使用第2层元数据来在第3层网络上扩展第2层网络制造技术

公开了用于在第3层(L3)网络上扩展的开放系统互连(OSI)模型第2层(L2)网络内基于会话的路由的技术。例如，L2网络将第一客户端设备连接到第一路由器，并且将第二客户端设备连接到第二路由器。L3网络连接第一路由器和第二路由器。第一路由器从第一客户端设备接收去往第二客户端设备的L2帧。第一路由器生成L3分组，L3分组包括指定第一路由器和第二路由器的L3地址的L3报头、包括第一客户端设备和第二客户端设备的L2地址的元数据的第一部分以及包括第一客户端设备和第二客户端设备的L3地址的元数据的第二部分，并将L3分组转发到第二路由器。第二路由器从元数据恢复L2帧并将L2帧转发给第二客户端设备。给第二客户端设备。给第二客户端设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用第2层元数据来在第3层网络上扩展第2层网络
[0001]本申请要求于2020年6月24日提交的第63/043,416号美国临时申请、于2020年6月24日提交的第63/043,426号美国临时申请和于2020年6月24日提交的第63/043,423号美国临时申请的权益，每个申请的全部内容均通过引用并入本文。


[0002]本公开总体上涉及计算机网络，并且更具体地，涉及在计算机网络内路由分组。

技术介绍

[0003]计算机网络是可以交换数据和共享资源的互连计算设备的集合。示例计算设备包括路由器、交换机以及在开放系统互连(OSI)参考模型的第2层(即，数据链路层)内运行的其他第2层(L2)网络设备和在OSI参考模型的第3层(即，网络层)内运行的第3层(L3)网络设备。计算机网络内的网络设备通常包括为网络设备提供控制平面功能的控制单元和用于路由或交换数据单元的转发组件。
[0004]计算设备可以建立“网络会话”(本文中也称为“会话”)，以实现计算机网络上的设备之间的通信。因为会话包括在第一设备和第二设备之间双向传播的分组，所以会话可以是双向的。例如，会话包括起源于第一设备并以第二设备为目的地的正向分组流和起源于第二设备并以第一设备为目的地的反向分组流。会话的正向和反向的分组流相互关联，这是因为正向分组流的源地址和源端口与反向分组流的目的地地址和目的地端口相同，正向分组流的目的地地址和目的地端口与反向分组流的源地址和源端口相同。为了建立会话，计算设备可以使用一种或多种通信会话协议，包括传输控制协议(TCP)、传输层安全协议(TLS)、用户数据报协议(UDP)、互联网控制消息协议(ICMP)等。

技术实现思路

[0005]总的来说，本公开描述了用于在第3层网络上扩展的L2网络上执行基于会话的路由的技术。在一个示例中，第一L2网络将第一客户端设备连接到第一路由器，第二L2网络将第二客户端设备连接到第二路由器，并且L3网络将第一L2网络的第一路由器连接到第二L2网络的第二路由器。第一路由器和第二路由器可以提供基于会话的路由。例如，第一路由器从第一客户端设备接收去往第二客户端设备的L2帧。L2帧包括L2报头和有效负载，其中，L2报头指定第一客户端设备的源媒体访问控制(MAC)地址和第二客户端设备的目的地MAC地址。通常，L2网络的路由器使用隧道协议，例如通用路由封装(GRE)或其他IP隧道，以在L3网络上的L2网络之间传输L2帧。不同于将L2/L3分组封装在另一个IP分组内以在IP网络上传输的L2帧，该技术描述了由第一路由器生成L3分组，该L3分组包括包括第一客户端设备和第二客户端设备的L2地址信息的元数据的第一部分，以及包括第一客户端设备和第二客户端设备的L3地址信息的元数据的第二部分，并且将L3分组发送到第二路由器使得第二路由器可以从包括L2地址信息的元数据的第一部分生成包括L2报头和有效负载的L2帧，并且经由第二L2网络将恢复的L2帧转发到第二客户端设备。
[0006]在一个示例中，响应于接收L2帧，第一路由器生成包括L3报头的L3分组、包括第一客户端设备和第二客户端设备的L2地址信息的元数据的第一部分、包括第一客户端设备和第二客户端设备的L3地址信息的元数据的第二部分以及有效负载。L3报头指定第一路由器的源互联网协议(IP)地址和源端口以及第二路由器的目的地IP地址和目的地端口。元数据的第一部分包括从L2帧获得的第一客户端设备的源MAC地址和第二客户端设备的目的地MAC地址。元数据的第二部分包括与第一客户端设备的源MAC地址相对应的第一客户端设备的源IP地址和源端口，以及与第二客户端设备的目的地MAC地址相对应的第二客户端设备的目的地IP地址和目的地端口。第一路由器经由L3网络向第二路由器转发包括元数据的第一部分和元数据的第二部分的L3分组。第二路由器接收L3分组并且从元数据的第一部分生成包括L2报头和有效负载的L2帧。第二路由器经由第二L2网络将恢复的L2帧转发给第二客户端设备。
[0007]在一些示例中，第一路由器使用元数据的第二部分作为会话标识符来标识L3分组的会话，该会话包括起源于第一客户端设备并去往第二客户端设备的正向流和起源于第二客户端设备并去往第一客户端设备的反向流。第一路由器可以使用该会话标识符来在L3网络上执行L3分组的基于会话的路由。
[0008]本公开的技术可以对具有实际应用的计算机网络的计算机相关领域提供具体改进。例如，本文中所公开的技术可以在不使用隧道或分组封装的情况下实现L2网络在L3网络上的扩展。例如，使用元数据来指定L2地址信息避免了使用隧道(例如GRE或其他隧道协议)将L2/L3分组封装在另一个IP分组中以在IP网络上传输的需要。因此，通过消除与隧道和/或封装的使用相关联的开销，本公开的技术可以基本上减少在L3网络上扩展的L2网络的网络拥塞和资源消耗，以及改善这样的网络中的网络等待时间和带宽。此外，本文中所公开的技术可以实现L3业务工程到L2业务的应用，特别是基于会话的路由技术。因此，本文中所描述的这样的技术可以为在L3网络上扩展的L2网络提供更高的效率和可扩展性。
[0009]在一个示例中，本公开描述了一种方法，该方法包括：通过第一路由器从经由第一开放系统互连(OSI)模型第二层(L2)网络连接到第一路由器的第一客户端设备接收去往第二客户端设备的L2帧，L2帧包括指定第一客户端设备的源媒体访问控制(MAC)地址和第二客户端设备的目的地MAC地址的L2报头，其中第一路由器经由OSI模型第3层(L3)网络连接到第二路由器，并且其中第二路由器经由第二L2网络连接到第二客户端设备；响应于接收L2帧，由第一路由器生成L3分组，L3分组包括：L3报头，该L3报头指定第一路由器的源互联网协议(IP)地址和源端口以及第二路由器的目的地IP地址和目的地端口；元数据的第一部分，该元数据的第一部分包括第一客户端设备的源MAC地址和第二客户端设备的目的地MAC地址；元数据的第二部分，包括：与第一客户端设备的源MAC地址相对应的第一客户端设备的源IP地址和源端口，以及与第二客户端设备的目的地MAC地址相对应的第二客户端设备的目的地IP地址和目的地端口；由第一路由器经由L3网络将L3分组转发到第二路由器。
[0010]在另一示例中，本公开描述了包括处理电路的第一路由器，该处理电路被配置为：从经由第一开放系统互连(OSI)模型第二层(L2)网络连接到第一路由器的第一客户端设备接收去往第二客户端设备的L2帧，L2帧包括指定第一客户端设备的媒体访问控制(MAC)地址和第二客户端设备的目的地MAC地址的L2报头，其中第一路由器经由OSI模型第三层(L3)网络连接到第二路由器，并且其中第二路由器经由第二L2网络连接到第二客户端设备；响
应于接收L2帧，生成L3分组，该L3分组包括：L3报头，该L3报头指定第一路由器的源互联网协议(IP)地址和源端口以及第二路由器的目的地IP地址和目的地端口；元数据的第一部分，包括第一客户端设备的源MAC地址和第二客户端设备的目的地MAC地址；元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种计算机联网方法，包括：由第一路由器并且从经由第一开放系统互连OSI模型第二层L2网络被连接到所述第一路由器的第一客户端设备接收去往第二客户端设备的L2帧，所述L2帧包括指定所述第一客户端设备的源媒体访问控制MAC地址和所述第二客户端设备的目的地MAC地址的L2报头，其中所述第一路由器经由OSI模型第3层L3网络被连接到第二路由器，并且其中所述第二路由器经由第二L2网络被连接到所述第二客户端设备；由所述第一路由器并且响应于接收所述L2帧生成L3分组，所述L3分组包括：L3报头，所述L3报头指定所述第一路由器的源互联网协议IP地址和源端口以及所述第二路由器的目的地IP地址和目的地端口；以及元数据的第一部分，所述元数据的第一部分包括所述第一客户端设备的所述源MAC地址和所述第二客户端设备的所述目的地MAC地址；以及由所述第一路由器经由所述L3网络将所述L3分组转发到所述第二路由器。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述元数据的第一部分还包括针对所述第一客户端设备被分配到的虚拟局域网VLAN的VLAN标记。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述元数据的第一部分还包括针对所述第一客户端设备被分配到的虚拟可扩展局域网VXLAN的VXLAN标记。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述元数据的第一部分还包括针对目的地网桥的网桥标识符。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述元数据的第一部分还包括虚拟局域网VLAN Q
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in
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Q标记堆叠，所述VLAN Q
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in
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Q标记堆叠包括多个VLAN标记。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述L3分组包括传输控制协议TCP分组或用户数据报协议UDP分组中的至少一个，并且其中所述L2帧包括以太网帧。7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述L3分组还包括元数据的第二部分，所述元数据的第二部分包括：与所述第一客户端设备的所述源MAC地址相对应的所述第一客户端设备的源IP地址和源端口；以及与所述第二客户端设备的所述目的地MAC地址相对应的所述第二客户端设备的目的地IP地址和目的地端口。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述元数据的第二部分包括针对会话的会话标识符，所述会话包括起源于所述第一客户端设备并且去往所述第二客户端设备的第一分组流和起源于所述第二客户端设备并且去往所述第一客户端设备的第二分组流，其中所述第一分组流或所述第二分组流中的至少一个包括所述L2帧，并且其中所述会话标识符包括所述第一客户端设备的所述源IP地址和所述源端口、所述第二客户端设备的所述目的地IP地址和所述目的地端口以及针对所述L2帧的网络协议。9.根据权利要求8所述的方法，还包括：由所述第一路由器存储针对所述会话的所述会话标识符；
由所述第一路由器并且经由所述第一L2网络从所述第一客户端设备接收去往所述第二客户端设备的一个或多个后续L2帧，所述一个或多个后续L2帧指定所述第一客户端设备的所述源MAC地址和所述第二客户端设备的所述目的地MAC地址；由所述第一路由器响应于接收所述一个或多个后续L2帧并且基于针对所述会话的所述会话标识符，确定所述一个或多个后续L2帧属于所述第一分组流或所述第二分组流中的所述至少一个；由所述第一路由器生成一个或多个后续L3分组，其中所述一个或多个后续L3分组不包括所述元数据的第一部分或所述元数据的第二部分；以及由所述第一路由器经由所述L3网络并且向所述第二路由器转发所述一个或多个后续L3分组。10.一种包括处理电路的第一路由器，所述处理电路被配置为：从经由第一开放系统互连OSI模型第二层L2网络被连接到所述第一路由器的第一客户端设备接收去往第二客户端设备的L2帧，所述L2帧包括指定所述第一客户端设备的源媒体访问控制MAC地址和所述第二客户端设备的目的地MAC地址的L2报头，其中所述第一路由器经由OSI模型第三层L3网络被连接到第二路由器，并且其中所述第二路由器经由第二L2网络被连接到所述第二客户端设备；响应于接收所述L2帧生成L3分组，所述L3分组包括：L3报头，所述L3报头指定所述第一路由器的源互联网协议IP地址和源端口以及所述第二路由器的目的地IP地址和目的地端口；以及元数据的第一部分，所述元数据的第一部分包括所述第一客户端设备的所述源MAC地址和所述第二客户端设备的所述目的地MAC地址；经由所述L3网络将所述L3分组转发到所述第二路由器。11.根据权利要求10所述的第一路由器，其中所述L3分组包括传输控制协议TCP分组或用户数据报协议UDP分组中的至少一个，并且其中所述L2帧包括以太网帧。12.根据权利要求10至11中任一项所述的第一路由器，其中所述L3分组还包括元数据的第二部分，所述元数据的第二部分包括：与所述第一客户端设备的所述源MAC地址相对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：瞻博网络公司，
类型：发明
国别省市：