带内元数据在中间节点处的导出和移除制造技术

提供了一种在网络路径中的一个或多个中间节点处执行的方法。该节点接收具有报头的分组，该报头包括随着分组沿网络路径行进而累积的元数据。节点检测是否发生了触发条件。响应于检测到发生了触发条件，节点将累积在报头中的元数据的至少一部分导出到目的地实体，使得在将元数据的该部分导出之后将其从报头中移除。

Export and removal of in band metadata at intermediate nodes

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带内元数据在中间节点处的导出和移除优先权本申请要求于2017年11月4日递交的印度临时申请No.201741039352的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本公开涉及网络路径跟踪。
技术介绍
路径跟踪解决方案记录实时客户流量内的路径。这种解决方案的示例包括带内/现场操作、管理和维护(IOAM)或网络内遥测(INT)。这些解决方案使用分组中的空间，该空间与分组行进的跃点数成正比。分组内存储的数据示例包括针对分组遍历的每个节点的标识符、时间戳、访问的接口、队列深度等。对于具有大量节点和/或长路径的大型网络，该方法可能导致需要在分组中携带的大量元数据。基于逐跃点插入唯一元数据的方案遭受实施挑战。它们要么需要在每个跃点上改变分组的大小(这引起路径最大传输单元(PMTU)问题)，要么需要在分组内的不同位置对分组进行写操作。换句话说，从分组中读取指针，然后将数据放入该指针指示的位置。这在硬件中不容易实现。附图说明图1是根据示例实施例的被配置为在网络中的中间节点处实现带内元数据导出和移除的系统的框图。图2是类似于图1的图，并且示出根据示例实施例的当元数据报头中的空间不足发生时的元数据导出。图3是类似于图2的图，并且示出根据示例实施例的选择性和部分元数据导出。图4是类似于图3的图，并且示出根据示例实施例的当分组丢弃(packetdrop)发生时的元数据导出。图5是示出根据示例实施例的元数据报头的报头字段的图。图6是示出根据示例实施例的导出的元数据的数据管理的图。图7是描绘根据示例实施例的由中间/传输节点执行的操作的流程图。图8是根据示例实施例的被配置为执行元数据导出的网络节点的框图。图9是描绘根据示例实施例的由网络控制器执行的操作的流程图。图10是根据示例实施例的被配置为参与本文提出的元数据导出机制的网络控制器的框图。具体实施方式概述在独立权利要求中阐述了本专利技术的方面，在从属权利要求中阐述了优选特征。一个方面的特征可以单独地或与其他方面结合地应用于每个方面。根据一个实施例，提供一种在网络路径中的一个或多个中间节点处执行的方法。节点接收具有报头的分组，该报头包括随着分组沿网络路径行进而累积的元数据。节点检测触发条件是否发生。响应于检测到触发条件发生，节点将报头中累积的元数据的至少一部分导出到目的地实体，使得在将元数据的该部分导出后将其从报头移除。还描述了用于实现本文描述的方法的系统和装置，包括用于实现所述方法的网络节点、计算机程序、计算机程序产品、计算机可读介质以及在有形介质上编码的逻辑。示例实施例路径跟踪解决方案记录实时流量内的路径。分组跟踪解决方案的一个示例是带内/现场操作、管理和维护(IOAM)，而另一个示例是网络内遥测(INT)。这两种解决方案都使用分组中的空间，该空间与分组行进的跃点数成正比。分组内包括的元数据的示例是针对分组遍历的每个节点的标识符、时间戳、访问的接口、队列深度等。出于操作原因，这些解决方案需要一种机制来限制记录到分组中的数据量。希望分组大小保持在路径的最大传输单位(PMTU)限制内，以防止由于IOAM元数据而导致分组丢弃。另外，数据平面/硬件实现对它们可以“看到”分组中进行检查的深度有限制。例如，使用层4(L4)信息执行等价多路径(ECMP)哈希，并且许多硬件专用集成电路(ASIC)仅支持特定的查找深度。更进一步，对在分组内的不同位置处写入数据存在数据平面/ASIC约束。在一般情况下，本文提出的解决方案解决了如下挑战：需要收集M个跃点的IOAM元数据，但是分组中的空间大小仅为N，M>N。该解决方案解决了几个问题。第一，为了强制最大IOAM数据大小，当达到最大数据大小时，数据记录停止。结果，在具有大直径的网络中仅部分路径信息跟踪是可见的。第二，一些IOAM数据(例如，传输证明)必须由服务节点处理，而其他IOAM数据(例如，跟踪和性能)主要由中央站/控制器使用。传输证明数据是由节点写入分组的元数据中的数据，以验证分组沿分组遍历的路径经过网络中的给定节点/实体。在给定路径中可能有几个这种“检查点”节点。第三，当存在分组丢弃时，传输中的IOAM数据丢弃(因为IOAM数据在分组内携带)。然而，该IOAM数据对于排除和调试分组丢弃的原因很有用。IETF草案https://tools.ietf.org/html/draft-brockners-inband-oam-data-04#第4.1节详细介绍了IOAM路径跟踪记录中使用的用于跟踪的分组格式。有两种记录路径跟踪信息的方法。第一种是在分组中预分配元数据容器。每个节点以距报头的当前偏移量更新其数据，并更新路径中下一节点将使用的偏移量。有称为“八位位组-左”的字段，该字段指示在元数据容器中针对路径跟踪数据保留了多少空间。第二种是将分组逐渐增长到最大大小。每个节点将其跟踪数据添加到IOAM跟踪报头之后，直到报头中指示的最大大小为止。有称为“最大长度”的字段，该字段指定分组可以从路径跟踪数据到达的最大大小。当“八位位组-左”字段为零或达到“最大长度”时，路径跟踪记录停止。因此，在预分配方法和增量方法中，仅记录部分数据，否则分组的大小可能不自然地增长。根据本文中提出的实施例，当IOAM数据被添加并且剩余要包括的大小不足时，则节点导出数据并重置收集的跟踪元素以为更多数据腾出空间。这样，可以限制报头中的空间，并且仍然有可能获得足够相关的信息。如果分组被丢弃，这还将有助于确定分组被丢弃的位置/路径子集。首先参考图1，示出了根据示例实施例的系统10的图。该系统包括网络控制器(管理实体)20、收集器22(1)和驻留在网络40中的多个网络节点(简称为“节点”)30(1)至30(N)。网络40的30(1)至30(N)可以是特定IOAM域50的一部分，并且可以有其他IOAM域60和70等，它们在网络控制器20的控制下或在单独/不同的网络控制器的控制下。为了简单起见，在图1中仅示出了单个网络控制器20。然而，图1示出了可以存在针对其他IOAM域60和70中的每个的专用收集器实体，其中收集器22(2)用于域60，收集器22(3)用于域70。节点30(1)是域50的入口节点，节点30(N)是出口节点。对于图1所示的示例网络，节点30(1)、30(2)、30(3)、30(4)和30(5)是中间节点或传输节点的示例。分组80被入口节点30(1)接收。此时，分组可以包括传输报头82和有效载荷84。传输报头82可以是例如因特网协议版本6(IPv6)报头，但是其他传输报头类型也是可能的。有效载荷84可以是分组80携带的任何类型的数据。在节点30(1)将分组转发到下一跃点(例如，节点30(2))之前，节点30(1)添加元数据报头86，以及将元数据添加到元数据报头86中，以形成分组80’。下面进一步描述元数据报头86和元数据的示例，但是通常，元数据报头86填充有路径相关信息。当分组80’被其他节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n在网络中的路径中的一个或多个中间节点处：/n接收具有报头的分组，该报头包括随着所述分组沿所述网络中的所述路径行进而累积的元数据；/n检测触发条件是否发生；以及/n响应于检测到所述触发条件发生，将在所述报头中累积的所述元数据的至少一部分导出到目的地实体，使得在导出所述元数据的该部分后将其从所述报头中移除。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171104 IN 201741039352;20171218 US 15/844,7411.一种方法，包括：
在网络中的路径中的一个或多个中间节点处：
接收具有报头的分组，该报头包括随着所述分组沿所述网络中的所述路径行进而累积的元数据；
检测触发条件是否发生；以及
响应于检测到所述触发条件发生，将在所述报头中累积的所述元数据的至少一部分导出到目的地实体，使得在导出所述元数据的该部分后将其从所述报头中移除。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，导出包括：
将所述元数据的所述部分复制到遥测分组中；
从所述报头中移除所述元数据的所述部分；以及
将所述遥测分组发送到所述目的地实体。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述触发条件是所述节点确定在所述分组中没有用于附加元数据的可用空间。


4.根据权利要求3的方法，其中，所述触发条件基于以下各项：(a)所述节点确定所述报头的长度将超过由与所述报头相关联的最大长度字段中的值所指定的最大长度；(b)所述节点在所述报头的字段中检测到指示符，该指示符表示所述报头中没有用于附加元数据的可用空间；或者(c)达到分组的最大大小。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述触发条件是所述节点确定所述元数据的所述部分对于位于不同管理域中的一个或多个节点不应为可见的。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述触发条件基于元数据的类型。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述触发条件是所述节点确定所述报头的长度将超过由与所述报头相关联的最大长度字段中的值所指定的最大长度，其中，所述最大长度字段中的值被设置为使节点沿所述路径以跃间隔导出所述元数据的至少一部分。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述触发条件是在所述报头中存在预定指令指示符。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述指令指示符由网络控制器实体设置。


10.根据权利要求9所述的方法，还包括：当分组丢弃发生时，所述网络控制器实体命令节点将所述指令指示符包括在所述报头中。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，还包括：
重置导出元数据的所述报头的所述部分；以及
通过覆写所述报头的所述部分，用新的元数据更新所述报头的所述部分。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，所述元数据包括路径跟踪数据和传输证明数据，并且其中，导出包括导出所述路径跟踪数据而不是导出所述传输证明数据。


13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述报头是现场操作、管理和维护(IOAM)报头。


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【专利技术属性】
技术研发人员：世维莎·赛布雷·班得瑞，弗兰克·布罗克纳斯，阿克沙亚·纳达哈里，卡洛斯·M·皮格纳塔鲁，
申请(专利权)人：思科技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US