧鏈路105;以及(iii) 一個或多個端口，可用于支持對 與其它網(wǎng)絡(luò)元件、節(jié)點和/或設(shè)備的連通性。如圖1A中所示，參考標 號110-1至IIO-N指分別對應(yīng)N個交換機元件的CS端口 ，由此多個 交換機元件106-1至106-N經(jīng)由核心交換機連接107-1至107-N而耦 合到核心交換機104。關(guān)于就每個交換機元件示出一對堆棧端口，例 如用于交換機元件106-1的端口 108-A(l)和108-B(1)，用于交換機元 件106-2的端口 108-A(2)和108-B(2)等，以耦合到可以雙絞線纜或光 纖線纜配置實現(xiàn)的各個堆棧鏈路。如以下將詳細描述的那樣，交換機 元件的堆棧端口可以提供有多速容量，即，可為了數(shù)據(jù)傳送和/或接收 而在可變帶寬速率下操作的能力，這引起了以下情況SES可以包括 具有單速堆棧端口的交換機元件以及具有雙速或多速堆棧端口的交 換才幾元件。
此外，每個交換機元件還提供有大量網(wǎng)絡(luò)端口 ，例如用于交換機 元件106-1的端口 112-K(1)，用于交換機元件106-2的端口 112-K(2)
等。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，盡管將每個交換機元件示例為具有相 同數(shù)目的端口，但并非在任何具體實現(xiàn)中都需要這樣。另外，單個交 換機元件的堆棧端口可以具有不同容量，即， 一個堆棧端口是單速端 口而另 一堆棧端口是雙速端口 。
如以上間接提到的那樣，在優(yōu)選實施例中，堆棧交換機元件106-1 至106-N可操作為多層交換機，其適于在0SI參考模型所定義的層2 (數(shù)據(jù)鏈路層)和層3 (網(wǎng)絡(luò)層)，利用協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)，優(yōu) 選為利用幀和分組，來執(zhí)行交換和路由操作，盡管它們可能還執(zhí)行層 4-7的交換操作。此外，每個交換機元件通常能夠起到獨立網(wǎng)橋、交 換機或路由器的作用。然而在提供有集成堆棧管理協(xié)議(ISMP)的 情況下，堆棧交換機元件106-1至106-N協(xié)作來仿真單個交換節(jié)點比 僅集合獨立操作下的單獨的交換機元件更有利。所產(chǎn)生的SES節(jié)點 102優(yōu)選地適于提供具有增強的的誤差容限和用戶便利的可擴展網(wǎng)絡(luò) 容量。特別地，SES 102可以動態(tài)地擴展以合并附加的堆棧交換4幾元 件，檢測非操作堆棧交換機以及堆棧鏈路，動態(tài)地在非操作堆棧交換 機周圍路由(在一些情況下，通過非操作堆棧交換機路由)，以及自 動配置堆棧交換機元件以產(chǎn)生非冗余標識方案以便于堆棧交換機間 的轉(zhuǎn)發(fā)操作。
圖1B描繪了其中可以實施本發(fā)明實施例的具有擁有雙速容量的 堆棧元件的更為具體的示例性SES 150。特別地，圖示了五個插槽 插槽1 152-1至插槽5 152-5，其中兩個插槽提供有單速堆棧端口以及 三個插槽提供有雙速堆棧端口。每個插槽在一個方向上經(jīng)由部署在該 插槽與其緊鄰之間的堆棧鏈路耦合到該緊鄰，并在另 一方向上經(jīng)由部 署在該插槽與其緊鄰之間的堆棧鏈路耦合到該緊鄰。在所示的五插槽 SES150中，相應(yīng)地形成五個堆棧鏈路在插槽1和插槽2之間部署 的堆棧鏈路154-1，在插槽2和插槽3之間部署的堆棧鏈路154-2，在 插槽3和插槽4之間部署的堆棧鏈路154-3，在插槽4和插槽5之間 部署的堆棧鏈路154-4，以及在插槽5和插槽1之間部署的堆棧鏈路 154-5。根據(jù)堆棧端口容量，可以在較高速度下驅(qū)動在一對堆棧交換機元件(SSE)之間的具體鏈路，由此在SES150中，可以在逐段的 基礎(chǔ)上使傳輸帶寬最大化。
舉例來說，插槽2和插槽5均提供有一對單速堆棧端口 Pl和P2， 例如可以每秒10吉比特(Gbps)操作，而插槽1、插槽3和插槽4 均提供有一對雙速堆棧端口 Pl和P2,例如可以每秒10 Gbps或 12Gbps操作。因而，只有堆棧鏈路154-3可以在12Gbps的較高帶寬 速率下操作，因為插槽/SSE3 152-3的Pl和插槽/SSE4 152-4的P2 能夠支持較高帶寬速率。另一方面，其余的四個堆棧鏈路可以在 10Gbps的較低速率下操作。如以下將要詳細描述的那樣，為每個SSE 提供適當?shù)倪壿嫼?或處理結(jié)構(gòu)，用于在諸如SES 150之類的混合元件 的可堆棧交換機的初始化配置期間，針對與該SSE相關(guān)聯(lián)的兩個堆棧 鏈路來協(xié)商可應(yīng)用的堆棧鏈路速度。
圖2描繪了根據(jù) 一 個實施例可用于協(xié)商堆棧鏈路速度的以太網(wǎng)插 槽/SSE 200的框圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到SSE 200是上面參照 SES實施例102和150所述的插槽/SSE的示例。SSE 200優(yōu)選地包括 一個或多個網(wǎng)絡(luò)接口模塊(NIM) 204 (i)、 一個或多個交換控制器 (即，網(wǎng)絡(luò)處理器)206、和管理模塊220,優(yōu)選地它們一起協(xié)作以經(jīng) 由多個以太網(wǎng)端口 202 (i) , i=l， 2， 3, .....， M來接收入口數(shù)據(jù)業(yè) 務(wù)以及傳送出口數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。出于本實施例的目的，多個端口 202 (i) 中的每個端口可以被視為適于接收入口數(shù)據(jù)和傳送出口數(shù)據(jù)的雙工 端口。此外，端口 202 (i)是以上參考圖1所描述的包括堆棧端口以 及CS端口的三種類型的以太網(wǎng)端口的示例。因而，可以想象，如果 特定端口 202 (i)可作為堆棧端口來操作，則該端口既可以傳輸用戶 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)又可以傳輸控制管理業(yè)務(wù)，并且在一些實現(xiàn)中，SSE200可 以支持多于兩個的堆棧端口。
NIM元件204 (i)優(yōu)選地包括一個或多個物理層接口和媒體接 入控制(MAC)接口，其適于經(jīng)由合適的有線或無線網(wǎng)絡(luò)通信鏈路(未 示出)來交換例如以太網(wǎng)幀和IP分組的PDU。與可作為堆棧端口來 才喿作的端口相關(guān)聯(lián)的NIM是，例如，標準以太網(wǎng)NIM,適于與各種可兼容節(jié)點交換PDU、常規(guī)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及依賴于堆棧配置模式與其它
堆棧交換機進行堆棧間通信。入口 PDU借助于一個或多個入口數(shù)據(jù)
總線205A從多個NIM遞送到網(wǎng)絡(luò)處理器/控制器206。類似地，出口 PDU經(jīng)由一個或多個出口數(shù)據(jù)總線205B從控制器206傳送到多個 NIM。
在一種實現(xiàn)中，管理模塊220 —般包括用于保持和實施業(yè)務(wù)策略 的策略管理器224。優(yōu)選地，由策略管理器224所實施的策略部分地 基于例如得自源學(xué)習(xí)操作的層2和/或?qū)?尋址信息、從其它路由設(shè)備 所接收的路由信息以及通過由網(wǎng)絡(luò)管理者使用例如簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié) 議(SNMP)消息226經(jīng)由配置管理器222所上載的過濾規(guī)則?？梢?使得自源學(xué)習(xí)、其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和管理者的業(yè)務(wù)策略被網(wǎng)絡(luò)處理器206 所執(zhí)行的路由引擎230所使用，并通過轉(zhuǎn)發(fā)表254來共同表示。
另外，管理模塊220包括控制模塊210，用于實現(xiàn)以下更為詳細 描述的堆棧端口速度管理和自動速度協(xié)商功能。控制模塊210優(yōu)選地 包括端口狀態(tài)監(jiān)視模塊212，其適于使用例如Keep-Alive (保持激活) 信號的控制業(yè)務(wù)信號來監(jiān)視堆棧端口的操作狀態(tài)，并識別耦合到交換 機元件200的堆棧端口的相鄰堆棧交換機的存在。在優(yōu)選實施例中的 控制模塊210還可以包括堆棧協(xié)議管理器214，其適于參與對于確定
每個堆棧交換機的管理責(zé)任、處理用于監(jiān)視其它交換機元件狀態(tài)的管 理消息以及在必要時用作初級主交換機(PMS)或次級主交換機 (SMS )的選擇，其中該初級主交換機(PMS )或次級主交換機(SMS )
的責(zé)任可包括向一個或多個堆棧交換機分配唯一元件標識符和向它 的網(wǎng)絡(luò)處理器分配處理器標識符。另外，堆棧管理器214適于確定堆 棧交換機拓樸并處理在SES的堆棧交換機元件之間所交換的與拓樸 相關(guān)的消息。特別地，堆棧管理器214傳送SES拓樸請求，將已知的 SES拓樸信息傳送給其它堆棧交換機，并維護一個或多個本地拓樸 表。在某些實施例中，端口狀態(tài)監(jiān)視器212和堆棧管理器214的功能 還可以包括檢測元件的缺失，附加元件的插入(造成陷阱或異常的生 成)，元件從堆棧的移除，以及確定控制模塊的內(nèi)部操作狀態(tài)。
同樣，在優(yōu)選實施例中的堆棧管理器214維護并更新一個或多個 堆棧交換機鄰接表218,其優(yōu)選為一個與每個堆棧端口相關(guān)聯(lián)的表。 鄰接表218是通過相關(guān)聯(lián)的堆棧端口可到達的那些堆棧交換機的列 表。在一種實現(xiàn)中，在首先列出與端口緊鄰的交換機元件的情況下， 順次列舉相鄰的堆棧交換機。如前所述，每個元件可以提供有兩個堆 棧端口。因而，交換機元件200的每個堆棧端口保持有單獨的鄰接表 218，其列出通過該堆棧端口可到達的所有相鄰堆棧交換機。作為結(jié) 果，如果SES 102的拓樸是環(huán)形配置，則兩個鄰接表218具有相同的 相鄰堆棧交換機列表，但順序相反。
繼續(xù)參考圖2,網(wǎng)絡(luò)處理器206能夠但不限于如OSI參考模型中 所定義的層2和層3的交換操作。用于可操作地將端口 202 ( 1 )至 202 (M)耦合到各個有線和/或無線通信鏈路的層2協(xié)議的例子包括 電氣與電子工程師學(xué)會(IEEE) 8013和IEEE 802.11標準。類似地， 層3的協(xié)議的例子包括在因特網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)請求注解(RFC) 791中所定義的網(wǎng)際協(xié)議(IP)版本4和在IETF RFC 1883中所定義 的IP版本6。
網(wǎng)絡(luò)處理器206優(yōu)選地包括路由引擎230和隊列管理器240。在 一種示例性實現(xiàn)中，路由引擎230包括分類器232，其接收來自數(shù)據(jù) 總線205A的入口 PDU，檢查PDU的一個或多個字段，使用內(nèi)容可 尋址存儲器(CAM) 233將PDU分類到多個流的一個中，并從在存 儲器中所存儲的轉(zhuǎn)發(fā)表254中檢索轉(zhuǎn)發(fā)信息。從轉(zhuǎn)發(fā)表254所檢索的 轉(zhuǎn)發(fā)信息優(yōu)選地包括但不限于用于指定為準備用于出口的特定PDU 所需的那些轉(zhuǎn)發(fā)操作的流標識符，其中該流標識符可以包括下一跳地 址和業(yè)務(wù)等級(CoS)或業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS)規(guī)定。轉(zhuǎn)發(fā)處理器234接 收具有相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)發(fā)信息的入口 PDU并在傳送到合適的一個或多個 出口端口前執(zhí)行一個或多個轉(zhuǎn)發(fā)操作。轉(zhuǎn)發(fā)操作優(yōu)選地包括但不限 于用于對數(shù)據(jù)進行重新封裝的報頭(header)轉(zhuǎn)換，用于將一個或 多個VLAN標記附加到PDU的VLAN標記壓入(push ),用于從PDU 移除一個或多個VLAN標記的VLAN標記彈出(pop),用于保留網(wǎng)
絡(luò)資源的QoS管理，用于監(jiān)視用戶業(yè)務(wù)的記帳和結(jié)帳，多協(xié)議標簽交 換(MPLS)管理，PDU的選擇性過濾，接入控制，包括地址解析協(xié) 議(ARP)控制的高層學(xué)習(xí)等。
在由轉(zhuǎn)發(fā)處理器234處理后，將PDU傳遞并存儲在隊列管理器 240中，直到帶寬可用以將PDU傳送到合適的出口端口。特別地，出 口 PDU緩沖在緩沖器242的一個或多個優(yōu)先級隊列中，直到由調(diào)度 器244將它們經(jīng)由數(shù)據(jù)總線205B傳送到出口端口 。關(guān)于SSE 200實 施例的其它細節(jié)可以在以下以Ignatius D. Santoso， Roberto Henrique Jacob Da Silva， Timothy Hicks和Vincent Magret的名義提交的、題為 "STACK MANAGER PROTOCOL WITH AUTOMATIC SETUP MECHANISM (具有自動建立機制的堆棧管理協(xié)議)"、阿爾卡特檔 案號為134196的共同擁有共同未決的專利申請中找到，在上文中通 過參考將其引入。
具體參考其中涉及雙速堆棧端口的堆棧端口速度管理和自動速度協(xié)商功能，SSE200的負責(zé)邏輯和處理結(jié)構(gòu)優(yōu)選地可以包括與具體 的雙速或多速堆棧端口 202 (i)相關(guān)聯(lián)的適當硬件、軟件和/或固件， 用于自動地協(xié)商在系統(tǒng)初始化期間所耦合到的堆棧鏈路的速度。 一般 地，對SES中緊鄰的第一 SSE的堆棧端口和第二 SSE的堆棧端口之 間所部署的堆棧鏈路的速度進行協(xié)商涉及以下功能通過例如第一 SSE的多個SSE中之一的堆棧端口來檢測與堆棧鏈路相關(guān)聯(lián)的上行 鏈路狀態(tài)；在確定第一 SSE的堆棧端口可在所選帶寬速率下操作時， 將所選帶寬速率告知給第二 SSE的堆棧端口 ；在確定第二 SSE的堆 棧端口可在所選帶寬速率下操作時，對第一 SSE的堆棧端口生成確 認；以及響應(yīng)該確認，第一 SSE和第二 SSE的堆棧端口轉(zhuǎn)變到可與 所選帶寬速率兼容的操作模式中，用于在它們之間所部署的堆棧鏈路 上傳送和/或接收業(yè)務(wù)。如下面將描述的那樣，在初始系統(tǒng)配置期間優(yōu) 選地引入基于任何兩個SSE之間的確認握手的故障-安全自動速度協(xié) 商協(xié)議，以便根據(jù)以上所述的 一般處理流程來在它們之間選擇可應(yīng)用 的帶寬。
圖3是根據(jù)一個實施例的涉及用于在SES中的兩個堆棧元件之間 協(xié)商堆棧鏈路速度的方案300的流程圖。依據(jù)在通電時的初始配置， 在兩個堆棧元件之間的堆棧鏈路達到具有默認速度的上行鏈路狀態(tài)。 如前面間接提到的，連接到堆棧鏈路的堆棧端口中的一個端口檢測上 行鏈路狀態(tài)，因此與檢測堆棧端口相關(guān)聯(lián)的適當邏輯/處理功能開始自 動速度協(xié)商過程(框302)。盡管存在兩個堆棧端口可以同時檢測到 上行鏈路狀態(tài)的數(shù)學(xué)幾率，但由于兩個硬件事件一般是相互隨機的， 所以對于所有的實際應(yīng)用而言這并非代表性情況。然而在一個實施例 中，通過具有雙速容量的堆棧端口的檢測可以被預(yù)配置為具有優(yōu)先 級。通過檢測堆棧端口的邏輯，可以對它可在兩個或更多帶寬速率下 操作進行確定，其中上述帶寬速率包括優(yōu)選大于默認速率的所選帶寬 速率(框304)。當識別出所選帶寬速率時，檢測堆棧端口經(jīng)由適當 控制消息傳送將所選帶寬速率信息告知給相鄰堆棧端口，即，經(jīng)由堆 棧鏈路所耦合到的第二SSE的堆棧端口 (框306)。響應(yīng)于所告知的 帶寬信息，與第二 SSE的堆棧端口相關(guān)聯(lián)的合適邏輯/處理功能可操 作為確定其是否能夠在所告知的帶寬速率下操作(框308)。如果可 以，則在第一和第二 SSE的堆棧端口之間應(yīng)用(engage)基于確認和 /或計時器的握手協(xié)議(框310)。此后，第一和第二 SSE的堆棧端口 轉(zhuǎn)變到指示可與所選帶寬速率兼容的操作模式的狀態(tài)中(框312)。 隨后向兩個SSE的各個堆棧管理器通知用于對連接兩個元件的堆棧 鏈路進行操作的所協(xié)商的帶寬速率(框316)。
另 一方面，如果確定第二 SSE的堆棧端口不能操作在所選帶寬速 率下，則對第一 SSE的堆棧端口生成否定確認，因而兩個堆棧端口都 保持在指示可與默認速度兼容的操作模式的狀態(tài)中(框314)。此后， 堆棧端口將默認帶寬狀態(tài)通知給在正常過程中的各個堆棧管理器(框316)。
因而，在前述實施例的一種實現(xiàn)中，盡管堆棧鏈路在堆棧元件上 達到了默認速度(例如，10Gbps),但向包括各個堆棧管理器的堆棧 系統(tǒng)通知鏈路狀態(tài)可以延遲到完成帶寬協(xié)商過程為止。兩個堆棧元件之間的成功協(xié)商(即，兩個堆棧端口可將它們的速度提高到所選帶寬速率，例如12Gbps)帶來成功的上行鏈路狀態(tài)，這將被通知給堆棧 系統(tǒng)。另一方面，協(xié)商失敗和/或協(xié)商沒有帶來速度增加則使堆棧端口 回到默認速度，隨后這被通知給堆棧管理器。
本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)此處的參考將認識到，可以通過在不同階f: 利用計時器機制在魯棒實現(xiàn)中實施前述協(xié)議，使得(i)在超時之前 只進行了預(yù)定數(shù)目的速度協(xié)商嘗試(也稱作速度輪換嘗試)；以及(ii) 在堆棧鏈路的兩端之間的計時握手將確保這兩端(即堆棧端口)在切 換到所協(xié)商帶寬狀態(tài)前以鎖步的方式移動。這些過程可以借助于狀態(tài) 流程圖來解釋為，堆棧端口 (單速或雙速)在適當狀態(tài)間轉(zhuǎn)變以實現(xiàn)對較高速度的協(xié)調(diào)切換。
現(xiàn)在參考圖4，其中描繪的是根據(jù)本公開的一個實施例的涉及單 速堆棧端口的狀態(tài)流程處理400。如圖所示，單速堆棧端口最初設(shè)置 在端口模式(PortMode) INIT狀態(tài)402。關(guān)于從其所耦合的堆棧鏈路 接收可以是下行鏈路或上行鏈路消息的鏈路狀態(tài)改變 (LinkStatusChange)(框404 )，單速堆棧端口相應(yīng)地轉(zhuǎn)變到適當狀 態(tài)中。在下行鏈路消息的情況下，鏈路狀態(tài)(LinkStatus)消息被轉(zhuǎn) 發(fā)到堆棧協(xié)議管理器(框406),且隨后單速堆棧端口返回到端口模 式INIT狀態(tài)(框402)。在上行鏈路消息的情況下，堆棧端口也可操 作為將適當?shù)逆溌窢顟B(tài)消息傳送給堆棧協(xié)議(框410)。此外，當單 速堆棧端口乂人其相鄰元件接收到START消息時(框408),由于其 不能支持除默認速度以外的帶寬，所以向其相鄰元件發(fā)送否定確認或 NACK(框412)。此后，單速堆棧端口返回到此前的端口模式INIT 狀態(tài)(框402)。
圖5A-5D描繪了根據(jù)本公開一個實施例的涉及雙速堆棧端口的 用于協(xié)商與之相關(guān)聯(lián)的堆棧鏈路速度的各種嵌套狀態(tài)流程處理。狀態(tài) 流程處理500A表示第一階段的處理，其引起雙速堆棧端口從初始端 口模式INIT狀態(tài)502轉(zhuǎn)變到端口模式START狀態(tài)514。在一種實現(xiàn) 中，雙速端口的帶寬可以由用戶進行配置，例如在手動的基礎(chǔ)上進行
配置。因而，當確定已經(jīng)配置了端口速度時(框504)，雙速堆棧端口可操作為從所耦合的堆棧鏈路接收鏈路狀態(tài)改變消息。響應(yīng)于接收 合適的鏈路狀態(tài)改變消息，將鏈路狀態(tài)消息轉(zhuǎn)發(fā)到堆棧協(xié)議管理器(框508 )。隨后，雙速堆棧端口返回到端口模式INIT狀態(tài)(框502 )。
如果在用戶還沒有配置端口速度時雙速堆棧端口接收到鏈路狀 態(tài)改變消息(框510),則發(fā)生另一組狀態(tài)轉(zhuǎn)變。響應(yīng)于接收到由判 決框512所確定的下行鏈路消息，雙速堆棧端口將鏈路狀態(tài)發(fā)送到堆 棧協(xié)議管理器并將鏈路速度設(shè)置在默認速率(例如，10Gbps)(框 516)。此后，雙速堆棧端口返回到端口模式INIT狀態(tài)(框502)。 另一方面，響應(yīng)于接收到上行鏈路消息，雙速堆棧端口轉(zhuǎn)變到端口模 式START狀態(tài)(框514)。
圖5B中所描述的狀態(tài)流程處理500B表示了第二階段的處理， 其涉及關(guān)于端口模式START狀態(tài)(框514)的轉(zhuǎn)變。如果此時從堆 棧鏈路接收到下行鏈路消息，則雙速堆棧端口可操作為返回到端口模 式INIT狀態(tài)(框502)。如果從相鄰堆棧端口接收到START消息(框 518),則雙速堆棧端口可才喿作為通過傳送確認或ACKSTART進行響 應(yīng)(框520)。此后，雙速堆棧端口回到端口才莫式START,直到發(fā)生 進一步的事件(框514)。在另一轉(zhuǎn)變路徑中，雙速堆棧端口可操作 為獨自從端口模式START狀態(tài)(框502)啟動握手過程。當向相鄰 端口發(fā)送START消息時(框524)，啟動計時器機制(框526 ),因 而可以得到三條流程路徑。如果從其相鄰元件接收到否定確認(NACK)(框534)，則停止計時器(框536)并將鏈路狀態(tài)消息傳 送給堆棧協(xié)議管理器(框538 )。此后，雙速堆棧端口回到端口模式 INIT，直到發(fā)生進一步的事件(框502)。從啟動計時器開始的第二 流程路徑涉及確定計時器已到期(即，超時)(框540)且端口模式 沒有變化，即START (框542 ),由此保持START狀態(tài)(框514 )。 在第三流程路徑中，雙速堆棧端口可操作為從相鄰元件接收肯定確認 或ACKSTART (框528 ),由此停止計時器(框530 )并將該端口轉(zhuǎn) 變到端口模式ACKSTART狀態(tài)(框532)。
圖5C中所描述的狀態(tài)流程處理500C表示第三階段的處理，其 涉及關(guān)于端口模式ACKSTART狀態(tài)(框532)的轉(zhuǎn)變，其中示例了 三個可選的流程路徑。如前面那樣，如果此時從堆棧鏈路接收到下行 鏈路消息，則雙速堆棧端口簡單地回到端口才莫式INIT狀態(tài)(框502 )。 當/^相鄰堆棧端口 (即，遠程端口 )接收到START消息時(框518), 雙速堆棧端口通過傳送確認或ACKSTART進行響應(yīng)(框520 )，指 示兩個端口都能夠操作在所選帶寬速率下。此后，雙速堆棧端口回到 端口模式START,直到發(fā)生進一步的事件(框514)。
當確定相鄰端口處在端口模式ACKSTART狀態(tài)中時(框544 ), 雙速堆棧端口將ACK消息發(fā)送到相鄰元件(框546)，優(yōu)選地以約 10-500ms的等待周期以便傳播最新的消息。此后，雙速堆棧端口轉(zhuǎn)變 到端口才莫式ACK狀態(tài)(才匡548)。如果遠程端口 (即，相鄰端口) 不處在端口模式ACKSTART狀態(tài)(框544 )，則雙速堆棧端口將 ACKSTART消息發(fā)送到相鄰元件(框550),并啟動計時器(框552 )。 如果從相鄰元件接收到ACK (框554 ),則停止計數(shù)器(框556 )且 隨后雙速堆棧端口進入端口才莫式ACK狀態(tài)(框548 )。否則，當計 時器到期時(框558 )，將端口模式設(shè)置在如框560和532所示的 ACKSTART 。
圖5D中所描述的狀態(tài)流程處理500D表示第四階段的處理，其 涉及切換到所協(xié)商的帶寬速率，其中示例了關(guān)于端口模式ACK狀態(tài) (框548 )的各種轉(zhuǎn)變。首先，將鏈路速度改變到所選帶寬速率(優(yōu) 選地，大于默認速度的一個速度)(框562)。此后以預(yù)定到期周期 來啟動計時器機制(框564和566)。如果計時器沒有到期，則當從 堆棧鏈路接收到上行鏈路消息時(框568 )(以確保在兩個相鄰元件 之間的物理連接沒有丟失或其它損害(compromise))，將鏈路狀態(tài) 消息傳送給堆棧協(xié)議管理器(框570)。然后停止計時器(框572) 且使雙速堆棧端口轉(zhuǎn)變到端口模式INIT,準備以所協(xié)商的帶寬速率與 其相鄰元件進行通信(框502 )。
如果計時器已到期，則將鏈路速度改變到默認速率(即，10Gbps)(框574)，由此監(jiān)視第二計時周期(框576)。如果第二計時器也
到期，則停止該計時器(框578和580)且雙速堆棧端口回到端口模
式INIT狀態(tài)(框502)，指示堆棧鏈路可能已丟失或其它損害。另一
方面，如果第二計時器沒有到期(框578 )并相應(yīng)地從堆棧鏈路接收
到上行鏈路狀態(tài)(框582),則將鏈路狀態(tài)消息傳送給堆棧協(xié)議管理
器(框584)。然后，停止計時器(框586)且使雙速堆棧端口轉(zhuǎn)變
到端口模式INIT狀態(tài)(框502 ),因此堆棧端口可操作用于以默認速 率與其相鄰元件進行通信。
基于以上討論，應(yīng)認識到本公開的實施例有利地允許將支持不同 速度的堆棧交換機元件進行混合。在可以得到較高速度的堆棧鏈路的 情況下，在這種堆棧鏈路上操作的用戶設(shè)備可以最大化其吞吐量。此 外，由于不需要人為干預(yù)來手動地配置各個元件上的速度，所以減少 了不正確配置具體元件的幾率。
相信通過上述詳細描述，本發(fā)明的操作和構(gòu)造將顯而易見。盡管 所示出和所描述的本發(fā)明的示例性實施例特征為優(yōu)選，但應(yīng)容易理解 到，在不脫離以下權(quán)利要求書中所闡明的本發(fā)明的范圍的情況下，可 對本發(fā)明進行各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于對在第一堆棧交換機元件(SSE)的堆棧端口和第二SSE的堆棧端口之間所部署的堆棧鏈路的速度進行協(xié)商的方法，所述第一SSE和第二SSE在具有至少兩個SSE的可堆棧以太網(wǎng)交換機(SES)中緊鄰，所述方法包括通過所述第一SSE的所述堆棧端口檢測與所述堆棧鏈路相關(guān)聯(lián)的上行鏈路狀態(tài)；當確定所述第一SSE的所述堆棧端口可在所選帶寬速率下操作時，將所述所選帶寬速率告知給所述第二SSE的所述堆棧端口；當確定所述第二SSE的所述堆棧端口可在所述所選帶寬速率下操作時，對所述第一SSE的所述堆棧端口生成確認；以及響應(yīng)于所述確認，所述第一SSE的所述堆棧端口和所述第二SSE的所述堆棧端口轉(zhuǎn)變到可與所述所選帶寬速率兼容的操作模式中，用于在它們之間所部署的所述堆棧鏈路上傳送業(yè)務(wù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述所選帶寬速率大于與所 述堆棧鏈路相關(guān)聯(lián)的默認速度。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括如果確定所述第二 SSE的所述堆棧端口不能在所述所選帶寬速率下操作，則向所述第一 SSE的所述堆棧端口生成否定確認。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，進一步包括響應(yīng)于所述否定確 認，所述第一和第二 SSE的所述堆棧端口轉(zhuǎn)變到可與和所述堆棧鏈路 相關(guān)聯(lián)的默認速度兼容的操作模式中。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述默認速度低于所述所選 帶寬速率。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述所選帶寬速率包括每秒 12吉比特(Gbps)且所述默認速度包括lOGbps。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括響應(yīng)于生成所述確 認，所述第一和第二SSE的所述堆棧端口應(yīng)用握手協(xié)議。
8. —種具有指令組的計算才幾可讀介質(zhì)，當在與可堆棧以太網(wǎng)交 換機(SES)相關(guān)聯(lián)的處理器環(huán)境中執(zhí)行所述指令組時該指令組進行 以下處理確定所述SES的第一堆棧交換機元件(SSE)的堆棧端口可在所 選帶寬速率下操作；將所述所選帶寬速率告知給所述SES的第二 SSE的堆棧端口 ，所 述第一和第二 SSE緊鄰，使得所述第一和第二 SSE經(jīng)由在所述堆棧 端口之間所部署的堆棧鏈路而耦合；確定所述第二 SSE的所述堆棧端口可在所述所選帶寬速率下操作 并向所述第一 SSE的所述堆棧端口生成確認；以及響應(yīng)于所述確認，將所述第一 SSE的所述堆棧端口和所述第二 SSE的所述堆棧端口分別轉(zhuǎn)變到可與所述所選帶寬速率兼容的操作 模式中，用于在它們之間所部署的所述堆棧鏈路上傳送業(yè)務(wù)。
9. 如權(quán)利要求8所述的計算機可讀介質(zhì)，進一步包括用于當 確定所述第二 SSE的所述堆棧端口不能在所述所選帶寬速率下操作 時，向所述第一 SSE的所述堆棧端口生成否定確認的指令。
10. 如權(quán)利要求9所述的計算機可讀介質(zhì)，進一步包括用于響 應(yīng)于所述否定確認而將所述第一和第二 SSE的所述堆棧端口轉(zhuǎn)變到 可與和所述堆棧鏈路相關(guān)聯(lián)的默認速度兼容的操作模式中的指令。
全文摘要
一種用于對在第一堆棧交換機元件(SSE)的堆棧端口和第二SSE的堆棧端口之間所部署的堆棧鏈路的速度進行協(xié)商的系統(tǒng)和方法，其中該第一和第二SSE在可堆棧以太網(wǎng)交換機(SES)中緊鄰。在一個實施例中，為各個SSE提供適當邏輯和/或處理結(jié)構(gòu)，用于在SES初始化期間自動地協(xié)商堆棧鏈路的速度，由此當確定第一和第二SSE的堆棧端口能夠支持所選帶寬速率時，可以將堆棧鏈路的速度增加到大于默認速率的所選帶寬速率。
文檔編號H04L12/56GK101202695SQ20061014225
公開日2008年6月18日 申請日期2006年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月11日
發(fā)明者文森特·馬格雷特, 薩巴什·博拉 申請人:阿爾卡特公司