提供了用于在存在错误的情况下“即时”路由数据传输的系统和方法。交换机可以建立对应于网络中的流的流通道。响应于在沿着传输路径的网络链路上遇到严重的错误，交换机可以生成错误确认。交换机可以经由所述多个流通道将错误确认传输到在网络链路上游的入口端口。通过传输错误确认，它将遇到严重的错误的网络链路作为故障链路指示给在故障链路上游的入口端口。随后，在故障链路上游的每个入端口可以动态地更新在故障链路上游的所述多个流的路径，使得在故障链路上游的所述多个流以避开故障链路的方式被路由。链路的方式被路由。链路的方式被路由。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在存在错误的情况下的即时路由的系统和方法
[0001]政府权利声明
[0002]本文中所描述的(多项)专利技术是在美国政府支持下根据下文所阐述的一个或多个合同进行。美国政府在这些专利技术中具有某些权利。
[0003][0004]相关申请
[0005]根据35U.S.C.119，本申请要求于2019年5月23日提交的标题为“Network Switch”的美国临时专利申请号62/852273、2019年5月23日提交的标题为“Network Interface Controller”的美国临时专利申请号62/852203、以及2019年5月23日提交的标题为“Network Computer System”的美国临时专利申请号62/852289的权益和优先权，以上各者的公开内容通过引用被并入。
技术介绍
[0006]随着启用网络的装置和应用变得越来越普及，各种类型的流量以及不断增加的网络负载继续要求来自底层网络架构的更高性能。例如，诸如高性能计算(HPC)、媒体串流和物联网(IOT)之类的应用可以生成具有鲜明特性的不同类型的流量。结果，除了常规的网络性能指标(诸如，带宽和延迟)之外，网络架构继续面临诸如可扩展性、多功能性和效率之类的挑战。
附图说明
[0007]根据一个或多个各种实施例，参考以下附图来详细描述本公开。附图仅出于图示的目的而被提供并且仅描绘典型或示例实施例。
[0008]图1图示了其中可实施各种实施例的示例网络。
[0009]图2A图示了促进流通道的示例交换机。<br/>[0010]图2B图示了沿着数据路径的交换机如何可以维持流状态信息的示例。
[0011]图3A图示了用于数据包的示例结构报头。
[0012]图3B图示了示例确认(ACK)包格式。
[0013]图3C图示了用于导出和维持流的状态信息的不同变量之间的示例关系。
[0014]图4A图示了如何可以使用流通道表来递送流的示例。
[0015]图4B图示了边缘流通道表(EFCT)的示例。
[0016]图4C图示了输入流通道表(IFCT)的示例。
[0017]图4D图示了输出流通道表(OFCT)的示例。
[0018]图5图示了经历拥塞的网络的示例，其中可以实施自适应路由和“即时”路由。
[0019]图6图示了根据各种实施例的在存在错误的情况下的“即时”路由的示例性过程的流程图。
[0020]图7图示了促进用于在存在错误的情况下的“即时”路由的流通道的交换机的示例。
[0021]图8是可用于实施本公开中所描述的实施例的各种特征的示例计算部件。
[0022]附图并非为详尽的，并且不将本公开限制为所公开的精确形式。
具体实施方式
[0023]本公开描述了可以适应百亿亿次计算的系统和方法，例如以百亿亿次速度执行诸如模拟、数据分析、人工智能工作负载之类的数据密集型任务。特别地，提供了高性能计算(HPC)网络或互连结构，其可为以太网兼容的、能够连接到第三方数据存储装置(data storage)、以及可以使用带宽极高的交换机部件(例如，每个交换机大约12.8Tb/s/dir)来构建，其中例如64个200Gbps端口支持以非常低的直径(例如，仅三个网络跃点)的大型网络创建。
[0024]交换机芯片用于实施上述交换机。交换机芯片是为网络设计的定制式专用集成电路(ASIC)。作为示例，它可以提供64个网络端口，这些网络端口可以以100Gbps抑或200Gbps操作以实现12.8Tbps的聚合吞吐量。每个网络边缘端口能够支持IEEE 802.3以太网和基于优化IP的协议以及门户(一种提供对更高速率的小消息的支持的增强型帧格式)。以太网帧可以基于其L2地址进行桥接，或者它们可以基于其L3(1PV4//1PV6)地址进行路由。优化IP帧仅具有L3(1PV4/1PV6)报头，因此必须始终被路由。增强型门户格式帧需要专门化NIC支持，并且可以直接映射到交换机增强型结构格式上。
[0025]当交换机芯片连接到另一个交换机芯片时，它们可以使用增强型结构帧格式进行通信，该增强型结构帧格式提供附加的控制和状态字段以支持多芯片结构。当与商用以太网交换机ASIC或替代性技术(诸如，无限带宽)相比较时，交换机芯片的区分性特征在于它具有被称为流通道的新颖的拥塞控制机制。在交换机ASIC之间操作的增强型结构帧格式的目的之一是为拥塞控制流通道提供状态的前向和反向路径信令。通过利用流通道，所公开的交换机实现了增强的控制机制，诸如“即时”路由、自适应路由以及允许在带宽整形、优先级和路由策略方面的灵活性的独特流量类别。
[0026]在交换机芯片内，可以管理网络流量以潜在地避开故障链路。尽管如此，当不存在去往某个目的地的替代性路径时，用于管理网络流量的典型方法并未完全防止使用故障链路。通常，故障链路避开可以以两部分来完成：1)交换机提供错误率和错误类型的度量；以
及2)适应重新路由以避开故障链路(例如，它可以使故障链路看起来为重负载的，使得自适应路由将优选替代性路径)。在实践中，可以生成并向上游传输错误确认，从而以一种方式适应“即时”路由以避免错误。在与交换机芯片独立的部分中，进入完全断开链路中的帧流将以防止重新排序的方式并从故障链路上游的每个交换机被重新路由到替代性路径上。
[0027]图1示出了包括多个交换机的示例网络100，其也可以被称为“交换机结构”。如图1中所图示的，网络100可以包括交换机102、104、106、108和110。每个交换机可以在交换机结构100内具有唯一的地址或标识符(ID)。各种类型的装置和网络可以联接到交换机结构。例如，存储阵列112可以经由交换机110联接到交换机结构100；基于无限带宽(IB)的HPC网络114可以经由交换机108联接到交换机结构100；若干个终端主机(诸如，主机116)可以经由交换机104联接到交换机结构100；并且IP/以太网网络118可以经由交换机102联接到交换机结构100。例如，交换机(诸如，交换机102)可通过以太网装置(诸如，网络接口卡(NIC)、交换机、路由器或网关)来接收802.3帧(包括封装的IP有效负载)。IPv4或IPv6包、专门针对网络100格式化的帧等也可被接收、通过交换机结构100传送到另一个交换机(例如，交换机110)。因此，网络100能够同时处理多种类型的流量。一般而言，交换机可以具有边缘端口和结构端口。边缘端口可以联接到结构外部的装置。结构端口可以经由结构链路联接到结构内的另一个交换机。
[0028]通常，流量可以经由边缘交换机的入口端口注入到交换机结构100中，并且经由另一个(或同一个)边缘交换机的出口端口离开交换机结构100。入口边缘交换机可以将注入的数据包集合成流，这些流可以通过流ID进行识别。流的概念不限于特定的协议或层(诸如，开放系统接口(OSI)参考模型中的第2层或第3层)。例如，流可以被映射到具有特定的以太网源地址的流量、源IP地址和目的地IP地本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在具有多个交换机的网络中路由多个数据传输的方法，所述方法包括：建立多个流通道，所述多个流通道对应于包括所述多个数据传输的多个流中的每一个；将所述多个流自适应地路由通过具有多个交换机的网络；响应于在沿着传输路径的网络链路上遇到严重的错误，针对在所述链路上起作用的所述多个流中的至少一个生成错误确认；经由所述多个流通道将所述错误确认传输到在所述网络链路上游的入口端口，其中，所述错误确认将遇到所述严重的错误的所述网络链路作为故障链路指示给在所述故障链路上游的入口端口；在所述故障链路上游的每个入口端口处，动态地更新在所述故障链路上游的所述多个流的路径，使得在所述故障链路上游的所述多个流以避开所述故障链路的方式被路由。2.根据权利要求1所述的方法，其中，动态地更新所述路径包括动态地更新所述路由表。3.根据权利要求1所述的方法，其中，动态地更新所述路由表包括将所述故障链路去除为最低限度地有资格用于路由。4.根据权利要求2所述的方法，其包括：在沿着所述传输路径的入口端口处，更新路由表，使得在所述入口端口处接收到的新的流以避开所述网络链路的方式被路由。5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：响应于在沿着所述传输路径的所述网络链路上进一步遇到严重的错误，提供所述链路上的错误率和错误类型的度量。6.根据权利要求1所述的方法，其中，更新所述路径包括：将所述故障链路指示为拥塞的，使得自适应路由采用基于拥塞的重新路由来避开所述链路。7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述基于拥塞的重新路由偏好对于包括所述故障链路的所述传输路径而言的替代性传输路径。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个流通道中的每一个对应于相应流的一对源端口和目的地端口。9.根据权利要求1所述的方法，其中，自适应路由包括在所述入口端口中的每一个处执行路由决定。10.根据权利要求5所述的方法，其中，自适应路由包括：利用所述多个流通道以针对所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：慧与发展有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：
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