[发明专利]用于非对称链路聚合的装置和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及数据处理领域，具体涉及链路聚合，更具体涉及一种用于非对称链路聚合的装置和方法。

背景技术

链路聚合（link aggregation）是指将多个并行的网络链路组合起来以使带宽相对于单个链路的带宽大幅增加、并在一个链路发生故障的情况下提供冗余的各种方法。这些方法包括IEEE802.1ax中定义的用于以太网的链路聚合控制协议（LACP）以及若干专有解决方案。

例如，在IEEE802.1ax的链路聚合中，两个参与系统的多个端口之间的多个物理链路可被聚合并对每个系统代表单个逻辑链路。在该逻辑链路上的通信流根据分配算法被分配给可用的物理链路。这种逻辑构造能够避免参与系统将任何帧转发回到逻辑链路，从而打破了实际存在的环路。

为了进一步提高带宽和系统弹性（resilience），人们提出不仅同一对系统的多个端口之间的多个物理链路可被聚合在一起，而且多对系统的多个端口之间的多个物理链路也可被聚合在一起。例如，在数据中心中，每个接入交换机通常连接两个聚合交换机，这样，接入交换机与两个聚合交换机之间的两个或多个物理链路可被聚合，以便进一步提高带宽和提供冗余。这样，例如，如果一个聚合交换机发生故障，接入交换机仍可以使用另一个聚合交换机及其间的物理链路来进行通信。由于两个聚合交换机之间通常也存在链路，这样，就会在网络拓扑中形成回路。为此，使用运行在各交换机上的生成树协议（STP）以便通过阻挡一侧的连接来打破环路。然而，这会将接入交换机和聚合交换机之间的可用带宽减少50%。图1示出了在由一个接入交换机和两个聚合交换机形成的网络拓扑中使用STP来打破回路的示意图。如图所示，接入交换机与两个聚合交换机连接。通过在各交换机中使用STP，接入交换机与一个聚合交换机之间的连接被阻挡，从而使接入交换机与聚合交换机之间的可用带宽减少了50%。

人们提出了若干实现和方法以便在获得足够的冗余和弹性（resilience）的同时获得带宽的充分利用。已知的解决方案有：IEEE的DLAG（分布式链路聚合组）建议，IBM系统联网的vLAG（虚拟链路聚合组）、Cisco的vPC、Arista Network的MLAG、Extreme Networks的M-LAG等。

这些解决方案均试图通过在两个聚合交换机上运行分布式链路聚合来形成单个交换机的假象（至少从链路聚合伙伴的角度来看），以实现上述目标。图2示出了分布式链路聚合的示意图。如图所示，接入交换机与两个聚合交换机连接。通过在接入交换机和两个聚合交换机之间运行分布式链路聚合协议，使得接入交换机与两个聚合交换机之间的两个链路看起来如同单个链路一样。也就是说，从接入交换机的角度来看，两个链路形成一个链路聚合组（LAG），而从聚合交换机的角度来看，这两个链路形成一个分布式链路聚合组。

这些解决方案存在如下缺点：

1．运行分布式链路聚合的方法涉及在“单个交换机”形成和拆除时的各种同步和切换。这极大地增加了设计的复杂性，带来了额外的处理负担，并且很可能是成问题的。

2．这些解决方案除在形成单个交换机的假象之外，对聚合交换机总是会有其他影响。例如，一些解决方案在假象形成时禁止了交换机间链路（ISL）上的MAC学习机制。这增加了用户理解整个影响和部署网络的复杂性。

3．使来自不同厂商的交换机形成该假象几乎是不可能的。

4．该假象不能扩展到跨越超过两个聚合交换机。

可见，本领域中需要一种改进的链路聚合的解决方案。

发明内容

在本发明的一个方面，提出了一种用于非对称链路聚合的方法，其中该方法在接入交换机中实现，该接入交换机通过第一组端口和相应链路连接到至少两个聚合交换机，该接入交换机通过第二组端口连接到外部网络，且该至少两个聚合交换机连接到内部网络，该方法包括：响应于从第二组端口中的一个接收到帧，根据该帧的源地址选择第一组端口中的一个；利用选择的第一组端口中的一个发送该帧。

在本发明的另一个方面，提出了一种用于非对称链路聚合的装置，其中该装置在接入交换机中实现，该接入交换机通过第一组端口和相应链路连接到至少两个聚合交换机，该接入交换机通过第二组端口连接到外部网络，且该至少两个聚合交换机连接到内部网络，该装置包括：用于响应于从第二组端口中的一个接收到帧，根据该帧的源地址选择第一组端口中的一个的装置；用于利用选择的第一组端口中的一个发送该帧的装置。