CN104937885A - 用于结构交换机的全局vlan - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施例提供了一种交换机。该交换机包括虚拟局域网(VLAN)配置模块。在操作期间，VLAN配置模块将交换机的本地资源和/或本地耦合的终端设备信息映射至全局VLAN标识符，其中全局VLAN标识符跨越结构交换机是持续的。结构交换机可操作以容纳多个交换机并且操作作为单个逻辑交换机。

Description

用于结构交换机的全局VLAN
技术领域
本公开内容涉及计算机联网。更具体地，本发明涉及用于确定跨越多个交换机的虚拟化网络的系统和技术。
背景技术
互联网的指数型增长已经使得它成为运行在物理和虚拟设备上的许多应用的受欢迎的传递媒介。这样的应用已经随之带来对带宽的越来越大的需求。因此，设备供应商争相构建具有通用容量(诸如网络虚拟化和多租户(multi-tenancy))的更大且更快的交换机，以有效地容纳不同的网络需求。然而，交换机的尺寸不可以无限地增长。它受到如下的限制：举例而言，物理空间、功率消耗和设计复杂度。此外，具有更高容量的交换机通常更复杂和昂贵。更重要的是，因为过大和过复杂的系统通常无法提供规模经济，因为每端口的开销增加的原因，简单地增加交换机的尺寸和容量可能证明是经济上无价值的。
提高交换机系统的可收缩性的一种灵活方式是构建结构交换机。结构交换机是个体成员交换机的集合。这些成员交换机形成单个的、逻辑的交换机，该单个逻辑交换机可以具有任意数目的端口和任意的拓扑。随着需求的增长，用户可以采用“按需支付”的方法来扩大该结构交换机的容量。
同时，层2(例如，以太网)交换技术继续演进。更多类似路由的功能(这传统上已经是层3(例如，互联网协议或IP)网络的特性)迁移到层2中。尤其是，多链接透明互联(TransparentInterconnection of Lost of Links)(TRILL)协议的最近发展允许以太网交换机用作更像是路由设备。TRILL克服了常规的生成树协议(spanning tree protocol)的内在的无效率性，常规的生成树协议强制层2交换机以逻辑生成树拓扑进行耦合以避免形成回路。TRILL通过在交换机中实施路由功能以及在TRILL报头中包括跳跃计数、来允许路由桥接器(RBridge)以任意的拓扑进行耦合而没有形成回路的风险。
随着互联网流量变得越来越多样化，网络虚拟化作为网络建造者的价值定位而逐渐变得越来越重要。而且，虚拟计算的演进使得多租户变得引人注目并且因此已经对网络提出了额外的要求。例如，在相应的租户操作多个虚拟化的网络的同时，虚拟服务器被分配给大量的租户。常常期望网络基础设施可以提供大量的虚拟化网络用以支持多租户并且确保在租户之间的网络分离。
尽管结构交换机给网络带来了许多期望的特点，在促进跨越结构交换机的大量虚拟化网络时仍然存在一些尚未解决的问题。
发明内容
本发明的一个实施例提供了一种交换机。该交换机包括虚拟局域网(VLAN)配置模块。在操作时，VLAN配置模块将本地资源和/或本地耦合的终端设备信息映射至全局VLAN标识符，其中全局VLAN标识符跨越结构交换机是持续的。结构交换机可操作以容纳多个交换机并且操作作为单个逻辑交换机。
在本实施例的一种变形中，全局VLAN与本地资源和/或本地耦合的终端设备信息的映射对于交换机是本地的。
在本实施例的一种变形中，全局VLAN被映射至以下各项中的一项或多项：本地端口，媒体访问控制(MAC)地址，电气与电子工程师协会(IEEE)802.1Q服务VLAN(S-VLAN)标识符，IEEE用户VLAN(C-VLAN)标识符，以及虚拟专用网络(VPN)标识符。
在本实施例的一种变形中，交换机还包括内部标识符模块，其可操作以基于本地资源和/或本地耦合的终端设备信息来确定内部标识符。VLAN配置模块然后将内部标识符映射至全局VLAN标识符。
在本实施例的一种变形中，VLAN配置模块基于分组中的一个或多个字段来标识全局VLAN标识符。
在本实施例的一种变形中，VLAN配置模块将交换机的租户映射至全局VLAN标识符。
在本实施例的一种变形中，全局VLAN标识符与具有层3路由支持的互联网协议(IP)子网络(subnet)相关联。全局VLAN标识符然后与逻辑层3接口相关联。
在进一步的变形中，逻辑层3接口可操作作为针对本地耦合的虚拟机的默认网关。逻辑层3接口与虚拟IP地址和虚拟MAC地址相关联。虚拟IP地址和虚拟MAC地址与结构交换机中的相应交换机相关联。
在进一步的变形中，该交换机包括路由模块，其在与两个全局VLAN标识符相关联的两个子网络之间创建路由而不需要路由协议。该交换机还包括转发模块，其基于路由确定针对从两个子网络中的第一子网络到两个子网络中的第二子网络的分组的输出端口。
在进一步的变形中，该交换机还包括分离模块，其维护包括本地路由的子集的虚拟路由和转发分离。该虚拟路由和转发分离跨越结构交换机是持续的。
在本实施例的一种变形中，该交换机还包括分组处理器，其将多链接透明互联(TRILL)报头添加到分组，其中TRILL报头包括全局VLAN标识符。
在本实施例的一种变形中，全局VLAN标识符跨越多个结构交换机是持续的。
在本实施例的一种变形中，该交换机还包括控制模块，其基于与结构交换机相关联的协议而运行具有自动配置能力的控制平面，并且基于控制平面的自动配置能力而形成逻辑以太网交换机。该控制模块还接收与逻辑以太网交换机对应的被自动指派的标识符而不要求标识符的手动配置，并且经由控制平面加入结构交换机。
附图说明
图1A示出了根据本发明的一个实施例的具有全局VLAN支持的示例性结构交换机。
图1B示出了根据本发明的一个实施例的具有全局VLAN支持的结构交换机的示例性成员交换机。
图2给出了根据本发明的一个实施例的示出结构交换机的成员交换机基于内部标识符和/或内部策略标识符而转发分组的过程的流程图。
图3A给出了根据本发明的一个实施例的示出结构交换机的成员交换机中的分布式服务管理器确定全局VLAN的过程的流程图。
图3B给出了根据本发明的一个实施例的示出结构交换机的成员交换机中的分布式服务管理器基于来自虚拟化管理器的信息而确定全局VLAN的过程的流程图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的跨越多个结构交换机的示例性全局VLAN。
图5A示出了根据本发明的一个实施例的具有在全局VLAN之上的互联网协议(IP)支持的示例性结构交换机。
图5B示出了根据本发明的一个实施例的具有在全局VLAN之上的IP支持的结构交换机中的示例性成员交换机。
图6给出了根据本发明的一个实施例的示出结构交换机的成员交换机跨越子网络转发分组的过程的流程图。
图7示出了根据本发明的一个实施例的具有全局VLAN支持的示例性交换机。
在附图中，相似参考标号指代相同的附图元素。
具体实施方式
给出以下描述以使得本领域的技术人员可以实现和使用本发明，并且以下描述在特定应用的环境及其要求下被提供。对所公开的实施例的各种修改对于本领域的技术人员而言将是容易的，并且本文中所定义的一般原理可以被应用到其他实施例和应用而不偏离本发明的精神和范围。因此，本发明不受限于所示出的实施例，而是符合与权力要求书一致的最宽范围。
概述
在本发明的实施例中，在结构交换机中提供大尺寸的网络虚拟化的问题通过如下来解决：创建跨越结构交换机的全局虚拟局域网(VLAN)、同时在相应的成员交换机中本地化电气与电子工程师协会(IEEE)802.1Q VLAN。在网络虚拟化中，大且复杂的网络基础设施可以划分成多个虚拟网络(例如，层2VLAN)以促进可管理性。此外，网络基础设施可以服务多个租户，多个租户中的相应租户可能需要多个VLAN。特别是在结构交换机(例如，以太网结构交换机)中，相应的成员交换机可以服务多个租户，同时多个成员交换机可以服务同一租户。因此，结构交换机需要在结构交换机的成员交换机上是一致的大量VLAN。然而，利用现有的技术，VLAN的总数量是有限的并且可能束缚结构交换机可以为相应租户支持的VLAN的数量。
为了解决这个问题，结构交换机中的成员交换机彼此结合在一起来促进跨越结构交换机的大量全局虚拟化层2网络(例如，全局VLAN)。相应的成员交换机可以使用本地资源(例如，本地端口)和/或与相应的终端设备(例如，本地服务器或虚拟机)有关的信息来将终端设备映射至全局VLAN。这样的终端设备信息的示例包括但不限于：物理或虚拟设备标识符(例如，媒体访问控制(MAC)地址)、IEEE 802.1Q服务VLAN(S-VLAN)标识符和/或用户VLAN(C-VLAN)标识符、以及虚拟专用网络(VPN)标识符。例如，成员交换机可以基于可用性而本地地将有限数目的IEEE 802.1QVLAN与本地终端设备相关联。成员交换机进一步基于本地资源和/或终端设备信息而将终端设备与全局VLAN相关联，全局VLAN跨越结构交换机是一致的。
换而言之，全局VLAN为耦合至一个或多个成员交换机的终端设备提供了遍及结构(fabric-wide)的VLAN。然而，与全局VLAN的关联对于成员交换机而言是本地的。因此，相同的全局VLAN可以基于两个成员交换机中的两个不同集合信息而被映射至两个终端设备。以此方式，结构交换机可以将与不同成员交换机耦合的并且与不同802.1Q VLAN相关联的终端设备与同一全局VLAN相关联，从而促进具有本地化关联的大量的遍及结构的虚拟化层2网络。
在一些实施例中，全局VLAN可以支持互联网协议(IP)路由。全局VLAN然后可以与IP子网络(subnet)相关联并且可以在相应的成员交换机中操作作为被指派有来自子网络的IP地址的逻辑层3接口。相应的成员交换机可以维护全局VLAN与对应的子网络之间的映射。在一些实施例中，层3接口操作作为针对对应的全局VLAN的默认网关并且被指派虚拟IP地址，该虚拟IP地址在相应的成员交换机中是一致的。因为层3接口在相应的成员交换机中与同一虚拟IP地址相关联，层3接口操作作为分布式层3网关。
在一些实施例中，结构交换机是以太网结构交换机。在以太网结构交换机中，在任意的拓扑中耦合的任何数量的交换机可以逻辑地操作作为单个交换机。任何新的交换机可以以“即插即用”模式加入或离开结构交换机而无需任何手动配置。结构交换机对于外部设备而言表现得像单个逻辑交换机。在一些进一步的实施例中，结构交换机是多链路透明互联(TRILL)网络，并且结构交换机的相应的成员交换机是TRILL路由桥接器(RBridge)。
尽管使用基于TRILL协议的示例来给出本公开内容，本发明的实施例不限于使用TRILL、或者特定的开放系统互联参考模型(OSI参考模型)层来定义的网络。例如，本发明的实施例还可以被应用至多协议标签互换(MPLS)网络。在本公开内容中，术语“结构交换机”在一般意义上被使用，并且可以指代在任何联网层、子层或者联网层的组合中进行操作的网络。
在本公开内容中，术语“终端设备”可以指代耦合至结构交换机的物理或虚拟设备。终端设备可以是主机、服务器、常规的层2交换机、层3路由器或任何其他类型的设备。此外，终端设备可以耦合至进一步远离网络的其他交换机或主机。终端设备还可以是多个网络设备的汇聚点，用以进入网络。术语“设备”和“机器”可互换地使用。
术语“监管器”在一般意义上被使用，并且可以指代任何虚拟机管理器。创建和运行虚拟机的任何软件、固件或硬件可以是“监管器”。术语“虚拟机”也在一般意义上被使用，并且可以指代机器或设备的软件实现方式。可以类似于物理设备那样执行软件程序的任何虚拟设备可以是“虚拟机”。监管器在其上可以运行一个或多个虚拟机的主机外部设备可以被称为“宿主机”。
术语“VLAN”在一般意义上被使用，并且可以指代任何虚拟化的网络。包括物理联网设备、软件网络资源和网络功能的分段的任何虚拟化网络可以被称为“VLAN”。“VLAN”不应当被解读为将本发明的实施例限制于层2网络。“VLAN”可以被指代虚拟化网络或网络分段的其他术语替代，诸如“虚拟专用网络(VPN)”、“虚拟专用LAN服务(VPLS)”、或者“简单虚拟网络(EVN)”。
术语“分组”指的是可以跨越网络一起被传输的一组比特。“分组”不应当被解读为将本发明的实施例限制于层3网络。“分组”可以被指代一组比特的其他术语取代，诸如“帧”、“单元”、或者“数据报”。
术语“交换机”在一般意义上被使用，并且可以指代在任何网络层中进行操作的任何单独的或结构交换机。“交换机”可以是运行在计算设备上的物理设备或软件。“交换机”不应当被解读为将本发明的实施例限制于层2网络。将流量转发至外部设备或另一个交换机的任何设备可以被成为“交换机”。“交换机”的示例包括但不限于层2交换机、层3路由器、TRILL RBridge、或者包括多个类似或异构的较小物理交换机的结构交换机。
术语“RBridge”指的是路由桥接器，其可以是实施在以下中描述的TRILL协议的桥接器：互联网工程任务组(IETF)注解请求(RFC)“Routing Bridges(RBridges):Base Protocol Specification”，在http://tools.ietf.org/html/rfc6325可获得，其公开内容通过引用而并入本文中。本发明的实施例不受限于RBridge之中的应用。其他类型的交换机、路由器和转发器也可以被使用。
术语“终端端口”指的是结构交换机中的端口，其用于与结构交换机外部的外部设备交换数据帧。术语“交换机间的端口”指的是将结构交换机的成员交换机与另一个成员交换机进行耦合并且用于在成员交换机间交换数据帧的端口。
网络架构
图1A示出了根据本发明的一个实施例的具有全局VLAN支持的示例性结构交换机。如图1A中所示出的，结构交换机100包括成员交换机101、102、103、104和105。在一些实施例中，结构交换机100中的一个或多个交换机可以是虚拟交换机(例如，运行在计算设备上的软件交换机)。交换机103和105分别耦合至宿主机120和130。结构交换机100中的成员交换机使用边缘端口来与终端设备通信，并且使用交换机间的端口来与其他成员交换机通信。例如，交换机103经由边缘端口耦合至终端设备，诸如宿主机120，并且经由交换机间的端口耦合至交换机101、102和104。宿主机120和130分别包括监管器122和132。虚拟机(VM)124、126和128运行在监管器122上，并且虚拟机134、136和138运行在监管器132上。
在操作期间，结构交换机100接收本地资源(例如本地端口)和/或终端设备信息与全局VLAN之间的映射。与终端设备有关的这样的信息的示例包括但不限于：物理或虚拟设备标识符(例如，媒体访问控制(MAC)地址)、IEEE 802.1Q服务VLAN(S-VLAN)标识符和/或用户VLAN(C-VLAN)标识符、以及虚拟专用网络(VPN)标识符。在一些实施例中，网络管理员将该映射提供给结构交换机100的成员交换机之一，该成员交换机进而基于结构交换机100的内部信息分布服务而将该映射分布至所有其他成员交换机。
在一些实施例中，交换机102从耦合至交换机102的虚拟化管理器110接收相应的虚拟机的终端设备信息，诸如MAC地址。虚拟化管理器的示例包括但不限于VMWare vCenter、Citrix XenCenter以及Microsoft虚拟机管理器。一旦接收到终端设备信息，交换机102基于结构交换机100的内部信息分布服务而将该信息分布至所有其他成员交换机。结构交换机100的相应成员交换机包括分布式服务管理器，该分布式服务管理器管理跨越结构交换机100的全局VLAN。因为IEEE 802.1Q VLAN分配对于成员交换机而言是本地的而全局VLAN是遍及结构的，相应的成员交换机中的服务管理器基于本地可用性和策略来确定针对本地虚拟机的IEEE 802.1Q VLAN分配。结构交换机100然后通知虚拟化管理器110关于本地VLAN分配，虚拟化管理器110进而将该VLAN与对应的虚拟机相关联。
例如，基于本地可用性和策略，交换机105中的服务管理器确定虚拟机134和136应当与VLAN 112(以短划线表示)相关联，并且虚拟机138应当与VLAN 114(以点划线表示)相关联。交换机105经由结构交换机100通知虚拟化管理器110关于这个VLAN指派信息。一旦接收到这个信息，虚拟化管理器110将VLAN 112和114与对应的虚拟机相关联。类似地，基于来自交换机103的信息，虚拟化管理器110将虚拟机124与VLAN 112相关联，并且将虚拟机126和128与VLAN 114相关联。
基于所接收的信息和VLAN分配，相应的成员交换机的服务管理器标识出属于层2域的虚拟机。例如，运行在交换机103和105上的服务管理器各自确定出虚拟机124、126和136属于层2域的虚拟机，即使它们的本地VLAN不同。因此，服务管理器将虚拟机124、126和136与全局VLAN 142相关联并且将全局VLAN 144表示为标识符。类似地，服务管理器将虚拟机128、134和138关联至全局VLAN 144并且将全局VLAN 144表示为标识符。结构交换机100中的分布式服务管理器可以以这样的方式来生成相应的全局VLAN标识符：相同的全局VLAN标识符在相应的成员交换机中被生成。在一些实施例中，相应的成员交换机使用至少20个比特来表示全局VLAN 142和144的标识符。以这种方式，结构交换机100支持大量的遍及结构的虚拟化网络、并且克服了IEEE 802.1Q VLAN的限制。
应当注意的是，结构交换机100与常规的交换机堆叠不相同。在交换机堆叠中，多个交换机基于具体的拓扑(例如，环形或线性拓扑)而在公共位置处(通常是相同的机架(rack)内)互连。这些堆叠的交换机典型地共享公共地址，例如IP地址，因此它们可以在外部被寻址为单个交换机。然而，这些交换机被手动地配置为加入交换机堆叠。此外，交换机堆叠需要端口和交换机间的链接的大量手动配置。对手动配置的需要阻止交换机堆叠成为构建大尺寸交换系统时的可行选项。由交换机堆叠施加的拓扑约束也限制了可以被堆叠的交换机的数量。这是因为即使不是不可能也非常难以设计出允许整体交换机带宽随着交换机单元的数量而充分缩放的堆叠拓扑。
相反，结构交换机100可以包括具有各自地址的任意数量的交换机，可以基于任意的拓扑(例如，网格拓扑)，并且不需要大量的手动配置。交换机可以栖居于相同的位置，或者可以在不同位置上分布。此外，相应的交换机彼此结合在一起进行操作，而不需要任何主控制器。这些特点克服了交换机堆叠的内在限制，并且使得构建大“交换机平台(farm)”成为可能，该交换机平台可以被视作单个的、逻辑的交换机。由于结构交换机100的自动配置能力，个体物理交换机(例如，交换机103)可以动态地加入或离开结构交换机100而不会中断对网络的其他部分的服务。结构交换机100的自动和动态可配置性允许网络运营商以分布式和“按需付费”方式来构建它的交换系统而不会牺牲可收缩性。对网络条件进行响应的能力使得结构交换机100成为虚拟计算环境中的理想解决方案，在虚拟计算环境中网络负载通常随着时间而变化。
在一些实施例中，结构交换机100是多链路透明互联(TRILL)网络，并且结构交换机100的相应成员交换机、诸如交换机103是TRILL路由桥接器(RBridge)。在操作过程中，虚拟机124向虚拟机136发送分组。因为虚拟机124和136属于全局VLAN 142，交换机103将这个分组认为是在同一层2域中被转发。交换机103标识出虚拟机136被耦合至交换机105(即，经由交换机105学习到虚拟机136的MAC地址)。交换机103将该分组封装在TRILL报头中，指定交换机105为出口交换机，并且将分组转发至交换机105。在结构交换机中的MAC地址学习和分组转发在名称为“Virtual ClusterSwitching”的美国专利公开No.2011/0268125中有所说明，其公开内容整体并入本文中。在一些实施例中，交换机103将全局VLAN142的标识符作为虚拟专用网络(VPN)标识符而包括在TRILL报头的可选字段中。一旦接收到该分组，交换机105确定该分组是针对本地交换机(即交换机105)并且应当如在TRILL报头中所规定的，在全局VLAN 142中被转发。交换机105移除TRILL封装并且将该分组经由耦合宿主机130的边缘端口进行转发。宿主机130中的监管器132接收该分组并且将该分组提供至虚拟机136。
假设耦合至交换机103的虚拟机124迁移到耦合至交换机105的宿主机130，并且虚拟机124开始运行在监管器132上。那么交换机105中的针对全局VLAN 142的映射应当支持虚拟机124。例如，交换机105的边缘端口174和VLAN 112应当被映射至交换机105中的全局VLAN 142的标识符。如果不是这样的话，被映射至交换机105中的全局VLAN 142的标识符的IEEE 802.1Q VLAN标签可能被分配至宿主机130中的虚拟机124。在一些实施例中，交换机105的服务管理器通知监管器132将虚拟机124与新的VLAN相关联。如果监管器132不能够为虚拟机124配置新的VLAN，则可能发生错误。网络管理员可以在虚拟机124迁移之前被通知这样的潜在错误。
在一些实施例中，结构交换机100的相应的成员交换机(例如，交换机103)基于光纤信道(FC)协议而运行具有自动配置能力的控制平面，并且基于控制平面的自动配置能力而形成逻辑以太网交换机。对于外部终端设备，诸如宿主机120，结构交换机100被看作一个单个的以太网交换机。一旦经由控制平面加入结构交换机100，相应的成员交换机接收与该逻辑以太网交换机对应的被自动指派的标识符，而无需手动配置。然而，不像FC结构，结构交换机100中的数据分组可以基于另一个转发协议而被封装和转发。这个转发协议的示例包括但不限于以太网、TRILL和IP。这些特点允许交换机103与结构交换机100的其他成员交换机结合起来以分布式的方式进行操作，而不需要中央控制器。
在一些实施例中，结构交换机100维护针对相应的虚拟机的端口简档。端口简档表示一个或多个虚拟机的以太网光纤信道(FCoE)配置、VLAN配置、数据中心桥接(DCB)配置、服务质量(QoS)配置、和/或安全配置。虚拟机的MAC地址将对应的端口简档与虚拟机相关联。端口简档中的VLAN配置可以指示用于该虚拟机的全局VLAN配置。交换机中的端口简档管理在名称为“Port profilemanagement for virtual cluster switching”的美国专利公开No.2011/0299413中有所说明，其公开内容整体并入本文中。
相应的成员交换机、诸如交换机103本地地管理全局VLAN信息，以促进它的遍及结构的部署。图1B示出了根据本发明的一个实施例的具有全局VLAN支持的结构交换机的示例性成员交换机。在这个示例中，交换机103还耦合至宿主机160，该宿主机160包括运行在监管器162上的虚拟机164、166和168。在操作期间，基于来自交换机103的信息，虚拟化管理器110将虚拟机164和166与VLAN 112相关联，并且将虚拟机168与VLAN 114相关联。运行在交换机103上的服务管理器180确定虚拟机164和168属于虚拟机128的同一层2域，即使它们的本地VLAN不同。因此，服务管理器180将虚拟机164和168与全局VLAN 144相关联。类似地，服务管理器180将虚拟机166与全局VLAN 142相关联。
虚拟机与全局VLAN之间的关联被维护在交换机103处。应当注意的是，结构交换机100外部的任何终端设备能对全局VLAN 142和144是不可知的。例如，监管器122和虚拟机128可能对于全局VLAN 144与虚拟机128之间的关联不可知。为了维护该关联，交换机103维护全局VLAN 142与虚拟机124和126的对应本地资源和终端设备信息之间的映射150。例如，交换机103可以将虚拟机124和126的MAC地址以及端口172映射至全局VLAN 142的标识符。类似地，交换机103可以在映射150中将端口以及虚拟机128的MAC地址映射至全局VLAN 144的标识符。以这种方式，交换机103将IEEE 802.1Q VLAN本地化至交换机103，同时与结构交换机100的其他成员交换机一起维护遍及结构的层2本地化网络。
在一些实施例中，全局VLAN 142和144可以表示租户分离。例如，虚拟机124、126和166可以属于一个租户，而虚拟机128、164和168可以属于另一个租户。因为全局VLAN 142和144为租户提供遍及结构的虚拟分离，并且IEEE 802.1Q VLAN 112和114是本地的，IEEE 802.1Q VLAN的全部集合对应相应的租户而言可用于部署。例如，VLAN 112和114对两个租户而言均可用于部署。在一些实施例中，相应的成员交换机可以维护租户与和该租户相关联的一个或多个全局VLAN之间的映射。
在一些实施例中，交换机103维护描述其实例的两个配置表：结构交换机配置数据库和默认交换机配置表。结构交换机配置数据库描述在交换机103是结构交换机100的一部分时结构交换机100的配置。默认交换机配置表描述交换机103的默认配置。在一些实施例中，结构交换机配置数据库包括结构交换机100的标识符。在一个实施例中，交换机103还维护在结构交换机100内的交换机索引。这个交换机索引是在结构交换机100内是唯一且持续的。也就是说，当交换机103首次加入结构交换机100时，结构交换机100向交换机103指派该交换机索引。这个交换机索引与交换机103一起持续存在，即使交换机103离开结构交换机100。当交换机103下次再次加入结构交换机100时，同一个交换机索引由结构交换机100使用，以获得交换机103的先前的配置信息。
内部标识符
在图1B的示例中，交换机103将本地资源和/或终端设备信息映射至全局VLAN标识符。在一些实施例中，交换机103将本地资源和/或终端设备信息映射至本地内部标识符、并且将本地内部标识符映射至全局VLAN。以这种方式，交换机103可以分离本地映射并且可以将这个本地映射用于更有效的转发。交换机103中的映射150可以包括内部标识符与本地资源和/或终端设备信息之间的映射。例如，交换机103可以将本地耦合的虚拟机124和126的MAC地址以及端口172映射至内部标识符152。类似地，交换机103可以维护端口和虚拟机128的MAC地址与内部标识符154之间的映射。交换机103将内部标识符152和154分别映射至全局VLAN 142和144的标识符。交换机中的本地内部标识符管理及其操作在名称为“Internalvirtual network identifier and internal policy identifier”的美国专利公开No.2011/0299533中有所说明，其公开内容整体并入本文中。
在一些实施例中，结构交换机100包括一个或多个叠加VLAN。网关设备可以促进叠加VLAN的虚拟网络实例(VNI)与全局VLAN之间的桥接。例如，交换机103可以操作作为网关并且提供全局142和144与叠加VNI之间的桥接。交换机103可以维护内部标识符152和154与对应的叠加VNI之间的映射。因为交换机103将全局142和144的标识符分别映射至内部标识符152和154，交换机103进而可以获得全局142和144与对应的叠加VNI之间的关联。应当注意的是，不像常规的叠加VLAN，结构交换机100知道相应VLAN的相应源MAC地址。
在一些实施例中，交换机103使用内部标识符来有效地转发流量。交换机103可以维护指示针对对应的内部标识符的输出端口的转发表，并且基于该转发表来转发相应的分组。图2给出了根据本发明的一个实施例的示出结构交换机的成员交换机基于内部标识符和/或内部策略标识符而转发分组的过程的流程图。一旦经由本地端口接收分组(操作202)，交换机基于本地端口和/或分组的报头中的一个或多个字段来确定分组的内部标识符(操作204)。分组的报头中的字段的示例包括但不限于用户VLAN标识符、服务提供方VLAN标识符和源MAC地址。
在一些实施例中，交换机还生成针对分组的内部策略标识符。这个策略标识符指示针对分组的转发和服务质量策略。交换机基于本地端口和/或分组的报头中的一个或多个字段来确定分组的内部策略标识符(操作206)。交换机可以维护内部标识符和/或内部策略标识符与端口和报头字段之间的映射。一旦接收到分组，交换机可以咨询该映射来确定内部标识符和/或内部策略标识符。交换机然后获取与内部标识符对应的全局VLAN标识符(操作208)。交换机可以咨询该映射来确定与内部标识符对应的全局VLAN标识符。
在一些实施例中，交换机是TRILL RBridge。交换机如结合图1A所描述的，将该分组封装在TRILL报头中(操作210)。应当注意的是，TRILL报头包括到出口交换机的标识符，其可以是RBridge标识符。该交换机将获取的全局VLAN标识符包括在TRILL报头中(操作212)并且基于内部标识符和/或内部策略标识符来确定分组的输出端口(操作214)。在一些实施例中，交换机咨询转发表来确定输出端口。转发表可以包括内部标识符和/或内部策略标识符与对应的输出端口之间的映射。
全局VLAN
在图1A的示例中，在相应的成员交换机中的分布式服务管理器确定针对结构交换机100的全局VLAN。图3A给出了根据本发明的一个实施例的示出结构交换机的成员交换机中的分布式服务管理器确定全局VLAN的过程的流程图。在操作过程中，服务管理器确定与结构交换机相关联的全局VLAN标识符(操作302)。在一些实施例中，服务管理器通过接收全局VLAN标识符与对应的本地资源和/或终端设备信息之间的映射来确定全局VLAN标识符。在一些实施例中，服务管理器使用至少20个比特来表示全局VLAN标识符。在一些实施例中，服务管理器如结合图1B所描述的，标识与全局VLAN标识符相关联的本地内部标识符(操作304)。服务管理器将全局VLAN标识符映射至内部标识符(操作306)。因为内部标识符与本地资源和/或终端设备信息相对应，将全局VLAN标识符映射至内部标识符允许服务管理器将全局VLAN标识符关联至对应的本地资源和/或终端设备信息。
在一些进一步的实施例中，虚拟化管理器针对与结构交换机相关联的相应的虚拟机而提供终端设备信息，诸如MAC地址。图3B给出了根据本发明的一个实施例的示出结构交换机的成员交换机中的分布式服务管理器基于来自虚拟化管理器的信息而确定全局VLAN的过程的流程图。在操作期间，服务管理器获取与结构交换机相关联的虚拟机的信息(操作352)。服务管理器然后标识可操作以处于同一层2域中的一个或多个虚拟机(操作354)。
在一些实施例中，服务管理器基于本地可用性和策略来确定针对本地虚拟机的IEEE 802.1Q VLAN分配(操作356)，并且经由结构交换机向虚拟化管理器通知本地VLAN分配(操作358)。服务管理器然后如结合图2所描述的，确定与所标识的虚拟机相对应的本地内部标识符(操作360)。服务管理器还确定针对所标识的虚拟机的全局VLAN标识符(操作362)，将所标识的虚拟机与层2域相关联。在一些实施例中，服务管理器基于从虚拟化管理器接收的终端设备信息来生成对应的全局VLAN标识符。服务管理器然后如结合图1B所描述的，将全局VLAN标识符映射至内部标识符(操作364)。
跨越多个结构交换机的全局VLAN
在一些实施例中，全局VLAN可以跨多个结构交换机而部署。网络运营商可以通常在同一个数据中心中部署多个结构交换机，并且经由这些多个交换机来服务相同的租户。这些租户可以要求跨越多个结构交换机的虚拟化层2域。图4示出了根据本发明的一个实施例的跨越多个结构交换机的示例性全局VLAN。在这个示例中，结构交换机100耦合至另一个结构交换机400，该结构交换机400包括成员交换机401、402、403、404和405。在一些实施例中，结构交换机400中的一个或多个交换机可以是虚拟交换机(例如，操作在计算设备中的软件交换机)。交换机405耦合至宿主机430。虚拟机434、436和438运行在宿主机430中的监管器432上。如结合图1A所描述的，基于来自结构交换机400的IEEE 802.1Q VLAN分配，虚拟机434和436与VLAN 112相关联，并且虚拟机438与VLAN114相关联。
在一些实施例中，结构交换机100和400经由结构交换机100中的交换机102和105的边缘端口与结构交换机400中的交换机401和403的边缘端口之间的多归属(multi-homed)连接而彼此相耦合。结构交换机100和400还可以经由一个或多个隧道彼此相耦合。这样的隧道的示例包括但不限于虚拟可扩展局域网(VXLAN)、通用路由封装(GRE)及其变形，诸如使用GRE的网络虚拟化(NVGRE)以及openvSwitch GRE。
结构交换机400的相应成员交换机包括分布式服务管理器，其管理跨越结构交换机400的全局VLAN。在操作期间，相应的成员交换机的服务管理器基于来自虚拟化管理器110的所接收的终端设备信息来标识属于层2域的虚拟机。例如，运行在交换机103和405上的服务管理器各自确定虚拟机124、126和436属于层2域，即使它们的本地VLAN不同。因为服务管理器在结构交换机100和400中以分布式方式来运行，在两者中的服务管理器均确定针对属于同一层2域的虚拟机的全局VLAN。结构交换机100和400中的分布式服务管理器可以以这样的方式来生成全局VLAN标识符：相同的标识符在相应结构交换机的相应成员交换机中被生成。
例如，结构交换机100和400中的服务管理器将虚拟机124、126和436与全局VLAN 142相关联，并且将全局VLAN 142用标识符来表示。类似地，服务管理器将虚拟机128、134和438与全局VLAN144相关，并且将全局VLAN 144用标识符来表示。应当注意的是，在结构交换机100和400中，相同的标识符被分配给全局VLAN 142(或者，全局VLAN 144)。在一些实施例中，结构交换机中的相应分布式服务管理器使用一个公式来确定全局VLAN标识符。
在一些实施例中，结构交换机100和400是TRILL网络，并且结构交换机100和400的相应成员交换机，诸如交换机103和405是TRILL RBridge。假设虚拟机124向虚拟机436发送分组。因为这些虚拟机属于全局VLAN 142，交换机103将这个分组认为是在同一层2域中被转发。因为虚拟机436在同一层2域中，交换机103在全局VLAN 142中广播地址解析协议(ARP)请求，以获得虚拟436的MAC地址，并且确定虚拟机436经由交换机105的边缘端口进行耦合。交换机103将分组封装在TRILL报头中并且将该帧转发给交换机105，该交换机105耦合结构交换机400。在一些实施例中，交换机103将全局VLAN 142的标识符作为VPN标识符来包括在TRILL报头的可选字段中。一旦接收到该分组，交换机105确定目的地虚拟机436经由边缘端口进行耦合并且处于全局VLAN 142中，如在TRILL报头中所指定的。交换机105移除TRILL封装并且将该分组经由耦合结构交换机400的交换机403的边缘端口进行转发。
因为结构交换机100允许租户使用内部的IEEE 802.1Q VLAN标签，在将该分组转发至结构交换机400的时候，交换机105针对该分组使用双标签标记(即，IEEE 802.1Q VLAN中的IEEE 802.1Q)。外部服务标签(S-标签)表示服务提供方的网络，而内部用户标签(C-标签)表示客户端的网络。为了向结构交换机400表示全局VLAN 142，交换机105对全局VLAN 142的标识符使用公式，以确定针对该分组的S-标签和C-标签。在一些实施例中，交换机105使用公式((全局VLAN 142的标识符)/4092+1)来确定S-标签并且使用((全局VLAN 142的标识符)％4092+1)来确定C-标签。
一旦接收到分组，交换机403从所接收的分组的S-标签和C-标签来确定全局VLAN 142，并且标识出虚拟机436本地耦合至交换机405(即，经由交换机405学习到虚拟机436的MAC地址)。交换机403将分组封装在TRILL报头中，将全局VLAN 142的标识符包括在TRILL报头中，并且将该帧转发至交换机405。在一些实施例中，交换机403将全局VLAN 142的标识符作为VPN标识符而包括在TRILL报头的可选字段中。一旦接收到该分组，交换机405确定该分组是针对全局VLAN 142，如在TRILL报头中所指定的。交换机405移除TRILL封装并且将该分组转发至宿主机430。监管器432接收该分组并且将该分组提供至虚拟机436。
在全局VLAN上的IP
在一些实施例中，全局VLAN可以支持IP路由。图5A示出了根据本发明的一个实施例的具有在全局VLAN之上的IP支持的示例性结构交换机。在这个示例中，全局VLAN 142和144可以支持IP路由并且分别与IP子网络542和544相关联。因此，全局VLAN 142和144可以操作作为结构交换机100中的相应成员交换机中的被指派有来自对应子网络的IP地址的逻辑层3接口。结构交换机100中的相应成员交换机可以维护全局VLAN 142和144分别与对应的子网络542和544之间的映射。此外，虚拟机124、126和136从子网络542被指派IP地址，并且虚拟机128、134和136从子网络544被指派IP地址。
在一些实施例中，对应的层3接口操作作为针对全局VLAN 142和144的默认网关。为了操作作为默认网关，相应的层3接口在相应的成员交换机中被指派相同的虚拟IP地址和虚拟MAC地址。例如，来自子网络542的同一虚拟IP地址被指派给相应的成员交换机中的全局VLAN 142的层3接口。因此，层3接口操作作为针对全局VLAN 142的分布式层3网关。以这种方式，子网络542的同一虚拟IP地址被配置为虚拟机124、126和136的默认网关地址，即使它们耦合至结构交换机100的不同成员交换机。类似地，子网络544的同一虚拟IP地址被配置为虚拟机128、134和136的默认网关地址。
因为结构交换机100中的相应的成员交换机维护全局VLAN 142的标识符与子网络542之间的映射，子网络542的逻辑层3接口与全局VLAN 142相对应。类似地，子网络544的逻辑层3接口与全局VLAN 144相对应。因此，成员交换机，诸如交换机103，可以具有子网络542与544之间的连接的路由(即，交换机103可以在子网络542与544之间路由而不需要路由协议)。
在操作期间，虚拟机124向虚拟机134发送分组。因为这些虚拟机属于单独的子网络(即，分别是子网络542与544)，这个分组需要子网络542与544之间的路由。作为默认网关，虚拟机124被配置有全局VLAN 142的层3接口的虚拟IP地址。如果虚拟机124尚未学习到对应的虚拟MAC地址，虚拟机124使用虚拟IP地址来发送ARP查询。因为结构交换机100中的相应的成员交换机与虚拟IP地址相关联，一旦接收到该查询，交换机103用对应的虚拟MAC地址进行响应。虚拟机124然后使用该虚拟MAC地址来转发该分组。此外，结构交换机100中的相应的成员交换机与虚拟MAC地址相关联。因此，交换机103接收该分组，将该分组的层2目的地认为是本地交换机(即交换机103)，并且将该分组提升至层3。
交换机103具有到子网络542和544两者的逻辑层3接口。因此，交换机103可以执行在这些子网络之间的连接路由。交换机103确定虚拟机134属于子网络544并且因此虚拟机134与全局VLAN144相关联。因为全局VLAN 144对于交换机103是本地的，如结合图1A所描述的，交换机103可以经由全局VLAN 144来将该分组转发至虚拟机134。如果交换机103尚未学习到虚拟机134的MAC地址，交换机103可以使用ARP来在全局VLAN 144中发送针对虚拟机的IP地址的层2广播消息，并且获得虚拟机134的MAC地址。
结构交换机100中的相应的成员交换机可以具有针对相应的服务实体(例如，租户，同一公司的部门等)的单独的虚拟路由和转发(VRF)。VRF仅管理针对对应的服务实体的路由。这允许成员交换机在服务实体之间具有路由分离。以这种方式，VRF提供成员交换机中的层3虚拟化。在一些实施例中，这样的VRF在结构交换机100中可以是全局且持续的。这些全局VRF在相应的成员交换机中的服务实体之间提供相同的路由分离。
图5B示出了根据本发明的一个实施例的具有在全局VLAN之上的IP支持的结构交换机中的示例性成员交换机。在这个示例中，交换机103服务请求逻辑分离的两个服务实体，并且维护两个全局VRF(GVRF)522和524。假设全局VLAN 142和144分别属于这两个服务实体。全局VRF 522和524然后与全局VLAN 142和144分别相关联。全局VRF 522和524允许子网络524和544具有重叠的IP地址。交换机103可以将全局VRF 522和524的相应标识符包括在对应的分组中，以区分子网络524和544。例如，如果子网络524和544均包括IP地址，全局VRF 522或524的标识符与IP地址一起指示具有该IP地址的分组属于哪个服务实体。这提供了相应的服务实体灵活性以及跨越结构交换机100的层3虚拟化。
图6给出了根据本发明的一个实施例的示出结构交换机的成员交换机跨越子网络转发分组的过程的流程图。一旦接收到分组(操作602)，交换机校验目的地子网络是否是本地的(操作604)。在一些实施例中，交换机校验交换机是否具有到该子网络的接口，以确定目的地子网络是否是本地的。如果不是，该交换机基于本地路由表将分组转发至去往目的地子网络的下一跳子网络(操作620)。如果目的地子网络是本地的，交换机标识与本地目的地子网络对应的全局VLAN标识符(操作606)。
交换机然后检验目的地MAC地址是否是已知的(操作608)。如果分组的目的地MAC地址不是已知的，交换机向与目的地子网络对应的全局VLAN发送广播ARP查询消息(操作614)并且经由该查询消息的ARP响应获取该分组的目的地MAC地址(操作616)。如果该分组的目的地MAC地址是已知的(操作608)或者交换机已经获取该分组的目的地MAC地址(操作616)，交换机将该分组封装在TRILL报头中并且将全局VLAN标识符包括在TRILL报头中(操作610)。交换机然后如结合图1A所描述的，将分组转发至目的地MAC地址(操作612)。应当注意的是，在全局VLAN中的这样的转发可以在结构交换机边界内或者跨越结构交换机边界。
示例性交换机
图7示出了根据本发明的一个实施例的具有全局VLAN支持的示例性交换机。在这个示例中，交换机700包括多个通信端口702、分组处理器710、VLAN配置模块740、和存储750。这些模块中的一个或多个模块可以被包括在交换机700的分布式服务管理器中。在一些实施例中，分组处理器710将TRILL报头添加到分组。在一些实施例中，交换机700包括结构交换机管理模块724，其维护结构交换机中的成员关系。交换机700在存储750中维护配置数据库，该配置数据库维护结构交换机内的相应交换机的配置状态。交换机700维护结构交换机的状态，其用于加入其他交换机。在这样场景下，通信端口702可以包括用于结构交换机内的通信的交换机间通信信道。这个交换机间通信信道可以经由常规的通信端口并且基于任何开放或私有格式(例如，TRILL协议)而被实施。
在操作期间，VLAN配置模块740将交换机的本地资源(例如，通信端口702之一)和/或本地耦合的终端设备信息映射至全局VLAN标识符。如结合图1A所描述的，全局VLAN与本地资源和/或本地耦合的终端设备信息的这个映射对于交换机700是本地的。在一些实施例中，交换机700还包括内部标识符模块722，其基于本地资源和/或本地耦合的终端设备信息来确定内部标识符。如结合图1B所描述的，VLAN配置模块740然后将内部标识符映射至全局VLAN标识符。
当交换机700经由通信端口702之一接收来自结构交换机的另一个成员交换机的分组时，分组处理器710检查TRILL报头并且标识该分组的全局VLAN标识符。然而，如果分组是经由通信端口702之一从另一个结构交换机被接收的，分组处理器710检查分组报头。基于这个检查，VLAN配置模块基于分组中的一个或多个字段来标识全局VLAN标识符。
在一些实施例中，交换机700中的全局VLAN标识符与具有层3路由支持和具有逻辑层3接口的IP子网络相关联。这个逻辑层3接口可操作作为针对本地耦合至交换机700的虚拟机的默认网关。在这样的场景下，逻辑层3接口与虚拟IP地址和虚拟MAC地址相关联。虚拟IP地址和虚拟MAC地址与交换机700以及结构交换机的其他成员交换机相关联。
在一些实施例中，交换机700还包括路由和转发模块730，如结合图5A和5B所描述的，该路由和转发模块730创建于两个全局VLAN标识符相关联的两个子网络之间的路由，而不需要路由协议。路由和转发模块730基于路由确定针对从两个子网络中的第一子网络到两个子网络中的第二子网络的分组的输出端口。在一些实施例中，交换机700还包括分离模块732，其维护一个或多个虚拟路由和转发分离，每个虚拟路由和转发分离包括本地路由的子集。这个虚拟路由和转发分离跨越结构交换机是持续的。
注意到上述模块可以以硬件以及以软件来实施。在一个实施例中，这些模块可以被体现在存储有存储器中的计算机可执行的指令，该存储器被耦合至交换机700中的一个或多个处理器。当被执行时，这些指令使得(多个)处理器执行上述功能。
总之，本发明的实施例提供了一种交换机和一种提供跨越多个交换机的全局VLAN的方法。在一个实施例中，该交换机包括VLAN配置模块。在操作期间，VLAN配置模块将本地资源和/或本地耦合的终端设备信息映射至全局VLAN标识符，其中全局VLAN标识符跨越结构交换机是持续的。结构交换机可操作以容纳多个交换机并且操作作为单个逻辑交换机。
本文中所描述的方法和过程可以被体现为代码和/或数据，其可以被存储在计算机可读的非瞬态存储介质中。当计算机系统读取和执行被存储在计算机可读的非瞬态存储介质上的代码和/或数据时，计算机系统执行被体现为数据结构和代码并且被存储在介质内的方法和过程。
本文中所描述的方法和过程可以由硬件模块或装置来执行和/或被包括在硬件模块或装置中。这些模块或装置可以包括但不限于专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)、在特定时间执行特定软件模块或代码片段的专用或共享处理器、和/或现在已知的或稍后将开发的其他可编程逻辑设备。当硬件模块或装置被激活时，它们执行被包括在它们之内的方法和过程。
出于解释说明和描述的目的，已经给出本发明的实施例的前述描述。它们不旨在于排他的或者限制本公开内容。因此，许多修改和变形对于本领域技术人员而言是清楚的。本发明的范围由所附的权利要求来定义。

Claims (39)

1.一种交换机，可配置为结构交换机的成员，所述交换机包括：
虚拟局域网(VLAN)配置模块，可操作以将本地资源和/或本地耦合的终端设备信息映射至全局VLAN标识符；
其中所述全局VLAN标识符跨越所述结构交换机是持续的；并且
其中所述结构交换机可操作以容纳多个交换机并且操作作为单个逻辑交换机。
2.根据权利要求1所述的交换机，其中所述全局VLAN与所述本地资源和/或所述本地耦合的终端设备信息的所述映射对于所述交换机是本地的。
3.根据权利要求1所述的交换机，其中所述全局VLAN被映射至以下各项中的一项或多项：
本地端口；
媒体访问控制(MAC)地址；
电气与电子工程师协会(IEEE)802.1Q服务VLAN(S-VLAN)标识符；
IEEE用户VLAN(C-VLAN)标识符；以及
虚拟专用网络(VPN)标识符。
4.根据权利要求1所述的交换机，进一步包括：
内部标识符模块，可操作以基于所述本地资源和/或本地耦合的终端设备信息来确定内部标识符；并且
其中所述VLAN配置模块进一步可操作以将所述内部标识符映射至所述全局VLAN标识符。
5.根据权利要求1所述的交换机，其中所述VLAN配置模块进一步可操作以基于分组中的一个或多个字段来标识所述全局VLAN标识符。
6.根据权利要求1所述的交换机，其中所述VLAN配置模块进一步可操作以将所述交换机的租户映射至所述全局VLAN标识符。
7.根据权利要求1所述的交换机，其中所述全局VLAN标识符与具有层3路由支持的互联网协议(IP)子网络(subnet)相关联；并且
其中所述全局VLAN标识符与逻辑层3接口相关联。
8.根据权利要求7所述的交换机，其中所述逻辑层3接口可操作作为针对本地虚拟机的默认网关；
其中所述逻辑层3接口与虚拟IP地址和虚拟MAC地址相关联；并且
其中所述虚拟IP地址和所述虚拟MAC地址与所述结构交换机中的相应交换机相关联。
9.根据权利要求7所述的交换机，进一步包括：
路由模块，可操作以在与两个全局VLAN标识符相关联的两个子网络之间创建路由而不需要路由协议；以及
转发模块，可操作以基于所述路由确定针对从所述两个子网络中的第一子网络到所述两个子网络中的第二子网络的分组的输出端口。
10.根据权利要求7所述的交换机，进一步包括分离模块，可操作以维护包括本地路由的子集的虚拟路由和转发分离，其中所述虚拟路由和转发分离跨越所述结构交换机是持续的。
11.根据权利要求1所述的交换机，进一步包括分组处理器，可操作以将多链接透明互联(TRILL)报头添加到分组，其中所述TRILL报头包括所述全局VLAN标识符。
12.根据权利要求1所述的交换机，其中所述全局VLAN标识符跨越多个结构交换机是持续的。
13.根据权利要求1所述的交换机，进一步包括控制模块，可操作以：
基于与所述结构交换机相关联的协议，运行具有自动配置能力的控制平面；
基于所述控制平面的所述自动配置能力，形成逻辑以太网交换机；
接收与所述逻辑以太网交换机对应的被自动指派的标识符而不要求所述标识符的手动配置；以及
经由所述控制平面加入所述结构交换机。
14.一种计算机可执行的方法，包括：
将交换机的本地资源和/或与所述交换机相关联的本地耦合的终端设备信息映射至全局VLAN标识符，其中所述全局VLAN标识符跨越结构交换机是持续的；
其中所述交换机可配置为所述结构交换机的成员；并且
其中所述结构交换机可操作以容纳多个交换机并且操作作为单个逻辑交换机。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述全局VLAN与所述本地资源和/或本地耦合的终端设备信息的所述映射对于所述交换机是本地的。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述全局VLAN被映射至以下各项中的一项或多项：
所述交换机的本地端口；
媒体访问控制(MAC)地址；
电气与电子工程师协会(IEEE)802.1Q服务VLAN(S-VLAN)标识符；
IEEE用户VLAN(C-VLAN)标识符；以及
虚拟专用网络(VPN)标识符。
17.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
基于所述本地资源和/或本地耦合的终端设备信息来确定内部标识符；以及
将所述内部标识符映射至所述全局VLAN标识符。
18.根据权利要求14所述的方法，进一步包括基于分组中的一个或多个字段来标识所述全局VLAN标识符。
19.根据权利要求14所述的方法，进一步包括将所述交换机的租户映射至所述全局VLAN标识符。
20.根据权利要求14所述的方法，其中所述全局VLAN标识符与具有层3路由支持的互联网协议(IP)子网络(subnet)相关联；并且
其中所述全局VLAN标识符与逻辑层3接口相关联。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述逻辑层3接口可操作作为针对本地耦合至所述交换机的虚拟机的默认网关；
其中所述逻辑层3接口与虚拟IP地址和虚拟MAC地址相关联；并且
其中所述虚拟IP地址和所述虚拟MAC地址与所述结构交换机中的相应交换机相关联。
22.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：
在与两个全局VLAN标识符相关联的两个子网络之间创建路由而不需要路由协议；以及
基于所述路由确定针对从所述两个子网络中的第一子网络到所述两个子网络中的第二子网络的分组的输出端口。
23.根据权利要求20所述的方法，进一步包括维护包括本地路由的子集的虚拟路由和转发分离，其中所述虚拟路由和转发分离跨越所述结构交换机是持续的。
24.根据权利要求14所述的方法，进一步包括将多链接透明互联(TRILL)报头添加到分组，其中所述TRILL报头包括所述全局VLAN标识符。
25.根据权利要求14所述的方法，其中所述全局VLAN标识符跨越多个结构交换机是持续的。
26.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
基于与所述结构交换机相关联的协议，运行具有自动配置能力的控制平面；
基于所述控制平面的所述自动配置能力，形成逻辑以太网交换机；
接收与所述逻辑以太网交换机对应的被自动指派的标识符而不要求所述标识符的手动配置；以及
经由所述控制平面加入所述结构交换机。
27.一种计算系统，包括：
处理器；以及
存储指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时使得所述系统执行方法，所述方法包括：
将交换机的本地资源和/或与所述交换机相关联的本地耦合的终端设备信息映射至全局VLAN标识符，其中所述全局VLAN标识符跨越结构交换机是持续的；
其中所述交换机可配置为所述结构交换机的成员；并且
其中所述结构交换机可操作以容纳多个交换机并且操作作为单个逻辑交换机。
28.根据权利要求27所述的计算系统，其中所述全局VLAN与所述本地资源和/或本地耦合的终端设备信息的所述映射对于所述交换机是本地的。
29.根据权利要求27所述的计算系统，其中所述全局VLAN被映射至以下各项中的一项或多项：
所述交换机的本地端口；
媒体访问控制(MAC)地址；
电气与电子工程师协会(IEEE)802.1Q服务VLAN(S-VLAN)标识符；
IEEE用户VLAN(C-VLAN)标识符；以及
虚拟专用网络(VPN)标识符。
30.根据权利要求27所述的计算系统，其中所述方法进一步包括：
基于所述本地资源和/或本地耦合的终端设备信息来确定内部标识符；以及
将所述内部标识符映射至所述全局VLAN标识符。
31.根据权利要求27所述的计算系统，其中所述方法进一步包括基于分组中的一个或多个字段来标识所述全局VLAN标识符。
32.根据权利要求27所述的计算系统，其中所述方法进一步包括将所述交换机的租户映射至所述全局VLAN标识符。
33.根据权利要求27所述的计算系统，其中所述全局VLAN标识符与具有层3路由支持的互联网协议(IP)子网络(subnet)相关联；并且
其中所述全局VLAN标识符与逻辑层3接口相关联。
34.根据权利要求27所述的计算系统，其中所述逻辑层3接口可操作作为针对本地耦合至所述交换机的虚拟机的默认网关；
其中所述逻辑层3接口与虚拟IP地址和虚拟MAC地址相关联；并且
其中所述虚拟IP地址和所述虚拟MAC地址与所述结构交换机中的相应交换机相关联。
35.根据权利要求33所述的计算系统，其中所述方法进一步包括：
在与两个全局VLAN标识符相关联的两个子网络之间创建路由而不需要路由协议；以及
基于所述路由确定针对从所述两个子网络中的第一子网络到所述两个子网络中的第二子网络的分组的输出端口。
36.根据权利要求33所述的计算系统，其中所述方法进一步包括维护包括本地路由的子集的虚拟路由和转发分离，其中所述虚拟路由和转发分离跨越所述结构交换机是持续的。
37.根据权利要求27所述的计算系统，其中所述方法进一步包括将多链接透明互联(TRILL)报头添加到分组，其中所述TRILL报头包括所述全局VLAN标识符。
38.根据权利要求27所述的计算系统，其中所述全局VLAN标识符跨越多个结构交换机是持续的。
39.根据权利要求27所述的计算系统，其中所述方法进一步包括：
基于与所述结构交换机相关联的协议，运行具有自动配置能力的控制平面；
基于所述控制平面的所述自动配置能力，形成逻辑以太网交换机；
接收与所述逻辑以太网交换机对应的被自动指派的标识符而不要求所述标识符的手动配置；以及
经由所述控制平面加入所述结构交换机。
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