[发明专利]用于数据中心负载均衡的方法和系统

说明书

一种叶脊网络的交换机收集拥塞信息的方法和系统。所述交换机处理路径查找报文。获取与所述交换机的端口之间拥塞有关的拥塞信息。将所述拥塞信息插入所述路径查找报文的净负荷中。所述交换机组播所述路径查找报文。

相关申请案交叉申请

本专利申请要求于2016年9月12日递交的发明名称为“用于数据中心负载均衡的方法和系统”的第15/262,540号美国专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及在通信网络中对流量进行负载均衡的方法和系统。

背景技术

多路径负载均衡是一种旨在数据中心网络实现高吞吐量、低延迟和高可用性的技术。常用方案即等价多路径(Equal Cost Multi Path，简称ECMP)方案对于数据中心网络来讲却并不令人满意。ECMP不令人满意的原因是ECMP对选择的报文报头字段采用静态配置的散列函数来决定报文的出端口，从而按照与处理小报文流相同的方式处理大报文流。如果多个大报文流被散列到同一端口，并且这些大报文流的聚合速率超过端口利用率，那么这些大报文流中有一部分就无法分配给所述端口，这会导致端口利用率和吞吐量降低。

动态负载均衡方案依赖于子流交换。通常，给定报文流中的报文被分成许多不同的报文组，其中报文组包括所述给定报文流的报文突发，其帧间隔很小。这种报文组称为子流。在相同报文流的两个子流之间通常存在足够大的时间间隙，使得报文流中的各个子流可以交换到不同的网络路径，而不会导致报文无序传输。子流交换可以提高数据中心网络的吞吐量。但是，现有的方案可能仅限于双层叶脊数据中心网络拓扑；可能依赖于专有的报文格式；可能不适用于第2层或第3层报文；和/或可能要求每个叶交换机保留涉及所述叶交换机出端口的所有网络路径的状态的信息，从而导致处理和存储成本很高。

发明内容

在一些示例中，本发明描述了一种叶脊网络的交换机收集拥塞信息的方法。所述方法包括获取路径查找报文并获取与所述交换机的端口之间拥塞有关的拥塞信息。将所述拥塞信息插入所述路径查找报文的净负荷中，并且发送所述路径查找报文。

在各种示例中，由所述路径查找报文收集的拥塞信息涉及按照与所述路径查找报文遍历方向相反的方向转发的报文预计经历的拥塞。

在一些示例中，本发明描述了一种叶脊网络的第一叶交换机确定优选路径信息的方法。所述优选路径信息定义了将报文从所述第一叶交换机转发到第二叶交换机的优选路径。接收路径查找报文。使用从所述路径查找报文的净负荷中获取的拥塞信息来确定所述优选路径信息，所述拥塞信息与所述路径查找报文所遍历的一个或多个交换机相关联。将所述优选路径信息与所述第二叶交换机的标识符关联存储。

在一些示例中，本发明描述了一种用于在叶脊网络中为要转发的报文选择优选路径的方法。接收用于为接收的报文选择优选路径的触发。选择与所述报文的目的叶交换机相关联的优选路径信息。所述优选路径信息定义了至少一个用于转发所述报文的交换机的至少一个出端口。根据所选择的优选路径信息从上行链路端口发送所述报文。

在一些示例中，本发明描述了叶脊网络中的网络交换机，所述网络交换机包括叶交换机、汇聚交换机和脊交换机，以执行上述方法的各种实施例。

附图说明

现在将通过示例参考示出本申请的示例实施例的附图，其中：

图1是示例性三层叶脊网络的示意图；

图2是用于生成路径查找报文的示例性方法的流程图；

图3是路径查找报文通过图1网络的示例性传播的示意图；

图4是网络交换机处理路径查找报文的示例性方法的流程图；

图5是使用路径查找报文确定优选路径信息的示例性方法的流程图；