针对校园网中的线路速率性能的单跳叠加架构制造技术

用于检测距离单物理跳的叠加端点并且采用简化的叠加头部而不是常规头部来与被识别的端点进行通信的方法和系统被提供。简化的叠加头部可以载送叠加协议相关的转发和对等体信息，并且可以被设计为在本地载送重要的转发信息，这避免封装和解封装操作的与叠加查找相关的开销。简化的叠加头部可以在与处理内部帧相同的转发管道传递中被处理，并且可以跨不同的转发引擎工作。当检测到单跳链路/保活故障时，备用叠加(原始叠加头部)可以被用于转发。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交叉引用本申请在2015年1月14日作为PCT国际专利申请被递交，并且要求申请日为2014年1月15日的美国临时专利申请No.14/155,493的优先权，其所有主题通过引用合并于此。
本公开通常涉及叠加(overlay)架构，具体地，涉及校园网中的线路速率性能的改善。
技术介绍
下一代交换架构中普遍采用叠加来解决涉及跨IP核心的层2(“L2”)扩展、L2多路径、L2拓扑收敛、以及无缝移动的问题。使用叠加(特别是在基于IP的叠加的情况下)的一个缺点是会导致过多的网络带宽用量(由于额外的头部)以及硬件交换性能的退化。例如，针对在基于IP的叠加(例如，定位器/ID分离协议(“LISP”)或其它虚拟LAN(vLAN)环境)中所用的互联网混合(Internet Mix)(“IMIX”)规格的分组，头部大约可以超出20％。硬件性能退化可能是由于用于叠加的封装和解封装处理的、通过转发管道的额外传递(pass)。在解封装方面，针对IP叠加，在外部头部上执行IP资源查找的管道资源要求通过大多数转发管道的一个转发传递，以保证IP分组头部的完整性并且确定外部头部解封装的标准。在封装方面，可能需要一个传递来添加封装头部。然后可能需要第二传递来基于外部封装头部桥接(路由)帧。当单个节点处的相同帧涉及多个叠加协议时，封装和解封装开销都被
增加。例如，进入的层3(“L3”)LISP帧可以首先经历解封装操作，并且随后经历L3和L2转发查找。然后L3 LISP帧可以在输出的虚拟vLAN中被封装到L2 LISP中。存在利用某些网络拓扑来减少此类情形中的开销水平的需求。附图说明本公开的许多方面可以通过参考以下附图被更好的理解。附图中的组件不一定是等比例的，而是侧重于清晰地示出本公开的原理。图1示出简化的叠加头部的实施例。图2示出采用本文所述的实施例的示例性网络情形。图3示出与交换机210的实施例相关联的MAC表。图4示出与交换机220的实施例相关联的MAC表。图5示出与交换机230的实施例相关联的MAC表。图6示出与交换机210的实施例相关联的被更新的MAC表。图7示出与交换机220的实施例相关联的被更新的MAC表。图8示出在交换机210和交换机220之间的链路故障后与交换机210相关联的被相应更新的MAC表。图9是示出转发规则的实现方式的实施例的流程图。图10是示出本公开的某些实施例的流程图。图11是示出本公开的某些实施例的流程图。图12是可操作本公开的实施例的网络设备的系统图示。具体实施方式用于检测距离单物理跳的叠加端点并且采用简化的叠加头部而不是常规头部来与被识别的端点进行通信的方法和系统被提供。简化的叠加头部可以载送叠加协议相关的转发和对等信息，并且可以被设计为在本地载送重要的转发信息，这避免封装和解封装操作的与叠加查找相关的开销。简化的叠加头部可以在与处理内部帧相同的转发管道传递中被处理，并且可以跨不同的转发引擎工作。当检测到单跳链路/保活(keepalive)故障时，
备用叠加(例如，原始叠加头部)可以被用于转发。在许多校园网部署中，大多数流量可以被称为南北流量(例如，进入数据中心和从数据中心出去)。由于此类校园拓扑的特性，用于这种南北流量的叠加大多数是单物理跳。本公开的实施例通过使用简化的单跳叠加头部来利用在校园环境中发现的这种多数使用的实例。这可以在保留用于少数多跳情形以及用于处理故障的原始叠加头部的同时完成。这允许叠加在减少所需处理开销的同时保持不变。基于链路状态的叠加协议可以被用来管理简化的单跳叠加头部和它的相关功能。例如，简化的单跳叠加头部可以包括以更通用的头部格式的本地相关的转发信息。被编码在简化的单跳叠加头部中的转发信息可以有助于在不要求额外的转发表查询(现有技术的实现方式中可能需要)的情况下做出转发决定。虽然本公开主要在校园LISP环境中进行描述，但是应该理解本文所述的实施例可能也适合于包括但不限于vxLAN和多链路的透明互联(“TRILL”)的其它叠加架构。例如，TRILL在数据中心中提供类似的用例，其中，网关功能位于脊交换机中。vxLAN可以被用于扩展多个叶交换机之间的以及叶和脊之间的L2网络(类似于实际上是单物理跳的南北流量)。上面提到的校园环境中最普遍的情况可能是L2隧道替换在校园的接入侧和分配侧之间运行的生成树拓扑。类似地，L3-LISP隧道可以在核心侧和分配侧(它们也彼此距离单物理跳)之间运行。针对此类单跳隧道，隧道源可以源自进入接口。隧道目的地未必来自原始头部。实质上，头部只需要载送分组的vLAN ID/网络分段。简化的叠加头部本公开的实施例定义了具有特定以太类型的简化的叠加头部，其中，简化的叠加头部可以载送用于转发功能在内部(原始)帧上发生的刚好足够的信息，而不需要与传统头部的封装和解封装相关联的额外转发性能开销。图1示出简化的叠加头部的一个实施例。简化的叠加头部130可以存在于帧(例如，分组100)中。在简化的
叠加头部130之前，分组100可以包含诸如目的地地址110和源地址120之类的信息。简化的叠加头部130可以包括以太类型131。例如，以太类型131可以指示2字节的值，该2字节的值指示以太类型值与互联网分组交换(“IPX”)、网桥协议数据单元(“BPDU”)、多协议标签交换(“MPLS”)-单播、MPLS-多播中的一个相对应，或者以太类型131可以指示在0x600(1536)和0xffff之间的另一16位的16进制值，通过该值可以标识以太类型。以太类型131可以跟随有一个字节的头部长度字段132。头部长度字段132可以指示简化的叠加头部130是8字节。或者，头部长度字段132可以指示简化的叠加头部130是12字节。当简化的叠加头部130是12字节时，这可以指示简化的叠加头部130包含可选平台信息136。可选平台的信息136可以被预留给未来使用，以载送任意其它平台专用的转发上下文信息。头部长度字段132后面可以是一个字节的协议ID字段133。协议ID字段133可以包含允许多个叠加在相同链路内共存的值，例如，L2-LISP、L3-LISP、TRILL和vxLAN。在一些实施例中，协议ID可以与转发ID一起用来导出最终的转发上下文。转发实例ID字段134可以跟在协议ID字段133后面并且包括3个字节的信息。转发实例ID字段134可以代表与协议实例ID相对应的本地转发实例。例如，转发实例ID字段134可以代表逻辑接口ID。逻辑接口ID可以被用于表示特定的虚拟路由和转发(“VRF”)或vLAN接口。跟在转发实例ID字段134后面的可以是单个字节的对等体字段135。对等体字段135可以表示针对已经被标识为跨单物理跳的叠加对等体的本地标识符。例如，对等体字段135的值可以表示虚拟专用LAN服务(“VPLS”)对等体。这种对等体ID可以被用于在本地学习以及转发至被标识的对等体所指向的邻接。在简化的叠加头部130后面，分组100可以包含原始的以太类型字段140、帧有效负载150、和循环冗余检验(“CRC”)字段160。应该注意的是简化的叠加头部130可以被用于常规的单播数据流量，针对常规单播
数据流量，典型隧道中的其它字段使用默认值。针本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：接收包括第一叠加头部的第一分组；识别在单物理跳中能到达的一个或多个网络设备；将第二叠加头部添加至所述第一分组；以及当将所述第一分组转发至被标识为在单物理跳中能到达的网络设备时，采用所述第二叠加头部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.15 US 14/155,4931.一种方法，包括：接收包括第一叠加头部的第一分组；识别在单物理跳中能到达的一个或多个网络设备；将第二叠加头部添加至所述第一分组；以及当将所述第一分组转发至被标识为在单物理跳中能到达的网络设备时，采用所述第二叠加头部。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法在校园网络拓扑中的一个或多个交换机上被采用。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：当将所述第一分组转发至未被标识为在单物理跳中能到达的网络设备时，采用所述第一叠加头部。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述校园网络根据L2-LISP、L3-LISP、TRILL和vxLAN中的一者定义的协议操作。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二叠加头部包括与所述第一叠加头部所采用的以太类型不同的新的以太类型。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第二叠加头部还包括至少部分被用于导出转发上下文的协议ID值。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二叠加头部还包括与所述协议ID值一起用来导出所述转发上下文的转发实例ID值。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第二叠加头部还包括表示被标识为在单物理跳中能到达的网络设备的对等体ID值。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述对等体ID值是文本值。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二叠加头部还包括平台专用转发上下文信息。11.一种第一交换机，包括：存储器；以及被配置为执行存储在所述存储器中的指令的处理器，所述指令包括：识别位于所述第一交换机的单物理跳内的第二交换机；以及向所述第二交换机提供一个或多个信息片段作为类型长度值，其中，所述一个或多个信息片段能够被用于建立供所述第一交换机和所述第二交换机之间传送分组时使用的单跳头部。12.根据权利要求11所述的第一交换机，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉贾戈帕兰·贾纳吉拉玛纳，阿努帕玛·阿肖克·洛拉格，帕格斯·克里沙姆尔斯，桑杰·库玛尔·昊达，纳里纳卡什·M·派，
申请(专利权)人：思科技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US