比特索引显式复制转发的网络设备、方法和比特转发设备技术

本申请涉及确定性的且优化的比特索引显式复制(BIER)转发。具体地，涉及一种网络设备创建多个转发表，并且每个转发表包括与第一目的地集和第二目的地集相关联的信息。所述第一目的地集不同于所述第二目的地集。网络设备为每个转发表确定针对第一目的地集的下一跳，以及为每个转发表确定针对第二目的地集的等价多路径下一跳。所述网络设备利用与下一跳和等价多路径下一跳相关联的信息填充多个转发表，以及多个转发表被用来朝向多个目的地转发多播分组。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据转发，更具体地，涉及确定性的且优化的比特索引显式复制(BIER)转发。
技术介绍
网络设备(例如，路由器)转发率随着时间的流逝已经快速地增加，而控制面(control plane)处理能力以更慢的速率增加了。转发面(forwarding plane)速度和控制面速度之间的比率非常大(例如，千分之一或者更大的因子)，并且随时时间的流逝不断增加。用于因特网协议(IP)多播的现有方法是相对控制面密集的。称为比特索引显式复制(BIER)转发方法的一个方案已经被引入到因特网工程任务组(IETF)，以允许在网络核心中很多多播组在最小状态下得到同时支持。在BIER转发方法中，仅针对任何特定分组流的入口(ingress)路由器需要知道哪个入口路由器需要接收任何特定分组。BIER转发方法不要求任何显式树构建协议，BIER转发方法也不要求中间路由器来维持任何每流(per-flow)状态。实现BIER转发方法的路由器被称为比特转发路由器(BFR)。在包括等价多路径(ECMP)或链路聚合组(LAG)(例如，随着路由器变得更快而正变得更通用)的网络中，对于任何一个目的地而言，BIER转发方法导致非确定性路径。特别地，分组到一个目的地所采纳的路径依赖于哪些其它目的地也正接收相同分组。因而，在大多播组中，如果一个路由器或几个路由器交替地加入和离开该多播组，则在该多播组中到其它路由器的路径将波动，这使得网络操作、运营和管理(OAM)困难。例如，在BIER转发方法的情况下，对于追踪路由技术而言可能难以正确地确定针对特定目的地特定分组流
所采用的路径。BIER转发方法还可能导致性能不一致和/或分组至任何特定目的地的递送次序混乱。假定不一致的性能可能依赖于至特定目的地所采用的路径，可能难以诊断这样的不一致的性能。
技术实现思路
在一些实现方式中，网络设备可以结合转发表来执行操作。网络设备可以包括用于创建转发表的装置。转发表中的每一个可以包括与第一目的地集和第二目的地集相关联的信息，以及第一目的地集不同于第二目的地集。网络设备还可以包括：为每个转发表确定针对第一目的地集的下一跳，以及为每个转发表确定针对第二目的地集的等价多路径下一跳的装置。网络设备还可以包括用于利用与下一跳和等价多路径下一跳相关联的信息填充多个转发表的装置。转发表中的一个或多个被用来朝向目的地转发多播分组。在一些实现方式中，一种方法可以包括结合转发表来执行操作。该方法可以包括由网络中提供的网络设备创建转发表。转发表中的每一个可以包括与第一目的地集和第二目的地集相关联的信息，以及第一目的地集不同于第二目的地集。该方法还可以包括由网络设备并且针对每一个，确定针对第一目的地集的下一跳和针对第二目的地集的等价多路径下一跳。该方法还可以包括由所述网络设备利用与下一跳和等价多路径下一跳相关联的信息填充转发表。转发表中的一个或多个被用来朝向多个目的地转发多播分组。在一些实现方式中，比特转发设备可以转发多播分组，以及可以包括用于接收所述多播分组的装置，所述多播分组包括标识所述多播分组的目的地地址的信息。比特转发设备还可以包括用于分析所述多播分组的装置，其用来确定多个比特索引转发表中的要用于多播分组的特定比特索引转发表。比特转发设备还可以包括用于标识与所述特定比特索引转发表相关联以及与所述目的地地址相关联的特定等价多路径下一跳的装置，以及用于将所述多播分组转发到所述特定等价多路径下一跳的装置。特定等价多路径下一跳可以朝向与所述目的地
地址相关联的目的地转发所述多播分组。附图说明图1是本文所描述的示例实现方式的概览的示图；图2是可以实施本文所描述的系统和/或方法的示例环境的示图；图3是图2的网络设备的示例组件的示图；图4是用于在网络设备中填充多个比特索引转发表(BIFT)的示例过程的流程图；图5A-5E是关于图4中所示的示例过程的示例实现方式的示图；图6是基于多个BIFT转发多播分组的示例过程的流程图；以及图7A-7D是关于图6中所示的示例过程的示例实现方式的示图。具体实施方式对示例实现方式的下列详细描述参考附图。在不同附图中相同的附图标记可以指明相同的或相似的元素。BIER转发方法使用比特索引转发表(BIFT)。在不包括ECMP和LAG的网络中，对于分组而言每个潜在的目的地(例如，由转发比特掩码(F-BM)中的唯一单个比特表示)仅具有单个可能下一跳(next hop)。再者，在不包括ECMP和LAG的网络中，单个BIFT中的每个条目(例如，对应于特定的可能目的地)包括单个行，该行规定对应于特定下一跳的单个F-BM。然而，在包括ECMP和/或LAG的网络中，单个BIFT中的一些条目将包含多个行，这些行对应于多个可能下一跳(例如，其中对于每个下一跳具有不同的F-BM)。选择哪个条目可以依赖于对正转发的分组所执行的哈希(例如，基于IP源和目的地地址、IP协议字段、传输控制协议(TCP)端口、和/或用户数据报协议(UDP)端口的哈希)。在这样的情形下，对于多个条目而言表示任何一个特定目的地的比特可以存在于F-BM中。由于BIER转发方法首先确定至F-BM中具有较低编号比特的目的地的路径，至对应于较高编号比特的目的地的路径将依赖于分组是否还将到
具有较低编号比特的目的地，以及依赖于使用哪个哈希值。在此所描述的系统和/或方法可以扩展BIER转发方法，以确保至任何特定目的地所采取的路径依赖于该特定目的地和针对去往该特定目的地的特定分组流而选择ECMP分组所使用的哈希值。系统和/或方法可以利用多个BIFT,并且每个BIFT可以包括针对任何一个目的地的单个可能下一跳，而不是利用单个BIFT，该单个BIFT对于一些可能目的地具有多个可能下一跳。系统和/或方法可以使不必要的早期路径散度(divergence)最小化，从而实现网络资源的更有效利用。系统和/或方法可以使BIER转发方法是确定性的，其可以简化网络OAM并且允许网络的更稳定的性能。在多播流量如何在ECMP和/或LAG上传播方面，系统和/或方法可以改善网络效率。图1是在此所描述的示例实现方式100的概览的示图。如图1中所示，多播域可以包括通过链路互连的多个网络设备，诸如比特转发路由器BFR-A、BFR-B、BFR-C、BFR-D、BFR-E、BFR-F、和BFR-G。多播域中的每个BFR可以被赋予唯一的BFR标识符(BFR-id)。假定BFR-D包括一(1)的BFR-id、零(0)的设定标识符(SI)和“00001”的比特串(例如，其中“0:00001”标识BFR-D的SI和比特串)。SI和比特串可以用来标识分组将被递送到的出口BFR(BFER)集。假定BFR-F包括二(2)的BFR-id、零(0)的SI和“00010”的比特串(例如，其中“0:00010”标识BFR-F的SI和比特串)。假定BFR-E包括三(3)的BFR-id、零(0)的SI和“00100”的比特串(例如，其中“0:00100”标识BFR-E的SI和比特串)。假定BFR-A包括四(4)的BFR-id、零(0)的SI和“01000”的比特串(例如，其中“0:01000”标识BFR-A的SI和比特串)。假定BFR-G本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于结合转发表执行操作的网络设备，所述网络设备包括：用于创建多个转发表的装置，所述多个转发表中的每一个转发表包括与第一目的地集和第二目的地集相关联的信息，所述第一目的地集不同于所述第二目的地集；用于针对所述多个转发表中的每一个转发表确定针对所述第一目的地集的下一跳的装置；用于针对所述多个转发表中的每一个转发表确定针对所述第二目的地集的等价多路径下一跳的装置；以及用于利用与所述下一跳和所述等价多路径下一跳相关联的信息填充所述多个转发表的装置，所述多个转发表中的一个或多个转发表被用来朝向多个目的地转发多播分组。

【技术特征摘要】
2014.11.06 US 14/534,6891.一种用于结合转发表执行操作的网络设备，所述网络设备包括：用于创建多个转发表的装置，所述多个转发表中的每一个转发表包括与第一目的地集和第二目的地集相关联的信息，所述第一目的地集不同于所述第二目的地集；用于针对所述多个转发表中的每一个转发表确定针对所述第一目的地集的下一跳的装置；用于针对所述多个转发表中的每一个转发表确定针对所述第二目的地集的等价多路径下一跳的装置；以及用于利用与所述下一跳和所述等价多路径下一跳相关联的信息填充所述多个转发表的装置，所述多个转发表中的一个或多个转发表被用来朝向多个目的地转发多播分组。2.根据权利要求1所述的网络设备，还包括：用于存储所述多个转发表的装置；以及用于将所述多个转发表编程到用来转发多播分组的数据面中的装置。3.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述多个转发表中的每一个转发表包括针对所述第一目的地集或所述第二目的地集中的每个目的地的单个可能下一跳。4.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述多个转发表包括多个比特索引转发表(BIFT)。5.根据权利要求1所述的网络设备，其中，用于针对所述多个转发表中的每一个转发表确定针对所述第二目的地集的所述等价多路径下一跳的装置，还包括：用于利用启发式方法基于针对所述第一目的地集的所述下一跳、
\t对于所述多个转发表中的每一个转发表确定针对所述第二目的地集的所述等价多路径下一跳的装置。6.根据权利要求1所述的网络设备，还包括：用于接收所述多播分组的装置，所述多播分组包括标识用于所述多播分组的目的地地址的信息；用于分析所述多播分组以确定所述多个转发表中的要用于所述多播分组的特定转发表的装置；用于标识与所述特定转发表相关联以及与所述目的地地址相关联的特定下一跳的装置；以及用于向所述特定下一跳转发所述多播分组的装置，所述特定下一跳朝向与所述目的地地址相关联的目的地转发所述多播分组。7.根据权利要求6所述的网络设备，其中用于分析所述多播分组的装置还包括：用于向所述多播分组的至少一部分应用哈希函数以确定所述多个转发表中的要用于所述多播分组的所述特定转发表的装置。8.根据权利要求6所述的网络设备，其中，用于向所述特定下一跳转发所述多播分组的装置还包括：用于针对所述特定下一跳中的每一个特定下一跳创建所述多播分组的拷贝的装置；以及用于向所述特定下一跳中的每一个特定下一跳转发所述多播分组的所述拷贝的装置。9.一种用于结合转发表执行操作的方法，所述方法包括：由在网络中提供的网络设备创建多个转发表，所述多个转发表中的每一个转发表包括与第一目的地集和第二目的地集相关联的信息，所述第一目的地集不同于所述第二目的地集；由所述网络设备并且针对所述多个转发表中的每一个转发表确定针对所述第一目的地集的下一跳；由所述网络设备并且针对所述多个转发表中的每一个转发表确定针对所述第二目的地集的等价多路径下一跳；以及由所述网络设备利用与所述下一跳和所述等价多路径下一跳相关联的信息填充所述多个转发表，所述多个转发表中的一个或多个转发表被用来朝向多个目的地转发多播分组。10.根据权利要求9的方法，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·W·卡朗，
申请(专利权)人：瞻博网络公司，
类型：发明
国别省市：美国;US