CN102148744B - 在堆叠设备重启过程中减少丢包的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了在堆叠设备重启过程中减少丢包的方法及***，通过在堆叠设备重启关闭之前，将接入设备上与堆叠设备相连的端口就退出聚合组，以及在堆叠设备重启启动之后，通过先设置接入设备端口为仅接收状态，然后将堆叠设备的端口加入聚合组，将接入设备的端口加入聚合组的操作，减少了报文的丢失，实现了零丢包。

Description

在堆叠设备重启过程中减少丢包的方法及***

技术领域

本发明涉及堆叠技术，尤指在堆叠设备重启过程中减少丢包的方法及***。

背景技术

参见图1，图1为堆叠设备A和堆叠设备B堆叠为一台设备通过链路聚合协议(LACP，Link Aggregation Control Protocol)与接入设备相连提供服务的网络结构示意图。通过LACP，堆叠设备和接入设备上的端口进行聚合，形成聚合组实现负载分担和链路备份的功能，无论聚合组中的哪个端口不可用都可由另外一个端口向对端提供流量转发的服务。

当堆叠设备升级软件版本时，需要重新启动堆叠设备。在实际组网中，为了在升级时不影响报文的正常转发，通常是依次重启各堆叠设备，将重启设备的流量切换到其他堆叠设备上，以确保整个堆叠***能提供稳定的服务。例如，在图1中先重启堆叠设备B，将流量切换到堆叠设备A上；在堆叠设备B升级重启后，再重启堆叠设备A进行升级，保证用户流量不中断，不影响正常的业务功能。

重启过程包含两个子过程：重启关闭和重启启动两个过程。当堆叠设备B重启关闭后，与之相连接的接入设备A上的端口处于不可用的状态。接入设备通过响应端口不可用事件来将该端口退出聚合组，将流量切换到聚合组内另外一个可用端口上；在堆叠设备B重启启动后，接入设备通过响应端口的可用事件将端口重新加入聚合组，选择为走流量端口，保证流量的回切。

根据以上的描述可知，接入设备流量的切换完全依赖于的端口状态。在堆叠设备重启关闭时，接入设备感知与堆叠设备相连的端口不可用而将该端口退出聚合组，要晚于堆叠设备实际关闭的时间，使接入设备丢失这段时间内发往堆叠设备的报文。在堆叠设备重启启动时，接入设备与堆叠设备进行LACP协商确定端口加入聚合组，由于加入时间不一，将导致在接入设备与堆叠设备之间存在丢包。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种在堆叠设备重启过程中减少丢包的方法及***，应用本发明提供的方法及***能够减少堆叠设备在重启过程中的丢包。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种在堆叠设备重启过程中减少丢包的方法，堆叠设备通过链路聚合协议与接入设备相连，该方法包括：

堆叠设备重启关闭之前，通知与之相连的各接入设备；

接入设备收到堆叠设备重启关闭的通知后，将与该堆叠设备相连的端口退出聚合组执行流量切换；

在流量切换完成后，接入设备向堆叠设备发送已退出聚合组的通知；

堆叠设备收到各接入设备已退出聚合组的通知后，执行重启关闭操作。

一种在堆叠设备重启过程中减少丢包的***，该***包括堆叠设备和接入设备，所述堆叠设备通过链路聚合协议与所述接入设备相连；

所述堆叠设备，用于在自身重启关闭之前，通知与之相连的各接入设备；并在接收各接入设备发送的已退出聚合组的通知后，执行重启关闭操作；

所述接入设备，用于收到所述堆叠设备重启关闭的通知后，将与该堆叠设备相连的端口退出聚合组执行流量切换；并在流量切换完成后，向堆叠设备发送已退出聚合组的通知。

本发明所提供的在堆叠设备重启过程中减少丢包的方法及***，通过在堆叠设备重启关闭之前，将接入设备上与堆叠设备相连的端口就退出聚合组，以及在堆叠设备重启启动之后，先设置接入设备端口为仅接收状态，然后将堆叠设备的端口加入聚合组，再将接入设备的端口加入聚合组，减少了报文的丢失，实现了零丢包。

附图说明

图1为现有技术中堆叠设备提供服务的网络结构图；

图2为本发明重启关闭过程中减少丢包方法的流程图；

图3为本发明重启启动过程中减少丢包方法的流程图；

图4为本发明实施例方法的流程图。

具体实施方式

在本部分的详细描述中，仅通过对实施本发明的发明者所预期的最佳方式的示例，示出并描述了本发明的较佳实施例。应意识到，可以在不背离本发明的前提下，就各个显而易见的方面对其进行修改。相应地，附图和说明书应被视为在本质上是示例性的，而不是限制性的。

堆叠设备在重启关闭和重启启动时都会存在丢包现象，现分别针对这两个子过程对本发明的技术方案进行介绍。首先描述重启关闭子过程。

参见图2，图2为在重启关闭子过程中减少丢包方法的示例性流程图。具体为，在步骤201中，堆叠设备重启关闭之前，通知与之相连的各接入设备；在步骤202中，接入设备收到堆叠设备重启关闭的通知后，将与该堆叠设备相连的端口退出聚合组执行流量切换；在步骤203中，在流量切换完成后，向堆叠设备发送已退出聚合组的通知；在步骤204中，堆叠设备收到各接入设备已退出聚合组的通知后，执行重启关闭操作。

在上述流程中，堆叠设备关闭重启之前，接入设备上与堆叠设备相连的端口就退出聚合组。端口退出聚合组意味着该端口不再学习MAC地址，因此流量不会通过此端口进行转发。因此，在堆叠设备关闭时，接入设备端口不会再发送报文，进而也就不会丢失接入设备发往堆叠设备的报文。同时，接入设备上的端口虽然退出聚合组，但是端口仍然可用，不会由于退出聚合组而丢失了堆叠设备发往接入报文的报文。经过以上分析可知，图2所示的技术方案能够减少堆叠设备重启过程中报文的丢失，实现了重启关闭过程的零丢包。

另外，由于接入设备上与堆叠设备相连的端口退出了聚合组，该端口不再参与聚合组中的负载分担，它有可能会从堆叠设备上收到广播报文，并将广播报文通过接入设备上其他在聚合组的端口又返回给了堆叠设备，产生广播环路，从而发生广播风暴。针对这一问题，可以先将堆叠设备上的端口退出聚合组。此时环路生成，堆叠设备上的流量切换到聚合组的其他端口上，与堆叠设备连接的接入设备上的端口在退出聚合组时，就不会收到来自堆叠设备的广播流量，进而也就不会产生之前描述的广播风暴。另外，为了避免堆叠设备将端口退出聚合组后，基于相同的原因产生广播风暴，本发明技术方案在将堆叠设备的端口退出聚合组之前，先切换接入设备上端口的广播流量至聚合组的其他端口。这样，堆叠设备上的端口在退出聚合组之后，同样也不会产生广播风暴。在本发明的技术方案中，将组播报文作为一个特殊的广播报文，其处理与广播报文相同。

具体的方案可以是：在接入设备收到堆叠设备重启关闭的通知后，接入设备先切换连接堆叠设备各端口的广播流量至聚合组中的其他端口。在广播流量切换完成后，通知堆叠设备。堆叠设备收到各接入设备将广播流量切换的通知后，将自身的端口退出聚合组。并向各接入设备发送已退出聚合组的通知。接入设备在收到堆叠设备发送的已退出聚合组的通知后，再执行所述将与该堆叠设备相连的端口退出聚合组的操作。

具体在堆叠设备侧，堆叠设备重启关闭之前，通知与之相连的各接入设备；收到各接入设备退出聚合组的通知后，执行重启关闭操作。另外，为了避免产生广播环路，堆叠设备收到各接入设备将广播流量切换的通知后，将自身的端口退出聚合组；并，向各接入设备发送已退出聚合组的通知。

在接入设备侧，接入设备收到堆叠设备重启关闭的通知后，将与该堆叠设备相连的端口退出聚合组执行流量切换；在流量切换完成后，向堆叠设备发送退出聚合组的通知。同样，为了避产生广播环路，接入设备将与该堆叠设备相连的端口退出聚合组执行流量切换之前：切换连接堆叠设备各端口的广播流量；在广播流量切换完成后，通知堆叠设备；并在收到堆叠设备发送的已退出聚合组的通知后，执行将与该堆叠设备相连的端口退出聚合组执行流量切换的操作。

以上介绍的是重启关闭子过程，以下描述重启启动子过程。

参见图3，图3为在重启启动子过程中减少丢包方法的示例性流程图。具体为，在步骤301中，堆叠设备重启启动后，接入设备启动自身与所述堆叠设备相连的端口并设置所述端口仅接收报文，向堆叠设备发送仅接收报文的通知；在步骤302中，堆叠设备在收到接入设备仅接收报文的通知后，将自身对应端口加入聚合组，并向所述接入设备发送已加入聚合组的通知；在步骤303中，接入设备在收到堆叠设备已加入聚合组的通知后，将自身与堆叠设备相连的端口加入聚合组。

在图3所示的流程中，由于将接入设备端口的状态设置为接收状态时，堆叠设备的端口还处于关闭状态，不会发送报文，也就不会产生丢包情况。在将堆叠设备的端口加入聚合组后，虽然堆叠设备的端口能够收发报文，但是由于接入设备对应的端口为接收状态，因此也不会产生丢包情况。将接入设备的端口加入聚合组，从而完成了在堆叠设备重启后两端加入聚合组的操作，实现了重启启动过程的零丢包。

与在重启关闭子过程相同，在接入设备上端口状态为接收状态，堆叠设备的端口加入了聚合组的情况下。接入设备上的端口有可能会从堆叠设备上收到广播报文，并将广播报文通过接入设备上其他在聚合组的端口又返回给了堆叠设备，产生广播环路，发生广播风暴。因此为了避免产生广播环路，堆叠设备在重启启动之后、将端口加入聚合组之前，可以启动端口但限制端口发送广播报文，这样就能避免接入设备从端口接收广播报文，而产生广播环路的情况；在将自身的端口加入聚合组时，取消端口发送广播报文的限制。

在堆叠设备重启启动之后，没有加入聚合组之前，堆叠设备和接入设备上的端口都处于关闭状态，既不能发送报文也不能接收报文。将端口开启之后是能够进行报文的收发，但是由于没有加入聚合组，没有学习到MAC地址转发表项，因此不能发送单播报文，但能够转发广播报文。堆叠设备可以在端口上设置掩码来限制广播报文的转发。如在端口上设置0表示允许转发广播报文，设置1表示不允许转发广播报文。另外，步骤401中接入设备启动自身与所述堆叠设备相连的端口并设置端口仅接收报文，也可以通过限制广播报文的转发来实现。

具体的，在堆叠设备侧，堆叠设备重启启动后，在收到各接入设备仅接收报文的通知后，将自身的端口加入聚合组，并向接入设备发送已加入聚合组的通知。为了避免产生广播环路，进一步在堆叠设备重启启动后、将端口加入聚合组之前，堆叠设备启动端口但限制端口发送广播报文；在将自身的端口加入聚合组时，取消端口发送广播报文的限制。

在接入设备侧，堆叠设备重启启动后，接入设备启动自身与所述堆叠设备相连的端口并设置所述端口仅接收报文，向堆叠设备发送仅接收报文的通知；接入设备在收到堆叠设备已加入聚合组的通知后，将自身与所述堆叠设备相连的端口加入聚合组。

另外，本发明还提供了一种在堆叠设备重启过程中减少丢包的***，其结构如图1所示，只是在功能实现有所不同。具体的：

所述堆叠设备，用于在自身重启关闭之前，通知与之相连的各接入设备；并在接收各接入设备发送的已退出聚合组的通知后，执行重启关闭操作；所述接入设备，用于收到所述堆叠设备重启关闭的通知后，将与该堆叠设备相连的端口退出聚合组执行流量切换；并在流量切换完成后，向堆叠设备发送已退出聚合组的通知。

另外，所述接入设备，进一步用于在将与该堆叠设备相连的端口退出聚合组执行流量切换之前，切换连接所述堆叠设备各端口的广播流量；在广播流量切换完成后，通知所述堆叠设备；并在收到所述堆叠设备发送的已退出聚合组的通知后，执行所述将与该堆叠设备相连的端口退出聚合组执行流量切换的操作。相应的，所述堆叠设备，进一步用于收到接入设备切换广播流量的通知后，将自身对应的端口退出聚合组；并向对应接入设备发送已退出聚合组的通知。

所述接入设备，进一步用于在堆叠设备重启启动后，启动自身与所述堆叠设备相连的端口并设置所述端口仅接收报文，向所述堆叠设备发送仅接收报文的通知；并在收到堆叠设备已加入聚合组的通知后，将自身与所述堆叠设备相连的端口加入聚合组；相应的，所述堆叠设备，进一步用于在收到所述接入设备仅接收报文的通知后，将自身对应端口加入聚合组，并向所述接入设备发送已加入聚合组的通知。

所述堆叠设备，进一步用于在自身重启启动后、将端口加入聚合组之前，启动端口但限制端口发送广播报文；并在将自身的端口加入聚合组时，取消端口发送广播报文的限制。

以下列举实施例对本发明的技术方案做进一步详细的说明。

本实施例通过扩展LACP协议来实现堆叠设备与接入设备之间的交互。主要是LACP报文的类型长度值(TLV)来反映堆叠设备、接入设备以及端口的不同状态。其中，Type：0xFE  表示新增的类型，握手信息，一个字节；Length：表示长度，一个字节，赋值为1，表示后续长度为1个字节；Value：表示当前握手状态，一个字节。具体可以进行如下设置，参见表一。

Value	握手状态
		0	表示当前处于非握手状态
1	表示本端设备要求对端进行广播流量切换
		2	表示本端设备已经进行广播流量切换
3	表示本端设备收到对端设备进行广播流量切换后的确认
		4	表示本端端口已经退出聚合组
5	表示接收到对端端口退出聚合组的通知，本端端口也退出聚合组
		6	收到对端端口已退出聚合组的通知，流量已经完全切换
7	表示重启启动后，已设置端口仅接收报文

8	表示本端接收到对端已经获知本端启动完成，本端端口已加入聚合组，允许本端口参与流量负载分担
		9	表示对端流量已经切换，本端端口已加入聚合组，允许本端口参与流量负载分担
10	表示对端也已经负载分担，收到此握手状态，需要清除本端口的握手状态为初始0状态

表一

在堆叠设备重启时，堆叠设备需要与自身相连的所有接入设备进行交互，以实现减少报文的丢失。现仅详细介绍堆叠设备与其中一个接入设备的交互，与其他接入设备的交互与该设备相同。

参见图4，其中步骤401～407为堆叠设备重启关闭的流程，步骤408～为堆叠设备重启启动的流程。

在步骤401中，堆叠设备需要重启时，在重启关闭之前遍历本设备的聚合成员端口，将端口的握手状态设置为1，并发送握手状态1的报文通知所连接的各接入设备，要求切换广播流量。

聚合成员端口的初始状态为0，并且在LACP协议中，堆叠设备通过LACP协议获知本设备需要重启升级。

在步骤402中，接入设备收到握手状态为1的报文，将本端与堆叠设备连接的端口的广播流量切换到聚合组内的另外一个端口上，并将本端端口的握手状态设置为2，并发送握手状态为2的报文，通知堆叠设备本端设备已经进行广播流量切换。

在步骤403中，堆叠设备从端口收到握手状态为2的报文，将本端对应端口握手状态设置为3。

在步骤404中，当堆叠设备B上的所有聚合成员端口的握手状态为3时，表示与堆叠设备B相连的接入设备上的广播流量都已经切换到另外的端口上。此时，堆叠设备将自身的端口退出聚合组，这样端口就禁止发送流量，但允许接收流量，将自身所有聚合成员端口的握手状态设置为4，并发送握手状态为4的报文至所有连接的接入设备。

在堆叠设备将自身所有聚合成员端口都退出聚合组后，树型环路生成，堆叠设备发送的流量都通过聚合组中的其它端口发送。

在步骤405中，接入设备接收到握手状态为4的报文，将本端对应端口退出聚合组，将本端口握手状态设置为5，并发送端口的LACP握手状态为5的报文至堆叠设备，表示接收到堆叠设备退出聚合组的通知，本端端口也退出聚合组。

在步骤406中，当堆叠设备上端口收到握手状态为5的报文，将本端口对应端口的握手状态设置为6，表示收到接入设备已退出聚合组的通知，流量已经完全切换。

在步骤407中，当堆叠设备上所有聚合成员端口的握手状态都为6时，表示流量整体切换完成，堆叠设备重启关闭。

在步骤408中，当堆叠设备B重启启动后，接入设备与堆叠设备首先通过LACP协议规定的交互运行LACP选择逻辑确定端口可以加入聚合组之后，堆叠设备启动自身的端口，并设置端口禁止发送广播报文，设置端口的握手状态为7；接入设备也启动与堆叠设备相连的端口，并设置端口禁止发送广播报文，设置端口的握手状态为7。此时，两边的端口都只能接收报文，而不能发送报文。

在步骤409中，接入设备发送握手状态为7的报文之堆叠设备，表示重启启动后，已设置端口仅接收报文。

在步骤410中，堆叠设备收到握手状态为7的报文时，将本端对应的端口加入聚合组，设置端口的握手状态为8，该端口则可以进行流量的负载分担。此时环路生成，堆叠设备上流量实现负载分担。接着，堆叠设备发送握手状态为8的报文给对应的接入设备，向接入设备表示本端接收到对端已经获知本端启动完成，本端端口已加入聚合组，允许本端口参与流量负载分担。

堆叠设备对应所连接的各接入设备，在收到握手状态为7的报文时，均会将对应的端口加入聚合组。

在步骤411中，当接入设备上端口收到握手状态为8的报文时，将本端端口加入聚合组，并清除本端口发送广播报文的限制，发送握手状态为9的报文至堆叠设备。此时环路消失，通过端口加入聚合组后参与流量负载分担。

在步骤412中，堆叠设备上收到握手状态为9的报文时，则清除该端口的握手状态为0，并发送端口的握手状态为10给对应的接入设备。

在步骤413中，接入设备收到端口状态为10的报文时，清除端口的LACP握手状态为0。

至此整个重启结束。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种在堆叠设备重启过程中减少丢包的方法，堆叠设备通过链路聚合协议与接入设备相连，其特征在于，该方法包括：

堆叠设备重启关闭之前，通知与之相连的各接入设备；

接入设备收到堆叠设备重启关闭的通知后，将与该堆叠设备相连的端口退出聚合组执行流量切换；

在流量切换完成后，接入设备向堆叠设备发送已退出聚合组的通知；

堆叠设备收到各接入设备已退出聚合组的通知后，执行重启关闭操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

接入设备将与该堆叠设备相连的端口退出聚合组执行流量切换之前进一步包括：切换连接所述堆叠设备各端口的广播流量；在广播流量切换完成后，通知所述堆叠设备；

堆叠设备收到接入设备切换广播流量的通知后，将自身对应的端口退出聚合组，并向该接入设备发送已退出聚合组的通知；

接入设备收到堆叠设备发送的已退出聚合组的通知后，执行所述将与该堆叠设备相连的端口退出聚合组执行流量切换的操作。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

堆叠设备重启启动后，接入设备启动自身与所述堆叠设备相连的端口并设置所述自身与所述堆叠设备相连的端口仅接收报文，并向堆叠设备发送仅接收报文的通知；

堆叠设备收到所述接入设备仅接收报文的通知后，将自身对应端口加入聚合组，并向所述接入设备发送已加入聚合组的通知；

接入设备收到堆叠设备已加入聚合组的通知后，将自身与所述堆叠设备相连的端口加入聚合组。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

堆叠设备重启启动后、将端口加入聚合组之前，启动端口但限制端口发送广播报文；

在将自身的端口加入聚合组时，取消端口发送广播报文的限制。

5.一种在堆叠设备重启过程中减少丢包的***，其特征在于，该***包括堆叠设备和接入设备，所述堆叠设备通过链路聚合协议与所述接入设备相连；

所述堆叠设备，用于在自身重启关闭之前，通知与之相连的各接入设备；并在接收各接入设备发送的已退出聚合组的通知后，执行重启关闭操作；

所述接入设备，用于收到所述堆叠设备重启关闭的通知后，将与该堆叠设备相连的端口退出聚合组执行流量切换；并在流量切换完成后，向堆叠设备发送已退出聚合组的通知。

6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，

所述接入设备，进一步用于在将与该堆叠设备相连的端口退出聚合组执行流量切换之前，切换连接所述堆叠设备各端口的广播流量；在广播流量切换完成后，通知所述堆叠设备；并在收到所述堆叠设备发送的已退出聚合组的通知后，执行所述将与该堆叠设备相连的端口退出聚合组执行流量切换的操作；

所述堆叠设备，进一步用于收到接入设备切换广播流量的通知后，将自身对应的端口退出聚合组；并向对应接入设备发送已退出聚合组的通知。

7.根据权利要求5或6所述的***，其特征在于，

所述接入设备，用于在堆叠设备重启启动后，启动自身与所述堆叠设备相连的端口并设置所述自身与所述堆叠设备相连的端口仅接收报文，向所述堆叠设备发送仅接收报文的通知；并在收到堆叠设备已加入聚合组的通知后，将自身与所述堆叠设备相连的端口加入聚合组；

所述堆叠设备，用于在收到所述接入设备仅接收报文的通知后，将自身对应端口加入聚合组，并向所述接入设备发送已加入聚合组的通知。

8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，

所述堆叠设备，进一步用于在自身重启启动后、将端口加入聚合组之前，启动端口但限制端口发送广播报文；并在将自身的端口加入聚合组时，取消端口发送广播报文的限制。

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