Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИНТЕГРИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ КОММУТИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ ЛОКАЛЬНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

Данное изобретение относится к способу управления для сетевых устройств, более конкретно, к способу интегрированного управления коммутирующими устройствами в Локальной Вычислительной Сети (ЛВС).

С резким развитием ЛВС использовалось все больше и больше коммутирующих устройств ЛВС, таких как коммутатор Ethernet. Для того, чтобы сэкономить в стоимости управления и поддержания устройств, необходимо интегрированное управление для децентрализованных устройств. Традиционные способы управления для коммутирующих устройств ЛВС реализованы, главным образом, простым протоколом сетевого управления (ППСУ). Согласно ППСУ протокол управления передачей или межсетевой протокол (ПУП/МП) запускаются между устройствами сетевого управления и управляемыми коммутирующими устройствами ЛВС для завершения управляющего и управляемого процесса. Конкретное управление реализуется процессом-агентом стороны управляемого устройства и процессом управления стороны управляющего устройства, чередование управляющей информации выполняется следующими 5 сообщениями: сообщение получения запроса параметров (запрос получения), которое используется для взятия одного или нескольких параметров от процесса-агента; сообщение получения запроса следующего параметра (запрос получения), которое используется для взятия следующего параметра из одного или нескольких параметров; сообщение установления запроса, которое используется для установления одного или нескольких параметров процесса-агента; сообщение получения ответа, которое используется для ответа на вышеупомянутые три сообщения, и один или несколько параметров возвращаются; сообщение прерывания, автоматически посылаемое процессом-агентом, используется для информирования процесса управления о запросе управления. Указанные 5 сообщений изолированы в пакетах данных протокола дейтаграммы пользователя (ПДП) в процессе управления и переносятся.

Как видно из вышеуказанного, существующий способ интегрированного управления для коммутирующих устройств локальной вычислительной сети основан на протоколе ПУП/МП для реализации, поэтому управляемым коммутирующим устройствам необходимо иметь независимые МП-адреса, в противном случае управление и поддержание коммутирующих устройств трудно реализовать, если каждому устройству сети распределен МП-адрес управления, то ценный ресурс МП-адресов существенно затрачивается из-за большого количества коммутирующих устройств.

Задачей данного изобретения является обеспечение способа интегрированного управления коммутирующими устройствами в Локальной Вычислительной Сети с экономией ресурса МП-адресов.

Для того, чтобы решить вышеуказанную задачу, способ интегрированного управления. коммутирующими устройствами в Локальной Вычислительной Сети содержит стадии, на которых:

(1) каждое коммутирующее устройство осуществляет передачу сообщения о заявке на регистрацию, включающее в себя адрес идентификатора коммутирующего устройства, к порту, подключенному к управляющему устройству, причем управляющее устройство выполняет регистрацию коммутирующего устройства после приема сообщения о заявке на регистрацию, и посылает ответное сообщение об успешной регистрации к коммутирующему устройству;

(2) после приема ответного сообщения об успешной регистрации коммутирующее устройство посылает к управляющему устройству сообщение установления связи, управляющее устройство посылает ответное сообщение установления связи к коммутирующему устройству после приема сообщения установления связи, коммутирующее устройство устанавливает связь с управляющим устройством после того, как коммутирующее устройство получило ответное сообщение об установлении связи, и управляющее устройство управляет коммутирующим устройством во время процесса установления связи;

(3) коммутирующее устройство определяет, превышает ли установление связи установленное время, и если установление связи не превышает установленное время, то возвращается к стадии (2), а если установление связи превышает установленное время, то возвращается к стадии (1).

Также стадия (1) предлагаемого способа предусматривает вставление верхним коммутирующим устройством сведений о местонахождении верхнего коммутирующего устройства в сообщение о заявке на регистрацию, после приема сообщения о заявке на регистрацию от нижнего коммутирующего устройства, и передачу результирующего сообщения к верхнему коммутирующему устройству.

Также предлагаемый способ предусматривает, что коммутирующее устройство посылает к управляющему устройству сообщение о запросе конфигурации данных, после приема такого сообщения управляющее устройство посылает коммутирующему устройству, пославшему запрос, сообщение о конфигурации данных.

Также стадия (2) предусматривает выполнение второй регистрации коммутирующего устройства, когда коммутирующее устройство не приняло ответного сообщения об установлении связи в течение заданного периода времени.

Также предлагаемый способ предусматривает, что передача информации между управляющим устройством и коммутирующим устройством может быть реализована посредством сообщения Протокола Группового Управления Интернет (ПГУИ), в соответствии с которым указанное сообщение содержит заголовок открытого сообщения, основное сообщение и заголовок Ethernet с меткой 802.1Q;

указанный заголовок открытого сообщения содержит следующие поля:

поле номера версии для указания версии текущего управляющего протокола;

поле С для указания того, что текущее сообщение является ответным сообщением или командным сообщением;

поле типа, указывающее, что управление является интегрированным управлением или многоадресным групповым управлением второго уровня;

поле F для идентификации того, является ли порядковый номер кадра эффективным;

поле R для идентификации того, является ли контрольная сумма эффективной;

поле В для идентификации того, является ли слово обратной связи эффективным;

поле порядкового номера кадра для указания порядкового номера сообщения согласно каждому коммутирующему устройству сети;

поле контрольной суммы, которая используется для проверки данных сообщения;

поле длины сообщения для идентификации длины сообщения;

поле слова обратной связи для указания незатронутых сообщением данных обратной связи;

поле управления доступом к среде (УДС) для коммутирующего устройства (коммутатор ЛВС), для идентификации адресов УДС коммутирующего устройства;

поле номера первого передающего порта, номера второго передающего порта, номера третьего передающего порта, номера четвертого передающего порта для соответствующей записи номера входного порта после передачи сообщений коммутирующим устройством;

указанное основное сообщение содержит:

собственное командное слово как собственное командное слово основного сообщения;

субкомандное слово как субкомандное слово основного сообщения;

длину содержимого для записи длины содержимого основного сообщения;

содержимое основного сообщения для записи параметров и данных, находящихся в основном сообщении.

В целом, по сравнению с существующим способом интегрированного управления коммутирующими устройствами в среде сети второго уровня, в соответствии с предлагаемым изобретением, коммутирующее устройство осуществляет передачу сообщения о заявке на регистрацию, включающего в себя идентификацию адреса данного коммутирующего устройства на порте, соединяющем управляющее устройство, и после успешной регистрации коммутирующего устройства коммутирующее устройство посылает сообщение установления связи к управляющему устройству в синхронизации, управляющее устройство посылает взаимодействующее ответное сообщение к коммутирующему устройству после приема сообщения установления связи, поэтому реализуется временной взаимодействующий процесс между управляющим устройством и коммутирующим устройством в указанном взаимодействующем процессе, управляющее устройство работает на запросе данных, назначении данных и модернизации программного обеспечения согласно требованию; поэтому по сравнению с существующим способом интегрированного управления сетевыми коммутирующими устройствами выдающимся преимуществом данного изобретения является реализация работы интегрированного управления и поддержания сетевых коммутирующих устройств без конфигурирования МП-адресов для коммутирующего устройства, и экономится ценный ресурс МП-адресов.

Фиг.1 является блок-схемой варианта осуществления способа согласно данному изобретению;

фиг.2 является схемой обработки изменения передающего порта.

Теперь данное изобретение будет описано в дополнительных подробностях согласно чертежам.

Фиг.1 является блок-схемой варианта осуществления способа согласно данному изобретению. Интегрированное управление коммутирующими устройствами в среде сети второго уровня реализовано вариантом фиг.1. Вариант фиг.1 работает в режиме клиент/сервер, то есть управляющее устройство действует как сервер, коммутирующее устройство действует как клиент, следовательно, программное обеспечение управляющего сервера запускается на собирающем устройстве в более высокой позиции сети, и клиент запускается на управляемых коммутирующих устройствах, таких как сетевой коммутатор, управляющее устройство может одновременно управлять несколькими коммутирующими устройствами. Чтобы заставить управляющие устройства и коммутирующие устройства обменяться сообщением, данное изобретение обеспечивает специальный формат сообщения, содержащий: заголовок Ethernet с меткой 802.1Q, заголовок открытого сообщения и основное сообщение. Поскольку формат заголовка Ethernet является известным, заголовок открытого сообщения и основное сообщение будут теперь дополнительно подробно описаны согласно варианту осуществления.

Сообщение коллективного пользования может переноситься позади заголовка Ethernet со ссылкой на следующую таблицу:

В которой:

номер версии, 4 бита, используется для указания версии текущего управляющего протокола;

поле С, которое является ответным идентификатором, 1 бит, используется для указания того, является ли текущее сообщение ответным сообщением или командным сообщением; например, 0----представляет команду (или запрос), 1---- представляет ответ (или реакцию);

поле типа, 3 бита, которое используется для дифференциации между интегрированным управлением и сообщением многоадресного группового управления второго уровня; например, 000 представляет интегрированное управление коммутирующих устройств, 001 представляет многоадресную передачу для коммутирующих устройств;

поле F, эффективный идентификатор порядкового номера кадра, 1 бит, например, порядковый номер кадра используется, когда F=1;

поле R, эффективный идентификатор контрольной суммы, 1 бит, например, контрольная сумма не используется при R=0; и контрольная сумма используется при R=1;

поле В, эффективный идентификатор слова обратной связи, 1 бит, например, слово обратной связи не используется при В=0; и слово обратной связи используется при В=1;

поле порядкового номера кадра, 16 битов, используется для идентификации порядкового номера сообщения от каждого коммутирующего устройства сети;

поле контрольной суммы используется для проверки данных сообщения, 16 битов, способ вычисления может быть подобным МП и ПДП, поле R определяет, является ли это эффективным;

поле длины сообщения, 16 битов, используется для идентификации длины сообщения;

поле слова обратной связи, 16 битов, которое используется для указания нетронутых данных обратной связи в сообщении ответа;

управление доступом к среде (УДС) для коммутирующего устройства, которое используется для идентификации управляющего адреса УДС коммутирующего устройства;

номер первого передающего порта, номер второго передающего порта, номер третьего передающего порта, номер четвертого передающего порта используется, соответственно, для записи номера входного порта после передачи сообщений коммутирующими устройствами; физические позиции коммутирующих устройств могут определяться этими полями. Указанный эффективный диапазон номера порта относится к количеству портов некоторого коммутирующего устройства, если количество портов коммутирующего устройства равно PORT_NUM, когда коммутирующее устройство передает сообщение МГУИ коммутирующего устройства следующего уровня, диапазон номера передающего порта находится между 0 и PORT_NUM-1;

поле резервирования, 4 байта, используется для расширения функции сообщений, например, каскадные уровни коммутирующих устройств больше, чем 5, это поле может использоваться для определения номера передающего порта.

Указанное основное сообщение переносится под заголовком открытого сообщения, со ссылкой на следующую таблицу:

В которой:

собственное командное слово, 1 бит, которое используется для действия в качестве собственного командного слова основного сообщения;

субкомандное слово, 1 бит, которое используется для действия в качестве субкомандного слова основного сообщения;

длина содержимого, 2 бита, которая используется для записи длины содержимого основного сообщения;

содержимое основного сообщения, которое используется для записи параметров и данных, переносимых в основном сообщении, конкретный формат и размер изменяются согласно применению, и длина может определяться полем длины содержимого. Обычно с ограничением длины Ethernet это поле не превосходит 1468 байтов, от 0 до 1468 байтов.

Как видно из вышеуказанного, реализация данного изобретения согласно фиг.1 включает в себя два процесса, первым является регистрация коммутирующего устройства, посредством которой устанавливается управляющий канал между управляющим устройством и коммутирующим устройством; вторым является процесс установления связи, интегрированное управление коммутирующими устройствами завершается установлением связи между управляющим устройством и коммутирующим устройством. Стадии определяются следующим образом.

На стадии 1 коммутирующее устройство осуществляет передачу сообщения о заявке на регистрацию, включающего в себя адрес идентификатора данного коммутирующего устройства на порте, соединяющем управляющее устройство, управляющее устройство выполняет регистрацию после приема сообщения о заявке на регистрацию и посылает ответное сообщение о регистрации к этому коммутирующему устройству, коммутирующее устройство вставляет сведения о местонахождении коммутирующего устройства в ответное сообщение о регистрации после приема сообщения о регистрации и передает результирующее сообщение; регистрация между коммутирующим устройством и управляющим устройством является двухсторонними сообщениями и завершается регистрацией физических адресов и подтверждения коммутирующего устройства; на этой стадии, когда коммутирующее устройство включается или перезапускается, коммутирующее устройство будет автоматически передавать сообщение о заявке на регистрацию на заданный порт, соединенный с управляющим устройством, при этом сообщение о регистрации включает в себя идентификатор коммутирующего устройства, если коммутирующее устройство не приняло ответного сообщения о регистрации от некоторого управляющего устройства в течение обозначенного периода времени, например 30 секунд, то оно пытается зарегистрироваться опять с интервалами 30 секунд, пока определенное управляющее устройство не направит ответное сообщение о регистрации.

На стадии 1 при приеме ответного сообщения о регистрации коммутирующее устройство сначала обрабатывает это сообщение и затем передает его. Так как коммутирующие устройства подключены к портам управляющего устройства каскадно, управляющее устройство определяет физическое положение коммутирующего устройства в сети согласно сообщению о заявке на регистрацию от коммутирующего устройства, и физическое положение обеспечивается поэтапной последовательностью порта, посредством чего коммутирующие устройства верхнего уровня подсоединяются к коммутирующим устройствам нижнего уровня. Таким образом, ответное сообщение о регистрации должно быть обработано восходящим коммутирующим устройством верхнего уровня и вставлено в информацию о позиции, затем результирующее сообщение передается к другому коммутирующему устройству верхнего уровня для обработки, пока не вступит в действие управляющее устройство (см. фиг.2). На фиг.2 при посылке коммутирующим устройством D сообщения о заявке на регистрацию или сообщения многоадресного установления связи, передающим портом в заголовке открытого сообщения является FF, FF, FF, FF, коммутирующее устройство С принимает сообщение в порте 2 и вставляет 2 в сообщение, тогда передающий порт изменится на 02, FF, FF, FF, и коммутирующее устройство С посылает результирующее сообщение к устройству В. После приема результирующего сообщения коммутирующее устройство В вставляет принимающий порт 3 в сообщение, тогда передающий порт изменится на 02, 03, FF, FF, и коммутирующее устройство В посылает результирующее сообщение к устройству А. После приема результирующего сообщения коммутирующее устройство А вставляет принимающий порт 24 в сообщение, тогда передающий порт изменится на 02, 03, 24, FF, и коммутирующее устройство А посылает результирующее сообщение к управляющему устройству. Управляющее устройство вставляет свой собственный принимающий порт после приема результирующего сообщения и, таким образом, запоминает положение устройства D.

После приема коммутирующим устройством ответного сообщения о регистрации на стадии 2 определяется, является ли операция регистрации успешной на основании ответного сообщения, и если нет, то переходят на стадию 1 для повторной регистрации, если да, то коммутирующее устройство в дальнейшем подчиняется только этому управляющему устройству, игнорируя другое возможное управляющее устройство в сети, и записывает, от какого порта коммутирующего устройства приходит ответное сообщение о регистрации, и не будет пытаться регистрироваться, пока между этими двумя устройствами не возникнет постоянного нарушения во взаимодействии.

Способ переходит на стадию 3, после успешной регистрации, для выполнения второго изменения сообщения. Управляющее устройство распределяет конфигурирующие данные к коммутирующим устройствам. На этой стадии управляющее устройство исследует, сохранены ли в нем конфигурирующие данные коммутирующего устройства в этом физическом положении, если да, то распределяет конфигурирующие данные, если нет, то управляющее устройство посылает команду об использовании конфигурирующих данных по умолчанию к коммутирующему устройству для конфигурации данных. После окончания конфигурации коммутирующее устройство передает сообщение отчета о конечной конфигурации, указывая, является ли конфигурация успешной, и тогда конфигурация завершается. В то же время номер взаимодействующего порта коммутирующего устройства соединяется с управляющим устройством. Затем способ переходит на стадию 4, на которой коммутирующее устройство начинает операцию установления связи с управляющим устройством. На этой стадии коммутирующее устройство автоматически посылает сообщения установления связи к управляющему устройству в синхронизации для обеспечения того, что канал между этими двумя устройствами является нормальным. Сообщения установления связи содержат сообщения одноадресного установления связи и сообщения многоадресного установления связи; при этом имеется определенный временной интервал между одноадресным и нормальным многоадресным установлением связи. В процессе нормального установления связи управляющее устройство управляет коммутирующим устройством; коммутирующее устройство принимает команды от управляющего устройства и выполняет соответствующий процесс и сообщает о полученных результатах процесса управляющему устройству.

На стадии 4, поскольку топология сети может измениться после регистрации коммутирующего устройства, и только при одноадресном установлении связи, возможно, не будет обнаружено этого изменения, принимается многоадресное установление связи. Когда коммутирующее устройство передает сообщение о многоадресном установлении связи, информация о положении должна быть вставлена в это сообщение.

В процессе нормального установления связи осуществляются стадии 4 и 5, на которых коммутирующее устройство определяет, превышает ли время установления связи допущенное время. Если система прерывается (например, из-за неисправности сетевого соединения или устройства), и тогда коммутирующее устройство принимает ответное сообщение о неустановлении связи от управляющего устройства за время, большее, чем 30 секунд, это означает, что взаимодействие прервано. Коммутирующее устройство останавливает операцию установления связи, изменяет состояние регистрации коммутирующего устройства на незарегистрированное и начинает вторую регистрацию; если время установления связи не превышает установленное время, то способ переходит на стадию 4.

Операция, при которой управляющее устройство управляет коммутирующим устройством, главным образом, предусматривает запрос данных от коммутирующего устройства, процесс конфигурации и управляющий процесс для многоадресной группы.

Указанный запрос данных от коммутирующего устройства, процесс конфигурации инициируются управляющим устройством, конкретные стадии которого определяются следующим образом:

(61) управляющее устройство распределяет сообщение конфигурирующего параметра или сообщение запрашиваемого параметра к коммутирующему устройству в соответствии с необходимостью управления;

(62) коммутирующее устройство принимает указанное сообщение, определяет тип сообщения, если это сообщение конфигурирующего параметра, обращается к стадии (63), если это сообщение запрашиваемого параметра, обращается к стадии (64);

(63) коммутирующее устройство проверяет, являются ли конфигурирующие данные сообщения правильными, вставляет код ошибки в соответствующую возвращаемую запись, если конфигурирующие данные неверны; если конфигурирующие данные правильны, коммутирующее устройство назначается с конфигурирующими данными и посылает отчет о результате назначения к управляющему устройству, затем операция заканчивается;

(64) коммутирующее устройство проверяет, является ли запрашиваемый параметр сообщения правильным, и вставляет код ошибки в соответствующую возвращаемую запись, если параметр неправильный; если параметр правильный, коммутирующее устройство запрашивается согласно параметру и направляет отчет о запрошенном результате к управляющему устройству, затем операция заканчивается.

Указанный управляющий процесс многоадресных групп содержит: процесс ввода пользователя в многоадресную группу, процесс вывода пользователя из многоадресной группы и процесс, в котором коммутирующее устройство передает многоадресные сообщения второго уровня;

указанный процесс ввода пользователя в многоадресную группу может быть реализован следующими стадиями:

А1) сервер посылает общее сообщение запроса в Протоколе Группового Управления Интернет (ПГУИ) ко всем портам на стороне пользователя; адрес назначения УДС сообщения является всегда 01-00-5Е-00-00-01, и МП-адресом назначения сообщения является 224.0.0.1;

А2) клиент проверяет все сообщения ПГУИ; когда принимается общее сообщение запроса в ПГУИ от сервера, например, когда адресом назначения УДС является сообщение 01-00-5Е-00-00-01, клиент передает это сообщение всем физическим портам на стороне пользователя;

A3) после того, как каждый пользователь принял общее сообщение запроса в ПГУИ, пользователь, желающий получить некоторую информацию из многоадресной группы, посылает ПГУИ ответное сообщение отчета; МП-адресом назначения ответного сообщения ПГУИ является МП-адрес многоадресной группы в D классе, и адресом назначения УДС ответного сообщения ПГУИ является многоадресный УДС-адрес, соответствующий многоадресной группе, чьим форматом является 01-00-5Е-**-**-**;

А5) после приема сообщения отчета ПГУИ от пользователя клиент направляет его непосредственно к серверу;

А6) после приема сообщения отчета ПГУИ от пользователя сервер определяет, может ли пользователь быть квалифицирован согласно адресу УДС, идентификатору виртуальной ЛВС пользователя и многоадресному МП-адресу многоадресной группы, которые пользователь желает ввести; если пользователь не может быть квалифицирован, то сообщение не учитывается, в случае, если пользователь может быть квалифицирован, сервер передает сообщение ПГУИ клиенту, указывающее, что пользователь введен в многоадресную группу;

А7) клиент проверяет все сообщения ПГУИ; когда принимается сообщение ПГУИ, указывающее, что пользователь введен в многоадресную группу, клиент выполняет следующие стадии:

a) ведет поиск номера физического порта соединения пользователя согласно адресу УДС пользователя в сообщении ПГУИ;

b) ведет поиск собственной таблицы памяти, адресуемой содержимым, согласно адресу многоадресного УДС сообщения ПГУИ и вставляет номер физического порта соединения пользователя в таблицу интерфейса передачи, если пункт передачи многоадресной группы найден в таблице; если пункт передачи многоадресной группы не найден в таблице, добавляет новый пункт передачи многоадресной группы и вставляет номер порта восходящей линии связи, подсоединенного к серверу, и номер физического порта соединения пользователя в таблицу интерфейса передачи.

Таким образом, процесс ввода пользователя в многоадресную группу завершается.

Упомянутый выше процесс вывода пользователя из многоадресной группы может быть осуществлен следующим образом:

В1) сервер посылает общее сообщение запроса в ПГУИ всем портам на стороне пользователя в синхронизации, клиент будет передавать общее сообщение запроса в ПГУИ ко всем пользователям;

В2) после приема сообщения отчета ПГУИ сервер будет его обрабатывать согласно процессу ввода пользователя в многоадресную группу;

В3) когда сервер посылает общее сообщение запроса непрерывно множество раз, но не получает сообщение отчета ПГУИ, касающегося многоадресной группы, от некоторого порта, имеющего ввод в многоадресную группу, тогда члены многоадресной группы не будут существовать в порте, следовательно, сервер удалит порт из таблицы интерфейса передачи многоадресной группы и будет посылать сообщение МГУИ к порту для удаления этой многоадресной группы;

В4) при получении сообщения МГУИ об удалении этой многоадресной группы клиент удаляет таблицу передачи, относящуюся к этой многоадресной группе;

В6) после приема сообщения о выводе многоадресной группы, автоматически посылаемого пользователем, клиент посылает его к серверу, затем сервер выполняет операцию вывода пользователя;

В7) сервер посылает сообщение запроса для определенной многоадресной группы, если сервер не получает сообщения отчета в течение обозначенного периода времени, то он указывает, что в порте не существует пользователя конкретной многоадресной группы, следовательно, сервер удалит номер этого порта из таблицы интерфейса передачи многоадресной группы и пошлет сообщение МГУИ к порту для удаления этой многоадресной группы;

В8) при приеме сообщения МГУИ, удаляющего конкретную многоадресную группу, клиент удаляет таблицу передачи, относящуюся к этой многоадресной группе.

Поскольку на практике многоадресные службы (такие как видео по запросу, аудиообслуживание) для пользователей, в основном, принадлежат к однонаправленному применению, рассматривается только прием многоадресной информации, а не посылка многоадресных сообщений по восходящей линии связи. Передача многоадресных сообщений осуществляется сервером во взаимодействии с клиентом, и указанный процесс передачи клиентом многоадресного сообщения предусматривает:

С1) передачу сервером многоадресного сообщения к коммутирующему устройству;

С2) клиент отвечает за многоадресную передачу второго уровня; клиент ведет поиск собственной таблицы памяти, адресуемой содержимым согласно адресу УДС многоадресной группы, если в таблице не указан соответствующий пункт многоадресной группы, то такая многоадресная группа не существует, тогда клиент не учитывает многоадресное сообщение; в случае, если в таблице указан соответствующий пункт многоадресной группы, клиент передает многоадресное сообщение к другим портам, за исключением портов, принимающих многоадресное сообщение согласно таблице интерфейса многоадресной передачи, и таким образом, многоадресное сообщение может быть принято пользователем.

Практическая работа управляющего устройства, управляющего коммутирующим устройством, также предусматривает процесс модернизации данных.