CN101572646B - 一种远程irf堆叠的实现方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远程IRF堆叠的实现方法和堆叠设备。该方法应用于需要建立IRF堆叠的第一接入设备和第二接入设备中，第一接入设备和第二接入设备间通过中间设备连接。通过使用本发明，在跨网络的接入设备间进行角色选举并进行链路信息的传递，由选举结果为主设备的接入设备发送链路配置报文，触发接入设备间的中间设备和从设备将成员端口加入私有VLAN，建立二层隧道，并利用该二层隧道进行数据报文的交互，实现了接入设备间跨网络的IRF堆叠。

Description

一种远程IRF堆叠的实现方法和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种远程IRF(Intelligent ResilientFramework，智能弹性架构)堆叠的实现方法和设备。

背景技术

IRF也称为IRF堆叠，是将多台设备通过堆叠口连接在一起形成一台“虚拟逻辑设备”的技术。用户对这台“虚拟逻辑设备”进行管理，可以实现对堆叠中的所有设备进行管理。

IRF堆叠的一组网示意图如图1所示。IRF堆叠中的单台设备称为成员设备，成员设备按照功能不同，分为两种角色即Master设备和Slave设备。Master设备负责管理整个堆叠。一个堆叠中同一时刻只能有一台成员设备成为Master设备。Slave设备隶属于Master设备，作为Master设备的备份设备运行。堆叠中除了Master设备，其它设备都是Slave设备。堆叠中可能存在多台Slave设备。

IRF技术可以具有如下优点：

(1)简化了对多台设备的管理。IRF堆叠形成之后，用户连接到任何一台成员设备的任何一个端口即可登录IRF堆叠系统，这相当于直接登录IRF系统中的Master设备，通过对Master设备的配置达到管理整个IRF堆叠以及堆叠内的所有成员设备的效果，可以直接为每一成员设备分配IP、连接互通、运行路由协议等，而不用物理连接到每台成员设备。

(2)实现了强大的网络扩展能力。通过增加成员设备，可以扩展IRF堆叠系统的端口数、带宽和处理能力，增加IRF堆叠系统的汇聚能力。

(3)实现了系统运行的高可靠性。IRF堆叠系统由多台成员设备组成，Master设备负责堆叠的运行、管理和维护，Slave设备在作为备份的同时也可以处理业务，一旦Master设备故障，系统中的各Slave设备会迅速自动选举新的Master设备，以保证通过堆叠的业务不中断，从而实现了设备级的1:N备份。另外成员设备之间物理堆叠口支持聚合功能，堆叠系统和上、下层设备之间的物理连接也支持聚合功能，这样通过多链路备份提高了堆叠系统的可靠性。

(4)支持远距离设备通过光纤连接，环形堆叠的后IRF堆叠系统可以用于组建城域环网。

现有的IRF堆叠技术中，要求加入堆叠的设备必须是直连的。其原因在于，如果中间设备位于堆叠设备之间，则一旦中间设备的非堆叠相关报文进入到堆叠设备的堆叠口，堆叠设备无法对这些非堆叠相关报文进行处理，从而影响堆叠设备的正常使用。这在一定程度上限制了堆叠的组网应用。比如，以图2中所示组网场景为例，S5500-1和S5500-2是客户侧的两台设备，其通过运营商的设备连接在一起，由于S5500-1和S5500-2并非直连，因此S5500-1和S5500-2不能堆叠在一起。

发明内容

本发明提供一种远程IRF堆叠的实现方法和设备，用于实现在远程设备间建立IRF堆叠。

为达到上述目的，本发明提供一种远程IRF堆叠的实现方法，应用于需要建立IRF堆叠的第一接入设备和第二接入设备中，所述第一接入设备和第二接入设备间通过中间设备连接，所述方法包括：

所述第一接入设备和第二接入设备进行角色选举，根据选举结果分别作为主设备和从设备；

所述主设备通过所述中间设备向所述从设备发送链路查询报文，并接收所述从设备通过所述中间设备发送的链路应答报文；

所述主设备根据所述链路应答报文中携带的主设备与从设备间的链路信息，生成链路配置报文并通过所述中间设备向所述从设备发送，所述链路配置报文中携带私有VLAN信息以及成员端口信息，触发所述中间设备和从设备将所述成员端口信息中涉及的端口加入所述私有VLAN，建立二层隧道；

所述主设备或所述从设备接收到堆叠相关的数据报文时，为所述报文添加私有VLAN标签后，通过所述二层隧道将所述数据报文向IRF堆叠的对端设备发送，触发所述IRF堆叠的对端设备剥离所述私有VLAN标签，获得所述数据报文。

其中，所述第一接入设备和第二接入设备进行角色选举，根据选举结果分别作为主设备和从设备包括：

所述第一接入设备和第二接入设备互发竞选报文，所述竞选报文中携带自身设备信息；

所述第一接入设备和第二接入设备根据接收到的竞选报文中携带的对方设备的设备信息，确定自身的角色为主设备或从设备；

所述从设备停止发送所述竞选报文，并向所述主设备发送确认报文；接收到所述确认报文的主设备停止发送所述竞选报文。

其中，所述接收从设备通过所述中间设备发送的链路应答报文包括：

所述从设备发送链路应答报文，所述链路应答报文中携带所述从设备的设备信息，所述从设备的设备信息包括：桥MAC、跳数、报文发送端口名称、报文发送端口物理带宽以及设备剩余VLAN；

接收到所述链路应答报文的中间设备在所述链路应答报文中添加所述中间设备的设备信息，并继续转发所述链路应答报文直至所述链路应答报文到达所述主设备，所述中间设备的设备信息包括：桥MAC、跳数、报文发送端口名称、报文发送端口物理带宽、报文接收端口名称、报文接收端口物理带宽以及设备剩余VLAN。

其中，所述主设备根据所述链路应答报文中携带的主设备与从设备间的链路信息，生成链路配置报文包括：

所述主设备根据主设备与从设备间的链路信息，根据各设备剩余VLAN的交集确定一VLAN作为私有VLAN并创建私有VLAN，根据各设备端口物理带宽确定二层隧道带宽；根据所述从设备的报文发送端口名称、所述中间设备的报文发送端口名称和报文接收端口名称，确定成员端口信息；

所述主设备生成链路配置报文，所述链路配置报文中包括二层隧道上各个设备的桥MAC、二层隧道上的成员端口信息，二层隧道带宽以及所述私有VLAN信息。

其中，所述触发所述中间设备和从设备将所述成员端口信息中涉及的端口加入所述私有VLAN，建立二层隧道包括：

所述中间设备接收所述链路配置报文，根据所述链路配置报文中的桥MAC获取自身相关的配置信息，根据所述私有VLAN信息设置私有VLAN，根据所述成员端口信息将自身设备上相关端口作为成员端口加入所述私有VLAN，向所述主设备发送配置确认报文并转发所述链路配置报文；

所述从设备接收所述链路配置报文，根据所述链路配置报文中的桥MAC获取自身相关的配置信息，根据所述私有VLAN信息设置私有VLAN，根据所述成员端口信息将自身设备上相关端口作为成员端口加入所述私有VLAN，向所述主设备发送配置确认报文；

所述主设备接收到所述中间设备和从设备发送的配置确认报文，将接入端口设置成UP状态，并发送通知接入端口UP的通知报文给所述从设备。

其中，所述通过所述二层隧道将所述数据报文向IRF堆叠的对端设备发送包括：

所述中间设备通过一成员端口接收到携带私有VLAN标签的数据报文时，通过加入所述二层隧道的另一成员端口将所述携带私有VLAN标签的数据报文向下一设备转发，直至将所述携带私有VLAN标签的数据报文发送到IRF堆叠的对端设备。

其中，还包括：

所述主设备发现各设备剩余VLAN的交集为空时向网管设备发送通知；或

所述主设备根据各设备端口物理带宽确定的二层隧道带宽小于所述IRF堆叠的接入带宽时，向网管设备发送通知；或

所述主设备发现所述二层隧道链路中某设备端口的物理带宽发生变化，且根据各设备端口物理带宽确定的二层隧道带宽发生变化时，向网管设备发送通知；或

所述主设备发现所述二层隧道链路中某设备端口的状态在down/up间变化时，向网管设备发送通知。

本发明还提供一种堆叠设备，作为第一接入设备和第二接入设备通过中间设备连接，所述堆叠设备包括：

角色选举单元，用于和所述第二接入设备进行角色选举，根据选举结果确定自身设备为主设备或从设备；

二层隧道建立单元，用于通过和所述第二接入设备进行链路查询报文以及链路应答报文的交互，触发主设备生成链路配置报文并通过中间设备向所述从设备发送，所述链路配置报文中携带私有VLAN信息以及成员端口信息，触发所述中间设备和从设备将所述成员端口信息中涉及的端口加入所述私有VLAN，建立二层隧道；

报文交互单元，用于与所述第二接入设备通过所述二层隧道进行数据报文的交互，实现远程IRF堆叠。

其中，所述角色选举单元包括：

竞选报文收发子单元，用于向所述第二接入设备发送携带自身设备信息的竞选报文，并接收所述第二接入设备发送的携带对方设备的设备信息的竞选报文；

设备角色确定子单元，用于根据所述竞选报文收发子单元接收到的竞选报文中携带的对方设备的设备信息，确定自身的角色为主设备或从设备；

确认报文收发子单元，用于当所述设备角色确定子单元确定自身角色为从设备时，停止发送所述竞选报文，并向所述第二接入设备发送确认报文；当所述设备角色确定子单元确定自身角色为主设备时，在接收到所述第二接入设备发送的确认报文后，通知所述竞选报文收发子单元停止发送所述竞选报文。

其中，所述角色选举单元的选举结果为主设备时，所述第二接入设备为从设备，所述二层隧道建立单元包括：

链路查询报文发送子单元，用于通过所述中间设备向所述从设备发送链路查询报文；

链路应答报文接收子单元，用于接收所述从设备通过所述中间设备发送的链路应答报文；所述链路应答报文中携带所述从设备的设备信息以及中间设备的设备信息，所述从设备的设备信息包括：桥MAC、跳数、报文发送端口名称、报文发送端口物理带宽以及设备剩余VLAN；所述中间设备的设备信息包括：桥MAC、跳数、报文发送端口名称、报文发送端口物理带宽、报文接收端口名称、报文接收端口物理带宽以及设备剩余VLAN；

链路配置报文生成子单元，用于根据所述链路应答报文接收子单元接收到的链路应答报文中携带的主设备与从设备间的链路信息，根据各设备剩余VLAN的交集确定一VLAN作为私有VLAN并创建私有VLAN，根据各设备端口物理带宽确定二层隧道带宽；根据所述从设备的报文发送端口名称、所述中间设备的报文发送端口名称和报文接收端口名称，确定成员端口信息；并生成链路配置报文，所述链路配置报文中包括二层隧道上各个设备的桥MAC、二层隧道上的成员端口信息，二层隧道带宽以及私有VLAN信息；

链路配置报文发送子单元，用于发送所述链路配置报文生成子单元生成的链路配置报文，触发所述中间设备和从设备将所述成员端口信息中涉及的端口加入所述私有VLAN，建立二层隧道；

配置确认报文接收子单元，用于接收所述中间设备和从设备根据所述链路配置报文进行二层隧道配置后发送的配置确认报文，将接入端口设置成UP状态，并发送通知接入端口UP的通知报文给所述从设备。

其中，所述角色选举单元的选举结果为从设备时，所述第二接入设备为主设备，所述二层隧道建立单元包括：

链路查询报文接收子单元，用于接收所述主设备通过所述中间设备发送的链路查询报文；

链路应答报文发送子单元，用于发送链路应答报文，所述链路应答报文中携带自身设备的设备信息，所述从设备的设备信息包括：桥MAC、跳数、报文发送端口名称、报文发送端口物理带宽以及设备剩余VLAN；

链路配置报文处理子单元，用于接收所述主设备发送的链路配置报文，根据所述链路配置报文中的桥MAC获取自身相关的配置信息，根据所述私有VLAN信息设置私有VLAN，根据所述成员端口信息将自身设备上相关端口作为成员端口加入所述私有VLAN，向所述主设备发送配置确认报文。

其中，所述报文交互单元包括：

报文转发子单元，用于接收到需要向第二接入设备转发的数据报文时，在所述数据报文中添加所述私有VLAN的标签，并通过所述二层隧道向第二接入设备转发；

报文接收子单元，用于接收到第二接入设备发送的数据报文时，剥离所述数据报文的私有VLAN标签并对所述数据报文进行相应处理。

其中，所述角色选举单元的选举结果为主设备时，还包括通知发送单元，用于：

发现各设备剩余VLAN的交集为空时向网管设备发送通知；或

根据各设备端口物理带宽确定的二层隧道带宽小于所述IRF堆叠的接入带宽时，向网管设备发送通知；或

发现所述二层隧道链路中某设备端口的物理带宽发生变化，且根据各设备端口物理带宽确定的二层隧道带宽发生变化时，向网管设备发送通知；或

发现所述二层隧道链路中某设备端口的状态在down/up间变化时，向网管设备发送通知。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

在跨网络的接入设备间进行角色选举并进行链路信息的传递，由选举结果为主设备的接入设备发送链路配置报文，触发接入设备间的中间设备和从设备将成员端口加入私有VLAN，建立二层隧道，并利用该二层隧道进行数据报文的交互，实现了接入设备间跨网络的IRF堆叠。

附图说明

图1是现有技术中IRF堆叠的一组网示意图；

图2是现有技术中加入堆叠的设备为非直连时的组网示意图；

图3是本发明中远程IRF堆叠的实现方法的流程图；

图4是本发明应用场景中远程IRF堆叠的一组网示意图；

图5是本发明中使用本发明中提供的堆叠方法的一组网示意图；

图6是本发明中提供的堆叠设备的结构示意图；

图7是本发明中提供的堆叠设备作为主设备时的结构示意图；

图8是本发明中提供的堆叠设备作为从设备时的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种远程IRF堆叠的实现方法，应用于需要建立IRF堆叠的第一接入设备和第二接入设备中，且该第一接入设备和第二接入设备间通过中间设备连接，如图3所示，该方法包括：

步骤s301、第一接入设备和第二接入设备进行角色选举，根据选举结果分别作为主设备和从设备。

步骤s302、主设备通过中间设备向从设备发送链路查询报文，并接收从设备通过中间设备发送的链路应答报文。

步骤s303、主设备根据链路应答报文中携带的主设备与从设备间的链路信息，生成链路配置报文并通过中间设备向从设备发送，链路配置报文中携带私有VLAN信息以及成员端口信息，触发中间设备和从设备将成员端口信息中涉及的端口加入私有VLAN，建立二层隧道。

步骤s304、主设备或从设备接收到堆叠相关的数据报文时，为数据报文添加私有VLAN标签后，通过二层隧道将数据报文向IRF堆叠的对端设备发送，触发IRF堆叠的对端设备剥离私有VLAN标签，获得数据报文。

通过使用本发明，在跨网络的接入设备间进行角色选举并进行链路信息的传递，由选举结果为主设备的接入设备发送链路配置报文，触发接入设备间的中间设备和从设备将成员端口加入私有VLAN，建立二层隧道，并利用该二层隧道进行数据报文的交互，实现了接入设备间跨网络的IRF堆叠。

以下结合一个具体的应用场景，描述本发明中远程堆叠的实现方法。以图4所示的组网场景为例，待连接的两个远程堆叠设备为Switch1和Switch4，其通过Switch2和Switch3连接。在网络中连接两个远程堆叠设备的通道为二层隧道L2-Tunnel。一个L2-Tennel需要有两个接入端口，如图4中Switch-1和Switch-4设备中的黑色实心圆点所示的端口P1/0和P4/0。L2-Tunnel经过的所有网络设备支持L2-Tennel全局使能。为保证安全性，L2-Tunnel链路协商报文可以采取AES(Advanced Encryption Standard，高级加密标准)加密，加密密钥在各个设备上手工配置。STP(Spanning Tree Protocol，生成树协议)阻塞端口不接收和发送链路协商报文，STP端口为设备上被阻塞的端口，用于防止二层环路的生成。

对于远程堆叠设备Switch1和Switch4，这两个远程堆叠设备上各具有一个L2-Tunnel接入端口，也可以称为接入设备。首先在待连接的两个接入设备之间进行角色选举，选举出一个设备作为Master设备(主设备)，另一设备作为Slave设备(从设备)，该Master设备负责Private VLAN(私有VLAN)的选取和链路承载能力的计算。除了Master设备外的另一个具有L2-Tunnel接入端口的接入设备称为Slave设备。

具体的角色选举方法为：接入设备(指Switch1和Switch4，以下以Switch1为例进行说明)通过L2-Tunnel接入端口以外的其它物理口(图4中为P1/1)向外组播发送L2-Tunnel Master设备竞选报文，竞选报文的目的MAC(MediumAccess Control，媒体接入控制)地址是特定的组播MAC地址。该竞选报文中携带发送设备的桥MAC，但不携带Tag(标签)，使得接收到该竞选报文的设备将该竞选报文按照二层协议报文处理，而不是按照携带Tag的数据报文处理。中间设备(Switch2和Switch3)转发该竞选报文，对端接入设备(如Switch4)收到竞选报文后不再继续转发该竞选报文，将竞选报文中携带的发送设备的桥MAC与自身设备的桥MAC进行比较，如果对端桥MAC优(比较规则可以设置具有较小数值的桥MAC更优等)，则向对端接入设备发送确认报文；确认报文中包含自身设备的桥MAC，同时自己停止发送竞选报文；如果本端桥MAC优，则继续通过L2-Tunnel接入端口以外的其它物理口向外组播发送竞选报文，直至接收到对端接入设备发送的携带对端桥MAC的确认报文。通过上述步骤，实现了在待连接的两个接入设备之间选举出一个设备作为Master设备。

确定了Master设备和Slave设备后，作为Master设备的接入设备向Slave设备单播发送链路查询报文。Slave设备收到链路查询报文后，向Master设备的接入端口组播发送链路应答报文，该链路应答报文的目的MAC地址是特定的组播MAC地址。链路应答报文中的内容包括：

桥MAC，跳数(初始值为0)，报文发送端口名称，报文发送端口物理带宽，报文接收端口名称，报文接收端口物理带宽，设备剩余VLAN。

中间设备收到该链路应答报文后，在链路应答报文的数据部分增加自身设备信息，包括：

桥MAC，跳数(接收到的链路应答报文中的跳数+1)，报文发送端口名称，报文发送端口物理带宽，报文接收端口名称，报文接收端口物理带宽，设备剩余VLAN。

以图4所示的组网场景为例，当选举结果为Switch1设备为Master设备时，Switch1发送链路查询报文，Switch4收到链路查询报文后，返回链路应答报文，链路应答报文中包括如下的链路信息：

{

0-0-4；0；P4/3；1000M；；；3000-4000

}

即对于Switch4，桥MAC为0-0-4，跳数为初始值0，报文发送端口名称为P4/3，报文发送端口物理带宽为1000M，设备剩余VLAN为3000-4000；作为第一个发送链路应答报文的设备，链路应答报文中不包括报文接收端口名称和报文接收端口物理带宽。

Switch3接收到Switch4发送的链路应答报文后，在链路应答报文中添加自身设备信息并转发，添加的设备信息为：

{

0-0-3；1；P3/2；100M；P3/3；1000M；3300-4000

}

即对于Switch3，桥MAC为0-0-3，跳数为1，报文发送端口名称为P3/2，报文发送端口物理带宽为100M，报文接收端口名称为P3/3，报文接收端口物理带宽为1000M，设备剩余VLAN为3300-4000。

以此类推，Switch4发送的链路应答报文以此经过Switch3和Switch2最终到达Switch1时，Switch1接收到的链路应答报文中包括如下的链路信息：

{

0-0-4；0；P4/3；1000M；；；3000-4000

0-0-3；1；P3/2；100M；P3/3；1000M；3300-4000

0-0-2；2；P2/1；1000M；P2/2；100M；3500-4000

}

根据该链路应答报文中包括的链路信息，Master设备可以获知其接入端口与Slave设备的接入端口之间的链路信息和连接情况。具体的，Master设备可以获知每一中间设备以及从设备的MAC地址、跳数、物理带宽以及未分配的剩余VLAN，并根据从设备的报文发送端口名称、中间设备的报文发送端口名称和报文接收端口名称，确定待建立隧道的成员端口信息。

Master设备根据获知的链路信息，在剩余VLAN的交集里随机选取一个VLAN作为Private VLAN(私有VLAN)并创建Private VLAN，在链路物理带宽中选取最小的物理带宽为Tunnel带宽。之后Master设备将自身设备上端口加入到该Private VLAN，Private VLAN内禁止MAC地址学习，该VLAN对Master设备上的其它物理口不可见，为L2-Tunnel专用。需要说明的是，当剩余VLAN交集为空时，Master设备需要向用户发送告警或trap与Tunnel相关的成员信息，提示用户在哪些设备上需要预留Private VLAN。如果链路最小带宽小于L2-Tunnel接入端口的带宽，表明该链路不符合堆叠需求，向网管发送告警或trap信息。

仍以图4所示的组网场景为例，作为Master设备的Switch1根据接收到的链路应答报文中获取链路信息，在Switch4、Switch3和Switch2上剩余VLAN的交集，即(3000-4000)∩(3300-4000)∩(3500-4000)中随机选择一VLAN作为Private VLAN(以下以选择的VLAN为VLAN 4000为例进行说明)。在Switch4、Switch3和Switch2端口链路物理带宽中选取最小的物理带宽，即Min{1000M，1000M，100M}＝100M作为Tunnel带宽。最后将P1/0和P1/1端口作为Tunnel成员端口加入到Private VLAN。

之后，Master设备向外组播发送链路配置报文，报文内容包括：Tunnel链路上各个设备的桥MAC，Tunnel成员端口，Tunnel链路速率，Private VLAN。

仍以图4所示的组网场景为例，作为Master设备的Switch1发送的链路配置报文中携带的内容为：

{

0-0-2；P2/1；P2/2；100M；4000

0-0-3；P3/2；P3/3；100M；4000

0-0-4；P4/3；100M；4000

}

中间设备收到该链路配置报文后，根据桥MAC找到与自己设备对应的配置信息，根据链路配置报文中的Private VLAN信息创建并设置Private VLAN，根据链路配置报文中的Tunnel成员端口信息，将自身设备上与Tunnel相关的端口加入到Private VLAN，之后向Master设备发送配置确认报文。以Switch3为例，其设置Private VLAN 4000并将端口P3/2和P3/3加入到Private VLAN，之后向Switch1发送配置确认报文。Slave设备对Tunnel口的配置同Master设备，配置完成后同样向Master设备发送确认报文。以Switch4为例，其设置PrivateVLAN 4000并将端口P4/3和P4/0加入到Private VLAN，之后向Switch1发送配置确认报文.

Master设备收到全部设备发送的配置确认报文后，把Tunnel口设置成UP状态，并发送通知Tunnel口UP的通知报文给Slave设备。至此，完成了L2-Tunnel的自动协商和建立过程。

L2-Tunnel建立后，即可利用该L2-Tunnel进行数据传输。数据到达L2-Tunnel的任一接入端口时，被打上Private VLAN的外层Tag，从Tunnel的另一个端口转发出去。中间设备收到这报文后作同样转发。如果数据的转发端口是L2-Tunnel的接入端口，则数据转发前要剥离外层Tag。因为Private VLAN的数据转发不依靠MAC地址表，而且不进行MAC地址学习，因此数据中的用户信息不会泄露，也不会占用设备的MAC资源。另外由于Private VLAN为L2-Tunnel预留并专用，因此L2-Tunnel内流量与L2-Tunnel外流量实现完全隔离。符合IRF远距离堆叠需求。

另外，本发明还涉及链路带宽变化过程。L2-Tunnel建立后，Tunnel Master设备维护链路信息，隧道链路中有设备物理带宽发送变化时，该设备向TunnelMaster设备发送物理带宽变化上报报文给Master设备，Tunnel Master设备重新检查链路最小带宽，如果最小带宽发送变化，则向网管设备发送告警报文，网络管理员可以根据需要手工通知Tunnel Master设备更新Tunnel接入端口物理带宽。Tunnel中间设备如果发现端口down/up，通过link down/link up报文通知给Master设备，Master设备产品告警和trap信息，通知网管设备。

使用本发明中提供的堆叠方法的一组网示意图如图5所示，在运营商设备上建立两条L2-Tunnel后，位于不同办公地点的客户的两台交换设备远距离实现了堆叠，并且可以堆叠口聚合。

通过使用本发明提供的堆叠方法，在跨网络的接入设备间进行角色选举并进行链路信息的传递，由选举结果为主设备的接入设备发送链路配置报文，触发接入设备间的中间设备和从设备将成员端口加入私有VLAN，建立二层隧道，并利用该二层隧道进行数据报文的交互，实现了接入设备间跨网络的IRF堆叠。

本发明还提供了一种堆叠设备，用于实现远程智能弹性架构IRF堆叠的实现方法，作为第一接入设备和第二接入设备通过中间设备连接，如图6所示，该堆叠设备包括：

角色选举单元10，用于和第二接入设备进行角色选举，根据选举结果确定自身设备为主设备或从设备；

二层隧道建立单元20，用于通过和第二接入设备进行链路查询报文以及链路应答报文的交互，触发主设备生成链路配置报文并通过中间设备向所述从设备发送，所述链路配置报文中携带私有VLAN信息以及成员端口信息，触发所述中间设备和从设备将所述成员端口信息中涉及的端口加入所述私有VLAN，建立二层隧道；

报文交互单元30，用于与第二接入设备通过二层隧道进行数据报文的交互，实现远程IRF堆叠。

具体的，当角色选举单元10的选举结果为确定自身设备为主设备时，第二接入设备为从设备，则如图7所示，该堆叠设备中：

角色选举单元10具体包括：

竞选报文收发子单元11，用于向第二接入设备发送携带自身设备信息的竞选报文，并接收第二接入设备发送的携带对方设备的设备信息的竞选报文；

设备角色确定子单元12，用于根据竞选报文收发子单元11接收到的竞选报文中携带的对方设备的设备信息，确定自身的角色为主设备或从设备；

确认报文收发子单元13，用于当设备角色确定子单元12确定自身角色为主设备时，在接收到第二接入设备发送的确认报文后，通知竞选报文收发子单元11停止发送竞选报文。

二层隧道建立单元20具体包括：

链路查询报文发送子单元21，用于通过中间设备向从设备发送链路查询报文；

链路应答报文接收子单元22，用于接收从设备通过中间设备发送的链路应答报文；链路应答报文中携带从设备的设备信息以及中间设备的设备信息，从设备的设备信息包括：桥MAC、跳数、报文发送端口名称、报文发送端口物理带宽以及设备剩余VLAN；中间设备的设备信息包括：桥MAC、跳数、报文发送端口名称、报文发送端口物理带宽、报文接收端口名称、报文接收端口物理带宽以及设备剩余VLAN；

链路配置报文生成子单元23，用于根据链路应答报文接收子单元22接收到的链路应答报文中携带的主设备与从设备间的链路信息，根据各设备剩余VLAN的交集确定一VLAN作为私有VLAN并创建私有VLAN，根据各设备端口物理带宽确定二层隧道带宽；根据从设备的报文发送端口名称、中间设备的报文发送端口名称和报文接收端口名称，确定成员端口信息；并生成链路配置报文，链路配置报文中包括二层隧道上各个设备的桥MAC、二层隧道上的成员端口信息，二层隧道带宽以及私有VLAN信息；

链路配置报文发送子单元24，用于发送链路配置报文生成子单元23生成的链路配置报文，触发中间设备和从设备将成员端口信息中涉及的端口加入私有VLAN，建立二层隧道；

配置确认报文接收子单元25，用于接收中间设备和从设备根据链路配置报文进行二层隧道配置后发送的配置确认报文，将接入端口设置成UP状态，并发送通知接入端口UP的通知报文给从设备。

报文交互单元30包括：

报文转发子单元31，用于接收到需要向对端堆叠设备转发的数据报文时，在数据报文中添加私有VLAN标签，并通过二层隧道向对端堆叠设备转发；

报文接收子单元32，用于接收到对端堆叠设备发送的数据报文时，剥离数据报文的私有VLAN标签并对数据报文进行相应处理。

作为主设备，该堆叠设备还包括通知发送单元40，用于：

发现各设备剩余VLAN的交集为空时向网管设备发送通知；或

根据各设备端口物理带宽确定的二层隧道带宽小于IRF堆叠的接入带宽时，向网管设备发送通知；或

发现二层隧道链路中某设备端口的物理带宽发生变化，且根据各设备端口物理带宽确定的二层隧道带宽发生变化时，向网管设备发送通知；或

发现二层隧道链路中某设备端口的状态在down/up间变化时，向网管设备发送通知。

具体的，当角色选举单元10的选举结果为确定自身设备为从设备时，第二接入设备为主设备，则如图8所示，该堆叠设备中：

角色选举单元10具体包括：

竞选报文收发子单元14，用于向第二接入设备发送携带自身设备信息的竞选报文，并接收第二接入设备发送的携带对方设备的设备信息的竞选报文；

设备角色确定子单元15，用于根据竞选报文收发子单元14接收到的竞选报文中携带的对方设备的设备信息，确定自身的角色为主设备或从设备；

确认报文收发子单元16，用于当设备角色确定子单元15确定自身角色为从设备时，停止发送竞选报文，并向第二接入设备发送确认报文。

二层隧道建立单元20具体包括：

链路查询报文接收子单元26，用于接收主设备通过中间设备发送的链路查询报文；

链路应答报文发送子单元27，用于发送链路应答报文，链路应答报文中携带自身设备的设备信息，从设备的设备信息包括：桥MAC、跳数、报文发送端口名称、报文发送端口物理带宽以及设备剩余VLAN；

链路配置报文处理子单元28，用于接收主设备发送的链路配置报文，根据链路配置报文中的桥MAC获取自身相关的配置信息，根据私有VLAN信息设置私有VLAN，根据所述成员端口信息将自身设备上相关的端口作为成员端口加入私有VLAN，向主设备发送配置确认报文。

报文交互单元30具体包括：

报文转发子单元33，用于接收到需要向对端堆叠设备转发的数据报文时，在数据报文中添加私有VLAN标签，并通过二层隧道向对端堆叠设备转发；

报文接收子单元34，用于接收到对端堆叠设备发送的数据报文时，剥离数据报文的私有VLAN标签并对数据报文进行相应处理。

通过使用本发明提供的堆叠设备，在跨网络的接入设备间进行角色选举并进行链路信息的传递，由选举结果为主设备的接入设备发送链路配置报文，触发接入设备间的中间设备和从设备将成员端口加入私有VLAN，建立二层隧道，并利用该二层隧道进行数据报文的交互，实现了接入设备间跨网络的IRF堆叠。

上述模块可以分布于一个装置，也可以分布于多个装置。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种远程智能弹性架构IRF堆叠的实现方法，其特征在于，应用于需要建立IRF堆叠的第一接入设备和第二接入设备中，所述第一接入设备和第二接入设备间通过中间设备连接，所述方法包括：

所述第一接入设备和第二接入设备进行角色选举，根据选举结果分别作为主设备和从设备；

所述主设备通过所述中间设备向所述从设备发送链路查询报文，并接收所述从设备通过所述中间设备发送的链路应答报文；

所述主设备根据所述链路应答报文中携带的主设备与从设备间的链路信息，生成链路配置报文并通过所述中间设备向所述从设备发送，所述链路配置报文中携带私有VLAN信息以及成员端口信息，触发所述中间设备和从设备将所述成员端口信息中涉及的端口加入所述私有VLAN，建立二层隧道；

所述主设备或所述从设备接收到堆叠相关的数据报文时，为所述数据报文添加私有VLAN标签后，通过所述二层隧道将所述数据报文向IRF堆叠的对端设备发送，触发所述IRF堆叠的对端设备剥离所述私有VLAN标签，获得所述数据报文。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一接入设备和第二接入设备进行角色选举，根据选举结果分别作为主设备和从设备包括：

所述第一接入设备和第二接入设备互发竞选报文，所述竞选报文中携带自身设备信息；

所述第一接入设备和第二接入设备根据接收到的竞选报文中携带的对方设备的设备信息，确定自身的角色为主设备或从设备；

所述从设备停止发送所述竞选报文，并向所述主设备发送确认报文；接收到所述确认报文的主设备停止发送所述竞选报文。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收从设备通过所述中间设备发送的链路应答报文包括：

所述从设备发送链路应答报文，所述链路应答报文中携带所述从设备的设备信息，所述从设备的设备信息包括：桥MAC、跳数、报文发送端口名称、报文发送端口物理带宽以及设备剩余VLAN；

接收到所述链路应答报文的中间设备在所述链路应答报文中添加所述中间设备的设备信息，并继续转发所述链路应答报文直至所述链路应答报文到达所述主设备，所述中间设备的设备信息包括：桥MAC、跳数、报文发送端口名称、报文发送端口物理带宽、报文接收端口名称、报文接收端口物理带宽以及设备剩余VLAN。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述主设备根据所述链路应答报文中携带的主设备与从设备间的链路信息，生成链路配置报文包括：

所述主设备根据主设备与从设备间的链路信息，根据各设备剩余VLAN的交集确定一VLAN作为私有VLAN并创建私有VLAN，根据各设备端口物理带宽确定二层隧道带宽；根据所述从设备的报文发送端口名称、所述中间设备的报文发送端口名称和报文接收端口名称，确定成员端口信息；

所述主设备生成链路配置报文，所述链路配置报文中包括二层隧道上各个设备的桥MAC、二层隧道上的成员端口信息，二层隧道带宽以及所述私有VLAN信息。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述触发所述中间设备和从设备将所述成员端口信息中涉及的端口加入所述私有VLAN，建立二层隧道包括：

所述中间设备接收所述链路配置报文，根据所述链路配置报文中的桥MAC获取自身相关的配置信息，根据所述私有VLAN信息设置私有VLAN，根据所述成员端口信息将自身设备上相关端口作为成员端口加入所述私有VLAN，向所述主设备发送配置确认报文并转发所述链路配置报文；

所述从设备接收所述链路配置报文，根据所述链路配置报文中的桥MAC获取自身相关的配置信息，根据所述私有VLAN信息设置私有VLAN，根据所述成员端口信息将自身设备上相关端口作为成员端口加入所述私有VLAN，向所述主设备发送配置确认报文；

所述主设备接收到所述中间设备和从设备发送的配置确认报文，将接入端口设置成UP状态，并发送通知接入端口UP的通知报文给所述从设备。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述通过所述二层隧道将所述数据报文向IRF堆叠的对端设备发送包括：

所述中间设备通过一成员端口接收到携带私有VLAN标签的数据报文时，通过加入所述二层隧道的另一成员端口将所述携带私有VLAN标签的数据报文向下一设备转发，直至将所述携带私有VLAN标签的数据报文发送到IRF堆叠的对端设备。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

所述主设备发现各设备剩余VLAN的交集为空时向网管设备发送通知；或

所述主设备根据各设备端口物理带宽确定的二层隧道带宽小于所述IRF堆叠的接入带宽时，向网管设备发送通知；或

所述主设备发现所述二层隧道链路中某设备端口的物理带宽发生变化，且根据各设备端口物理带宽确定的二层隧道带宽发生变化时，向网管设备发送通知；或

所述主设备发现所述二层隧道链路中某设备端口的状态在down/up间变化时，向网管设备发送通知。

8.一种堆叠设备，其特征在于，作为第一接入设备和第二接入设备通过中间设备连接，所述堆叠设备包括：

角色选举单元，用于和所述第二接入设备进行角色选举，根据选举结果确定自身设备为主设备或从设备；

二层隧道建立单元，用于通过和所述第二接入设备进行链路查询报文以及链路应答报文的交互，触发主设备生成链路配置报文并通过中间设备向所述从设备发送，所述链路配置报文中携带私有VLAN信息以及成员端口信息，触发所述中间设备和从设备将所述成员端口信息中涉及的端口加入所述私有VLAN，建立二层隧道；

报文交互单元，用于与所述第二接入设备通过所述二层隧道进行数据报文的交互，实现远程IRF堆叠。

9.如权利要求8所述的堆叠设备，其特征在于，所述角色选举单元包括：

竞选报文收发子单元，用于向所述第二接入设备发送携带自身设备信息的竞选报文，并接收所述第二接入设备发送的携带对方设备的设备信息的竞选报文；

设备角色确定子单元，用于根据所述竞选报文收发子单元接收到的竞选报文中携带的对方设备的设备信息，确定自身的角色为主设备或从设备；

确认报文收发子单元，用于当所述设备角色确定子单元确定自身角色为从设备时，停止发送所述竞选报文，并向所述第二接入设备发送确认报文；当所述设备角色确定子单元确定自身角色为主设备时，在接收到所述第二接入设备发送的确认报文后，通知所述竞选报文收发子单元停止发送所述竞选报文。

10.如权利要求9所述的堆叠设备，其特征在于，所述角色选举单元的选举结果为主设备时，所述第二接入设备为从设备，所述二层隧道建立单元包括：

链路查询报文发送子单元，用于通过所述中间设备向所述从设备发送链路查询报文；

链路应答报文接收子单元，用于接收所述从设备通过所述中间设备发送的链路应答报文；所述链路应答报文中携带所述从设备的设备信息以及中间设备的设备信息，所述从设备的设备信息包括：桥MAC、跳数、报文发送端口名称、报文发送端口物理带宽以及设备剩余VLAN；所述中间设备的设备信息包括：桥MAC、跳数、报文发送端口名称、报文发送端口物理带宽、报文接收端口名称、报文接收端口物理带宽以及设备剩余VLAN；

链路配置报文生成子单元，用于根据所述链路应答报文接收子单元接收到的链路应答报文中携带的主设备与从设备间的链路信息，根据各设备剩余VLAN的交集确定一VLAN作为私有VLAN并创建私有VLAN，根据各设备端口物理带宽确定二层隧道带宽；根据所述从设备的报文发送端口名称、所述中间设备的报文发送端口名称和报文接收端口名称，确定成员端口信息；并生成链路配置报文，所述链路配置报文中包括二层隧道上各个设备的桥MAC、二层隧道上的成员端口信息，二层隧道带宽以及私有VLAN信息；

链路配置报文发送子单元，用于发送所述链路配置报文生成子单元生成的链路配置报文，触发所述中间设备和从设备将所述成员端口信息中涉及的端口加入所述私有VLAN，建立二层隧道；

配置确认报文接收子单元，用于接收所述中间设备和从设备根据所述链路配置报文进行二层隧道配置后发送的配置确认报文，将接入端口设置成UP状态，并发送通知接入端口UP的通知报文给所述从设备。

11.如权利要求9所述的堆叠设备，其特征在于，所述角色选举单元的选举结果为从设备时，所述第二接入设备为主设备，所述二层隧道建立单元包括：

链路查询报文接收子单元，用于接收所述主设备通过所述中间设备发送的链路查询报文；

链路应答报文发送子单元，用于发送链路应答报文，所述链路应答报文中携带自身设备的设备信息，所述从设备的设备信息包括：桥MAC、跳数、报文发送端口名称、报文发送端口物理带宽以及设备剩余VLAN；

链路配置报文处理子单元，用于接收所述主设备发送的链路配置报文，根据所述链路配置报文中的桥MAC获取自身相关的配置信息，根据所述私有VLAN信息设置私有VLAN，根据所述成员端口信息将自身设备上相关端口作为成员端口加入所述私有VLAN，向所述主设备发送配置确认报文。

12.如权利要求8至11中任一项所述的堆叠设备，其特征在于，所述报文交互单元包括：

报文转发子单元，用于接收到需要向第二接入设备转发的数据报文时，在所述数据报文中添加所述私有VLAN的标签，并通过所述二层隧道向第二接入设备转发；

报文接收子单元，用于接收到第二接入设备发送的数据报文时，剥离所述数据报文的私有VLAN标签并对所述数据报文进行相应处理。

13.如权利要求12所述的堆叠设备，其特征在于，所述角色选举单元的选举结果为主设备时，还包括通知发送单元，用于：

发现各设备剩余VLAN的交集为空时向网管设备发送通知；或

根据各设备端口物理带宽确定的二层隧道带宽小于所述IRF堆叠的接入带宽时，向网管设备发送通知；或

发现所述二层隧道链路中某设备端口的物理带宽发生变化，且根据各设备端口物理带宽确定的二层隧道带宽发生变化时，向网管设备发送通知；或

发现所述二层隧道链路中某设备端口的状态在down/up间变化时，向网管设备发送通知。

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