[发明专利]网络方法、网络装置和非暂时性计算机可读存储介质

说明书

本发明涉及网络方法、网络装置和非暂时性计算机可读存储介质。总体上，描述了用于在分布式操作系统中传送状态信息的技术。网络装置包括第一硬件节点和第二硬件节点。第一硬件节点可以执行分布式操作系统的第一实例，并维护存储定义状态信息的一部分的多个对象的第一数据结构。第二硬件节点可以执行分布式操作系统的第二实例，并维护存储多个对象的同步版本的第二数据结构。第一硬件节点可以进一步接收更新的状态信息，更新第一数据结构以包括更新的状态信息，并且使更新的第一数据结构与第二数据结构同步。第二硬件节点可以使第二数据结构与更新的第一数据结构同步。

本申请要求于2016年12月21日提交的美国临时申请第62/437，369号和于2017年3月31日提交的美国临时申请第62/479，804号的权益，其全部内容均通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及网络装置，并且更具体地，涉及用于网络装置的操作系统。

背景技术

用于诸如路由器的网络装置的操作系统用于提供其中各种应用(诸如，网络协议、维护接口、虚拟化应用等)可以执行的执行环境。路由器的操作系统的一个功能是建立一种方式，通过该方式可以将状态信息传播到各种组件(或换言之，路由器的计算节点)，以允许路由器在网络内正确地路由网络流量。

例如，路由器可以维护表示路由器与网络之间的接口的当前状态的状态信息。这种状态信息可以包括表示一个或多个IFC的状态的信息，例如，IFC的当前配置。作为另外的示例，路由器可以维护表示路由器内的一个或多个分组转发引擎(PFE)、一个或多个路由引擎或其他资源的状态的状态信息。

在路由器内操作的被称为“路由引擎”的控制节点可以执行操作系统的实例，以将状态信息(及其变化)传播到路由器内的各种其他进程或组件。这些其他进程或组件有时被称为“消费者”，因为其接收和利用(换言之，“消费”)由操作系统的实例维护的状态信息。这些消费者在执行各种功能时利用状态信息。

由于近年来传统网络的复杂性增加，所以路由器或其他网络装置内的状态信息的管理同样成为重大挑战。一些现有的用于管理状态信息的方法涉及在操作系统的实例内缓存信息，并向在路由器内执行的消费者发出状态更新通知消息。作为响应，消费者从操作系统的实例中检索状态信息。

为了增加可靠性，一些路由器可以包括主要路由引擎和一个或多个备用路由引擎，每个引擎可以执行操作系统的单独的不同实例，来管理状态信息。在主要路由引擎发生故障的情况下，一个备用路由引擎承担对路由资源的控制，以继续路由器的操作。在主要路由引擎和备用路由引擎之间切换路由功能的控制处理通常被称为故障切换。在一些情况下，为了采取适当的控制并确保操作，备用路由引擎被迫例如通过将路由器资源电源循环到已知状态来从每个资源“重新学习”丢失的状态信息。由于备用路由引擎执行的操作系统实例重建正确的状态信息，因此会在路由器资源重新启动操作时导致分组转发中断。

路由器不仅发展得更加可靠，而且满足日益增长的带宽需求。满足日益增长的带宽需求的一种方法是使用多机箱路由器，即其中多个路由装置在物理上耦接并且被配置为作为单个路由器操作的路由器。例如，多机箱路由器可以包括多个线卡机箱(LCC)，该线卡机箱包括一个或多个IFC以及在LCC之间转发分组并且提供多机箱路由器的自上向下管理的中央交换卡机箱(SCC)。由于多机箱路由器组合多个路由装置的资源，所以多机箱路由器通常具有比独立路由器高得多的带宽能力。通过将路由功能整合到更少的路由器上，使用多机箱路由器可以简化和改善服务提供商网络上的路由。

然而，多机箱路由器可能导致大量不同的组件(例如，路由引擎)，每个组件执行需要正确维护状态信息并将状态信息的变化传送给下游消费者的操作系统的不同实例。即，除了均执行操作系统的不同实例的多个路由引擎之外，多机箱路由器还可以包括SCC和LCC，SCC和LCC还包括执行操作系统的另一实例的控制节点，所有这些都需要状态信息的至少一部分并且将状态信息传播给一些(如果不是全部)各种消费者。

发明内容