[发明专利]堆叠交换机系统及堆叠交换机系统的保活方法

说明书

技术领域

本发明关于交换机技术，特别关于堆叠交换机系统及堆叠交换机系统的保活(keepalive)方法。

背景技术

在大型网络中，通常采用堆叠交换机的方式以满足大型网络对端口数量的要求。通过制造商提供的专用连接电缆或普通线缆将交换机的堆叠口与另一台交换机的堆叠口连接，以实现整个设备端口数量的扩充。一般只有可堆叠的交换机才具备堆叠端口，如图1中所示的近堆叠口“up”和远堆叠口“down”。当多个交换机通过堆叠的方式连接在一起时的作用就像一个交换机一样，以便被当作一台交换机进行管理。可堆叠式交换机可以非常方便地实现对网络的扩充，是新建网络时最为理想的选择，不仅增加了可统一管理的用户端口数，还可以对多台交换机的统一管理，也给用户使用提供了便捷。

一般情况下，当多个交换机堆叠在一起时，根据堆叠中的各交换机的功能分为主交换机和从交换机。为了实现堆叠下对多台交换机的管理，主交换机与从交换机之间需要通过堆叠口利用某些特定类型报文进行信息交互，以实现主交换机对从交换机进行管理。主交换机需要运行各种协议和直接接收用户的管理信息，并进行解析后通告到从交换机。从交换机主要是接收主交换机传递的信息，并将自己的信息通告给主交换机。从交换机既不运行协议，也不直接接受用户的管理。

主交换机与从交换机间交互的信息一般包括管理报文和数据报文。管理报文是主交换机与从交换机信息交互的报文。例如堆叠中需要对某个从交换机进行配置，主交换机将相关配置信息封装成特定报文后，从主交换机的CPU通过堆叠口发到从交换机，从交换机收到该报文，将报文重新拆封，转换成相关配置信息，设置到从交换机。数据报文是指在堆叠方式下的数据交换报文，是指非管理报文外的所有报文。管理报文和数据报文共享CPU资源。此外，这些数据报文在堆叠子设备内部转发时通过非堆叠口的其它端口上发送和接收，而数据报文在子设备之间转发时同样需要通过堆叠口。

如图2所示，堆叠交换机由主交换机和从交换机共两台交换机组成。主交换机与从交换机都有20个端口和1个堆叠口。图2中虚线表示数据报文，实线表示管理报文，从图2中可以看出，主交换机与从交换机间的管理报文和数据报文都需要通过堆叠口；并且主交换机与从交换机各自的CPU也要同时处理来自端口上的数据报文和来自堆叠口的数据报文和管理报文。

由于用户端口带宽总和一般都超过堆叠端口的带宽，如图2所示，从交换机上有20个端口，每一个端口的最大带宽为100Mbps，而从交换机与主交换机相连的堆叠口带宽为1000Mbps。当从交换机上的所有端口都以100Mbps速率向主交换机发送报文时，这时发向堆叠口的数据报文的速率就达到24*100Mbps，共2400Mbps，远远超过了堆叠口的带宽。

因而在图2所示的系统中，由于主交换机和从交换机处理的管理报文和数据报文共享本设备CPU资源以及主交换机和从交换机间堆叠口的数据报文速率超过主交换机与从交换机间堆叠口带宽等问题，主交换机与从交换机间的管理报文就可能因为带宽不足而被丢弃，从而导致了管理报文在大流量下的意外丢弃。

而现有技术用于保证堆叠交换机中的设备相互之间确认是否正常工作的保活方法所采用的保活(keepalive)报文就是一种特定类型的管理报文，主交换机通过keepalive管理报文与从交换机通信，以确保主交换机和从交换机都实时了解对方目前的运行是否正常。而当某一台从交换机运行出现异常时便主动停止发送Keepalive报文，这样主交换机就会因为在限定时间内收到没有该从交换机的Keepalive报文而认为从交换机出现故障，这时主设备也停止发送Keepalive报文给其它所有从设备，而其它从设备也在限定时间内无法收到主设备的Keepalive的报文而识别到系统出现故障。这样堆叠中的所有设备都由于没有及时收到Keepalive报文将自己复位，从而导致整个系统复位。

因此在图2系统中，如果主交换机和从交换机因为CPU资源或堆叠口带宽不足导致管理报文丢失，那么主交换机与从交换机就有可能在一段时间内无法接收Keepalive报文，而误以为对方交换机出现故障，从而发生误报故障的情况。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的一目的是提供一种堆叠交换机系统的保活方法。

本发明的一目是提供一种主交换机的保活方法。

本发明的另一目的在于提供堆叠交换机系统中的一种主交换机。

本发明再一目的是提供堆叠交换机系统中的一种从交换机。