信息技術(shù) 存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò) 基于以太網(wǎng)的設(shè)備發(fā)現(xiàn)與交互要求 征求意見稿

1GB/TXXXXX—XXXX信息技術(shù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)基于以太網(wǎng)的設(shè)備發(fā)現(xiàn)與交互要求本文件規(guī)定了基于以太網(wǎng)的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備發(fā)現(xiàn)機(jī)制，包括網(wǎng)絡(luò)組成、工作流程、接口協(xié)議等內(nèi)本文件適用于基于以太網(wǎng)的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、建設(shè)、驗(yàn)收。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。YD/T4072—2022基于遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問(wèn)的高速以太存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備技術(shù)要求3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)storagenetwork構(gòu)建在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施之上，主要用于計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備之間數(shù)據(jù)交換的獨(dú)立子網(wǎng)絡(luò)。3.2業(yè)務(wù)域servicezone按物理或邏輯關(guān)系連接成一組的計(jì)算和存儲(chǔ)資源的集合，只有同一個(gè)域內(nèi)的計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備之間才能夠建立業(yè)務(wù)連接。3.3類型長(zhǎng)度值typelengthvalue一種高效率，擴(kuò)展性好的協(xié)議報(bào)文編碼方式，即type+length+value的格式，type表示TLV的類型，length是以字節(jié)為單位的TLV的長(zhǎng)度，value是該TLV的值。3.4設(shè)備發(fā)現(xiàn)devicediscovery處于同一業(yè)務(wù)域內(nèi)計(jì)算機(jī)自動(dòng)獲取和更新存儲(chǔ)設(shè)備基本信息、狀態(tài)信息、故障信息的過(guò)程。3.5設(shè)備注冊(cè)與更新deviceregistrationandupdate計(jì)算機(jī)側(cè)自動(dòng)獲取和更新存儲(chǔ)設(shè)備基本信息的過(guò)程。3.6設(shè)備刪除devicedeletion計(jì)算機(jī)側(cè)自動(dòng)獲取存儲(chǔ)設(shè)備離線狀態(tài)信息的過(guò)程。3.72GB/TXXXXX—XXXX設(shè)備網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)現(xiàn)devicenetworkfaultdiscovery計(jì)算機(jī)側(cè)自動(dòng)獲取存儲(chǔ)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)故障狀態(tài)信息的過(guò)程。4縮略語(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本文件。ACK應(yīng)答消息AcknowledgeBFD雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測(cè)BidirectionalForwardingDetectionIP互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議InternetProtocoliSCSI互聯(lián)網(wǎng)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口InternetSmallComputerSystemInterfaceiWARP互聯(lián)網(wǎng)廣域遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問(wèn)協(xié)議InternetWideAreaRDMAProtocolLLDP鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議LinkLayerDiscoveryProtocolMAC媒體存取控制位MediaAccessControlNQNNVMe限定名稱NVMeQualifiedNameNVM非易失性內(nèi)存Non-VolatileMemoryNVMe非易失性內(nèi)存計(jì)算機(jī)控制器接口規(guī)范NVMExpressOUI組織唯一標(biāo)識(shí)符OrganizationallyUniqueIdentifierPFC基于優(yōu)先級(jí)的流量控制Priority-basedFlowControlRDMA遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問(wèn)RemoteDirectMemoryAccessRFC請(qǐng)求評(píng)論RequestForCommentsRoCE聚合以太網(wǎng)的RDMARDMAoverConvergedEthernetSNSD存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)智能發(fā)現(xiàn)StorageNetworkSmartDiscoveryTCP傳輸控制協(xié)議TransmissionControlProtocolTLV類型長(zhǎng)度值TypeLengthValueUDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UserDatagramProtocolVLAN虛擬局域網(wǎng)VirtualLocalAreaNetwork5存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)組成圖1給出了存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涫疽鈭D，分為核心層、匯聚層、接入層三個(gè)層次。接入設(shè)備（計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備）與接入層的一個(gè)或多個(gè)接入交換機(jī)連接，接入層的接入交換機(jī)與一個(gè)或多個(gè)接入設(shè)備連接?？紤]到存儲(chǔ)業(yè)務(wù)高可靠性的要求，計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備之間通常有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑，通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)連接。當(dāng)某一以太網(wǎng)絡(luò)路徑發(fā)生故障時(shí)，可快速切換到其它路徑。3GB/TXXXXX—XXXX注：圖中核心交換機(jī)、匯聚交換機(jī)、接入交換機(jī)均為以太網(wǎng)交換機(jī)。圖1基于以太存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)典型拓?fù)涫疽鈭D6工作流程6.1設(shè)備注冊(cè)和更新圖2給出了設(shè)備注冊(cè)和更新的流程。存儲(chǔ)設(shè)備接入存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)后，應(yīng)按照周期性發(fā)送信息注冊(cè)，將本設(shè)備注冊(cè)信息上報(bào)給直連的接入交換機(jī)，接入交換機(jī)解析注冊(cè)信息，檢測(cè)是否有新設(shè)備注冊(cè)或有配置變更。如有上述情況，則將信息經(jīng)過(guò)匯聚層同步給核心層，繼而核心層將信息經(jīng)過(guò)匯聚層同步給計(jì)算機(jī)側(cè)接入交換機(jī)；計(jì)算機(jī)側(cè)接入交換機(jī)收到同步消息后，通過(guò)狀態(tài)通知消息通知給其直連的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)收到來(lái)自接入交換機(jī)的通知消息后識(shí)別出存儲(chǔ)設(shè)備信息，即可做出相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理判斷。圖2設(shè)備注冊(cè)與更新流程示意圖6.2設(shè)備刪除圖3給出了設(shè)備刪除業(yè)務(wù)的流程。存儲(chǔ)側(cè)接入交換機(jī)如超過(guò)設(shè)定時(shí)間未接收存儲(chǔ)設(shè)備注冊(cè)消息，應(yīng)刪除該設(shè)備信息，經(jīng)過(guò)匯聚層同步刪除信息給核心層，繼而核心層將信息經(jīng)過(guò)匯聚層同步給計(jì)算機(jī)側(cè)接入交換機(jī)；計(jì)算機(jī)側(cè)接入交換機(jī)發(fā)送狀態(tài)通知消息通知業(yè)務(wù)域內(nèi)計(jì)算機(jī)有設(shè)備離線，計(jì)算機(jī)收到通知消息后則可做出相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理。4GB/TXXXXX—XXXX圖3設(shè)備刪除業(yè)務(wù)流程示意圖6.3設(shè)備網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)現(xiàn)圖4給出了設(shè)備網(wǎng)絡(luò)故障的發(fā)現(xiàn)流程。存儲(chǔ)側(cè)接入交換機(jī)檢測(cè)到存儲(chǔ)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，經(jīng)過(guò)匯聚層同步故障信息給核心網(wǎng)絡(luò)層，繼而核心層將信息經(jīng)過(guò)匯聚層同步給計(jì)算機(jī)側(cè)接入交換機(jī)；計(jì)算機(jī)側(cè)接入交換機(jī)發(fā)送通知消息給業(yè)務(wù)域內(nèi)計(jì)算機(jī)，通知有存儲(chǔ)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)故障。計(jì)算機(jī)收到來(lái)自接入交換機(jī)的故障狀態(tài)通知消息后即可做出相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理。圖4設(shè)備網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)現(xiàn)流程示意圖7接口協(xié)議7.1注冊(cè)7.1.1說(shuō)明如表1所示，基于以太網(wǎng)鏈路層LLDP協(xié)議，采用擴(kuò)展TLV結(jié)構(gòu)，定義了LLDP信息注冊(cè)消息的數(shù)據(jù)格式，通過(guò)OUI和子類型來(lái)標(biāo)識(shí)。注冊(cè)接口消息由存儲(chǔ)設(shè)備周期性發(fā)送給接入交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)了接入存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)交換機(jī)的信息注冊(cè)上報(bào)功能。7.1.2功能要求基于以太網(wǎng)的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備發(fā)現(xiàn)機(jī)制中的注冊(cè)應(yīng)滿足如下要求：a)應(yīng)按照周期性發(fā)送信息注冊(cè)；b)IP地址刪除或VLAN配置刪除后應(yīng)停止發(fā)送信息注冊(cè)；c)網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)后應(yīng)重新發(fā)送信息注冊(cè)；d)每個(gè)提供服務(wù)的IP均應(yīng)發(fā)送信息注冊(cè)；5GB/TXXXXX—XXXXe)聚合端口的每個(gè)成員端口都應(yīng)發(fā)送信息注冊(cè)；f)應(yīng)通過(guò)信息注冊(cè)報(bào)文訂閱狀態(tài)通知消息；g)信息注冊(cè)中設(shè)備信息更新時(shí)應(yīng)更新設(shè)備信息。7.1.3消息格式定義消息格式應(yīng)符合YD/T4072—2022中6.3.1的規(guī)定。存儲(chǔ)設(shè)備與交換機(jī)信息注冊(cè)的LLDP關(guān)鍵索引信息由2部分構(gòu)成：a)chassisID：chassisID采用端口的MAC地址；b)portID構(gòu)成采用2部分：前綴+IP對(duì)應(yīng)的端口名稱，前綴采用特定字符：snsd_，表示用于設(shè)備自動(dòng)發(fā)現(xiàn)的名稱。交換機(jī)LLDP老化時(shí)間、接入存儲(chǔ)設(shè)備發(fā)送LLDP報(bào)文周期可根據(jù)業(yè)務(wù)需求設(shè)置。LLDP信息注冊(cè)消息格式如下所示：表1LLDP信息注冊(cè)消息格式31設(shè)備基礎(chǔ)屬性(交換機(jī)需要進(jìn)行解析，用于識(shí)別1bit7:是否訂閱網(wǎng)絡(luò)信息變化消息，對(duì)于訂閱的節(jié)點(diǎn)交換機(jī)bit6/bit5/bit4:reserved，未2設(shè)備附屬換機(jī)不解析字段內(nèi)容，在通1TGT(1),INI(2),bothTGT&INI(3)，TGT表存儲(chǔ)設(shè)備服務(wù)，INI表示作為計(jì)算機(jī)端，使用存儲(chǔ)設(shè)備端服務(wù)；both1協(xié)議類型，1：NVMeoverRoCE；2：NVMeoverTCP；3：NV說(shuō)明：1）自定義RoCE服務(wù)指基于標(biāo)準(zhǔn)R的方式;22協(xié)議服務(wù)端使用的端口號(hào)，如果協(xié)議采用知名端口號(hào)則16GB/TXXXXX—XXXX符可變長(zhǎng)字段：0-255，與協(xié)議類型相對(duì)應(yīng)的定義，NVMeo協(xié)議定義為NQN,注意：標(biāo)識(shí)符沒(méi)有字符串最7.2同步7.2.1說(shuō)明同步信息包括業(yè)務(wù)域信息，接入存儲(chǔ)設(shè)備信息和狀態(tài)。該消息為基于TCP的協(xié)議消息。7.2.2功能要求基于以太網(wǎng)的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備發(fā)現(xiàn)機(jī)制中的同步應(yīng)滿足如下要求：a)同步的信息應(yīng)包括業(yè)務(wù)域、設(shè)備信息和狀態(tài)；b)接入交換機(jī)應(yīng)支持檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)故障和配置變更，并應(yīng)將設(shè)備狀態(tài)變化信息同步給核心網(wǎng)絡(luò)層；c)接入交換機(jī)故障恢復(fù)后，能重新同步信息給核心網(wǎng)絡(luò)層，與故障前一致；d)接入交換機(jī)接收到同步消息不轉(zhuǎn)發(fā)，應(yīng)做發(fā)送通知消息準(zhǔn)備；e)超過(guò)設(shè)定時(shí)間未接收注冊(cè)消息，應(yīng)刪除該設(shè)備，并同步刪除信息到網(wǎng)絡(luò)中其他交換機(jī)；通知業(yè)務(wù)域內(nèi)計(jì)算機(jī)，有設(shè)備離線；Client/Server方式建立同步協(xié)議連接，避免全網(wǎng)絡(luò)連接。7.2.3消息格式定義消息頭同步消息通過(guò)TCP連接發(fā)送。最小消息由不帶數(shù)據(jù)部分的報(bào)頭（19個(gè)八位位組）組成。消息頭固定大小，格式如下表：表2同步消息頭格式4213)KEEPALIVE消息可以定期發(fā)送4)NOTIFICATION消息是針對(duì)錯(cuò)誤或特殊情況發(fā)送的。如NEGOTIATE7GB/TXXXXX—XXXXNEGOTIATE是TCP連接建立后發(fā)出的第一個(gè)消息，如果NEGOTIATE消息被對(duì)端接收，馬上返回一個(gè)KEEPALIVE消息，在固定長(zhǎng)度的Header消息后，NEGOTIATE消息包含如下表：表3同步NEGOTIATE消息格式11代表自身的角色，連接的對(duì)等體向?qū)Χ税l(fā)送Negative報(bào)文時(shí)，需標(biāo)記自身的角色Client或Relfector[RFC4456]。該角色發(fā)送updat2此2-octet無(wú)符號(hào)整數(shù)表示發(fā)送方建議保留計(jì)時(shí)Negotiate消息后，會(huì)話接收方必須使用其配置的保持時(shí)Negotiate消息中接收到的保持時(shí)間中的較小者來(lái)計(jì)算保持計(jì)時(shí)41UPDATE如圖5所示，Update消息用于在會(huì)話雙方之間同步傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)類型包括配置數(shù)據(jù)與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的操作包括新增、修改、刪除。具體的格式定義見表4：圖5UPDATE流程表4update消息格式128GB/TXXXXX—XXXX.1全局?jǐn)?shù)據(jù)全局?jǐn)?shù)據(jù)是所有交換機(jī)都需要的信息，包括但不限于BFD使能狀態(tài)及動(dòng)態(tài)建立，缺省域使能、域間是否隔離等信息。表5全局?jǐn)?shù)據(jù)消息格式121121121121當(dāng)Client從Reflector收到一條接入存儲(chǔ)設(shè)備信息時(shí)，會(huì)觸發(fā)和該設(shè)備信息中所標(biāo)記的AccessIP（該設(shè)備連接的Client設(shè)備）的動(dòng)態(tài)BFD會(huì).2業(yè)務(wù)域動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)TLV業(yè)務(wù)域動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)包括域名稱、域內(nèi)包含的接入設(shè)備IP地址。業(yè)務(wù)域動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)消息格式應(yīng)符合表6的規(guī)定。表6業(yè)務(wù)域動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)消息格式1219GB/TXXXXX—XXXX.3接入設(shè)備動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)TLV接入設(shè)備動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)包括接入設(shè)備IP，接入交換機(jī)設(shè)備IP，接入設(shè)備故障原因，存儲(chǔ)消息等。具體的格式定義應(yīng)符合表7的規(guī)定。表7接入設(shè)備動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)消息格式121表8Subtype消息格式11接入設(shè)備類型：0INVALID，1NOTIFICATION當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，如圖6所示，發(fā)送NOTIFICATION報(bào)文，接收端接收到NOTIFICATION后，立即關(guān)閉TCP連接，釋放數(shù)據(jù)。消息包含字段格式應(yīng)符合表9的規(guī)定。GB/TXXXXX—XXXX圖6NOTIFICATION流程表9NOTIFICATION消息格式12KEEPALIVEKEEPALIVE定期發(fā)送，以確保連接處于活動(dòng)狀態(tài)。消息只包含消息頭，長(zhǎng)度為19字節(jié)。7.3通知7.3.1說(shuō)明如圖7所示，通知接口消息由接入交換機(jī)發(fā)送給計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備，完成存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備信息和狀態(tài)的通知功能。通知消息為二層擴(kuò)展消息。圖7通知流程7.3.2功能要求基于以太網(wǎng)的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備發(fā)現(xiàn)機(jī)制中的通知應(yīng)滿足如下要求：a)通知消息應(yīng)只發(fā)送給變更的設(shè)備所在域內(nèi)的訂閱消息的計(jì)算機(jī)；b)狀態(tài)通知消息發(fā)送后需要等待計(jì)算機(jī)回復(fù)確認(rèn)消息；收到狀態(tài)通知后應(yīng)回復(fù)響應(yīng)ACK；GB/TXXXXX—XXXXc)交換機(jī)在未收到確認(rèn)消息時(shí)，應(yīng)支持重試發(fā)送通知消息；重試次數(shù)可為3次，重試間隔可為100ms、1s、10s；d)交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)故障后，應(yīng)在500ms以內(nèi)將網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)消息通知到訂閱消息的設(shè)備；e)應(yīng)支持對(duì)通知消息去重，避免對(duì)重復(fù)消息進(jìn)行處理。7.3.3消息格式定義消息格式應(yīng)符合YD/T4072-2022中6.4.1的規(guī)定。網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化通知消息由多條TLV組成，一個(gè)狀態(tài)通知消息可以有1條或多條狀態(tài)通知。狀態(tài)通知消息由接入交換機(jī)產(chǎn)生，發(fā)送到接入計(jì)算機(jī)，交換機(jī)之間不轉(zhuǎn)發(fā)此消息。訂閱消息的接入設(shè)備在收到狀態(tài)通知消息后應(yīng)回復(fù)ACK。如圖8：消息格式所有的字段均按網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序。狀態(tài)通知消息使用通用結(jié)構(gòu)型TLV和通用基礎(chǔ)型TLV消息，通用結(jié)構(gòu)型TLV嵌套通用基礎(chǔ)型TLV，通用結(jié)構(gòu)型TLV消息定義該消息是狀態(tài)通知消息還是狀態(tài)通知的響應(yīng)消息ACK，通用基礎(chǔ)型TLV消息定義狀態(tài)變化的設(shè)備和原因。狀態(tài)通知消息格式狀態(tài)通知消息格式應(yīng)符合表10中的規(guī)定。表10狀態(tài)通知消息格式6621當(dāng)前版號(hào):1124GB/TXXXXX—XXXX2通用結(jié)構(gòu)型消息格式通用結(jié)構(gòu)型TLV消息格式應(yīng)符合表11中的規(guī)定。表11通用結(jié)構(gòu)型TLV消息格式1TLV消息長(zhǎng)度2如果是IPv6,包括subTLV：3,4,5,6,1TLV消息長(zhǎng)度2通用基礎(chǔ)型消息格式通用基礎(chǔ)型TLV消息格式應(yīng)符合表12中的規(guī)定。表1