基于分层覆叠穿隧的交换机互连制造技术

本发明专利技术提供一种新颖的光纤网交换机。所述交换机包含维持本地交换机间隧道及光纤网间隧道的隧道管理设备。所述本地交换机间隧道促进到本地光纤网交换机中的交换机的通信。所述光纤网间隧道促进到远程光纤网交换机的通信。所述交换机进一步包含包标头管理设备，所述包标头管理设备解封从所述本地交换机间隧道接收的包，且用新隧道标头来封装所述包以用于在所述光纤网间隧道上发射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于分层覆叠穿隧的交换机互连
本专利技术涉及通信网络。更明确地说，本专利技术涉及一种用于基于分层覆叠穿隧而构造可扩展交换系统的系统及方法。
技术介绍
因特网的指数增长使因特网成为用于物理及虚拟装置上运行的多种应用的流行输送媒体。此些应用带来了带宽需求的增长。因此，装备供应商竞相构建具有多种功能(如网络虚拟化及多租户)的更大且更快交换机，以高效地适应不同网络需求。然而，交换机的大小无法无限地增长。其受物理空间、功率消耗及设计复杂性(仅举几例)限制。此外，具有较高能力的交换机通常更复杂且昂贵。更重要的是，由于过大而复杂的系统往往不能提供规模经济，因此单纯增大交换机的大小及能力可能因增大的每端口成本而在经济上不可行。一种增大交换机系统的吞吐量的方式是使用层2交换机堆叠。在交换机堆叠中，多个较小规模的相同交换机以特殊模式互连以形成较大逻辑交换机。然而，交换机堆叠需要小心地配置端口及交换机间链路。当堆叠达到一定大小时，所需的手动配置量变得过于复杂且繁重，这使得交换机堆叠不能成为构建大规模交换系统的实际选项。此外，基于堆叠式交换机的系统往往具有因带宽因素而限制系统的可扩展性的拓扑限制。改善交换机系统的可扩展性的一种灵活方式是构建可以一致方式控制的交换机互连，这些交换机往往可共享单个逻辑机箱或单个控制平面(称为“光纤网交换机”)。光纤网交换机是个别成员交换机的集合。这些成员交换机形成可具有任意数目个端口及任意拓扑的互连交换机网络。随着需求的增长，客户可采取“按需付费”方法来扩大光纤网交换机的容量。虽然光纤网交换机带来了令人满意的特征，但在可扩展光纤网交换机的高效形成及数据传输方面仍存在一些问题有待解决。仍存在的一个挑战是，随着层2网络变得越来越普遍，经扩展层2广播域代管越来越多的媒体接入控制(MAC)地址。另外，基于虚拟机的云计算的出现加剧了MAC地址的数目的增长。如何管理如此大量的MAC地址，同时提供处置大量层2业务量的能力，仍然是网络装备供应商面临的主要挑战。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例提供一种交换机。所述交换机包含隧道管理设备，所述隧道管理设备维持本地交换机间隧道及光纤网间隧道。所述本地交换机间隧道促进到本地光纤网交换机中的交换机的通信。所述光纤网间隧道促进到远程光纤网交换机的通信。所述交换机进一步包含包标头管理设备，所述包标头管理设备解封从所述本地交换机间隧道接收的包且用新隧道标头来封装所述包以供在所述光纤网间隧道上发射。在此实施例的变化形式中，所述交换机管理促进与端主机的通信的边缘隧道。在此实施例的变化形式中，所述新隧道标头包含目的地远程光纤网交换机的识别符。在此实施例的变化形式中，所述新隧道标头包含网络服务标头在此实施例的变化形式中，所述交换机存储媒体接入控制(MAC)地址与虚拟隧道端点之间的映射。在此实施例的变化形式中，所述交换机存储MAC地址与远程光纤网识别符之间的映射。在此实施例的变化形式中，所述交换机阻止从光纤网内隧道接收的包被转发到另一光纤网内隧道上。在此实施例的变化形式中，所述交换机响应于识别出包中的MAC地址而将所述MAC地址加载于所述交换机的转发硬件中。附图说明图1A图解说明根据本专利技术的实施例的示范性光纤网交换机架构。图1B图解说明根据本专利技术的实施例的利用分层覆叠隧道群组的示范性转发策略。图1C图解说明根据本专利技术的实施例的示范性交换机识别符映射表。图1D图解说明根据本专利技术的实施例的示范性虚拟局域网络(VLAN)映射表。图2A呈现根据本专利技术的实施例的图解说明交换机在光纤网交换机中建立光纤网内隧道的示范性过程的流程图。图2B呈现根据本专利技术的实施例的图解说明交换机将交换机识别符映射到转发信息的示范性过程的流程图。图2C呈现根据本专利技术的实施例的图解说明交换机在转发硬件中维持对话MAC地址的示范性过程的流程图。图3A图解说明根据本专利技术的实施例的用于载运光纤网交换机识别符的示范性包标头配置。图3B图解说明根据本专利技术的实施例的用于载运光纤网交换机识别符的示范性包标头配置。图3C图解说明根据本专利技术的实施例的跨越光纤网交换机端到端地转发包的示范性过程。图4A呈现根据本专利技术的实施例的图解说明交换机转发从边缘端口接收的包的示范性过程的流程图。图4B呈现根据本专利技术的实施例的图解说明交换机转发从隧道接收的包的示范性过程的流程图。图4C呈现根据本专利技术的实施例的图解说明主干节点转发从隧道接收的多目的地包的示范性过程的流程图。图5A图解说明根据本专利技术的实施例的具有虚拟隧道端点的示范性多机箱链路聚合群组(MLAG)。图5B呈现根据本专利技术的实施例的图解说明交换机转发从MLAG接收的包的示范性过程的流程图。图5C呈现根据本专利技术的实施例的图解说明主干节点转发具有MLAG识别符的包的示范性过程的流程图。图6图解说明根据本专利技术的实施例的基于分层覆叠隧道的光纤网交换机的示范性配置。图7图解说明根据本专利技术的实施例的基于IP的光纤网交换机中的示范性成员交换机。在各图中，相似元件符号是指相同图形元件。具体实施方式呈现以下说明以使得所属领域的技术人员能够制作及使用本专利技术，且在特定应用及其要求的上下文中提供以下说明。所属领域的技术人员将容易地明了对所揭示实施例的各种修改，且可在不背离本专利技术的精神及范围的情况下将本文中所定义的一般原理应用于其它实施例及应用。因此，本专利技术不限于所展示的实施例，而是将被赋予与权利要求书一致的最宽广范围。概述在本专利技术的实施例中，构建多功能、具成本效益且可扩展的层2交换系统的问题通过基于具有分层覆叠穿隧的基础层3协议形成拓扑不可知光纤网交换机而得以解决。此新光纤网交换机架构可包含通过可基于现有层3及穿隧协议(例如IP及虚拟可扩展LAN(VXLAN))以及专用协议的基础网络而互连的一或多个光纤网交换机。每一光纤网交换机可包含通过使用相同层3及穿隧协议的类似基础网络而互连的若干物理交换机。如本专利技术的后续章节中更详细描述，处置经扩展层2广播域中的大量MAC地址的问题通过具有分层穿隧机构及基于标记的光纤网式地址聚合机构而得以解决。在光纤网交换机内，可使用基础穿隧协议在所有交换机当中建立全网状逻辑拓扑。换句话说，光纤网内的任何两个交换机可基于此全网状逻辑拓扑经由直接逻辑链路或光纤网内隧道而彼此通信。特定来说，当这些交换机实施层2功能性时，这些交换机可形成以太网光纤网。因此，以太网广播域可基于此全网状逻辑拓扑而到达光纤网内的每个交换机。当多个光纤网交换机被互连且层2广播域跨越一个以上光纤网交换机而扩展时，可建立光纤网间隧道以促进光纤网间通信。离开一个光纤网的包可被封装在这些光纤网间隧道中且被传输到远程光纤网。每一光纤网可具有可负责维持这些光纤网间隧道的一或多个光纤网间网关。构建大层2广播域的一个挑战是如何管理在广播域内预期可到达的大量MAC地址及相关联MAC地址学习。解决此问题的一种方式是使光纤网交换机内的所有MAC地址与此光纤网的标记相关联，所述标记还可充当光纤网的识别符。当以太网包进入光纤网时，以太网包的目的地地址(DA)被映射到对应目的地光纤网的标记，且基于此目的地光纤网的标记而被朝向远程光纤网转发。一旦包到达目的地光纤网，所述包便被从光纤网间隧道解封，且使用光纤网内隧道被朝向目的地出口交换机转发。建立MACDA与光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交换机，其包括：隧道管理设备，其经配置以维持本地交换机间隧道及光纤网间隧道，其中所述本地交换机间隧道促进到本地光纤网交换机中的交换机的通信，且其中所述光纤网间隧道促进到远程光纤网交换机的通信；及包标头管理设备，其经配置以解封从所述本地交换机间隧道接收的包且用新隧道标头来封装所述包以用于在所述光纤网间隧道上发射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.07 US 62/264,267;2016.01.25 US 15/005,9461.一种交换机，其包括：隧道管理设备，其经配置以维持本地交换机间隧道及光纤网间隧道，其中所述本地交换机间隧道促进到本地光纤网交换机中的交换机的通信，且其中所述光纤网间隧道促进到远程光纤网交换机的通信；及包标头管理设备，其经配置以解封从所述本地交换机间隧道接收的包且用新隧道标头来封装所述包以用于在所述光纤网间隧道上发射。2.根据权利要求1所述的交换机，其中所述隧道管理设备进一步经配置以管理促进与端主机的通信的边缘隧道。3.根据权利要求1所述的交换机，其中所述新隧道标头包含目的地远程光纤网交换机的识别符。4.根据权利要求1所述的交换机，其中所述新隧道标头包含网络服务标头。5.根据权利要求1所述的交换机，其进一步包括存储媒体接入控制MAC地址与虚拟隧道端点之间的映射的数据结构。6.根据权利要求1所述的交换机，其进一步包括存储MAC地址与远程光纤网识别符之间的映射的数据结构。7.根据权利要求1所述的交换机，其进一步包括经配置以阻止从光纤网内隧道接收的包被转发到另一光纤网内隧道上的包转发设备。8.根据权利要求1所述的交换机，其进一步包括经配置以响应于识别出包中的MAC地址而将所述MAC地址加载于所述交换机的转发硬件中的包转发设备。9.一种方法，其包括：维持本地交换机间隧道及光纤网间隧道，其中所述本地交换机间隧道促进到本地光纤网交换机中的交换机的通信，且其中所述光纤网间隧道促进到远...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·科甘蒂，
申请(专利权)人：博科通讯系统有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US