CN103701726B - 一种核心交换机的接口索引管理方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种核心交换机的接口索引管理方法及***，该方法包括：为核心交换机的各槽位上的每个端口分配一个唯一对应的接口索引号；为核心交换机上插有板卡的槽位即上线槽位的每个端口分配一个MAC地址；建立上线槽位各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系，形成索引关系表；当第一槽位下线时，释放第一槽位的各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系和第一槽位的各端口的MAC地址；当第二槽位上线时，建立第二槽位的各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系。本发明采用了“静态绑定动态分配”的方式动态管理核心交换机的端口和上线板卡的MAC地址，索引分配效率高，不受接口数量的影响，随着交换机端口数量的增长，突出了本发明的高效性和稳定性。
Description
技术领域
本发明属于交换机数据领域，涉及一种接口管理方法及***，特别是涉及一种核心交换机的接口索引管理方法及***。
背景技术
核心交换机与集中式交换机在功能、性能、以及架构上都有很大的差别。集中式交换机由于在架构上只有一块单板，各物理端口与CPU都运行在同一块单板上，所以在***启动时就会完成所有接口的上线操作，且并不存在下线动作（下线意味着***掉电或重启）。现有的集中式交换机接口管理和MAC地址管理方式并不能支持业务板的动态拔插，即不能实现动态的接口管理和MAC地址管理。
核心交换机是一个框架式设备，包含多个槽位，每个槽位上可随时插拔业务板（如网卡、电话接线卡等）。CPU与核心交换机的业务端口在物理上分离，即***启动与端口上线不一定会同时存在，而***重启也不再与端口下线动作同步；此外，各业务板可以动态拔插，槽位上的板子可以在线也可离线。因此，需要对各槽位、每个槽位上的接口、以及插在各接口上的硬件的MAC地址进行动态管理，以便随时掌握每个槽位上的接口与插在各接口上的硬件的MAC地址二者的对应关系。
目前，市场上常用的核心交换机的接口管理方法是：根据插有硬件的接口进行动态索引的分配，利用“动态索引”这一中间变量将接口与插在接口上的硬件的MAC地址对应联系起来。例如，当接口a1上插有硬件b1时，核心交换机中的管理模块为当前插有硬件的接口a1分配索引号A1，并将索引号A1与硬件b1的MAC地址对应起来，即对应关系为a1-A1-b1的MAC地址。当接口a1上的硬件b1被拔掉，并在接口a2上***硬件b2时，所述管理模块先释放索引号A1与硬件b1的MAC地址之间的对应关系以及索引A1，再根据接口的索引编号顺序将释放后未被占用的索引号A1分配给硬件的接口a2，并将索引号A1与硬件b2的MAC地址对应起来，即对应关系为a2-A1-b2的MAC地址。上述接口管理方法的缺点在于：所述管理模块在每次分配索引时，必须查找、比较以及判断索引号是否被占用，即每次分配索引前必须按照索引号顺序动态检索一次未被占用的索引号，找到编号最靠前的一个未被占用的索引号来使用，然后才能重新建立接口与索引之间的对应关系。
随着核心交换机容量不断扩大，接口数量成线性增长时，现有的利用动态索引管理接口和MAC地址对应关系的方式在效率上会急剧下降，严重影响核心交换机的性能。因此，需要对核心交换机现有的接口管理和MAC地址管理方式进行改进。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种核心交换机的接口索引管理方法及***，用于解决现有核心交换机的接口索引管理方法效率低，严重影响核心交换机性能的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种核心交换机的接口索引管理方法，包括：为核心交换机的各槽位上的每个端口分配一个唯一对应的接口索引号；为核心交换机上插有板卡的槽位即上线槽位的每个端口分配一个MAC地址；建立所述上线槽位各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系，形成索引关系表；当所述核心交换机的第一槽位下线时，释放所述索引关系表中第一槽位的各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系、接口索引号以及第一槽位的各端口的MAC地址；当所述核心交换机的第二槽位上线时，将预留给所述第二槽位的接口索引号和MAC地址分配给所述第二槽位的各端口，建立所述索引关系表中第二槽位的各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系。
优选地，所述端口对应绑定一固定的接口索引号，即静态接口索引号；所述静态接口索引号根据所述端口所在槽位的编号和所述端口的编号唯一确定。
优选地，所述静态接口索引号的编号方式包括：由核心交换机的槽位编号和槽位上的端口编号共同组成；所述槽位编号的设定方式包括：按照核心交换机上各槽位的物理位置的顺序设定槽位编号；所述端口编号的设定方式包括：按照各槽位中各端口的物理位置的顺序设定端口编号；所述静态接口索引号的编号由槽位编号和端口编号顺序排列组成。
优选地，所述核心交换机的接口索引管理方法还包括：利用端口计数器记录当前上线槽位的所有端口的数量以及对应的端口编号。
优选地，所述端口不包括核心交换机中的XE端口；所述端口包括以下任一种或多种：主控板槽位中的端口、业务板槽位中的端口、虚拟的聚合端口。
本发明还提供一种核心交换机的接口索引管理***，所述核心交换机的接口索引管理***包括：索引号创建模块，为核心交换机的各槽位上的每个端口分配一个唯一对应的接口索引号；MAC地址分配模块，为核心交换机上插有板卡的槽位即上线槽位的每个端口分配一个MAC地址；索引关系表建立模块，与所述索引号创建模块和MAC地址分配模块分别相连，建立所述上线槽位各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系，形成索引关系表；索引关系表更新模块，与所述MAC地址分配模块相连，当所述核心交换机的第一槽位下线时，释放所述索引关系表中第一槽位的各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系、接口索引号以及第一槽位的各端口的MAC地址；当所述核心交换机的第二槽位上线时，将预留给所述第二槽位的接口索引号和MAC地址分配给所述第二槽位的各端口，建立所述索引关系表中第二槽位的各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系。
优选地，核心交换机的接口索引管理***还包括：端口计数器，与所述MAC地址分配模块相连，记录当前上线槽位的所有端口的数量以及对应的端口编号。
优选地，所述端口对应绑定一固定的接口索引号，即静态接口索引号；所述静态接口索引号根据所述端口所在槽位的编号和所述端口的编号唯一确定。
优选地，所述静态接口索引号由核心交换机的槽位编号和槽位上的端口编号共同组成；所述槽位编号是按照核心交换机上各槽位的物理位置的顺序设定的；所述端口编号是按照各槽位中各端口的物理位置的顺序设定的；所述槽位编号和端口编号顺序排列组成所述静态接口索引号。
优选地，所述端口不包括核心交换机中的XE端口；所述端口包括以下任一种或多种：主控板槽位中的端口、业务板槽位中的端口、虚拟的聚合端口。
如上所述，本发明的核心交换机的接口索引管理方法，具有以下有益效果：
本发明采用了“静态绑定动态分配”的方式动态管理核心交换机的端口和上线板卡的MAC地址，索引分配效率高，不受接口数量的影响，随着交换机端口数量的增长，突出了本发明的高效性和稳定性。
附图说明
图1为本发明所述的核心交换机的接口索引管理方法的流程示意图。
图2为本发明所述的单槽位接口索引分配的图解示意图。
图3为本发明所述的核心交换机的接口索引管理***的结构示意图。
元件标号说明
100 接口索引管理***
110 索引号创建模块
120 MAC地址分配模块
130 索引关系表建立模块
140 索引关系表更新模块
150 端口计数器
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例
本实施例提供一种核心交换机的接口索引管理方法，如图1所示，所述核心交换机的接口索引管理方法包括：
为核心交换机的各槽位上的每个端口分配一个唯一对应的接口索引号。所述端口对应绑定一固定的接口索引号，即静态接口索引号；所述静态接口索引号可以根据所述端口所在槽位的编号和所述端口的编号唯一确定。其中，所述端口不包括核心交换机中的XE端口；所述端口包括主控板槽位中的端口、业务板槽位中的端口、虚拟的聚合端口中的一种或多种。所述静态接口索引号在本发明中可简称为接口索引号。
为核心交换机上插有板卡的槽位即上线槽位的每个端口分配一个MAC地址。
建立所述上线槽位各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系，形成索引关系表。
进一步，所述静态接口索引号的编号方式包括：由核心交换机的槽位编号和槽位上的端口编号共同组成。例如：所述槽位编号的设定方式包括：按照核心交换机上各槽位的物理位置的顺序设定槽位编号；所述端口编号的设定方式包括：按照各槽位中各端口的物理位置的顺序设定端口编号；所述静态接口索引号的编号由槽位编号和端口编号顺序排列组成。
例如，采用数组结构的方式对槽位、端口、以及板卡进行管理。对于整个核心交换机将槽位板卡结构Slot_Struct定义成数组，数组大小即为核心交换机所支持的最大槽位数，通过Slot_No（槽位编号）来指向对应数组下标即可获取某块槽位板卡的数据；槽位板卡结构内部保存有端口编号、端口类型等成员。在槽位板卡结构中保存的一个端口计数器Port_No，该端口计数器在后续应用中可理解为游标或指针，每上线一个板卡端口（简称端口或接口）则计数器加1，以记录当前业务板上线的端口编号。获取端口编号的方式为：Slot_Struct[Slot_No].Port_No。
接口索引号的管理过程为：接口索引的起始编号定义为IF_INDEX_BASE（这里定义为1）。预留Main_Board_Port_Num个接口索引号给主控板，供将来主控板扩展业务使用；假设Main_Board_Port_Num=64，即接口索引号1～64预留给主控板，对于主控板支持业务端口的情况可以直接使用该接口索引号。业务板接口索引的起始编号紧接主控板的接口索引号，根据上述假设，业务板的起始索引号为65。假设最大业务板数Board_Num为8，单槽位最大端口数Borad_Port_Num为64，则线卡（即业务板）接口索引总数All_Service_Port_Num=Board_Num×Borad_Port_Num=8×64=512。XE口需做特别处理。由于XE口上线无论在时间上还是位置上都无循序可言，故必须对XE口的分配空间采取轮询检测空位的方式，即每个线卡预留最大XE_Num（假设该值为16）个XE口，预留区域为每槽位倒数第XE_Num端口到最后一个端口。该XE口分配空间依然处于该槽位空间内，即XE_Num必须小于等于Borad_Port_Num。单槽位接口索引分配图解如图2所示。聚合口数Agg_Port_Num假设预留128个，聚合口又分动态和静态两类，分别划分区间进行管理，前一半Agg_Port_Num索引号预留给sa，后一半Agg_Port_Num索引号预留给po。
本发明中，非XE端口采用静态绑定动态分配的方式，无需向***申请额外资源，只要获取到当前上线的槽位编号、端口编号、端口类型等参数，便可计算出接口索引偏移值，再加上接口索引起始地址即可得出接口索引号。
如：业务板的接口索引号计算公式为：
if_index=IF_INDEX_BASE+Main_Board_Port_Num+Borad_Port_Num*(Slot_No-1)+Slot_Struct[Slot_No].Port_No。
主控板的接口索引号计算公式为：
if_index=IF_INDEX_BASE+Slot_Struct[Slot_No].Port_No。
由于是一一映射的关系，故只要计算出索引偏移值即可得出接口索引号，不需再进行查找、比较、以及判断索引是否被占用等操作，可以极大的提高分配效率，从而大大提升设备性能。
本发明所述的索引管理方法也可以应用于对MAC地址的索引管理，根据该索引再从MAC地址池中取出该接口的MAC地址，只是在资源申请和分配表的宽度上可定义不同长度，按需定义。计算公式与接口索引基本相同，只要替换相关参数即可。即首先由***提供一个MAC地址池，这是预先申请好的MAC地址。接下来要做的就与本发明所述的端口索引管理方法的分配基本一致了。非XE口下线时，对于接口索引和MAC地址索引来说，除了XE口之外，其他端口类型均无需进行释放操作，唯一要做的处理是，当有一个端口下线时，将Slot_Struct[Slot_No].Port_No进行减1操作即可。当有XE口下线时，则需要对XE的管理空间进行释放操作，以让出空间给后面上线的XE口。
本发明所述的静态接口索引号的编号方式包括但不限于本实施例列举的一种方式，凡是根据本发明的原理实现的接口索引号的编号方式都包括在本发明的保护范围内。
利用端口计数器记录当前上线槽位的所有端口的数量以及对应的端口编号。
当所述核心交换机的第一槽位下线时，释放所述索引关系表中第一槽位的各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系、接口索引号以及第一槽位的各端口的MAC地址；当所述核心交换机的第二槽位上线时，将预留给所述第二槽位的接口索引号和MAC地址分配给所述第二槽位的各端口，建立所述索引关系表中第二槽位的各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系。
本发明还提供一种核心交换机的接口索引管理***，该***能实现本发明所述的核心交换机的接口索引管理方法，但该方法的实现装置包括但不限于本发明所述的核心交换机的接口索引管理***。
如图3所示，所述核心交换机的接口索引管理***100包括：索引号创建模块110，MAC地址分配模块120，索引关系表建立模块130，索引关系表更新模块140，端口计数器150。
所述索引号创建模块110为核心交换机的各槽位上的每个端口分配一个唯一对应的接口索引号。其中，所述端口对应绑定一固定的接口索引号，即静态接口索引号；所述静态接口索引号根据所述端口所在槽位的编号和所述端口的编号唯一确定。本发明所述的端口不包括核心交换机中的XE端口；所述端口包括以下任一种或多种：主控板槽位中的端口、业务板槽位中的端口、虚拟的聚合端口。
进一步，所述静态接口索引号由核心交换机的槽位编号和槽位上的端口编号共同组成；所述槽位编号是按照核心交换机上各槽位的物理位置的顺序设定的；所述端口编号是按照各槽位中各端口的物理位置的顺序设定的；所述槽位编号和端口编号顺序排列组成所述静态接口索引号。
所述MAC地址分配模块120为核心交换机上插有板卡的槽位即上线槽位的每个端口分配一个MAC地址。
所述索引关系表建立模块130与所述索引号创建模块110和MAC地址分配模块120分别相连，建立所述上线槽位各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系，形成索引关系表。
所述索引关系表更新模块140与所述MAC地址分配模块120相连，当所述核心交换机的第一槽位下线时，释放所述索引关系表中第一槽位的各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系、接口索引号以及第一槽位的各端口的MAC地址；当所述核心交换机的第二槽位上线时，将预留给所述第二槽位的接口索引号和MAC地址分配给所述第二槽位的各端口，建立所述索引关系表中第二槽位的各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系。其中，第一槽位和第二槽位均为泛指，仅为区分下线槽位（即拔出板卡的槽位）和上线槽位（即插有板卡的槽位）。MAC地址是***分给上线槽位的端口的，一旦槽位下线，其端口的MAC地址自然被释放，然后可以作为预留的MAC地址分配给后续上线槽位的端口。
所述端口计数器150与所述MAC地址分配模块120相连，记录当前上线槽位的所有端口的数量以及对应的端口编号。
本发明针对现有问题，提出了一种核心交换机的接口索引管理方法，该方法高效的动态管理交换机端口和板卡MAC地址的对应关系，主要内容包括：对所有端口（XE口除外）采用静态映射的方式进行管理，即一个端口对应于一个固定的接口索引号（也称静态接口索引号），根据该端口所在槽位的编号和端口的编号唯一确定其接口索引号；根据端口所在槽位编号和端口编号唯一确定该端口的MAC地址。
本发明支持利用索引动态管理核心交换机的端口和上线板卡的MAC地址，板卡的上线申请，下线释放都十分灵活；支持板卡热拔插。本发明相对于现有技术的优点是：采用了“静态索引”的方式动态管理核心交换机的端口和上线板卡的MAC地址，相对于现有技术中的“动态索引”方式具有索引分配效率高，不受接口数量的影响，稳定性强，能够支持任何类型的核心交换机的性能。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种核心交换机的接口索引管理方法，其特征在于，所述核心交换机的接口索引管理方法包括：
为核心交换机的各槽位上的每个端口对应绑定一个唯一对应的固定的接口索引号，即静态接口索引号，所述静态接口索引号根据所述端口所在槽位的编号和所述端口的编号唯一确定；
为核心交换机上插有板卡的槽位即上线槽位的每个端口分配一个MAC地址；
建立所述上线槽位各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系，形成索引关系表；
当所述核心交换机的第一槽位下线时，释放所述索引关系表中第一槽位的各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系、接口索引号以及第一槽位的各端口的MAC地址；
当所述核心交换机的第二槽位上线时，将预留给所述第二槽位的接口索引号和MAC地址分配给所述第二槽位的各端口，建立所述索引关系表中第二槽位的各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系。
2.根据权利要求1所述的核心交换机的接口索引管理方法，其特征在于：所述静态接口索引号的编号方式包括：由核心交换机的槽位编号和槽位上的端口编号共同组成；所述槽位编号的设定方式包括：按照核心交换机上各槽位的物理位置的顺序设定槽位编号；所述端口编号的设定方式包括：按照各槽位中各端口的物理位置的顺序设定端口编号；所述静态接口索引号的编号由槽位编号和端口编号顺序排列组成。
3.根据权利要求1所述的核心交换机的接口索引管理方法，其特征在于，所述核心交换机的接口索引管理方法还包括：利用端口计数器记录当前上线槽位的所有端口的数量以及对应的端口编号。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的核心交换机的接口索引管理方法，其特征在于：所述端口不包括核心交换机中的XE端口；所述端口包括以下任一种或多种：主控板槽位中的端口、业务板槽位中的端口、虚拟的聚合端口。
5.一种核心交换机的接口索引管理***，其特征在于，所述核心交换机的接口索引管理***包括：
索引号创建模块，为核心交换机的各槽位上的每个端口对应绑定一个唯一对应的固定的接口索引号，即静态接口索引号，所述静态接口索引号根据所述端口所在槽位的编号和所述端口的编号唯一确定；
MAC地址分配模块，为核心交换机上插有板卡的槽位即上线槽位的每个端口分配一个MAC地址；
索引关系表建立模块，与所述索引号创建模块和MAC地址分配模块分别相连，建立所述上线槽位各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系，形成索引关系表；
索引关系表更新模块，与所述MAC地址分配模块相连，当所述核心交换机的第一槽位下线时，释放所述索引关系表中第一槽位的各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系、接口索引号以及第一槽位的各端口的MAC地址；当所述核心交换机的第二槽位上线时，将预留给所述第二槽位的接口索引号和MAC地址分配给所述第二槽位的各端口，建立所述索引关系表中第二槽位的各端口的MAC地址与接口索引号的对应关系。
6.根据权利要求5所述的核心交换机的接口索引管理***，其特征在于，核心交换机的接口索引管理***还包括：端口计数器，与所述MAC地址分配模块相连，记录当前上线槽位的所有端口的数量以及对应的端口编号。
7.根据权利要求5所述的核心交换机的接口索引管理***，其特征在于：所述静态接口索引号由核心交换机的槽位编号和槽位上的端口编号共同组成；所述槽位编号是按照核心交换机上各槽位的物理位置的顺序设定的；所述端口编号是按照各槽位中各端口的物理位置的顺序设定的；所述槽位编号和端口编号顺序排列组成所述静态接口索引号。
8.根据权利要求5至7任意一项所述的核心交换机的接口索引管理***，其特征在于：所述端口不包括核心交换机中的XE端口；所述端口包括以下任一种或多种：主控板槽位中的端口、业务板槽位中的端口、虚拟的聚合端口。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20180206 Termination date: 20181231 |
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