无回路多端部网络拓扑中的类别感知的负载平衡制造技术

本公开涉及无回路多端部网络拓扑中的类别感知的负载平衡。在一个实施例中，一种方法包括：由网络设备检测无回路路由拓扑中的流量状况，无回路路由拓扑包括用于到达目的地设备的路由弧，每个路由弧包括第一端部、第二端部、以及至少第三网络设备，该第三网络设备被配置为沿路由弧朝向目的地设备路由任意网络流量并且经由路由弧的第一端部或第二端部中的任一者退出，该流量状况接近于这些路由弧中的至少一个路由弧的第一端部，网络设备被置于该至少一个路由弧中；以及该网络设备基于在至少一个路由弧的数据平面上朝向相应的第二端部发送管理帧而发起负载平衡，该管理帧基于检测到的流量状况来请求针对至少一个经标识的流量类别的负载平衡的改变。

【技术实现步骤摘要】

本公开一般地涉及在无回路(loop-free)多端部(multipleedge)网络拓扑中使用数据平面协议进行类别感知(class-aware)的负载平衡。
技术介绍
本节描述了可被采用但不一定是先前已经被构想或采用的方法。因此，除非明确指出，否则本节中所描述的任何方法对本申请中的权利要求来说都不是现有技术，并且本节中所描述的任何方法不因为被包含在本节中而被承认为是现有技术。数据网络经由网络链路、以数据分组的形式向和从一个或多个目的地设备路由网络流量。标识用于达到目的地设备的一个或多个路径的网络拓扑被建立，以使得数据分组能够沿着一个或多个路径被转发。在部署有效的网络拓扑时的具体考虑因素包括：确保网络拓扑对链路故障有足够弹性(resilience)而不用形成回路，并且确保可基于有效的负载平衡技术来控制网络流量。一种提议的无回路路由拓扑包括提供对链路故障的弹性的路由弧：这些路由弧使得网络流量能够沿着任意路由弧的两端中的任一端被路由；这些路由弧还使得响应于检测到数据链路的故障，网络流量能够基于反转路由弧内经标识的可逆链路而被即时重路由到目的地设备。无回路路由拓扑中的负载平衡基于路由弧内的“弧内”流量管理和路由弧之间的“弧间”管理，其中“弧内”流量管理是由具有确定路由弧内的数据流量的方向的专有权的“弧指针(arccursor)”节点进行的，“弧间”管理是基于由给定路由弧对于向该给定路由弧供应数据流量的“母”路由弧的背压命令的传播的。
技术实现思路
在一个实施例中，一种方法包括：由网络设备检测无回路路由拓扑中的流量状况，无回路路由拓扑包括用于到达目的地设备的路由弧，每个路由弧包括第一端部、第二端部、以及至少第三网络设备，该第三网络设备被配置为沿路由弧朝向目的地设备路由任意网络流量并且经由路由弧的第一端部或第二端部中的任一者退出，该流量状况接近于这些路由弧中的至少一个路由弧的第一端部，网络设备被置于该至少一个路由弧中；以及该网络设备基于在至少一个路由弧的数据平面上朝向相应的第二端部发送管理帧而发起负载平衡，该管理帧基于检测到的流量状况来请求针对至少一个经标识的流量类别的负载平衡的改变。在另一实施例中，一种装置包括处理器电路和设备接口电路。该处理器电路被配置为检测无回路路由拓扑中的流量状况，该无回路路由拓扑包括用于到达目的地设备的路由弧。每个路由弧包括第一端部、第二端部、以及至少第三网络设备，该第三网络设备被配置为沿路由弧朝向目的地设备路由任意网络流量并且经由路由弧的第一端部或第二端部中的任一者退出。流量状况接近于路由弧中的至少一个路由弧的第一端部，该装置在该至少一个路由弧中被布置为网络设备。该处理器电路还被配置为基于生成管理帧而发起负载平衡，该管理帧基于检测到的流量状况来请求针对至少一个经标识的流量类别的负载平衡的改变。该设备接口电路被配置为在该至少一个路由弧的数据平面上朝向相应的第二端部发送管理帧，以发起负载平衡。在另一实施例中，一种或多种编码有逻辑的非暂态有形介质，该逻辑由机器执行并且当被机器执行时可操作来：由被实现为网络设备的机器检测无回路路由拓扑中的流量状况，该无回路路由拓扑包括用于到达目的地设备的路由弧，每个路由弧包括第一端部、第二端部、以及至少第三网络设备，该第三网络设备被配置为沿路由弧朝向该目的地设备路由任意网络流量并且经由路由弧的第一端部或第二端部中的任一者退出，该流量状况接近于这些路由弧中的至少一个路由弧的第一端部，网络设备被置于该至少一个路由弧中；以及该网络设备基于在至少一个路由弧的数据平面上朝向相应的第二端部发送管理帧而发起负载平衡，该管理帧基于检测到的流量状况而请求针对至少一个经标识的流量类别的负载平衡的改变。附图说明参考附图，其中具有相同的参考数字标号的元件通篇代表相同的元件，其中：图1根据示例实施例示出了包括用于基于对经标识的流量类别的类别感知的负载平衡而到达目的地设备的多个路由弧的示例无回路路由拓扑。图2根据示例实施例示出了图1的无回路路由拓扑中的示例路由弧内的数据平面管理帧的交换，这些数据平面管理帧规定针对经标识的流量类别的负载平衡信息。图3根据示例实施例示出了被实现为图1或图2中的网络设备中的任何一个的示例装置，该示例装置被配置用于交换用于经标识的流量类别的负载平衡的数据平面管理帧。图4A和4B根据示例实施例概述了在图1的无回路路由拓扑中交换用于经标识的流量类别的负载平衡的数据平面管理帧的方法。图5A-5C根据示例实施例示出了基于数据平面管理帧的交换，在图2的示例路由弧中对经标识的流量类别进行负载平衡。图6A-6F根据示例实施例示出了由用于在图1的无回路路由拓扑中对经标识的流量类别进行负载平衡的网络设备生成的示例数据结构。具体实施方式特定实施例能够实现在无回路路由拓扑中使用根据数据平面协议在路由弧上发送的管理帧对经标识的流量类别进行负载平衡。无回路路由拓扑被创建以到达目的地设备，并且包括多个路由弧，经由每个路由弧的第一端部和第二端部中的任一个来到达目的地设备。根据数据平面协议的管理帧的交换使得路由弧中的每个网络设备能够参与实现针对经标识的流量类别通过路由弧传播以经由第一端部和第二端部中的任一者退出的负载平衡决定。因此，管理帧在路由弧的数据平面上的交换使得经标识的流量类别、乃至经标识的流量类别的选定子集(即，“范围(range)”)能够基于路由弧中的网络设备之间的流量策略的实现和协商(独立于路由弧中的任何弧指针)被传播到路由弧的任一端部，路由弧中的弧指针否则将被用于控制路由弧中的网络流量。因此，经标识的流量类别(或其选定子集)可由网络设备基于经协商的流量策略、独立于任何弧指针地重新确定通过路由弧的方向。示例流量策略可包括重定向低优先级(例如，低服务质量(QoS))流量、经标识的流量类别的选定子集间的带宽或吞吐量分配、经标识的流量类别的选定子集间的流量整形(例如，由于数据突发等)等。因此，示例实施例可独立于任何弧指针，基于一个或多个路由弧的数据平面上用于流量策略的协商和实现的管理帧的交换来在无回路路由拓扑中提供流量整形。由示例实施例提供的流量整形可最小化由于拥塞或背压命令而导致的分组丢失，因为路由弧中的网络设备能够基于管理帧“调节(tune)”流量流。图1是根据示例实施例的示出了示例网络设备的数据网络的图示，其中数据网络具有无回路路由拓扑10，无回路路由拓扑10包括用于基于由数据平面管理帧16提供的类别感知的负载平衡到达目的地设备14的路由弧12。数据网络可以是独立的网络或较大网络(比如，局域网(LAN)、广域网(WAN)等)的子网络。可以经由任意类型的数据链路层协议来实现数据网络，例如，低功率无线网络(例如，低功率有损网络)、有线网络等。数据网络的网络设备18可通过有线或无线数据链路(例如，网状网络)进行连接，叠加在数据链路上的路由拓扑可被构建以到达相应的网络设备18。“目的地设备”14可以是数据网络中的任意网络设备；因此，数据网络中的每个网络设备可以使得它自己的相应的无回路路由拓扑10被构建以确保经由其自己的一组路由弧12到“目的地”设备14的可达性。每个路由弧12包括多个网络设备18，多个网络设备18各自具有用于到达相邻网络节点的至少两个数据链路(为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：由网络设备检测无回路路由拓扑中的流量状况，该无回路路由拓扑包括用于到达目的地设备的路由弧，每个路由弧包括第一端部、第二端部、以及至少第三网络设备，该第三网络设备被配置为沿所述路由弧朝向所述目的地设备路由任意网络流量并且经由所述路由弧的所述第一端部或所述第二端部中的任一者退出，所述流量状况接近于这些路由弧中的至少一个路由弧的第一端部，所述网络设备被置于该至少一个路由弧中；以及所述网络设备基于在所述至少一个路由弧的数据平面上朝向相应的第二端部发送管理帧而发起负载平衡，该管理帧基于检测到的流量状况请求针对至少一个经标识的流量类别的负载平衡的改变。

【技术特征摘要】
2015.06.30 US 14/754,9221.一种方法，包括：由网络设备检测无回路路由拓扑中的流量状况，该无回路路由拓扑包括用于到达目的地设备的路由弧，每个路由弧包括第一端部、第二端部、以及至少第三网络设备，该第三网络设备被配置为沿所述路由弧朝向所述目的地设备路由任意网络流量并且经由所述路由弧的所述第一端部或所述第二端部中的任一者退出，所述流量状况接近于这些路由弧中的至少一个路由弧的第一端部，所述网络设备被置于该至少一个路由弧中；以及所述网络设备基于在所述至少一个路由弧的数据平面上朝向相应的第二端部发送管理帧而发起负载平衡，该管理帧基于检测到的流量状况请求针对至少一个经标识的流量类别的负载平衡的改变。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述网络设备是所述至少一个路由弧的第一端部和所述至少一个路由弧下游的第二路由弧之间的接头节点，所述检测到的流量状况基于在所述第二路由弧中接收拒绝所述第二路由弧中的负载平衡的第二改变的第二管理帧。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述针对至少一个经标识的流量类别的负载平衡的改变是基于在规定所述经标识的流量类别的所述第二管理帧中被拒绝的所述第二改变的。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述负载平衡的改变还规定了针对所述至少一个经标识的流量类别的一个或多个基于散列的范围的流量限制。5.如权利要求2所述的方法，还包括：响应于所述第二管理帧接受针对所述第二路由弧中的第二经标识的流量类别的负载平衡的第三改变，把所述第二经标识的流量类别从所述第二路由弧的第一端部重定向到所述第二路由弧的第二端部。6.如权利要求1所述的方法，还包括：在所述网络设备中存储流量表，该流量表规定所述网络流量的多个经标识的流量类别，以及针对每个经标识的流量类别的多个基于散列的范
\t围；以及基于将由所述网络设备接收的网络流量分类到所述经标识的流量类别中的一个经标识的流量类别的基于散列的范围中的一个基于散列的范围中来更新所述流量表中的条目，以及更新所述流量表中与具有流量值的所述一个经标识的流量类别的所述一个基于散列的范围相关联的相应条目，对所述流量状况的检测基于所述流量值与相应流量策略的比较，所述相应流量策略与具有所述流量值的所述一个经标识的流量类别的所述一个基于散列的范围相关联。7.如权利要求1所述的方法，其中，所述管理帧根据相应的一个或多个流量参数来规定针对所述经标识的流量类别的一个或多个经标识的基于散列的范围的负载平衡的改变。8.如权利要求1所述的方法，还包括：沿所述至少一个路由弧在所述网络设备和所述相应的第二端部之间的至少一个第二网络设备独立于所述至少一个路由弧的任何相应弧指针，基于向所述网络设备输出规定所述负载平衡的改变是否能够被执行以降低所述网络设备中的流量的响应来对所述管理帧做出响应。9.如权利要求1所述的方法，还包括：沿所述至少一个路由弧在所述网络设备和所述相应的第二端部之间的至少一个第二网络设备独立于所述至少一个路由弧的任何相应弧指针，基于朝向所述相应的第二端部重定向所述经标识的流量类别来接受并实现所述改变。10.一种装置，包括：处理器电路，该处理器电路被配置为检测无回路路由拓扑中的流量状况，该无回路路由拓扑包括用于到达目的地设备的路由弧，每个路由弧包括第一端部、第二端部、以及至少第三网络设备，该第三网络设备被配置为沿所述路由弧朝向所述目的地设备路由任意网络流量并且经由所述路由弧的所述第一端部或所述第二端部中的任一者退出，所述流量状况接近于所述路由弧中的至少一个路由弧的第一端部，所述装置在所述至少一个路由弧中被布置为网络设备，所述处理器电路还被配置为基于生成管理帧而发起负载平衡，该管理帧基于检测到的流量状况请求针对至少一个经标识
\t的流量类别的负载平衡的改变；以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕斯卡·舒伯特，德克·安特尤尼斯，帕特里斯·贝拉卡巴，戴维·德拉诺·瓦德，
申请(专利权)人：思科技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US