路径加权的等价多路径制造技术

本发明专利技术提供路径加权的等价多路径。根据为每个路径算出的可在输出接口上发送的带宽量来在通过网络的多个路径之间进行网络流量平衡的路由器。例如，路由器接收位于所述网络的所述第一路由器和第二路由器之间的网络链路的链路带宽；以及选择所述第一路由器到所述第二路由器的多个转发路径。一旦确定由所述多个转发路径中的多个共享一个网络链路之后，路由器计算用于多个转发路径中的每个的路径带宽，以考虑在共享所述网络链路的多个转发路径之间分割所共享的网络链路的链路带宽的方式进行计算。路由器至少根据所算出的用于各个转发路径的带宽量，将数据包流分配给转发路径。

【技术实现步骤摘要】
路径加权的等价多路径相关申请的交叉引用本申请要求于2012年4月25日提交的美国临时专利申请第61/638,363号以及于2012年6月28日提交的美国专利申请第13/536,487号的权益，通过引证将每个的全部内容结合于本文中。
本公开涉及计算机网络，更具体地，涉及在网络内分配流量负载。
技术介绍
计算机网络为多个可交换数据并且共享资源的计算装置互相连接的集合。在基于数据包的网络内，计算装置通过将数据分成称为数据包的小块来通信数据，这些数据包经由网络被分别地从源装置路由到目的地装置。目的地装置从数据包中提取数据并且将数据组合成其原始的形式。将数据分成数据包使得源装置仅重新发送在传输过程中丢失的那些个别的数据包。网络路由器保持用于描述通过网络可用的路径的路由信息。一旦接收到数据包，路由器检查数据包内的信息并且根据路由信息转发数据包。为了保持网络的精确表示，路由器根据一个或多个路由协议交换路由信息，例如，内部网关协议（IGP）或边界网关协议（BGP）。计算网络可具有平行的数据路径。例如，网络可具有多个互连的中间装置，这些装置提供从入站边缘路由器到出站边缘路由器的连接。在普通的路由网络内，入站边缘路由器做出路由决定，以将流量转发给出站边缘路由器。根据每个数据包内的信息以及操作路由协议时所获悉的路由信息，入站边缘路由器选择相邻的“下一跳”路由器并且将数据包转发出至将路由器耦接至所选的下一跳路由器的出站物理链路上。例如，入站边缘路由器可在选择下一跳时，选择成本最低的物理链路。在某些情况下，入站边缘路由器在将数据包转发到下一跳路由器（即，耦接至其输出物理链路的相邻路由器）时，试图进行负载平衡。结果，在两个位置之间传输的某些数据包可使用一条路径，而其他数据包可使用一个或多个预备的路径。
技术实现思路
通常，描述了用于根据为每条路径计算的带宽量，对通过网络至目的地的多条路径之间的网络流量进行负载平衡的技术。所算出的带宽量限定了在网络装置的输出接口上可发送的带宽量，其中该输出接口用于将多个路径中的一个路径上的网络流量发送至目的地。根据本公开的技术，计算路由器可通过考虑由多个路径共享的下游网络链路以及影响下游路由器如何在其自身至目的地的转发路径之间分割其流量的方式，计算用于每个转发路径的带宽量。例如，沿着等价转发路径的下游路由器并非均配置有本文中所述的加权等价多路径（ECMP）算法，而是可在与等价转发路径相关联的输出接口之间均匀地进行负载平衡，而无需考虑下游（即，朝向目的地）发生的事情。计算路由器在进行其自身路径带宽决定和相应的负载平衡分割时，可考虑下游路由器的行为。通过表示下游路由器是否具有解决在共享网络链路的多条转发路径之间分割共享网络链路的链路带宽的能力的能力通告，计算路由器可获悉下游路由器的能力。网络装置（例如，路由器）可识别和选择通过网络至目的地的多条转发路径。多条转发路径可为均满足一个或多个约束条件的非环状路径，例如，至目的地表现出相同成本的多条转发路径。虽然在某些示例方面，所选的转发路径为并非所有均具有均等成本的非环状路径，但是多个所选的转发路径在本文中通常称为“等价”转发路径。路由器可从网络中的其他路由器接收关于沿着所选转发路径的每个网络链路的通告链路带宽或其他约束信息。例如，一个以上等价转发路径可共享沿着等价转发路径的单个网络链路。即，源自不同下一跳路由器的路径可重叠并且需要共享下游的一个或多个共同链路。一方面，一旦确定由多个等价转发路径中的多个共享的一个网络链路时，计算路由器可计算在输出接口上可发送给下一跳路由器的带宽量，以实现在共享网络链路的多个等价转发路径之间分割共享网络链路的链路带宽。在某些示例中，路由器随后可计算每个输出接口的权重，该权重与所算出的用于每个输出接口的带宽量成比例。路由器随后例如根据每个数据包流，以与路由器为输出接口所算出的各个权重成比例的方式将网络流量分配和转发给不同等价转发路径的相应下一跳。本公开的技术可具有一个或多个优点。例如，将这些技术用于沿着路径，根据各自所有算出的路径带宽，在ECMP集合的等价转发路径之间分配网络流量，可使高路径带宽路径相对于低路径带宽路径所携带的网络流量增加。这可降低ECMP集合内发生拥塞的可能性，并且提高网络吞吐量。本公开的技术因此可允许使用不同的网络结构，并且也可减少同时进行相等链路升级的需要。本文中所描述的加权的ECMP技术不仅可用于互联网协议（IP）和标签分发协议（LDP）流量，而且还可用于基于流量工程扩展的资源预留协议（RSVP-TE）流量，包括当子LSP被信号通知不需要预留带宽时的RSVP-TE多路径流量。在一个示例方面，一种方法包括由网络的第一路由器接收位于网络的第一路由器和第二路由器之间的网络的一个或多个网络链路中的每个的链路带宽；由所述第一路由器选择均满足约束条件的所述第一路由器到所述第二路由器的多个转发路径；以及一旦第一路由器确定由多条转发路径中的多个共享一个网络链路时，计算可在所述第一路由器的输出接口上向共享一个网络链路的多个转发路径上的相邻节点发送的带宽量，其中，计算所述带宽量包括考虑在共享所述网络链路的多个转发路径之间分割所共享的网络链路的链路带宽，以及当下游路由器算出可在所述下游路由器的输出接口上发送的带宽量时，考虑不将在共享所述网络链路的多个转发路径之间分割所共享的网络链路的链路带宽考虑的下游路由器。该方法还包括至少根据所算出的带宽量，由所述第一路由器选择地将数据包流分配给第一路由器的多个输出接口中的每个；由所述第一路由器接收数据包流的数据包；以及将每个数据包流的数据包转发给所述多个输出接口中该数据包流所分配给的输出接口。在某些示例方面，该方法进一步包括接收表示下游路由器是否具有考虑在共享网络链路的多条转发路径之间分割共享网络链路的链路带宽的能力的能力通告。在该方法的某些示例方面，选择性地分配数据包流包括识别要求至少一个性能特性的数据包流，以及将所识别的数据包流分配给多条转发路径中满足性能特性的转发路径。在该方法的某些示例方面，识别多条转发路径包括识别多条转发路径直到所配置的最大数量的转发路径。在该方法的某些示例方面，共享网络链路位于下游路由器和第二路由器之间，并且其中，共享网络链路直接耦接至下游路由器。在另一个示例方面，一种网络装置包括：控制单元，包括一个或多个处理器；控制单元的路由协议软件，接收位于网络的网络装置和第二网络装置之间的网络的一个或多个网络链路中的每个的链路带宽，其中，路由协议软件用于执行路由协议，以选择均满足约束条件的从网络装置到第二网络装置的多个转发路径。网络装置还包括控制单元的路径权重计算器，用于在一旦确定由多个转发路径中的多个共享一个网络链路时，计算可在第一路由器的输出接口上向共享一个网络链路的多个转发路径上的邻近节点发送的带宽量，其中，计算所述带宽量时，所述路径权重计算器考虑在共享所述网络链路的多个转发路径之间分割所共享的网络链路的链路带宽，以及当下游路由器算出可在下游路由器的输出接口上发送的带宽量时，考虑不将在共享所述网络链路的多个转发路径之间分割所共享的网络链路的链路带宽考虑的下游路由器。网络装置进一步包括控制单元的多路径转发元件，用于至少根据所算出的带宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：由网络的第一路由器接收位于所述网络的所述第一路由器和第二路由器之间的所述网络的一个或多个网络链路中的每个的链路带宽；由所述第一路由器选择均满足约束条件的所述第一路由器到所述第二路由器的多个转发路径；所述第一路由器确定由所述多个转发路径中的多个共享一个网络链路之后，计算可在所述第一路由器的输出接口上向共享一个网络链路的多个转发路径上的相邻节点发送的带宽量，其中，计算所述带宽量包括考虑在共享所述网络链路的多个转发路径之间分割所共享的网络链路的链路带宽，以及当下游路由器算出可在所述下游路由器的输出接口上发送的带宽量时，考虑不将在共享所述网络链路的多个转发路径之间分割所共享的网络链路的链路带宽考虑的下游路由器；所述第一路由器至少根据所算出的带宽量，选择性地将数据包流分配给所述第一路由器的多个输出接口中的相应输出接口；由所述第一路由器接收所述数据包流的数据包；以及将每个所述数据包流的数据包转发给所述多个输出接口中所述数据包流所分配给的相应一个输出接口。

【技术特征摘要】
2012.04.25 US 61/638,363;2012.06.28 US 13/536,4871.一种在通过网络的多个转发路径之间进行网络流量平衡的方法，所述方法包括：由网络的第一路由器接收位于所述网络的所述第一路由器和第二路由器之间的所述网络的一个或多个网络链路中的每个的链路带宽；由所述第一路由器选择均满足约束条件的所述第一路由器到所述第二路由器的多个转发路径；所述第一路由器确定由所述多个转发路径中的多个共享一个网络链路之后，计算可在所述第一路由器的输出接口上向共享一个网络链路的多个转发路径上的相邻节点发送的带宽量，其中，计算所述带宽量包括考虑在共享所述网络链路的多个转发路径之间分割所共享的网络链路的链路带宽，以及考虑这样的下游路由器，该下游路由器在计算可在所述下游路由器的输出接口上发送的带宽量时，并不考虑在共享所述网络链路的多个转发路径之间分割所共享的网络链路的链路带宽；所述第一路由器至少根据所算出的带宽量，选择性地将数据包流分配给所述第一路由器的多个输出接口中的相应输出接口；由所述第一路由器接收所述数据包流的数据包；以及将每个所述数据包流的数据包转发给所述多个输出接口中所述数据包流所分配给的相应一个输出接口。2.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述带宽量以考虑分割链路带宽，包括：对于与位于所述网络的所述第一路由器和第二路由器之间的所述网络的所述网络链路相关联的每个节点，从网络内至所述第二路由器具有最小成本的节点开始，计算从每个节点穿过每个网络链路而达到目的地的网络流量的部分；以及在对于等价转发路径内使用的各个网络链路，网络链路上的网络流量的量小于或等于该网络链路的容量的约束条件下，将自所述第一路由器的下一跳网络链路上的流的总和最大化，其中，计算每个网络链路上的网络流量的量，作为流向特定的相邻节点的网络流量的量乘以在与相邻节点相关的任何特定下游链路上负载的网络流量的部分的乘积。3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，所述网络链路的容量包括所述链路的总容量、所述链路的剩余带宽容量以及所述链路的可用带宽容量中的一个。4.根据权利要求1所述的方法，其中，对于多个转发路径中的一个，计算带宽量包括：在共享网络链路的多个转发路径之间成比例地分配所共享的网络链路的链路带宽，该链路带宽与随后为多个转发路径中的每个分配的带宽量成比例；以及将用于多个转发路径中的一个的带宽量设定为以下中的最小值，(i)随后为多个转发路径中的一个分配的带宽量；以及(ii)根据链路带宽的按比例分配，分配给多个转发路径中的一个的路径的链路带宽的一部分。5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：对于与位于网络的第一路由器和第二路由器之间的网络的所述网络链路相关的每个节点，从网络中至第二路由器具有最小成本的节点开始，重复以下步骤：按比例地分配链路带宽以及设定带宽量。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数据包流包括第一数据包流和第二数据包流，其中，所述第一数据包流和所述第二数据包流的每个数据包包括互联网协议(IP)报头，其中，至少根据所算出的用于输出接口的带宽量，所述第一路由器将所述第一数据包流选择性地分配给输出接口，以及其中，至少根据所算出的用于第二输出接口的带宽量，所述第一路由器将所述第二数据包流选择性地分配给所述第一路由器的第二输出接口。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数据包流包括第一数据包流和第二数据包流，其中，所述第一数据包流和所述第二数据包流的每个数据包包括用于单个基于流量工程扩展的资源预留协议(RSVP-TE)信令的标签交换路径(LSP)的标签，其中，至少根据所算出的用于多个转发路径中的第一个转发路径的路径带宽，所述第一路由器将第一数据包流选择性地分配给多个转发路径中的第一个转发路径，以及其中，至少根据所算出的用于多个转发路径中的第二个转发路径的路径带宽，所述第一路由器将第二数据包流选择性地分配给多个转发路径中的第二个转发路径。8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：所述第一路由器至少根据所算出的用于多个转发路径中的每个的带宽量，确定多个转发路径中的每个的权重；以及所述第一路由器至少根据用于多个转发路径中...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿利亚·阿特拉斯，约翰·E·德雷克，戴维·沃德，罗斯·W·卡隆，
申请(专利权)人：丛林网络公司，
类型：发明
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