公开一种用于软件定义数据中心网络中动态多径转发的方法和设备。提供了在逻辑地集中的控制器中的用于在软件定义的网络中进行动态多径转发的机制。该机制识别用于流的多转发路径的集合。该机制为多转发路径的集合中的每个多转发路径分派虚拟目的地地址。该机制将基于虚拟目的地地址的转发规则安装在每个多转发路径的交换机中，并且将重写规则安装在多转发路径的集合中的所有路径的出口交换机中。每个重写规则将虚拟目的地地址之一重写为真实目的地地址。该机制配置入口交换机，以基于多径策略动态地从多转发路径的集合中选择路径，并且将目的地地址从真实目的地地址重写为与选择的路径对应的虚拟目的地地址。
【技术实现步骤摘要】
用于软件定义数据中心网络中动态多径转发的方法和设备
本申请总体上涉及一种改进的数据处理设备和方法，更具体地讲，涉及用于软件定义的数据中心网络中的动态多径转发的机制。
技术介绍
软件定义的联网(SDN)是一种允许网络管理员通过低级功能的提炼来管理网络服务的计算机联网的方案。这是通过使决定通信量被发送到哪里的系统(控制面)与将通信量转发到所选择的目的地的底层系统(数据面)分离来实现的。利用SDN，网络智能和状态在逻辑上被集中，并且从应用提炼底层网络基础设施。SDN需要用于使控制面与数据面进行通信的一些机制。一个这样的机制OpenFlow(开放流)是专门为构造所支持的网络装置的控制面和数据面之间的通信的SDN而设计的标准接口。OpenFlow允许直接访问并且操纵网络装置(例如，物理的和虚拟的(基于管理程序的)交换机和路由器)的转发面。OpenFlow协议定义了可以由外部软件应用用来对网络装置的转发面进行编程的基础基元，类似于处理器的指令集。基于可以由SDN控制软件静态地或动态地编程的预定义的匹配规则，OpenFlow使用流的概念来识别网络通信量。由于OpenFlow允许在非常细粒度匹配的基础上对网络进行编程，所以基于OpenFlow的SDN架构提供了极端粒度控制，使得网络能够对在应用级别、用户级别和会话级别的实时变化做出响应。
技术实现思路
在一个说明性实施例中，提供一种在数据处理系统中的用于在软件定义的网络中进行动态多径转发的方法。该方法包括：识别用于流的多转发路径的集合。流的每个包由源端点发出并且具有与目的地端点对应的真实目的地地址。该方法还包括：为多转发路径的集合中的每个多转发路径分派虚拟目的地地址。该方法还包括：将基于虚拟目的地地址的转发规则安装在每个多转发路径的交换机中，并且将重写规则安装在多转发路径的集合中的所有路径的出口交换机中。每个重写规则将虚拟目的地地址之一重写为真实目的地地址。该方法还包括：配置入口交换机，以基于路径选择策略动态地从多转发路径的集合中选择路径，并且将目的地地址从真实目的地地址重写为与选择的路径对应的虚拟目的地地址。在其它说明性实施例中，提供一种包括具有计算机可读程序的计算机可用或可读介质的计算机程序产品。当在计算装置上执行所述计算机可读程序时，所述计算机可读程序使计算装置执行以上参照方法说明性实施例概述的操作中的各个操作以及以上参照方法说明性实施例概述的操作的组合。在另一个说明性实施例中，提供一种系统/设备。该系统/设备可包括：一个或多个处理器；和存储器，该存储器耦合到所述一个或多个处理器。存储器可包括指令，当由所述一个或多个处理器执行所述指令时，所述指令使所述一个或多个处理器执行以上参照方法说明性实施例概述的操作中的各个操作以及以上参照方法说明性实施例概述的操作的组合。考虑到下面对本专利技术的示例性实施例的详细描述，将会描述本专利技术的这些和其它特征和优点，或者本专利技术的这些和其它特征和优点将会对于本领域普通技术人员而言变得清楚。附图说明当结合附图阅读时，通过参照下面对示例性实施例的详细描述，将会最好地理解本专利技术以及优选的使用模式及其另外的目的和优点，其中：图1描述可实现说明性实施例的各方面的示例性分布式数据处理系统的图形表示；图2是可实现说明性实施例的各方面的示例性数据处理系统的框图；图3是可实现说明性实施例的各方面的示例性软件定义的网络的框图；图4表示根据说明性实施例的源和目的地之间的多个端对端路径；图5表示根据说明性实施例的多径规则安装；图6表示可实现示例性实施例的各方面的开放虚拟交换机(OpenvSwitch)；以及图7是表示根据说明性实施例的用于在软件定义的数据中心网络中进行动态多径转发的机制的操作的流程图。具体实施方式说明性实施例提供一种用于在软件定义的数据中心网络中进行动态多径转发的机制。以太网包的转发需要网络中的交换机具有用于指定向什么方向发送传入的包的匹配规则。软件定义的联网(SDN)引入了从逻辑地集中的控制器计算并安装这些规则的概念。如果每个流仅被允许一个路径，则这引起低效率。多径传输设立源和目的地之间的多个转发路径，并且允许给定包从可用的多个路径的集合中挑选。这引入了确定如何高效地将这些多个路径用于在源目的地对之间转发包的问题。使用按照包的多径传输，可以独立地在不同路径上潜在地发送给定流中的每个包。由于可能因为路径延时的差异而在目的地发生的包重新排序开销，按照包的多径传输通常更加昂贵并且更加难以在面向连接的网络中实现。另一方面，当使用按照流的多径传输时，可以在不同路径上潜在地发送每个流，但是来自给定流的所有包保持在单个路径上以保留流中的包次序。按照流的多径传输通常是优选的多径传输方案，对于数据中心网络而言尤其如此，因为数据中心内部的通信量的99.9％使用传输控制协议(TCP)、即面向连接的协议。当前数据包(或简单地称为“包”)的转发需要数据网络中的交换机具有用于指定向什么方向发送传入的包的匹配规则，例如，在每个交换机处确定通过交换机的哪个端口发送包。软件定义的联网(SDN)架构允许从逻辑地集中的控制器计算并安装这些匹配规则。在OpenFlow协议下，匹配规则是基于12元组(OpenFlow允许基于12个头字段安装匹配规则)的。OpenFlow中的字段的匹配可以是显式匹配或通配符匹配。通配符匹配意味着交换机不关心什么值位于指定字段中。显式匹配是二元匹配，即匹配或不匹配。虽然OpenFlow协议支持安装具有包头字段的非常细粒度匹配的规则，但总体灵活性受到交换机中的可以存储细粒度转发状态的可用贮存器的限制。细粒度转发规则通常被安装在三元内容可寻址存储器(TCAM)中。在当前交换机中，TCAM是具有非常有限的存储容量的珍贵资源(例如，交换机仅可提供对750-1K匹配规则的支持)，因为TCAM需要SRAM的6-7x的芯片面积以保存相同信息。当前交换机硬件中的TCAM受到限制，因为它们被设计为实现策略规则(诸如，访问控制和服务质量(QoS))而不是基础转发。OpenFlow使得硬件能够允许灵活地使用TCAM实现任何细粒度规则。然而，由于TCAM尺寸限制，实际的实现方式被迫使用更粗粒度匹配规则和规则聚合技术，因此无法提供由SDN意在使用的细粒度动态联网控制。另一方面，仅在目的地地址(例如，目的地媒体访问控制(DMAC)地址)上匹配的匹配规则可被存储在较便宜的更高容量存储装置(诸如，静态随机存取存储器(SRAM)、二元内容可寻址存储器(CAM)等)中。当前交换机硬件包含允许基于DMAC头字段的匹配和转发的非常大的表。因此，尽管基于目的地地址的匹配规则也是粗粒度规则，但这些类型的规则中的许多规则可被存储在较便宜的更高容量存储装置中。将多个路径用于转发包的问题的当前解决方案包括等成本多径传输(ECMP)和多链路透明互连(TRILL)。在网络层堆栈中，第一层L1是物理层，L2是链路(例如，以太网)层，并且L3是网络(例如，IP)层。ECMP通常被实现在L3层，其中L2交换机使用因特网协议(IP)地址与路由器连接。ECMP路由方案允许下一跳跃路由发生在多个等成本路径处。另一方面，TRILL是L2层多径解决方案，但需要专门硬件交换机支持。另外，当前多径解决方案在按照跳跃的基本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在逻辑地集中的控制器中的用于在软件定义的网络中进行动态多径转发的方法，所述方法包括：识别用于流的多转发路径的集合，其中所述流的每个包由源端点发出并且具有与目的地端点对应的真实目的地地址；为多转发路径的集合中的每个多转发路径分派虚拟目的地地址；将基于虚拟目的地地址的转发规则安装在每个多转发路径的交换机中；将重写规则安装在多转发路径的集合中的所有路径的出口交换机中，其中每个重写规则将虚拟目的地地址之一重写为真实目的地地址；以及配置入口交换机，以基于多径策略动态地从多转发路径的集合中选择路径，并且将目的地地址从真实目的地地址重写为与选择的路径对应的虚拟目的地地址。
【技术特征摘要】
2013.11.05 US 14/072,0181.一种在逻辑上集中的控制器中的用于在软件定义的网络中进行动态多径转发的方法，所述方法包括：识别用于流的多转发路径的集合，其中所述流的每个包由源端点发出并且具有与目的地端点对应的真实目的地地址；为多转发路径的集合中的每个多转发路径分派虚拟目的地地址；将基于虚拟目的地地址的转发规则安装在每个多转发路径的交换机中；将重写规则安装在多转发路径的集合中的所有路径的出口交换机中，其中每个重写规则将虚拟目的地地址之一重写为真实目的地地址；以及配置入口交换机，以基于多径策略动态地从多转发路径的集合中选择路径，并且将目的地地址从真实目的地地址重写为与选择的路径对应的虚拟目的地地址。2.如权利要求1所述的方法，其中所述目的地端点被配置为接收以虚拟目的地地址为目的地的包。3.如权利要求1所述的方法，还包括：配置主机源虚拟机管理器中的虚拟交换机，以通过目的地地址多路解复用来提供按照流的多径传输。4.如权利要求3所述的方法，其中所述虚拟交换机通过匹配包头字段来识别新的流并且将包转发给虚拟交换机控制逻辑。5.如权利要求4所述的方法，其中所述虚拟交换机控制逻辑通过将目的地的虚拟目的地地址之一分派给流而将转发路径分配给该流。6.如权利要求5所述的方法，其中所述虚拟交换机控制逻辑使用随机方案、循环方案或基于哈希的方案来分配转发路径。7.如权利要求4所述的方法，其中所述虚拟交换机控制逻辑配置虚拟交换机数据路径，以将目的地地址映射到为流中的所有包分派的虚拟地址。8.如权利要求1所述的方法，其中所述真实目的地地址是媒...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·B·阿戈沃，J·B·卡特，C·K·迪克森，
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
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