在信息包网络设备中缩小数据损失窗口的方法技术

信息包网络设备包括控制模块、一个或多个线卡，其中每个线卡包括多个入口和出口端口，以及所述入口和出口端口中的每个连接到外部网络链路。线卡维持转发表并包括使用转发表中的信息来确定传入的信息包应如何被转发的功能。控制模块包括操作来获悉关于连接到网络的其它设备的可达性信息，该网络将使用这个可达性信息来更新存储在线卡中的转发表。控制模块还包括与标准ARP功能协作来操作的增强型ARP功能和被包括在控制模块上以在连接到出口端口之一的链路出现故障的情况下减小数据损失的量的其它网络协议。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在信息包网络设备中缩小数据损失窗口的方法
技术介绍
1．
本专利技术涉及信息包网络设备例如交换机和路由器，且更具体地涉及用于减少在信息包网络设备中由于网络拓扑变化而引起的数据损失的方法。2．相关技术的描述大型通信网络一般由相互关联的局域网或LAN组成，局域网或LAN又由某个数量的信息包网络设备（例如路由器和/或交换机）和终端用户设备（例如服务器或某些其它形式的计算设备）组成。图1示出包括三个LAN（LAN-0、LAN-1和LAN-2）的通信网络10。在图1的每个LAN中的至少一个信息包网络设备通过通信链路连接到它们所位于的LAN中的至少一个其它路由器，且每个LAN中的至少一个信息包网络设备可通过通信链路连接到其它两个LAN的每个中的至少一个设备。可以是交换机或路由器或这两者的每个信息包网络设备通常操作来接收信息数据包、处理信息包并将信息包转发到它们正确的目的地。一般来说，每个LAN作为与其它LAN分开的网络实体被管理，使得每个LAN可具有不同的应用运行，可具有不同级别的安全性并可具有某个数量的路由器，这些某个数量的路由器可与包括在其它LAN中的路由器分开地由网络管理员配置和管理。与参考图1示出和描述的LAN相反，虚拟局域网或VLAN涉及与物理地分组相反的被逻辑地分组的路由器。一般来说，VLAN由多个路由器组成，其中至少一些路由器可位于不同的LAN中。所以例如，参考图1，在LAN-0中的一个路由器、在LAN-1中的一个路由器和在LAN-2中的一个路由器可以是同一VLAN的成员（例如参考图2所示的VLAN20）。在VLAN中的路由器成员资格可由中央管理员管理，且从一个VLAN成员传输到另一VLAN成员的信息包可根据网络标准例如IEEE802.1Q而被加标签。标签是除了别的以外还包括VLAN标识符（VID）的信息包或帧中的字段，其为指定信息包或帧所属于的VLAN的12位字段。每个交换机可包括作为端站或下一跳路由器的MAC地址的列表和VLAN上的端站或下一跳路由器可到达端口的VLAN表。所以例如，在图2的VLAN20中的交换机-3可维持由被分配给站-1的MAC地址和端口2的标识组成的一个VLAN表项目。这样的VLAN表可包括与VLAN20中的每个站（或下一跳路由器）相关的很多MAC地址以及站（或下一跳路由器）可到达的每个交换机上的相应端口。信息包网络设备（例如路由器或交换机）可包括具有单独的卡或模块的底盘，用于提供与其操作相关的不同功能。这样的设备可包括操作来提供设备操作的总控制并提供路由和/或交换协议功能的控制模块、提供信息包处理和转发功能的一个或多个线卡和在线卡之间交换信息包的一个或多个交换卡。所有这些卡都可连接到布置在网络设备底盘中的底板。图3中的路由器/交换机30包括控制模块和都由交换架构（未示出）连接的多个线卡（只示出了一个）。控制模块在这种情况下由两个路由处理模块L2-RPM和L3-RPM组成，其中每个路由处理模块可操作来执行不同的功能以支持总系统操作。在这种情况下，L3-RPM除了别的以外还配置有层3路由协议，例如（仅列举几个例）开放最短路径优先（OSPF）协议、地址分辨协议（ARP）、边界网关协议（BGP）。层3路由协议通常操作来发现关于路由器30可到达的其它设备的网络地址信息，且它们操作来构建并维持层3路由表。继续参考图3，L2-RPM除了别的以外还运行层2或链路层网络协议，例如通常操作来发现关于从路由器30可到达的网络设备的L2信息的标准生成树协议（STP、RSTP、MSTP），以监控连接到信息包网络设备的网络链路的状态并使用这个信息来构建交换表和在层2路由器的网络内创建无回路拓扑（生成树）。L2-RPM可包括链路状态数据库，其中进出交换机30的每个链路的状态被存储，且它还可包括涉及VLAN表中的一个或多个VLAN的信息。该VLAN表信息除了别的以外一般还包括被分配给特定的VLAN的VLANID（VID），特定的VLAN在这种情况下可以是图2的VLAN20。图3的路由器30还包括实现信息包处理功能的一个或多个线卡、用于存储L2/L3转发表的存储器和操作来维持存储在线卡存储器中的转发表的一个或多个代理。信息包处理功能连接到通常操作来通过网络中的路由器之间的链路发送和接收信息数据包的输入/输出端口。在控制模块和线卡上操作的进程可通过进程间通信总线彼此通信。有时，在路由器之间的通信链路会出现故障。当这发生时，路由器必须快速作出响应以将网络流量重新路由到已知的良好链路，以便最小化数据的损失。在硬件中执行这个流量的重新路由是合乎需要的，因为硬件可设计成非常快速地操作以执行重新路由网络流量所需的转发表更新。可在硬件中被执行这个的一种方法是信息包处理器检查与连接到出现故障的链路的端口相关的层3表中的MAC地址，并接着使用这个信息作为在层2表内的指针，以识别信息包所发送到的端口。这起作用是因为STP非常快速地禁用连接到出现故障的端口，并启用备用端口且在层2表中进行这种更改。然而，由于在一些信息包网络设备中的硬件限制，只可能使用软件来在链路出现故障时实施网络流量的重新路由。
技术实现思路
当信息包网络设备知道在VLAN中的一个路由器连接到另一路由器的链路出现故障时，它操作以立即使与连接到出现故障的链路的端口相关的L2/L3转发表项目无效，并接着清除来自转发表的这些项目。更新L2表项目所需的信息可在一段相对短的时间内由信息包网络设备上的硬件/固件重新获悉。然而，用来重新获悉L3转发表信息的软件过程花费一段不可接受地长的时间。因此，地址分辨协议（ARP）开始收集来自VLAN中的其它路由器的地址信息，信息包网络设备可使用这些路由器来通信并使用这个地址信息来更新被清除的转发表项目。由于清除ARP高速缓存、收集地址信息、计算新路线和更新路由表项目的过程可能花费几秒，信息包可被丢掉，这否则将使用从ARP高速缓存清除的下一跳信息来处理。在一个实施方式中，信息包网络设备软件操作来通过禁用连接到出现故障的链路的第一端口并启用作为同一VLAN的成员的第二端口、禁止与第一端口相关的层3转发表项目的清除、用VLAN的多播ID代替与第一端口相关的转发表项目的至少一部分（只要它采用软件来重新获悉用于更新层3表项目的网络地址信息）来减少由于连接到第一端口的链路的故障而丢失的通过该第一端口被传输的数据的量。通过在层3转发表更新信息被收集的时间段期间将VLAN的多播ID放置在转发表项目的一部分中，预期通过出现故障的链路传输的数据将继续流动。附图说明通过阅读说明书并参考下面的附图可更好地理解本专利技术，其中：图1示出包括多个LAN的通信网络；图2示出在网络中配置的VLAN；图3是示出一般的信息包网络设备的功能元件的方框图；图4是根据一个实施方式的信息包网络设备的功能元件的方框图；图5是可包括增强型ARP功能的功能元件的方框图；图6A和6C示出在链路出现故障之前L2和L3转发表项目的格式；图6B示出在链路出现故障之后根据一个实施方式的L2和L3转发表项目的格式；图7A-7C是操作来在链路故障期间缩小数据损失窗口的过程的一个实施方式的逻辑流程图。具体实施方式图4是示出包含包括一个实施方式的功能的信息包网络设备40的方框图。信息包网络设备在这种情本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.23 US 12/952,9961.一种用于作为通信链路故障的结果以减小在信息包网络设备中的数据损失的方法，包括：探测所述信息包网络设备中的第一出口端口所连接到的通信链路的故障；禁用所述第一出口端口并启用在所述信息包网络设备上的以前被阻止的第二出口端口，这两个端口都是同一VLAN的成员；当用于所述第二出口端口的更新的层3转发信息被获悉时，临时禁止与所禁用的第一出口端口相关的所有层3转发表项目的移除；识别与所禁用的第一出口端口相关的一个或多个层3转发表项目，并用所述VLAN的多播标识代替所述一个或多个层3转发表项目的每个的一部分，所述VLAN的多播标识被分配给连接到出现故障的链路的端口，使得以所禁用的第一出口端口为目的地的流量被临时涌到所述VLAN的所述多播标识所标识的多个端口；以及使用所获悉的用于所述第二出口端口的层3转发信息来更新一个或多个所述层3转发表项目以代替所述VLAN的所述多播标识。2.如权利要求1所述的方法，其中所述通信链路的故障通过所述信息包网络设备不能够通过所分配的出口端口成功地转发数据来显现。3.如权利要求1所述的方法，其中所述信息包网络设备是网络交换机、网络路由器或交换机和路由器两者。4.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个层3转发表项目中的每个由IP地址、介质访问控制地址、VLAN标识和出口端口标识组成。5.如权利要求1所述的方法，其中所有层3转发表项目的移除被增强型地址分辨协议功能禁止。6.如权利要求1所述的方法，其中所述第二端口根据生成树协议而被阻止。7.如权利要求1所述的方法，其中所述更新层3转发信息由介质访问控制地址和端口标识组成，所述地址通过该端口标识而被获悉。8.如权利要求1所述的方法，其中所述层3转发表项目的被代替的部分是出口端口标识。9.如权利要求1所述的方法，其中所述VLAN的所述多播标识是作为所述VLAN的成员的两个或多个出口端口的标识。10.如权利要求1所述的方法，其中更新所有层3转发表项目包括代替IP地址、介质访问控制地址和端口标识中的一个或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·珂坦，H·谢蒂，
申请(专利权)人：力腾网络公司，
类型：
国别省市：