分布式交换机的多播树层次结构的动态优化制造技术

一种分布式交换机可以包括具有一个或多个级别的代理子交换机(以及代理网桥元件)的层次结构，所述代理子交换机使得所述分布式交换机能够基于多播组的全体成员规模来扩展带宽。此外，每个代理可以根据一个或多个优化准则优化所述层次结构。例如，所述层次结构中的每个代理可以具有必需信息以便确保如果所述层次结构中的下一个代理不可用，则可以将数据路由到备用代理。可以通过跳过代理(或代理级别)进一步优化选定层次结构，以便将针对跳过的代理的数据发送到所述层次结构的较低级别中的代理。这可以更好地利用传输子交换机中的连接接口，并且消除任何不必要的代理到代理传输。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分布式交换机及其多播树层次结构的动态优化方法
技术介绍
计算机系统通常使用在公共机箱中耦合在一起的多个计算机。计算机可以是单独的服务器，它们在机箱中通过公共主干耦合。每个服务器是可插拔板，其包括至少一个处理器、板上存储器和输入/输出(I/O)接口。此外，服务器可以连接到交换机以便扩展服务器的能力。例如，交换机可以允许服务器接入其它以太网或PCIe插槽，以及允许同一或不同机箱中的服务器之间的通信。多播数据帧需要交换机将数据转发到多播组的所有成员。即，对于交换机接收的每一个多播数据帧，交换机都会创建数据帧的副本并且将其转发到多播组的每个成员。当组的成员增加时，交换机必须将数据帧转发到越来越多的计算机节点。
技术实现思路
在此描述的实施例提供一种用于在分布式交换机中转发多播数据帧的方法和计算机程序产品。所述方法和计算机程序产品包括在所述分布式交换机中的入口交换机的接收端口上接收多播数据帧，并且确定层次结构的第一级别中的第一代理交换机。所述第一代理交换机在所述层次结构中被指定为将所述部分转发到以下至少一个：所述层次结构中的目的地交换机和第二代理交换机，并且所述目的地交换机和所述第二代理交换机都在所述层次结构的第二级别中。此外，所述层次结构增加用于在所述分布式交换机中转发所述数据帧的所述部分的可用带宽。当确定所述第一代理满足至少一个优化准则时，所述方法和计算机程序产品包括在所述分布式交换机中转发所述部分，以便由所述目的地交换机和所述第二代理交换机中的至少一个接收所述部分而不将所述部分转发到所述第一代理。另一个实施例提供一种分布式交换机。所述分布式交换机包括所述分布式交换机的入口交换机，其接收多播数据帧并且确定层次结构的第一级别中的第一代理交换机。所述第一代理交换机在所述层次结构中被指定为将所述多播数据帧的至少一部分转发到以下至少一个：所述层次结构中的目的地交换机和第二代理交换机，其中所述目的地交换机和所述第二代理交换机都在所述层次结构的第二级别中。此外，所述层次结构增加用于在所述分布式交换机中转发所述部分的可用带宽。当确定所述第一代理满足至少一个优化准则时，所述入口交换机在所述分布式交换机中转发所述部分，以便由所述第二级别中的所述目的地交换机和所述第二代理交换机中的至少一个接收所述部分而不将所述部分转发到所述第一代理。附图说明因此，可以通过参考附图，具有获得上述方面并且可以详细理解上述方面的方式、上面简要总结的本专利技术实施例的更具体说明。但是，应该注意，附图仅示出本专利技术的典型实施例，因此不被视为本专利技术范围的限制，因为本专利技术可以允许其它同等有效的实施例。图1示出根据在此描述的一个实施例的包括分布式虚拟交换机的系统体系架构；图2示出根据在此描述的一个实施例的实现分布式虚拟交换机的系统的硬件表示；图3示出根据在此描述的一个实施例的分布式虚拟交换机；图4示出根据在此描述的一个实施例的能够增加带宽的图2的子交换机；图5A-5B示出根据在此描述的各实施例的在图4的子交换机中执行带宽增加；图6示出根据在此描述的一个实施例的使用以太网帧块在图4的子交换机中执行带宽增加；图7示出根据在此描述的一个实施例的在交换机层上传输的信元(cell)；图8是根据在此描述的一个实施例的带宽增加技术；图9是根据在此描述的一个实施例的使用分布式交换机互连的计算系统；图10是根据在此描述的一个实施例的用于转发多播数据帧的代理的层次结构；图11是根据在此描述的一个实施例的在图10中示出的层次结构的一部分的系统图；图12示出根据在此描述的一个实施例的在图10中示出的层次结构中的多播数据帧的一个实例路径；图13示出根据在此描述的一个实施例的MC组表；图14示出根据在此描述的一个实施例的分层数据；图15A-C示出根据在此描述的各实施例的用于处理操作中断的系统和技术；图16A-D示出根据在此描述的各实施例的用于优化层次结构的系统和技术；图17示出根据在此描述的一个实施例的将单播数据帧传输到主干的物理链路；图18示出根据在此描述的一个实施例的使用代理将多播数据帧传输到主干的物理链路；图19示出根据在此描述的一个实施例的将多播数据帧传输到分配给至少两个主干的目的地交换机；图20A-20C示出根据在此描述的各实施例的使用三种不同模式将多播数据帧传输到主干的物理链路。具体实施方式对于连接到分布式交换机的计算系统(例如，服务器)，分布式虚拟交换机可以似乎是单个交换机元件。实际上，分布式交换机可以包括多个不同交换机模块，它们经由交换层互连以便每个交换机模块可以与任何其它交换机模块通信。例如，计算系统可以在物理上连接到一个交换机模块的端口，但使用交换层，能够与具有连接到WAN(例如，因特网)的端口的不同交换机模块通信。此外，每个交换机模块可以被配置为基于两个不同通信协议接受和路由数据。但是，对于计算系统，两个单独的交换机模块显示为一个交换机。分布式交换机可以在每个交换机模块上包括多个芯片(即，子交换机)。这些子交换机可以接收指定多个不同目的地子交换机的多播数据帧(例如，以太网帧)。接收数据帧的子交换机负责创建帧的一部分(例如帧的有效负载)的副本，并且使用分布式交换机的光纤通道网络(fabric)将该部分转发到相应的目的地子交换机。但是，子交换机可以使用多个连接接口并行传输数据帧的副本，而不是仅使用一个出口连接接口按顺序将数据帧的副本转发到每个目的地。例如，子交换机可以具有多个Tx/Rx端口，每个端口与提供到分布式交换机中的其它子交换机的连接性的连接接口关联。接收多播数据帧的端口可以借用分配给这些其它端口的连接接口(以及关联的硬件)以便并行传输多播数据帧的副本。此外，可以将这些子交换机布置在分层结构中，其中选择一个或多个子交换机充当代理。将分布式交换机的子交换机组合在一起，其中将每个组分配给一个或多个代理。当子交换机接收多播数据帧时，它将分组转发到代理子交换机之一。每个代理子交换机然后可以将分组转发到另一个代理或目的地计算设备。因为代理还可以使用两个或更多连接接口并行传输分组，所以对于使用的每个代理，用于转发多播分组的带宽增加。此外，代理层次结构可以包括多个级别，它们形成金字塔式布置，其中较高级别代理将多播数据帧转发到较低级别代理直至到达层次结构的底部。可以定制每个多播组以便当通过分布式交换机转发多播数据时，使用这些级别中的一个或多个。此外，层次结构中的每个代理可以具有必需信息以便确保如果层次结构中的下一个代理不可用，则可以将数据路由到备用代理。可以通过跳过代理进一步优化选定层次结构。例如，如果层次结构的一个级别中的代理将多播数据转发到层次结构的较低级别中的仅一个代理(或目的地)子交换机，则可以跳过该代理。相反，将多播数据直接转发到较低级别中的子交换机。此外，可以优化层次结构以便确保最大程度地使用子交换机的连接接口(例如，将多播数据传输到分布式交换机中的其它子交换机的端口)。具体地说，如果跳过层次结构的某个级别将增加使用的连接接口数量，则子交换机可以将多播数据直接转发到分层级别中在跳过的级别下面的代理。以下参考本专利技术的各实施例。但是，应该理解，本专利技术并不限于具体描述的实施例。相反，构想以下特性和元素(无论是否与不同实施例相关)的任意组合以便实现和实施本专利技术。此外，尽管本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在分布式交换机中转发多播数据帧的方法，包括：在所述分布式交换机中的入口交换机的接收端口上接收多播数据帧；确定层次结构的第一级别中的第一代理交换机，其中所述第一代理交换机在所述层次结构中被指定为将所述多播数据帧的至少一部分转发到以下至少一个：所述层次结构中的目的地交换机和第二代理交换机，其中所述目的地交换机和所述第二代理交换机都在所述层次结构的第二级别中，其中所述层次结构增加用于在所述分布式交换机中转发所述部分的可用带宽；以及当确定所述第一代理满足至少一个优化准则时，在所述分布式交换机中转发所述部分，以便由所述目的地交换机和所述第二代理交换机中的至少一个接收所述部分而不将所述部分转发到所述第一代理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.14 US 13/420,2321.一种在分布式交换机中转发多播数据帧的方法，包括：在所述分布式交换机中的入口交换机的接收端口上接收多播数据帧；确定层次结构的第一级别中的第一代理交换机，其中所述第一代理交换机在所述层次结构中被指定为将从所述入口交换机接收的所述多播数据帧的至少一部分转发到所述层次结构的第二级别中的第二代理交换机，其中所述入口交换机具有到所述第一代理交换机和所述第二代理交换机的直接物理连接；以及当确定所述第一代理交换机满足至少一个优化准则时，从所述入口交换机在所述分布式交换机中转发所述部分，以便由所述第二代理交换机接收所述部分而不将所述部分转发到所述第一代理交换机。2.根据权利要求1的方法，其中在所述分布式交换机中转发所述部分进一步包括：将所述部分转发到所述层次结构的所述第一级别中的第三代理交换机；以及将所述部分从所述第三代理交换机转发到所述第二代理交换机。3.根据权利要求2的方法，其中所述优化准则包括操作中断，并且其中所述第一代理交换机不可用。4.根据权利要求1的方法，其中在所述分布式交换机中转发所述部分进一步包括：将所述部分从所述入口交换机直接转发到所述第二代理交换机，而不将所述部分转发到所述层次结构的所述第一级别中的任何代理交换机。5.根据权利要求4的方法，其中所述入口交换机包括用于转发所述部分的多个连接接口，其中相对于通过将所述部分转发到所述第一级别中的所述第一代理交换机而在所述分布式交换机中转发所述部分，在所述分布式交换机中转发所述部分以便不将所述部分转发到所述第一级别中的任何代理交换机使用所述多个连接接口中的更多数量的连接接口。6.根据权利要求4的方法，其中所述第一代理交换机通过基于与所述多播数据帧关联的多播组而在所述层次结构中被指定为将所述部分转发到所述分布式交换机中的仅一个交换机来满足所述优化准则。7.根据权利要求1的方法，其中基于与所述多播数据帧关联的多播组，设置所述层次结构中用于在所述分布式交换机中转发所述部分的级别数。8.根据权利要求1的方法，其中所述优化准则基于以下至少一个：所述第一代理交换机使用的连接接口数、操作中断，以及被指定为从所述第一代理交换机接收所述部分的交换机数。9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质具有随其包含的计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码包括被配置为执行以下操作的计算机可读程序代码：在分布式交换机中的入口交换机的接收端口上接收多播数据帧；确定层次结构的第一级别中的第一代理交换机，其中所述第一代理交换机在所述层次结构中被指定为将从所述入口交换机接收的所述多播数据帧的至少一部分转发到所述层次结构的第二级别中的第二代理交换机，其中所述入口交换机具有到所述第一代理交换机和所述第二代理交换机的直接物理连接；以及当确定所述第一代理交换机满足至少一个优化准则时，从所述入口交换机在所述分布式交换机中转发所述部分，以便由所述第二代理交换机接收所述部分而不将所述部分转发到所述第一代理交换机。10.根据权利要求9的计算机可读存储介质，其中在所述分布式交换机中转发所述部分进一步包括被配置为执行以下操作的计算机可读程序代码：将所述部分转发到所述层次结构的所述第一级别中的第三代理交换机；以及将所述部...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·沃克，T·A·格林菲尔德，C·巴索，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US