面向连接的网络中的路径分集制造技术

在一个实施例中，本公开提供一种网络设备，包括：配置为链接到第一设备以便从该第一设备接收分组的输入端口，其中，所接收的分组具有编码在其中的第一标签，所述第一标签的值对于位于所述网络设备和所述第一设备之间的链路是特有的；所述输入端口具有输入端口标识符，所述输入端口标识符和所述第一标签形成输入元组；配置为链接到多个第二设备中的相应第二设备的多个输出端口，每一个输出端口具有相应的输出端口标识符；包括至少一个输入元组和相对应的输出元组集合的转发表；其中，每一个输出元组包括输出端口标识符和第二标签，该第二标签的值对于位于所述网络设备和所述多个第二设备中的相应一个第二设备之间的链路是特有的；以及路由电路，配置为对所接收的分组的输入元组与所述转发表的至少一个输入元组进行比较，识别所述相对应的输出元组集合，并且从所述相对应的输出元组集合当中选择一个输出元组；所述路由电路还配置成使用所述第二标签替换所接收的分组的所述第一标签并且将所述分组发送到由所选择的输出元组中的输出端口标识符指定的输出端口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】面向连接的网络中的路径分集
本公开涉及面向连接的网络中的路径分集技术。
技术介绍
“面向连接的”网络或基于路径的网络由网络通信协议定义，该网络通信协议定义源节点和目的地节点之间的路径。面向连接的网络通信协议的示例包括X.25、帧中继、ATM、MPLS等等。典型地，分组头包含字段(在本公开中被称为“HopID”)，其连同输入端口号一起来定义路径。沿着路径的交换机包含将输入端口HopID元组(P1,H1)映射到输出端口HopID元组(P2,H2)的转发表。当具有HopIDH1的分组到达输入端口P1时，交换机在转发表中查找(P1,H1)元组，并且发现它被映射到(P2,H2)元组。交换机在分组的HopID字段中使用H2替换H1，并且接着将该分组转发到输出端口P2。在常规的面向连接的网络中，为了实现源和目的地之间的任何路径分集，必须在源和目的地之间提前建立多个路径。然而，每一个路径要求源、目的地和每一个中间节点处的状态(存储器空间和伴随的系统开销)以及多个HopID的目的地。相比而言，在“无连接”网络或基于目的地的网络中，表由(目的地地址、输出端口)条目组成。无连接网络通信协议的示例包括IP、以太网等等。在某些拓扑中，存在到目的地的几个潜在的下一跳。在这种情况下，表包括(目的地地址，{输出端口})条目，其中{}表示每目的地地址多个输出端口。如果每一个交换机包含k个可能的输出端口，并且存在到目的地节点的h个跳，则在无连接网络中能够实现源和目的地之间的h^k个路径，同时仅使中间交换机的状态乘以k。然而，在常规的面向连接的网络中，这样的路径分集将要求在源和目的地之间建立h^k个路径，因而明显地增加了针对每一个交换机的状态和带宽要求。附图说明当下面的详细描述继续进行时并且在参照附图时，请求保护的主题的实施例的特征和优点将变得明显，其中，类似的附图标记描绘类似的部件，并且其中：图1说明了根据本公开各种实施例的网络系统；图2是说明根据本公开的示例性网络拓扑的图；图3描绘了根据本公开一个实施例的转发表的示例；图4描绘了根据本公开另一实施例的转发表的示例；并且图5说明了根据本公开一个实施例的示例性操作的流程图。尽管下面的详细描述参照说明性实施例来进行，但是其中的许多可选形式、修改和变型对于本领域的普通技术人员来说将变得明显。具体实施方式通常，本公开描述用于面向连接的网络中的路径分集的技术。使用包括针对至少一个输入端口/HopID对的多个输出端口/HopID对的转发表在交换机级处提供路径分集或路径分割。因而，当分组到达交换机时，转发表可以动态地提供多个路径选择用于路由到该路径中的下一“跳”。在一些实施例中，转发表可以被优化以便提高查找效率并且降低存储器要求。此外，可以在全局或逐端口的基础上提供路由选项和/或规则以便能够例如基于负载均衡、分组流要求、专用路由要求和/或给定交换机网络环境来使能输出端口选择。图1说明了根据本公开各种实施例的网络系统100。系统100通常包括配置为与一个或多个外部设备102B、102C、102D……102N进行通信的网络设备102A。设备102A配置为至少部分地使用面向连接的通信协议(例如，X.25、ATM、MPLS、帧中继等等)进行通信，并且网络系统100可以通常被定义为面向连接的网络系统。如在本文的任何实施例中使用的，“设备”或“多个设备”可以单独或者组合地包括例如配置为从一个或多个设备接收一个或多个数据分组(或帧)和/或将一个或多个数据分组(或帧)传输到一个或多个设备的交换机、路由器和/或端点节点元件。一开始应该注意到，尽管下面的详细描述参照网络设备102A继续进行，但是可以假设，如果设备102B、102C、102D……102N每一个包括在给定网络拓扑中与设备102A进行通信的设备，则这些设备102B、102C、102D……102N中的至少一个可以按照与设备102A类似的方式进行配置和操作。在一些实施例中，网络系统100可以包括配置为与至少一个设备(例如，设备102A)进行通信并且控制该至少一个设备以便管理由设备的集合代表的网络环境的连接管理器114。网络设备102A可以包括壳体，该壳体包括路由电路104、转发表106以及一个或多个输入/输出端口108，例如端口108-0、108-1、108-2……108-N。端口108中的每一个通常是双向的，并且应该将在本文中接收分组或帧的端口称为“输入端口”或“InP”，应该将在本文中从其发送分组或帧的端口称为“输出端口”或“OutP”。因而，InP和OutP通常分别作为针对输入端口号和输出端口号的标识符进行操作。如下面将更加详细描述的，路由电路104通常配置为在一个或多个输入端口108上从一个或多个设备102B、102C、102D……102N接收分组(或帧)，并且基于转发表106来确定从其向一个或多个设备102B、102C、102D…102N发送分组(或帧)的一个或多个输出端口108。在详细描述设备102A的细节之前，下面提供其中可以部署设备102A的示例网络拓扑的简要概述。图2是说明根据本公开的示例性网络拓扑200的图。在这一示例中，源节点(S)和目的地节点(D)经过多个中间节点，即，交换机Sw2a、……、Sw2d，Sw3a、……、Sw3d和Sw4a、……、Sw4d彼此进行通信，其中，网络设备102A可以是交换机Sw2a、……、Sw2d，Sw3a、……、Sw3d和Sw4a、……、Sw4d中的任意一个。图2中的设备之间的每条线是一段路径，在本文中可以将每一个节点称为“跳”，并且每一个交换机作为源(S)和目的地(D)节点之间的中间节点进行操作。源(S)和目的地(D)节点可以配置为将数据封装在帧中，并且可以在经过网络上的交换机进行传输之前将每一个帧分解为分组。以交换机Sw3a作为示例，它配置为经由交换机Sw2a、……、Sw2d中的任意一个从源节点(S)接收分组流，并且交换机Sw3a配置为将分组流转发到交换机Sw4a、……、Sw4d中的任意一个。因而，Sw3a具有四个输入路径和四个输出路径，并且在源节点和目的地节点之间存在四个“跳”。再次参照图1，为了使能网络设备102A的路径分集，转发表106将至少一个[Inp,HopID]对映射到[OutP,HopID]对的集合。在本文中将[OutP,HopID]对称为“输出元组”，并且在本文中也将[InP,HopID]对称为“输入元组”。此外，在本文中将与输入元组相关联的HopID称为“输入HopID”，而在本文中将与输出元组相关联的HopID称为“输出HopID”。HopID或者标签是由网络设备102A使用来确定输出端口的值。HopID结合输入端口来使用，以使得如果需要，可以将不同输入端口上的相同HopID值映射到转发表中的不同输出端口和/或不同属性。输入HopID可以具有对于位于网络设备102A和将分组发送到102A的设备之间的链路特有的值，并且输出HopID可以具有对于位于网络设备102A和从设备102A接收分组的设备之间的链路特有的值。因而，输入HopID是来自网络中的先前跳的输出HopID，而输出HopID是到网络中的随后跳的输入HopID。当与输入元组形式(例如，(InP,HopID))的输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络设备，包括：输入端口，配置为链接到第一设备以便从所述第一设备接收分组，其中，所接收的分组具有编码在其中的第一标签，所述第一标签的值对于位于所述网络设备和所述第一设备之间的链路是特有的；所述输入端口具有输入端口标识符，所述输入端口标识符和所述第一标签形成输入元组；多个输出端口，配置为链接到多个第二设备中的相应第二设备，每一个输出端口具有相应的输出端口标识符；转发表，包括至少一个输入元组和相对应的输出元组集合；其中，每一个输出元组包括输出端口标识符和第二标签，所述第二标签的值对于位于所述网络设备和所述多个第二设备中的相应一个第二设备之间的链路是特有的；以及路由电路，配置为对所接收的分组的输入元组与所述转发表的至少一个输入元组进行比较，识别所述相对应的输出元组集合，并且从所述相对应的输出元组集合当中选择一个输出元组；所述路由电路还配置为使用所述第二标签替换所接收的分组的所述第一标签并且将所述分组发送到由所选择的输出元组中的所述输出端口标识符指定的输出端口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种网络设备，包括：输入端口，配置为链接到第一设备以便从所述第一设备接收分组，其中，所接收的分组具有编码在其中的第一标签，所述第一标签的值对于位于所述网络设备和所述第一设备之间的链路是特有的；所述输入端口具有输入端口标识符，所述输入端口标识符和所述第一标签形成输入元组；多个输出端口，配置为链接到多个第二设备中的相应第二设备，每一个输出端口具有相应的输出端口标识符；转发表，包括至少一个输入元组和相对应的输出元组集合；其中，每一个输出元组包括输出端口标识符和第二标签，所述第二标签的值对于位于所述网络设备和所述多个第二设备中的相应一个第二设备之间的链路是特有的；以及路由电路，配置为对所接收的分组的输入元组与所述转发表的至少一个输入元组进行比较，识别所述相对应的输出元组集合，并且从所述相对应的输出元组集合当中选择一个输出元组；所述路由电路还配置为使用所述第二标签替换所接收的分组的所述第一标签并且将所述分组发送到由所选择的输出元组中的所述输出端口标识符指定的输出端口，其中，所述路由电路进一步配置为针对包括所述分组的给定的分组流，确定与所述相对应的输出元组集合相关联的至少一个规则，所述至少一个规则用于限制从所述相对应的输出元组集合中对所述输出元组的选择。2.如权利要求1所述的网络设备，其中，所述路由电路进一步配置为使用从服从X.25协议、异步传输(ATM)协议、多协议标签交换(MPLS)协议或帧中继协议的通信协议中选择的面向连接的通信协议来与至少所述第一设备和所述多个第二设备进行通信。3.如权利要求1所述的网络设备，其中，所述路由电路进一步配置为确定所述分组是否是当前分组流的一部分，并且如果是所述当前分组流的一部分，则将所述输出元组的选择限制到将分组排序保留在所述流内。4.如权利要求1所述的网络设备，其中，所述路由电路进一步配置为确定所述分组是否是当前帧的一部分；并且所述路由电路进一步配置为确定与所述网络设备进行通信的端点节点是否支持无序帧。5.如权利要求4所述的网络设备，其中，如果所述分组是当前帧的一部分，则所选择的输出元组是用于所述当前帧中的至少一个其它分组的输出元组。6.如权利要求1所述的网络设备，其中，所述转发表包括输入元组的列表、针对至少一个输入元组的相对应的输出元组集合的列表、以及与至少一个输出元组集合相关联的至少一个规则。7.如权利要求1所述的网络设备，其中，所述转发表包括：第一表，包括输入元组的列表、相对应的输出元组索引的列表、以及与至少一个输出元组集合相关联的至少一个规则指针，其中，每一个输出元组索引被分配给一个输出元组集合；以及第二表，包括相对应的输出元组的列表，以及与每一个索引相关联的相对应的输出元组的列表；其中，所述第一表中的索引的多个实例指向在所述第二表中的相同的输出元组集合。8.如权利要求1所述的网络设备，其中，所述至少一个规则基于在所述相对应的输出元组集合中定义的多个可能的输出端口间的负载均衡来指定输出端口选择。9.一种用于分组通信的方法，包括：在网络设备的输入端口上从链接到所述网络设备的第一设备接收分组；确定与所述分组相关联的输入元组，所述输入元组定义输入端口标识符和第一标签，所述第一标签的值对于位于所述网络设备和所述第一设备之间的链路是特有的；将所述输入元组与转发表进行比较，所述转发表包括所述输入元组和相对应的输出元组集合，其中，每一个输出元组包括输出端口标识符和第二标签，所述第二标签的值对于位于所述网络设备和链接到相应输出端口的多个第二设备中的相应一个第二设备之间的链路是特有的；选择所述相对应的输出元组集合中的输出元组之一，包括针对包括所述分组的给定的分组流，确定与所述相对应的输出元组集合相关联的至少一个规则，所述至少一个规则用于限制从所述相对应的输出元组集合中对所述输出元组的选择；使用来自所选择的输出元组的所述第二标签替换所接收的分组的所述第一标签；以及将所述分组发送到由所选择的输出元组中的所述输出端口标识符指定的输出端口。10.如权利要求9所述的方法，其中，与至少所述第一设备和所述多个第二设备的通信是使用从服从X.25协议、异步传输(ATM)协议、多协议标签交换(MPLS)协议或帧中继协议的通信协议中选择的面向连接的通信协议来进行的。11.如权利要求9所述的方法，进一步包括：确定所述分组是否是当前分组流的一部分，并且如果是所述当前分组流的一部分，则将所述输出元组的选择限制到将分组排序保留在所述流内。12.如权利要求9所述的方法，进一步包括：确定所述分组是否是当前帧的一部分；以及确定端点节点是否支持无序帧，其中，所述端点节点与所述网络设备进行通信。13.如权利要求12所述的方法，其中，如果所述分组是当前帧的一部分，则所选择的输出元组是用于所述当前帧中的至少一个其它分组的输出元组。14.如权利要求9所述的方法，其中，所述转发表包括输入元组的列表、针对至少一个输入元组的相对应的输出元组集合的列表、以及与至少一个输出元组集合相关联的至少一个规则。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·珀尔曼，R·胡加哈利，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US