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TWI448131B - 在多個配接器間同時支援多個虛擬網際網路協定位址之主機中之失效切換 - Google Patents

在多個配接器間同時支援多個虛擬網際網路協定位址之主機中之失效切換 Download PDF

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TWI448131B
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Description

在多個配接器間同時支援多個虛擬網際網路協定位址之主機中之失效切換
本發明係關於網路內之改良式主機系統，具體而言，係關於具有多個可同步支援多個虛擬網際網路協定(IP)位址(VIPA)之配接器的主機內的失效切換。
傳輸控制協定/網際網路協定(TCP/IP)網路(如網際網路)所使用的位址解譯協定(ARP)，係將IP位址與媒體存取控制(MAC)位址間的映像提供給請求主機。在一範例中，需要知道既定IP位址之MAC位址的請求主機，將包含該IP位址的ARP請求，廣播給網路中所有的路由器與主機。主機端的各配接器會接收此等請求。分配到該IP位址的配接器，以包含對應此IP位址的MAC位址的ARP回應，回覆此ARP請求。因此，請求主機透過對ARP請求的ARP回覆，了解對應此IP位址的MAC位址。
「真實」IP位址，係指與實體配接器相關聯的位址。配接器通常支援上千個與其他主機的網路對話。若此配接器失效，則所有利用與此配接器相關聯的IP位址的有效對話亦會失效。虛擬IP位址(VIPA)係用以解決此問題。VIPA係與主機相關聯的IP位址，而非與實體配接器相關聯。各信息可被定址到真實IP位址或VIPA。若一主機包含多個配接器，則定址於此VIPA的IP流量可透過任一配接器進行路由。藉此，主機可透過不同的實體配接器，路由VIPA流量，以在一配接器失效後，提供容錯機制。
然而，若單一主機配有不只一個VIPA時，VIPA為主的失效切換系統的效率仍會受到限制。具體而言，雖然單一VIPA可支援多個配接器，若多個VIPA係分配給一主機，則每個VIPA需要一組獨立的配接器，完全分配給該VIPA。然而，將多個配接器獨立地分配給每個獨立的VIPA可能需要將獨立的備用配接器分配給每個VIPA，以在一配接器失效的情況下進行失效切換。每個VIPA配有獨立的備用配接器係不有效的資源配置。
因此，有鑑前述缺失，本方法、系統、程序、及程式產品，係使一主機的任一硬體配接器得以同步接受進入與主機相關聯之多個VIPA的任一VIPA的資料，並同時得以有效進行失效切換。
在一實施例中，一主機致能其多個配接器中之任一配接器，同步支援分配給此主機之多個VIPA之任一VIPA。主機觸發剩餘運作中的配接器，透過網路，廣播獨立的硬體位址更新給每個VIPA，以回應多個配接器中至少一特定配接器的失效，使該主機為了支援該複數個VIPA之該主機內的一失效切換，指引至少另一個可透過網路進行存取的其他主機，將多個VIPA的任一新封包定址給剩餘配接器中之一配接器的獨立硬體位址的其中一位址。
此主機係透過組態該主機上之網路堆疊，以將主機端所接收到之ARP請求內所指定的IP位址與多個VIPA的一清單進行比對，以決定此主機是否支援VIPA清單中的IP位址，進而得以致能其多個配接器中之任一配接器，同步支援分配給此主機之多個VIPA中之任一VIPA。主機觸發每個配接器，將一ARP回應傳送給請求主機的一特定VIPA之每個配接器之每個硬體位址，以回應此主機接收到來自該特定IP位址係匹配多個VIPA之一特定VIPA的至少一另一主機的請求主機的ARP請求，其中請求主機儲存多個配接器之多個ARP回應中之一回應。
參照圖1，係繪示配有多個可同步支援多個VIPA之配接器之主機之範例的方塊圖。在此範例中，主機100包含多個配接器110、112與114。再者，在此範例中，多個VIPA 102與104係與一單一主機100相關聯。在此範例中，主機100可代表一或多個實體或邏輯資料處理系統、路由器、或其他與一網路相連，並在網路內接收或傳送資料的系統。雖然在此範例中，配接器110、112與114係以實體配接器作描述，但在其他範例中，配接器110、112與114中之一或多個配接器可代表一或多個實體配接器的虛擬呈現。
在一範例中，主機100內，配接器110、112與114係組態為每個配接器皆支援VIPA 102與VIPA 104。透過將配接器110、112與114組態為同步支援VIPA 102與VIPA 104，VIPA 102與VIPA 104二者可接受每個配接器110、112與114的進入資料，且VIPA 102與VIPA 104二者可透過每個配接器110、112與114路由資料。雖未圖示，但在另一範例中，配接器110、112與114中之一配接器可設定為首先接收進入資料，而剩餘配接器可設定為供平衡負載VIPA 102與VIPA 104二者的離開資料。
在此範例中，VIPA 102與VIPA 104代表虛擬或邏輯IP位址，配接器110、112與114之每一配接器皆配有一硬體位址，例如MAC位址。再者，需要知道的是，VIPA 102與VIPA 104可代表真實IP位址，而配接器110、112及114可配有虛擬位址、多個實體位址、或其他類型的定址機制。
在一範例中，VIPA 102與VIPA 104二者配有與主機相同之一服務，其中此服務可包含但不限於主機100或可存取主機100的其他系統的應用程式、資料、或功能。在另一範例中，VIPA 102與VIPA 104之每個VIPA皆配有主機100的獨立服務，而主機100實施一或多個額外處理器或硬體，以管理透過配接器110、112與114之任一配接器，由主機100所接收之不同服務之不同VIPA的封包分佈。
重要的是，雖然在此範例中，VIPA 102與VIPA 104係與主機100相關聯，但在其他範例中，任何數量的VIPA皆可與單一主機、或叢集、或其他群組的主機相關聯，而一或多個VIPA可自一主機移轉自另一主機。再者，重要的是，雖然此範例中，配接器110、112與114係在VIPA 102與104間分享，但在其他實施例中，一或多個配接器可主要分配給一特定VIPA。
參照圖2，係描述一網路環境之範例的方塊圖，其中支援多個可同步支援多個VIPA的配接器的失效切換之一主機可實施於其中。重要的是，網路環境200係可支援一或多個主機的一種網路環境類型，每個主機具有一或多個配接器，在網路環境200內作通訊，然而，額外、替換、或其他類型的主機可實施於其他網路環境內。再者，重要的是，網路環境200內的系統分佈，係系統分佈之範例，然而，本發明亦可在網路環境內實施其他的系統分佈。
如圖示，網路環境200內的多個系統可透過網路202作通訊連接，其網路係用以提供許多通訊連接之裝置與電腦系統間的通訊鏈結之媒體。舉例而言，網路202可包含永久連線，例如有線或光纖纜線，以及透過電話連線與無線傳輸連線的暫時連線。網路202可代表一或多個封包交換為主的網路與電話為主的網路、本區與廣域網路、公用及私有網路。
網路202可實施一或多層的一或多種類型的網路協定堆疊，其可包含實體層、鏈結層、網路層、傳輸層、呈現層、及應用程式層中之一或多層。舉例而言，網路202可實施一或多個傳輸控制協定/網際網路協定(TCP/IP)協定堆疊或開放系統相連(OSI)協定堆疊。再者，舉例而言，網路202可代表網路與閘道的全球集合，其網路與閘道使用TCP/IP協定組相互通訊。在其他範例中，網路202可實施一或多種不同類型的協定堆疊及其他類型的協定堆疊。
網路環境200可實施多種類型的網路架構。在一範例中，網路環境200可利用客戶端/伺服器架構實施，其中請求資料或程序的運算系統，係稱作客戶端，而處理資料請求與程序的運算系統，係稱作伺服器。在另一範例中，網路環境200可實施同儕對同儕網路架構。在又一範例中，網路環境200可實施於網狀架構。需要知道的是，其他類型的網路架構與網路架構結合可實施於網路環境200。
如圖示，在此實施例中，一或多個客戶端系統210、客戶端系統220、與伺服器系統230係透過網路202，在網路環境200中通訊連接。一般而言，客戶端系統210與客戶端系統220係透過網路202，向伺服器系統230請求一或多個服務，而伺服器系統230所遞送的資料係透過網路202，輸出到客戶端系統210與客戶端系統220。需要知道的是，每個客戶端系統210與客戶端系統220可實施作伺服器，以接收服務請求，並遞送資料或其他輸出到其他系統。再者，需要知道的是，伺服器系統230可實施為客戶端系統，以透過網路202傳送服務請求，並接收其他系統的輸出。需要知道的是，網路環境200可包含一或多個客戶端系統、一或多個伺服器系統、以及一或多個網路實體202，在網路環境200內與各系統通訊連接。
如圖示，每個客戶端系統210、客戶端系統220、與伺服器系統230可代表一主機，例如圖1的主機100。再者，群組、叢集、或其他網路映像可指定主機100為包含所有或部分客戶端系統210、客戶端系統220、與伺服器系統230的結合。
具體而言，如實施例所示，伺服器系統230代表一主機，其具有多個可透過實施於伺服器系統230之一或多個軟體及硬體層的多個VIPA失效切換控制器232，供同步支援多個VIPA 236之配接器234。當多個可同步支援多個VIPA 236之開啟之配接器234之其中之一失效或被移除時，多個VIPA失效切換控制器232亦支援失效切換。
首先，多個VIPA失效切換控制器232致能多個配接器234之每個配接器，接受欲傳送至多個VIPA 236之任一VIPA的資料。在一範例中，為了致能任一配接器，接受欲傳送給每個VIPA的資料，多個VIPA失效切換控制器232觸發多個配接器234，利用多個VIPA 236的一清單，檢查每個進入封包，以決定進入封包內的IP是否與多個VIPA 236中之其中一者有一匹配。
接著，當多個配接器234之其中一者失效時，多個VIPA失效切換控制器232促進失效切換，以使目前到伺服器系統230的連線不至於中斷。在一範例中，由於多個配接器234之任一配接器可接受欲傳給一VIPA的資料，所以客戶端210或客戶端系統220接收多個配接器234之每個配接器的實體位址，並選擇多個實體位址中之其中一位址，以替多個VIPA 236之其中一VIPA，將一封包定址到伺服器系統230。若多個配接器234中有一配接器失效，則多個VIPA失效切換控制器232廣播一更新給所有其他主機，例如客戶端系統210與客戶端系統220，其更新表示多個VIPA 236之每個VIPA的實體位址已改變。由於客戶端系統210與客戶端系統220及伺服器系統230間的連線係與VIPA結合，客戶端系統210或客戶端系統220將傳送至伺服器系統230的任何新封包，傳送到已更新之運作中配接器實體位址之一，而不會中斷目前的連線。
重要的是，除了參考伺服器系統230所描述的多個VIPA失效切換控制器232的分佈，多個VIPA失效切換控制器232可分佈於網路環境內的額外或替換系統，例如客戶端系統210、客戶端系統220、或在網路202內。再者，多個VIPA失效切換控制器232可分佈於多個邏輯網路分區間，此分區係分佈於單一客戶端系統210或220、伺服器系統230、或網路202、或跨越多個客戶端系統、伺服器系統、或網路。再者，多個VIPA失效切換控制器232的多個實體、邏輯或虛擬實例可在客戶端系統、伺服器系統、或網路端作初始化。
具體而言，雖然多個VIPA失效切換控制器的程序軟體可以手動直接載入系統的方式進行部署，例如伺服器系統230與代理器電腦系統(未圖示)的多個VIPA失效切換控制器232，透過負載一儲存媒體(例如CD、DVD等)，但是程序軟體亦可自動或半自動地利用將程序軟體傳送到一伺服器系統或一組伺服器系統的方式，而部署於電腦系統中。程序軟體接著下載至執行程序軟體的客戶端電腦或伺服器系統。或者，程序軟體會透過電子郵件或其他電子通訊，直接傳到客戶端系統或伺服器系統。程序軟體接著利用電子郵件上的按鍵，而與一目錄分離或載入目錄、或者利用執行將程序軟體與目錄分離的程式之其他電子通訊。另一種方法係將程序軟體直接傳到客戶端系統、或伺服器系統硬碟上的目錄。當有代理伺服器時，此程序會選擇代理伺服器代碼，決定哪一電腦上放置代理伺服器的代碼，傳輸此代理伺服器代碼，接著在代理器電腦上安裝代理伺服器代碼。程序軟體接著會被傳到代理伺服器，接著儲存於代理伺服器中。
再者，具體而言，雖然多個VIPA失效切換控制器的程序軟體可與作業系統、網路堆疊、或網路硬體(例如配接器)分開部署，但是程序軟體亦可完全或部分地與客戶端系統與伺服器系統上的應用程式、作業系統、或網路服務、或配接器的功能、或者程序軟體會運作於其中之網路環境內的其他網路硬體作整合或同時存在。再者，多個VIPA失效切換控制器的程序軟體可機動性地提供於被分享的伺服器系統中。
參照圖3，係繪示本發明可實施於其中之電腦系統的一實施例。本發明之各種程序、方法、電腦程式產品、及系統，係可執行於各種系統中，其包含各種運算系統(例如電腦系統300)，係通訊連接網路(例如網路202)。電腦系統300可代表具有一或多個配接器的主機100，或者電腦系統300可分佈於多個主機間。再者，電腦系統300可與其他電腦系統作一群組，以代表主機100。
電腦系統300包含供在電腦系統300內溝通資訊的匯流排322或其他通訊裝置，以及至少一個耦接匯流排322以處理資訊的處理裝置(例如處理器312)。匯流排322包含低延遲及較高延遲路徑，係以橋接器與配接器相連，並由多個匯流排控制器在電腦系統300內作控制。當電腦系統300實施為伺服器時，其可包含多個設計作改進網路服務能力之用的處理器。在多個處理器分享匯流排322的情況下，本發明亦可實施管理匯流排存取及閉鎖的其他控制器(未圖示)。
處理器312可為一般目的處理器(例如IBM的PowerPCTM 處理器)，在正常作業期間，在作業系統360、應用程式軟體370、中間軟體(未圖示)、網路軟體、及其他可自動態儲存裝置(例如隨機存取記憶體(RAM)314)、靜態儲存裝置(例如唯讀記憶體(ROM)316)、資料儲存裝置(例如大型儲存裝置318)、或其他資料儲存媒體存取的代碼的控制下，處理資料。作業系統360、應用程式軟體370、或其他層的軟體可實施圖2所示之多個VIPA失效切換控制器232的一或多個構件。
在一實施例中，處理器312所運作的各種作業，係可控制偵測搜尋結果鏈結、根據目前使用者與搜尋結果鏈結的互動，而預測使用者對搜尋結果鏈結的興趣，如圖8與圖9所示之流程圖中的各作業以及在此所描述之其他作業。處理器312所運作的各種作業，係可由作業系統360、應用程式軟體370、中間軟體、或其他代碼作請求，或者本發明之各步驟可由包含運作此等步驟的硬線邏輯的特定硬體構件、或由程式化的電腦構件與客制化的硬體構件之任一結合運作。
本發明可以電腦程式產品的形式提供，其包含於電腦或機器可讀取媒體，其中電腦可讀取程式之可執行指令係儲存於此媒體中，當執行此等指令於電腦系統300時，會導致電腦系統300運作本發明之程序。在此所使用的「電腦可讀取媒體」或「機器可讀取媒體」一詞，係包含任何參與提供指令至電腦系統300的處理器312、或其他構件供執行的媒體。此等媒體可包含許多型態，其包含但不限於儲存類型媒體(例如非揮發性媒體以及揮發性媒體)與傳輸媒體。非揮發性媒體的一般型態包含例如磁碟片、彈性碟、硬碟、磁帶或其他磁性媒體、光碟片ROM(CD-ROM)、或任何其他光學媒體、打洞卡、或任何其他具有孔洞圖像的實際媒體、可程式化ROM(PROM)、可抹除PROM(EPROM)、電性EPROM(EEPROM)、快閃記憶體、任何其他記憶體晶片或卡匣、或任何其他電腦系統300可讀取並適用於儲存指令的媒體。在本實施例中，非揮發性媒體的範例係大型儲存裝置318，如圖示係電腦系統300的內部構件，但需要知道的是，此媒體亦可為外部裝置。揮發性媒體包含動態記憶體，例如RAM 314。傳輸媒體包含同軸纜線、銅線或光纖，其包含具有匯流排322的線。傳輸媒體亦可為聲音或光波的型態，例如在無線頻率或紅外線資料通訊期間所產生的型態。
再者，本發明亦可下載或分佈作電腦程式產品，其中電腦可讀取程式指令可自遠端電腦(例如伺服器340)，利用載波內所實施的資料信號或其他傳播媒體，透過網路202到網路鏈結344(例如數據機或網路連線)再到耦接匯流排322的通訊介面322，進而傳輸至請求電腦系統300。在一範例中，處理器312包含多個處理器元件，接著處理器元件間所分佈的處理工作，不管是本區或透過網路，可代表電腦程式產品，其中處理工作包含運作一程序或程式指令，供存取Java(Java係昇陽系統公司的註冊商標)物件或其他可運作一程序之執行檔的程式指令。通訊介面332包含雙向資料通訊，係耦接可與例如本區網路(LAN)、網域網路(WAN)、或直接連接網際網路服務供應商(SIP)的網路鏈結334。具體而言，網路鏈結334可提供有線及/或無線網路通訊至一或多個網路，如網路202。再者，雖未圖示，通訊介面332可包含軟體，如裝置驅動程式、硬體，如配接器，及致能通訊的其他控制器。當電腦系統300係實施為伺服器時，可包含可透過多個週邊構件相互連接(PCI)匯流排橋接器作存取的多個通訊介面，而其橋接器係連接例如輸入/輸出控制器。藉此，電腦系統300可透過多個獨立連接埠與多個客戶端連線，且每個連接埠亦可支援多個客戶端的多個連線。
網路鏈結334及網路202二者皆使用攜帶數據資料流的電性、電磁、或光學信號。透過許多網路的此等信號，以及網路鏈結334上與經過通訊介面332的信號，係攜帶數據資料往返於電腦系統300，且此等信號係可為傳輸資訊之載波的型態。
再者，電腦系統300可包含多個促進輸入與輸出的週邊構件。此等週邊構件連接多個控制器、配接器、及擴充槽，例如輸入/輸出(I/O)介面326，其係耦接匯流排322之多層中的其中一層。輸入裝置324可包含例如麥克風、影像捕捉裝置、身體掃描系統、鍵盤、滑鼠、或其他輸入週邊裝置，在匯流排322上開啟通訊，透過I/O介面326控制輸入。再者，輸出裝置320在匯流排322上開啟通訊，透過I/O介面326控制輸出，其裝置可包含例如一或多個圖像顯示裝置、音頻揚聲器、及觸覺偵測輸出介面，但亦可包含其他輸出介面。在本發明之其他實施例中，亦可加入額外或替換輸入及輸出週邊構件。
熟此技藝者當知，圖3所示的硬體可做不同的變化。再者，熟此技藝者當知，所示範例並不暗喻本發明在結構上的限制。舉例而言，電腦系統300亦可為平板電腦、手提電腦、或電話裝置。
參照圖4，係繪示支援致能同步支援多個VIPA的多個配接器之有效失效切換的網路堆疊的方塊圖。重要的是，網路堆疊400的各層與構件可分佈於多個記憶體構件、多個裝置、多個介面、多個運算系統、以及多個網路及網路裝置，如路由器。再者，重要的是，實施本發明之網路堆疊可包含網路堆疊400所示以外之額外或替換層、程序、及資料。
在此範例中，網路堆疊400係以包含接收主機與請求主機的態樣作描述。在一範例中，當網路堆疊400代表接收主機時，網路堆疊400接收來自一或多個請求主機的請求。在一範例中，當網路堆疊400代表一請求主機時，網路堆疊400傳送請求到一接收主機或一或多個外界主機。
在此範例中，網路堆疊400包含核心層404。核心層404可包含但不限於一或多種類型之作業系統的一或多個實例，例如作業系統360的實例、一或多個中間軟體的實例，例如致能多個電腦平台之整合的WebSphere(Websphere係萬國商業機器公司的註冊商標)中間軟體。
在此範例中，核心404可維護路由表406。路由表406可包含硬體、IP、及可透過網路作存取之其他主機之其他層的定址。在一範例中，核心404可維護許多位址的快取，其位址係可由其他主機作存取並實施規則，例如主機已被存取的一段時間，以決定該為在快取中維護哪些位址。
再者，在此範例中，網路堆疊400包含TCP/IP層408。在多個VIPA失效切換控制器232的實作中，TCP/IP層408係具有VIPA清單410。VIPA清單410包含網路堆疊400所支援的全系統的IP位址及VIPA的清單。透過多個VIPA失效切換控制器232內的設定或程序，配接器層420會對有關進入封包，如進入ARP封包，進行設定，使進入封包內所請求的IP位址會與VIPA清單410相比對，以決定此IP位址是否被網路堆疊400所支援。
藉由設定網路堆疊400將進入封包IP與VIPA清單410作比對，配接器層420內的配接器414、416、及418中之一配接器可接受欲傳給VIPA清單410內之任何VIPA的資料。具體而言，雖然VIPA清單410描述為實施於TCP/IP層408內，但重要的是，VIPA清單410以及將封包IP與VIPA清單相比，係可運作於其他層，如配接器層420。再者，重要的是，不同層或不同層內的不同構件可維護VIPA清單410的獨立實體。
在此範例中，網路堆疊400係接收主機，而配接器層420接收VIPA清單410內任何VIPA的ARP請求，此請求會被推到TCP/IP層408，其決定ARP請求內的IP為VIPA清單410內其中的一個VIPA。TCP/IP層408接著觸發配接器層420，傳送網路上ARP回應到請求主機。具體而言，TCP/IP層408觸發每個配接器414、416、及418，傳送被請求的VIPA的ARP回應到請求主機，每個配接器係以該配接器被請求之VIPA的MAC位址指明ARP回應。
在此範例中，配接器層420的每個配接器係配有一MAC硬體位址。舉例而言，MAC1係分配給配接器414，MAC2係分配給配接器416，以及MAC3係分配給配接器418。需要知道的是，配接器414、416、及418亦可配有多個硬體位址、一個硬體位址與一個網路位址、或其他類型的定址。再者，需要知道的是，配接器層420可包含配接器414、416、及418以外的額外或替換配接器。
在此範例中，若VIPA清單410包含VIPA1與VIPA2，則配接器414將傳送VIPA1,MAC1的ARP回覆、配接器416將傳送VIPA1,MAC2的ARP回覆、及配接器418將傳送VIPA1,MAC3的ARP回覆，以回應網路堆疊400接收VIPA1的ARP請求。再者，在此範例中，為了回應網路堆疊400收到VIPA2的ARP請求，配接器414將傳送VIPA2,MAC1的ARP回覆，配接器416將傳送VIPA2,MAC2的ARP回覆、及配接器418將傳送VIPA2,MAC3的ARP回覆。
若網路堆疊400代表請求主機，則網路堆碟400可接收一VIPA的特定ARP請求的多個ARP回覆，每個回覆具有不同的MAC位址。網路堆疊400的至少一層，如核心層404，運用ARP規則選擇，並快取路由表406或其他快取內的其中一個ARP回覆，並丟棄其他的ARP回覆。再者，在另一實施例中，網路堆疊400可快取特定ARP請求的所有ARP回覆，但僅選擇一個ARP回覆傳送封包，並透過其中一個ARP回覆內的所選MAC位址，自TCP/IP層412結合至VIPA位址。
回到代表接收主機的網路堆疊400，多個VIPA失效切換控制器232中在網路堆疊400內的一或多層運作的一失效切換控制器412，係偵測配接器失效，並觸發運作中的配接器廣播ARP更新給所有的VIPA。舉例而言，若失效切換控制器412偵測到配接器的失效或移除，則失效切換控制器412觸發配接器416與418，廣播VIPA清單410中每個VIPA的ARP更新。
在此範例中，若VIPA清單410包含VIPA1與VIPA2，則配接器416廣播VIPA1,MAC2的ARP更新，以及VIPA2,MAC2的ARP更新，以及配接器418廣播VIPA1,MAC3的ARP更新以及VIPA2,MAC3的ARP更新，以回應失效切換控制器412偵測到配接器(如配接器414)的失效切換。
在一範例中，失效切換控制器412係實施於核心層404內。具體而言，在一範例中，核心層404係可偵測任何配接器414、416、或418內的失效，如透過監控裝置驅動器，並維護每個配接器的狀態。當核心層404可偵測失效時，若一或多個配接器中有失效事件發生，即透過失效切換控制器412，核心層404指示TCP/IP層408在運作中的配接器上，傳出ARP更新給VIPA清單410內所有的VIPA。
在另一範例中，失效切換控制器412係實施於TCP/IP層408、配接器層420或另一層內，例如當配接器414、416、及418代表核心層404無法偵測交換器內之失效的交換器。具體而言，在一範例中，若TCP/IP層408、配接器層420或另一層可測到不送到核心層404的配接器內的失效，則失效切換控制器412可實施於TCP/IP層408、配接器層420或另一層，以在一或多個配接器內發生失效時，觸發TCP/IP層408或配接器層420，在運作中的配接器中，替VIPA清單410內的所有VIPA傳出ARP更新。
ARP更新係在網路間廣播，使得網路中讀取MAC位址的所有其他主機將偵測到ARP更新，表示實體位址已改變。在一範例中，ARP更新包含與ARP回覆相同的標頭或其他辨識符，但ARP更新一般係在網路中廣播。在另一範例中，ARP更新可包含與ARP回覆不同的標頭或其他辨識符，其辨識此定址為先前所接收之定址的更新。
回到代表請求主機的網路堆疊400，當網路堆疊400收到廣播的ARP更新時，核心層4004會以ARP更新內所廣播的一個MAC位址，根據選擇一VIPA的ARP更新以及丟棄相同VIPA的ARP更新的ARP規則，替每個VIPA更新路由表406。在此範例中，當請求主機與接收主機間建立了目前的連線時，請求主機會結合請求主機的IP，而非實體位址。透過在請求主機端收到ARP更新內所有VIPA的一更新MAC位址，若請求主機目前與接收主機端已更新的VIPA中的其中一VIPA相連，則接收主機可將傳送到VIPA的任何新封包，重新引導到已更新的運作中MAC位址的其中一個位址，而不用中斷目前的連線。
參照圖5，其流程圖繪示多個主機與閘道主機間所傳送之ARP封包的範例，其中閘道主機支援多個可同步促進多個VIPA的配接器。
在此範例中，主機1 502係作為請求主機，其傳送VIPA1的ARP請求到閘道506，其閘道係作為接收主機。閘道506包含配接器1 508、配接器2 510、以及配接器3 512，皆可致能同步支援以VIPA1與VIPA2所代表的多個VIPA。閘道506觸發每個配接器1 508、配接器2 510、與配接器3 512，透過傳送ARP回覆來回應主機1 502的ARP請求。在此範例中，配接器1 508傳送ARP回覆與VIPA1及MAC1，其中MAC1代表配接器1 508的硬體位址。類似地，在此範例中，配接器2 510傳送ARP回覆與VIPA1及MAC2，其中MAC2代表配接器2 510的硬體位址，而配接器3 512傳送ARP回覆與VIPA1及MAC3，其中MAC3代表配接器3 512的硬體位址。
如圖示，主機1 502收到多個ARP回覆，並透過ARP規則或其他規則，選擇配接器1 508的ARP回覆。主機1 502透過閘道506的配接器1 508上的MAC 1結合VIPA1。
再者，在此範例中，主機2 514作為請求主機，並傳送VIPA2的ARP請求到閘道506，其閘道係作為接收主機。閘道506觸發每個配接器1 508、配接器2 510、與配接器3 512，透過傳送ARP回覆來回應主機2 514的ARP請求。在此範例中，配接器1 508傳送ARP回覆與VIPA2及MAC1，配接器2 510傳送ARP回覆與VIPA2及MAC2，而配接器3 512傳送ARP回覆與VIPA2及MAC3。
如圖示，主機2 514接收多個ARP回覆，並透過實施ARP規則或其他規則，選擇配接器3 512的ARP回覆。主機2 514透過閘道506的配接器3 512上的MAC3結合VIPA2。
閘道506接著偵測配接器1 508內的失效。主機1 502與主機2 514可選擇任一配接器1 508、配接器2 510、及配接器3 512，以傳送VIPA1或VIPA2的封包，閘道506觸發配接器2 510與配接器3 512，廣播VIPA1與VIPA2的ARP更新。在此範例中，配接器2510廣播VIPA1,MAC2以及VIPA2,MAC2的ARP更新，其VIPA1,MAC2與VIPA2,MAC2係由主機1502與主機2 514作偵測。再者，配接器3512廣播VIPA1,MAC3與VIPA2,MAC3的ARP更新，其VIPA2,MAC3與VIPA2,MAC3係由主機1 502與主機2 514所偵測。
主機1 502收到VIPA1,MAC2;VIPA1,MAC3;VIPA2,MAC2;及VIPA2,MAC3的ARP更新，將VIPA1的快取MAC位址更新至MAC2或MAC3，並將任何新封包傳送到已更新的快取MAC位址，而不中斷與VIPA1的連線。主機2 514亦收到VIPA1,MAC2;VIPA1,MAC3;VIPA2,MAC2；以及VIPA2,MAC3的ARP更新，並更新VIPA2的快取MAC位址。在一範例中，由於MAC3仍可供VIPA2使用，因此主機2 514可將MAC3作為VIPA2的快取位址，或者主機2 514可隨意選擇快取一或多個MAC2及MAC3。
參照圖6，其方塊圖繪示本發明可實施於其中之網路環境之範例，此環境包含閘道。在此範例中，網路環境包含一子網路600，在子網路600內的主機可偵測並相互回應ARP封包。舉例而言，閘道604、主機606、主機608、主機612、及主機614係透過本區網路(LAN)610相互通訊。再者，主機608代表可透過另一LAN 616而與其他系統(如主機618)通訊的路由器。
在此範例中，子網路600內的任何主機可在LAN 610內，廣播ARP請求及ARP更新，其請求與更新係可由子網路600內所有其他主機所接收。再者，在此範例中，主機608的閘道604與路由器可提供一介面，供子網路600內的主機存取子網路600之外的系統。
閘道604及主機606、608、612、614、及618之任一者以及LAN 610、LAN 616、及網際網路602之任一者可包含一或多個配接器，並實施可致能此等配接器同步支援多個VIPA的網路堆疊，如實施網路堆疊400。舉例而言，閘道604可包含多個配接器，如圖5中與閘道506一同描述的多個配接器。
參照圖7，其流程圖繪示支援致能多個配接器以同步支援多個VIPA，並支援失效閘道偵測的主機系統之範例。在此範例中，主機710支援失效閘道偵測(DGD)，供偵測閘道702是否失效。具體言之，主機710可包含或存取DGD控制器708，其控制閘道702之介面是否運作的偵測。在此範例中，主機710透過配接器1 712與配接器2 714中之一者，將乒指令傳到閘道702。閘道702回應來自主機的乒，以確認閘道702仍在運作。若DGD控制器708無偵測到乒的回應，則DGD控制器708可偵測到一失效閘道，並試圖辨識另一閘道，或提供閘道沒有運作的警告。
在此範例中，主機710致能配接器1 712與配接器2 714同步支援多個VIPA。在具有多個同步VIPA支援及DGD控制器708的情況下，主機710偵測配接器1 712與配接器2 714之一者何時已失效，並以運作中的配接器的硬體位址更新閘道702，使閘道702可回應乒給運作中的配接器，而不會誤觸DGD控制器708，使其偵測到一失效閘道。
具體而言，在此範例中，透過交換器704與706，主機710與閘道702間有多個路徑。DGD控制器708可透過配接器1 712，經過包含交換器714的路徑，或透過配接器2 714，經過包含交換器706的路徑，將乒指令傳送到閘道702。閘道702可回應例如每二個乒指令。若配接器2 714失效，而乒回應係透過交換器704路由到配接器1 712，則DGD控制器708可測到閘道702仍在運作。然而，若配接器2 714失效，而乒回應係透過交換器706路由到配接器2 714，則DGD控制器708亦可測到閘道702無運作。因此，在DGD控制器708透過乒回應監控是否可存取閘道702的同時，主機710可測到是否每個配接器1 712與配接器2 714是否皆在運作，並在配接器1 712與配接器2 714之任一者失效時，傳送ARP更新到閘道702。在此範例中，在配接器2 714失效的情況下，配接器1 712會將配接器1 712所支援的所有VIPA的ARP更新，傳送到閘道702。閘道702收到ARP更新，並將乒回應的位址，更新為配接器1 712的位址，使DGD控制器708在主機710的配接器失效時，將不偵測到錯誤的失效閘道，且使主機710中的多個VIPA失效切換控制器232，在一配接器失效切換的情況下，得促進「路徑失效切換」至閘道702。
在一範例中，使用者可選擇分開致能多個VIPA失效切換控制器232與DGD控制器708。在另一範例中，DGD控制器708可實施於多個VIPA失效切換控制器232內，並接收配接器失效的更新。
參照圖8，其高階邏輯流程圖繪示接收主機的網路堆疊回應請求主機之請求的程序與程式，其中接收主機致能多個配接器同步支援多個VIPA。在此範例中，本程序始於方塊800，爾後繼續至方塊802。方塊802繪示接收與IP位址相關聯之硬體位址的請求。接著，方塊804描述由接收主機在多個其所支援的VIPA的清單中找尋被請求的IP位址。爾後，方塊806繪示被請求的IP位址是否包含於VIPA清單中。若被請求的IP位址不在VIPA清單中，則本程序結束。若被請求的IP位址在VIPA清單中，則本程序繼續至方塊808。方塊808繪示觸發每個配接器，以將一回應傳到請求主機，其回應係針對被請求的IP位址與每個配接器之配接器指定的硬體位址，接著本程序結束。此請求係透過ARP請求實施，此回應可透過ARP回應實施，而被指定的硬體位址可為MAC位址。
參照圖9，其高階邏輯流程圖描述接收主機的網路堆疊回應一失效的配接器，以在請求主機致能多個配接器同步支援多個VIPA時，促進失效切換的程序與程式。在此範例中，本程序始於方塊900，爾後繼續至方塊902。方塊902繪示網路堆疊是否偵測到一失效的配接器。如圖示，網路堆疊的不同層可偵測一失效的配接器，並將一失效配接器的辨識符傳給網路堆疊的另一層，或直接觸發失效切換控制器。在方塊902，當網路堆疊偵測到一失效配接器時，本程序傳送到方塊904。方塊904繪示觸發每個剩餘的運作配接器，在網路上替VIPA清單中的每個VIPA，廣播具有配接器指定之硬體位址的更新，使得網路上的每個主機收到每個配接器之每個VIPA的更新，本程序結束。此更新可透過ARP更新實施，而被指定的硬體位址可為一MAC位址。
雖然本發明已透過較佳實施例作顯示與描述，但熟此技藝者當知，對於型態與細節的修飾亦不偏離本發明之精神與範疇。
100．．．主機
102、104．．．虛擬IP位址
110、112、114．．．配接器
200．．．網路環境
202．．．網路
210、220．．．客戶端系統
230．．．伺服器系統
232．．．VIPA失效切換控制器
234．．．配接器
236．．．虛擬IP位址
300．．．電腦系統
312．．．處理器
314．．．隨機存取記憶體
316．．．唯讀記憶體
318．．．大型儲存裝置
320．．．輸出裝置
322．．．匯流排
324．．．輸入裝置
326．．．I/O介面
332．．．通訊介面
334．．．網路鏈結
340．．．伺服器
360．．．作業系統
370．．．應用程式軟體
400．．．網路堆疊
404．．．核心層
406．．．路由表
408．．．TCP/IP層
412．．．失效切換控制器
410．．．VIPA清單
414、416、418．．．配接器
420．．．配接器層
502、514．．．主機
506．．．閘道
508、510、512．．．配接器
600．．．子網路
602．．．網際網路
604．．．閘道
606、608、612、614、618．．．主機
610、616．．．本區網路
702．．．閘道
704、706．．．交換器
708．．．DGD控制器
710．．．主機
712、714．．．配接器
本發明之新穎特徵係以下述專利請求項界定之。然而，透過所示範例之詳述，伴隨圖式，熟此技藝者當可了解發明本身及其較佳使用模式、與其他目的與優勢，其中：
圖1係繪示分配有多個可同步支援多個VIPA之配接器的主機其範例的方塊圖；
圖2係繪示一主機支援多個可同步支援多個VIPA之配接器之失效切換可實施於其中之網路環境之範例的方塊圖；
圖3係繪示本發明可實施於其中之一電腦系統之一實施例的方塊圖；
圖4係繪示支援多個可同步支援多個VIPA之配接器之有效失效切換的網路堆疊的方塊圖；
圖5係描述傳送於多個主機與閘道主機間之ARP封包之範例的流程圖，其中閘道主機支援多個可同步促進多個VIPA之配接器；
圖6係繪示本發明可實施於其中之網路環境之範例的方塊圖，其環境包含閘道；
圖7係繪示支援多個可同步支援多個VIPA之配接器並支援失效閘道偵測的主機系統之範例的流程圖；
圖8係描述接收主機回應請求主機之請求之網路堆疊之程序與程式的高階邏輯流程圖，其中接收主機致能多個配接器以同步支援多個VIPA；以及
圖9係描述當請求主機致能多個配接器以同步支援多個VIPA時，接收主機回應一失效配接器以促進失效切換之網路堆疊之程序與程式的高階流程圖。
100．．．主機
102、104．．．虛擬IP位址
110、112、114．．．配接器

Claims (7)

  1. 一種供管理一主機內之失效切換的電腦實施方法，該主機支援一網路上之複數個虛擬IP位址，該電腦實施方法包含：分配複數個配接器給該主機；分配複數個虛擬IP位址給該主機；組態該主機之複數個配接器中的每個配接器，以同步支援分配給該主機之該複數個虛擬IP位址的每個虛擬IP位址，其係透過組態該主機上之一網路堆疊之一傳輸層，以比對該主機端所收到之一ARP請求內所指定之一IP位址與該複數個虛擬IP位址之一清單，以及係透過分配一獨立MAC硬體位址給該網路堆疊之一配接器層中該複數個配接器中的每個配接器；回應該主機收到來自至少一請求主機之一特定IP位址的一ARP請求，比對該傳輸層之該特定IP位址與該複數個虛擬IP位址之該清單；回應該特定虛擬IP位址匹配該複數個虛擬IP位址中一所選的虛擬IP位址，從該傳輸層，觸發在該配接器層中該複數個配接器中的每個配接器，以將一ARP回應以及該特定虛擬IP位址之每個獨立配接器之每個獨立MAC硬體位址，傳給該至少一請求主機，其中每個該至少一請求主機儲存來自該複數個配接器之該複數個ARP回應之一回應；回應偵測到從該配接器層中該複數個配接器中至少一特定配接器之一失效，從該傳輸層，觸發該配接器層中該複數個配接器中每個剩餘配接器，透過網路，廣播針對該複數個虛擬IP位址中每個虛擬IP位址之一獨立ARP硬體位址更新與針對每個剩餘配接器之每個獨立MAC位址，使得該主機為了支援 該複數個虛擬IP位址之該主機內的一失效切換，導引至少另一個可透過該網路作存取的主機，將該複數個虛擬IP位址的任一新封包，定址於該剩餘配接器中之一配接器的該獨立硬體位址中之一位址；以及回應該至少一請求主機接收該複數個更新，由該至少一請求主機重新指引至該複數個虛擬IP位址之一位址之一結合連線至該剩餘配接器之一配接器的該獨立MAC位址中之一特定位址。
  2. 如請求項1所述之電腦實施方法，更包含：組態該主機與該至少一請求主機於一子網路，以經由一本區網路通訊，其中該至少一請求主機包含至少一閘道以及至少一另一主機，其中該閘道與該子網路之外的複數個系統相互通訊；由該主機藉由一失效閘道偵測控制器監控該閘道是否運作中，其中該複數個配接器的每個配接器透過一獨立交換器通訊連接到該閘道，該獨立交換器來自於在該本區網路上提供到該閘道之複數個路徑的複數個交換器；週期性地由該主機上的該失效閘道偵測控制器傳送一乒指令至該至少一個包含經由該複數個配接器中任一配接器之該閘道的請求主機，以決定在該閘道回覆該乒指令之一回應時，該閘道是否在運作中，其中該閘道儲存來自該複數個配接器之該複數個ARP回應之一回應，作為對該乒指令之回應的位址；以及回應該閘道接收針對每個虛擬IP位址的該獨立ARP硬體 位址更新，由該閘道更新對於該乒指令之回應的該位址為該剩餘配接器之一配接器的該獨立MAC位址之該特定一位址。
  3. 一種管理失效切換的系統，該系統包含：一主機，分配複數個配接器以及複數個虛擬IP位址；該主機包含一網路堆疊，組態為對該主機之該網路堆疊之一配接器層上的該複數個配接器中之每個配接器，同步支援分配給該主機之複數個虛擬IP位址中之每個虛擬IP位址，其係透過組態該主機上之該網路堆疊之一傳輸層，以比對該主機端所收到之一ARP請求內所指定之一IP位址與該複數個虛擬IP位址之一清單，以及係透過分配一獨立MAC硬體位址給該網路堆疊之一配接器層中該複數個配接器中的每個配接器；該主機係透過一網路通訊連接至少一請求主機；以及該傳輸層，回應該主機收到來自至少一請求主機之一特定IP位址的一ARP請求，比對該傳輸層之該特定IP位址與該複數個虛擬IP位址之該清單；該傳輸層，回應該特定虛擬IP位址匹配該複數個虛擬IP位址中一所選的虛擬IP位址，觸發在該配接器層中該複數個配接器中的每個配接器，以將一ARP回應以及該特定虛擬IP位址之每個獨立配接器之每個獨立MAC硬體位址，傳給該至少一請求主機，其中每個該至少一請求主機儲存來自該複數個配接器之該複數個ARP回應之一回應；該傳輸層，回應偵測到從該複數個配接器中至少一特定配接器之一失效，觸發該配接器層中該複數個配接器中每個剩餘配接器，透過網路，廣播針對該複數個虛擬IP位址中每個虛擬IP位址之一獨立ARP硬體位址更新與針對每個剩餘配接器 之每個獨立MAC位址，使得該主機為了支援該複數個虛擬IP位址之該主機內的一失效切換，導引至少另一個可透過該網路作存取的主機，將該複數個虛擬IP位址的任一新封包，定址於該剩餘配接器中之一配接器的該獨立硬體位址中之一位址；以及其中回應該至少一請求主機接收該複數個更新，該至少一請求主機重新指引至該複數個虛擬IP位址之一位址之一結合連線至該剩餘配接器之一配接器的該獨立MAC位址中之一特定位址。
  4. 如請求項3所述之系統，更包含：該主機與該至少一請求主機於一子網路，被組態以經由一本區網路通訊，其中該至少一請求主機包含至少一閘道以及至少一另一主機，其中該閘道與該子網路之外的複數個系統相互通訊；該主機藉由一失效閘道偵測控制器監控該閘道是否運作中，其中該複數個配接器的每個配接器透過一獨立交換器通訊連接到該閘道，該獨立交換器來自於在該本區網路上提供到該閘道之複數個路徑的複數個交換器；該主機上的該失效閘道偵測控制器供週期性地由該主機傳送一乒指令至該至少一個包含經由該複數個配接器中任一配接器之該閘道的請求主機，以決定在該閘道回覆該乒指令之一回應時，該閘道是否在運作中，其中該閘道儲存來自該複數個配接器之該複數個ARP回應之一回應，作為對該乒指令之回應的位址；以及 該閘道，回應該閘道接收針對每個虛擬IP位址的該獨立ARP硬體位址更新，更新對於該乒指令之回應的該位址為該剩餘配接器之一配接器的該獨立MAC位址之該特定一位址。
  5. 一種電腦程式產品，係包含一電腦可讀取程式儲存於一非暫態電腦可讀取媒體，係供管理支援一網路中之複數個虛擬IP位址之一主機內的失效切換，其中當在一電腦上執行該電腦可讀取程式時，會導致該電腦運作以下步驟：分配複數個配接器給該主機；分配複數個虛擬IP位址給該主機；組態該主機之複數個配接器的每個配接器，以同步支援分配給該主機之該複數個虛擬IP位址的每個虛擬IP位址，其係透過組態該主機上之一網路堆疊之一傳輸層，以比對該主機端所收到之一ARP請求內所指定之一IP位址與該複數個虛擬IP位址之一清單，以及係透過分配一獨立MAC硬體位址給該網路堆疊之一配接器層中該複數個配接器中的每個配接器；回應該主機收到來自至少一請求主機之一特定IP位址的一ARP請求，比對該傳輸層之該特定IP位址與該複數個虛擬IP位址之該清單；回應該特定虛擬IP位址匹配該複數個虛擬IP位址中一所選的虛擬IP位址，從該傳輸層，觸發在該配接器層中該複數個配接器中的每個配接器，以將一ARP回應以及該特定虛擬IP位址之每個獨立配接器之每個獨立MAC硬體位址，傳給該至少一請求主機，其中每個該至少一請求主機儲存來自該複數個配接器之該複數個ARP回應之一回應；以及 回應從該配接器層中該複數個配接器中至少一特定配接器之一失效，從該傳輸層，觸發該配接器層中該複數個配接器中每個剩餘配接器，透過網路，廣播針對該複數個虛擬IP位址中每個虛擬IP位址之一獨立ARP硬體位址更新與針對每個剩餘配接器之每個獨立MAC位址，其中回應該至少一請求主機接收該複數個更新，由該至少一請求主機重新指引至該複數個虛擬IP位址之一位址之一結合連線至該剩餘配接器之一配接器的該獨立MAC位址中之一特定位址。
  6. 如請求項5所述之電腦程式產品，其中該電腦可讀取程式係透過一網路作傳輸。
  7. 如請求項5所述之電腦程式產品，其中在該電腦中執行該電腦可讀取程式時，更導致該電腦運作以下步驟：組態該主機與該至少一請求主機於一子網路，以經由一本區網路通訊，其中該至少一請求主機包含至少一閘道以及至少一另一主機，其中該閘道與該子網路之外的複數個系統相互通訊；由該主機藉由一失效閘道偵測控制器監控該閘道是否運作中，其中該複數個配接器的每個配接器透過一獨立交換器通訊連接到該閘道，該獨立交換器來自於在該本區網路上提供到該閘道之複數個路徑的複數個交換器；週期性地由該主機上的該失效閘道偵測控制器傳送一乒指令至該至少一個包含經由該複數個配接器中任一配接器之該閘道的請求主機，以決定在該閘道回覆該乒指令之一回應 時，該閘道是否在運作中，其中該閘道儲存來自該複數個配接器之該複數個ARP回應之一回應，作為對該乒指令之回應的位址；以及回應該閘道接收針對每個虛擬IP位址的該獨立ARP硬體位址更新，由該閘道更新對於該乒指令之回應的該位址為該剩餘配接器之一配接器的該獨立MAC位址之該特定一位址。
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