本公开的实施例涉及一种协议状态转换和/或资源状态转换跟踪器，其被配置为在控制平面中的执行这种监视功能的主机处理器不可用或过载时，例如通过过滤器来监视某些协议状态转换/变化或主机硬件资源转换/变化。在一些实施例中，过滤器被主机处理器预先计算/计算并传输到协议状态转换和/或资源状态转换跟踪器。协议状态转换和/或资源状态转换跟踪器可以用于实现快速升级操作以及与控制平面相关组件的负载共享和/或负载平衡操作。的负载共享和/或负载平衡操作。的负载共享和/或负载平衡操作。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于跟踪协议和硬件资源状态转换的方法和系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]这是2020年1月21日提交的、题为“用于跟踪协议和硬件资源状态转换的方法和系统(Methods and Systems to Track Protocol and Hardware Resource State Transitions)”、美国申请号为16/748,256的国际PCT专利申请，该专利申请通过引用以其整体并入本文。
[0003]本公开的实施例涉及联网装备，尤其涉及跟踪和更新联网装备中的数据平面协议转换或硬件状态转换的硬件和软件架构和组件。
技术介绍
[0004]现代联网设备(例如，交换机)被配置有数据平面(也被称为转发平面)、控制平面和管理平面。
[0005]数据或转发平面包括负责通过联网设备来转发分组的硬件和软件组件的合并，这些硬件和软件组件针对处理速度以及简洁性和规范性进行优化。数据平面依赖于路由和/或转发表，该表在数据平面的高速、通常定制的存储器中被维护。在大多数实现方式中，数据平面组件通常包括跨专用数据总线或交换结构的与专用集成电路(ASIC)和高速存储器接口的路由或网络处理器。
[0006]控制平面与数据平面一起工作并且主要负责填充和更新路由或转发表等。控制平面硬件组件通常针对可定制性、处理策略、处理异常进行优化，并且通常经由执行存储在本地存储器中的指令的(一个或多个)微处理器(通常称为主机处理器)来实现。
附图说明
[0007]通过参考以下描述并结合附图可以更好地理解本文的实施例，其中，相同的附图标记表示相同或功能相似的元件，其中：
[0008]图1A是根据说明性实施例的配置有协议状态转换和/或资源状态转换跟踪模块的示例性网络设备的图。
[0009]图1B是根据说明性实施例的配置有协议状态转换和/或资源状态转换跟踪模块的另一示例性网络设备的图。
[0010]图2A示出了根据说明性实施例的配置有协议状态转换和/或资源状态转换跟踪器模块的示例性网络设备。
[0011]图2B示出了根据另一说明性实施例的配置有协议状态转换和/或资源状态转换跟踪器模块的示例性网络设备。
[0012]图2C示出了根据另一说明性实施例的配置有协议状态转换和/或资源状态转换跟踪器模块的示例性网络设备。
[0013]图3示出了根据说明性实施例的配置有图2A、图2B或图2C的协议状态转换和/或资
源状态转换跟踪器模块的示例性网络设备。
[0014]图4示出了根据说明性实施例的被配置为在软件升级操作期间执行对数据平面资源的更新的示例性网络设备(例如，相对于图3所述)。
[0015]图5A示出了根据说明性实施例的跟踪控制平面的协议状态和/或资源状态转换(例如，在控制平面的不可用、过载状态期间，或作为与主机CPU并行的正常操作过程)的示例性方法。
[0016]图5B示出了根据另一说明性实施例的跟踪控制平面的协议状态和/或资源状态转换(例如，在控制平面的不可用、过载状态期间，或作为与主机CPU并行的正常操作过程)的示例性方法。
[0017]图6示出了根据说明性实施例的在配置有示例性协议状态转换和/或资源状态转换跟踪器模块的网络设备中执行快速升级操作的方法的示例性时序图。
[0018]图7示出了根据说明性实施例的在配置有示例性协议状态转换和/或资源状态转换跟踪器模块的网络设备中执行快速升级操作的另一方法的示例性时序图。
[0019]图8示出了根据说明性实施例的在配置有示例性协议状态转换和/或资源状态转换跟踪器模块的网络设备中执行负载平衡和/或负载共享操作的方法的示例性时序图。
[0020]图9示出了根据说明性实施例的被配置为在协议状态转换和/或资源状态转换跟踪模块上执行的示例性协议状态转换过滤器以及与该过滤器的匹配实例相关联的对应动作序列。
[0021]图10示出了根据说明性实施例的被配置为在协议状态转换和/或资源状态转换跟踪模块上执行的示例性硬件资源状态转换过滤器以及与该过滤器的匹配实例相关联的对应动作序列。
[0022]图11示出了用于协议状态转换和/或资源状态转换跟踪器模块未被实现的交换网络设备的示例基线软件升级操作的时序图。
[0023]图12示出了根据说明性实施例的用于交换网络设备的示例快速软件升级操作的时序图，其中该网络设备配置有协议状态转换和/或资源状态转换跟踪器模块。
[0024]图13示出了根据另一说明性实施例的交换网络设备的另一示例快速软件升级操作的时序图，其中该网络设备配置有协议状态转换和/或资源状态转换跟踪器模块。
具体实施方式
[0025]概述
[0026]在独立权利要求中阐述了本公开的各方面，并且在从属权利要求中阐述了优选特征。一个方面的特征可以单独地或与其他方面结合地应用于任何方面。
[0027]在一个方面，本公开的实施例涉及一种协议状态转换和/或资源状态转换跟踪器，该协议状态转换和/或资源状态转换跟踪器被配置为在控制平面中的执行这种监视功能的主机处理器(本文也被称为“主机CPU”)不可用或过载时，例如通过过滤器来监视某些协议状态转换/变化或主机硬件资源转换/变化。在一些实施例中，过滤器在主机处理器不可用之前被主机处理器预先计算，并且当主机处理器不可用或过载时被传输到(例如，在数据平面组件中被执行的)协议状态转换和/或资源状态转换跟踪器。
[0028]随后，为给定的检测到的转换更新数据平面的适当的路由或转发表。在一些实施
例中，示例性协议状态转换或资源状态转换跟踪器存储检测到的转换，以便稍后在主机处理器可用时被主机处理器更新。在其他实施例中，主机处理器将某些协议状态转换变化或主机硬件资源转换变化的跟踪和/或更新卸载到示例性协议状态转换或资源状态转换跟踪器，从而释放主机处理器的与此类协议状态转换变化或主机硬件资源转换变化相关的资源。
[0029]在一些实施例中，示例性协议状态转换和/或资源状态转换跟踪器用于在使主机处理器不可用的启动操作或软件升级操作期间监视某些协议状态转换变化或主机硬件资源变化。因此，示例性协议状态机或资源跟踪器可以充当主机处理器的代理服务器，以保持某些路由和转发表与网络的各种协议状态同步。因为为转发过程/应用创建数据平面资源(例如，MAC学习表、RIB表、ACL表等)的时间可能是大约几分钟，因此在主机处理器上执行的(一个或多个)操作系统或应用的升级和随后的主机处理器的启动以及此类数据平面资源的构建可能会在此时间段内中断网络操作。实际上，示例性协议状态转换和/或资源状态转换跟踪器可以促进交换网络设备的近
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瞬时升级操作(例如，当与可用的快速升级技术协同操作时)，同时提供比自身使用可用的快速升级技术更短的整体系统停机时间，以及在更新某些数据平面资源时通过充当主机处理器的代理服务器来提高系统资源利用率(例如，在负载共享操作或负载平衡操作中)和操作。如本文所用，“负载共享”是本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种网络设备，包括：主机CPU，执行用于管理和维护所述网络设备的交换结构的多个数据平面相关表的控制平面操作的指令，所述指令在由所述主机CPU执行时进一步计算多个过滤器以识别协议状态和/或资源状态转换；以及处理器单元或逻辑电路，被配置为执行以下操作：接收被所述主机CPU计算的所述多个过滤器；以及通过所述多个过滤器来跟踪所述控制平面的协议状态和/或资源状态转换；其中，跟踪的协议状态和/或资源被所述主机CPU或所述处理器单元或逻辑电路使用，以更新所述多个数据平面相关表。2.根据权利要求1所述的网络设备，其中，当所述主机CPU处于不可用或过载状态时，所述跟踪的协议状态和/或资源被所述处理器单元或逻辑电路使用，以更新所述数据平面。3.根据权利要求1或2所述的网络设备，其中，当所述主机CPU从所述不可用或过载状态转换到可用状态时，所述跟踪的协议状态和/或资源被所述主机CPU使用，以更新检测到的协议状态和/或资源的所述数据平面。4.根据权利要求1至3中任一项所述的网络设备，其中，所述跟踪的协议状态和/或资源被所述处理器单元或逻辑电路使用，以与主机CPU操作并行地更新所述数据平面。5.根据权利要求1至4中任一项所述的网络设备，包括：数据平面设备，所述数据平面设备使用所述多个数据平面相关表，以将在所述网络设备的网络端口处接收到的分组路由到所述网络设备的其他网络端口，其中，所述处理器单元或逻辑电路被实现在所述数据平面设备中。6.根据权利要求1至5中任一项所述的网络设备，其中，所述处理器单元或逻辑电路被实现在所述数据平面设备外部的设备中。7.根据权利要求1至6中任一项所述的网络设备，其中，所述数据平面实现过滤器，以在所述主机CPU的不可用状态期间监视接收到的分组中的特定协议状态转换和/或在所述主机CPU的不可用状态期间监视特定资源状态转换。8.根据权利要求7所述的网络设备，其中，所述多个过滤器由所述主机CPU在所述主机CPU进入所述不可用或过载状态之前预先计算。9.根据权利要求8所述的网络设备，其中，所述处理器单元或逻辑电路被实现在数据平面中的分组分类引擎、分组检查引擎、深度分组检查引擎、嵌入式微控制器和/或位于所述数据平面的组件内的ACL TCAM中。10.根据权利要求1至9中任一项所述的网络设备，其中，所述处理器单元或逻辑电路执行用于一组协议的状态转换的多个过滤器。11.根据权利要求10所述的网络设备，其中，所述多个过滤器包括第一过滤器，所述第一过滤器被配置为识别LACP PDU，所述LACP PDU指示出逻辑信道或所述信道内的一个或多个链路的协议状态或资源状态变化。12.根据权利要求10或11所述的网络设备，其中，所述多个过滤器包括第二过滤器，所述第二过滤器被配置为识别BPDU，所述BPDU指示出生成树协议拓扑变化通知(TCN)消息。13.根据权利要求10至12中任一项所述的网络设备，其中，所述多个过滤器包括第三过滤器，所述第三过滤器被配置为识别硬件资源转换变化。
14.根据权利要求10至12中任一项所述的网络设备，其中，所述多个过滤器包括第三过滤器，所述第三过滤器被配置为识别对等网络设备的平滑插入和去除操作。15.根据权利要求1至14中任一项所述的网络设备，其中，所述主机CPU被配置为：预先计算过滤器以在所述主机CPU的不可用状态...
【专利技术属性】
技术研发人员：里亚兹，
申请(专利权)人：思科技术公司，
类型：发明
国别省市：
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