發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及通信網(wǎng)絡(luò)，并且具體涉及用于轉(zhuǎn)發(fā)自適應(yīng)路由通知的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明背景

在本領(lǐng)域中，用于通過通信網(wǎng)絡(luò)路由數(shù)據(jù)包的各種技術(shù)是已知的。一些已知的技術(shù)基于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)(例如，流量負(fù)荷或者擁塞)來選擇用于數(shù)據(jù)包的路由路徑。這種技術(shù)有時(shí)候被稱作自適應(yīng)路由(ar)。例如，其公開內(nèi)容通過引用并入本文的美國專利8,576,715描述了一種用于通信的方法，該方法包括通過通信網(wǎng)絡(luò)在第一路由路徑上路由屬于給定的數(shù)據(jù)包流的第一數(shù)據(jù)包。使用有時(shí)限的自適應(yīng)路由(ar)模式，將在給定的數(shù)據(jù)包流中跟隨第一數(shù)據(jù)包的第二數(shù)據(jù)包路由，通過評(píng)估在第一數(shù)據(jù)包和第二數(shù)據(jù)包之間的時(shí)間差，如果時(shí)間差沒有超過預(yù)定的閾值，則在第一路由路徑上路由第二數(shù)據(jù)包，并且如果時(shí)間差超過了預(yù)定的閾值，則選擇可能不同于第一路由路徑的、通過通信網(wǎng)絡(luò)的第二路由路徑，并且在第二路由路徑上路由第二數(shù)據(jù)包。

其公開內(nèi)容通過引用并入本文的美國專利申請(qǐng)公開2015/0372916描述了一種網(wǎng)絡(luò)元件，其包括電路以及一個(gè)或多個(gè)接口。接口被配置成連接于通信網(wǎng)絡(luò)。電路被配置成將多個(gè)出口接口經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)分配成對(duì)應(yīng)于各自不同的路徑，以用于將數(shù)據(jù)包路由到給定的目的地址分組；針對(duì)給定的目的地址分組，保持對(duì)于在多組散列結(jié)果中的每組散列結(jié)果的各自的狀態(tài)信息；經(jīng)由入口接口接收預(yù)定到達(dá)給定的目的地址分組的數(shù)據(jù)包；計(jì)算用于數(shù)據(jù)包的給定的散列結(jié)果，并且確定給定的散列結(jié)果落入其中的給定的一組散列結(jié)果；并且根據(jù)對(duì)應(yīng)于給定的目的地址分組和給定的一組散列結(jié)果的狀態(tài)信息，經(jīng)由在多個(gè)出口接口中的一個(gè)出口接口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。

其公開內(nèi)容通過引用并入本文的美國專利9,014,006和美國專利申請(qǐng)公開2015/0195204描述了一種包括在通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中接收通信流量的方法，該通信流量發(fā)源于源節(jié)點(diǎn)，并且通過通信網(wǎng)絡(luò)在路線上到達(dá)穿過一個(gè)或多個(gè)前位網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)以用于轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)。響應(yīng)于在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中檢測到將通信流量轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)的能力受損，向前位網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)送通知。該通知將由前位網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)消耗，并且請(qǐng)求前位網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)修改路線，以免穿過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。

發(fā)明概述

本文描述的實(shí)施例提供了一種用于通信的方法，包括在作為具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)的一部分的第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中檢測將發(fā)源于源端點(diǎn)的數(shù)據(jù)包流轉(zhuǎn)發(fā)到目的端點(diǎn)的受損的能力。響應(yīng)于檢測到受損的能力，第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來識(shí)別位于該流的當(dāng)前路線上的、并且同樣位于從源端點(diǎn)到目的端點(diǎn)不穿過第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的一個(gè)或多個(gè)可替換的路線上的第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。從第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)送單獨(dú)向第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)尋址的、并且請(qǐng)求第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)重路由該流的通知。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括由第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)接收通知，并且響應(yīng)于通知，將該流重路由到可替換的路線中的一個(gè)路線。在實(shí)施例中，發(fā)送通知包括在與該流的當(dāng)前路線的反向路線不同的路線上路由通知。

在一些實(shí)施例中，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是胖樹(ft)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)被布置在至少包括葉級(jí)和脊級(jí)的多個(gè)級(jí)中，并且其中每個(gè)路線首先穿過開始于葉級(jí)并且穿過遞增級(jí)的向上段，并且隨后穿過其穿過遞減級(jí)并且終止于葉級(jí)的向下段。在示例實(shí)施例中，第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)屬于ft拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的給定層，并且識(shí)別第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)包括在低于給定級(jí)的中間級(jí)中選擇位于該流的當(dāng)前路線的向上段上的唯一的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。在公開的實(shí)施例中，中間級(jí)比給定級(jí)低一級(jí)。

在一些實(shí)施例中，識(shí)別第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)包括在第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中保持?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其為每個(gè)端點(diǎn)記錄在位于從該端點(diǎn)到第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的路線的向上段上的、中間級(jí)中的各自的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，并且還包括在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中查詢與源端點(diǎn)關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。在實(shí)施例中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也用于將數(shù)據(jù)包從第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)路由到目的端點(diǎn)。在其他實(shí)施例中，識(shí)別第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)并且發(fā)送通知包括識(shí)別兩個(gè)或更多個(gè)第二交換機(jī)，并且將各自的單播通知發(fā)送到所識(shí)別的兩個(gè)或更多個(gè)第二交換機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，另外提供了在具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)包括被配置成與通信網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)包的多個(gè)端口以及數(shù)據(jù)包處理電路。數(shù)據(jù)包處理電路被配置成檢測經(jīng)由端口將發(fā)源于源端點(diǎn)的數(shù)據(jù)包流轉(zhuǎn)發(fā)到目的端點(diǎn)的受損的能力；響應(yīng)于檢測到受損的能力，基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來識(shí)別位于該流的當(dāng)前路線上的、并且同樣位于從源端點(diǎn)到目的端點(diǎn)的、不穿過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的一個(gè)或多個(gè)可替換的路線上的第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，并且經(jīng)由端口之一來發(fā)送單獨(dú)向第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)尋址的、并且請(qǐng)求第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)重路由該流的通知。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，進(jìn)一步提供了一種計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品，該產(chǎn)品包括其中存儲(chǔ)了程序指令的有形的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該指令在由作為具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)的一部分的第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中的處理器讀取時(shí)，使處理器檢測將發(fā)源于源端點(diǎn)的數(shù)據(jù)包流轉(zhuǎn)發(fā)到目的端點(diǎn)的受損的能力；響應(yīng)于受損的能力，基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來識(shí)別位于該流的當(dāng)前路線上的、并且同樣位于從源端點(diǎn)到目的端點(diǎn)的、不穿過第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的一個(gè)或多個(gè)可替換的路線上的第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，并且從第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)送單獨(dú)向第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)尋址的、并且請(qǐng)求第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)重路由該流的通知。

從與附圖結(jié)合的本發(fā)明的實(shí)施例的下列詳細(xì)描述中，本發(fā)明將得到更完全地理解，其中：

附圖簡述

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示意性示出胖樹(ft)網(wǎng)絡(luò)的框圖；以及

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示意性示出用于在ft網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)自適應(yīng)路由通知(arn)的方法的流程圖。

實(shí)施例的詳細(xì)描述

概述

本文描述的本發(fā)明的實(shí)施例提供用于在通信網(wǎng)絡(luò)中自適應(yīng)地路由數(shù)據(jù)包的改良的方法和系統(tǒng)。本文描述的實(shí)施例主要指的是多級(jí)全ft網(wǎng)絡(luò)。然而，所公開的技術(shù)也可應(yīng)用于其他合適的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，諸如，準(zhǔn)ft網(wǎng)絡(luò)、使用多機(jī)箱鏈路聚合(mlag)的網(wǎng)絡(luò)以及多端口的主機(jī)。

在一些實(shí)施例中，ft網(wǎng)絡(luò)包括布置在多個(gè)級(jí)中的多個(gè)互連的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。端點(diǎn)(即，由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的主機(jī))連接于在最低級(jí)中的交換機(jī)(也被稱作葉交換機(jī))。在最高級(jí)中的交換機(jī)被稱作脊交換機(jī)。

通過ft網(wǎng)絡(luò)的任何路線均包括“向上”段以及隨后的“向下”段。向上段開始于服務(wù)源端點(diǎn)的葉交換機(jī)，并且按照級(jí)的次序向上行進(jìn)。向下段按照級(jí)的次序向下行進(jìn)，直到到達(dá)服務(wù)目的端點(diǎn)的葉交換機(jī)為止。

如以下將顯示并且表明的，全ft網(wǎng)絡(luò)具有下列性質(zhì)：

■當(dāng)向上路由數(shù)據(jù)包時(shí)，交換機(jī)總是在到達(dá)給定的目的端點(diǎn)的途中具有兩個(gè)或更多個(gè)可能的路線的選擇。另一方面，在向下的方向上，只有在唯一可能的路線上可從給定的交換機(jī)到達(dá)給定的目的端點(diǎn)。

■在處于級(jí)x中的給定的交換機(jī)中，從更高級(jí)的交換機(jī)接收的數(shù)據(jù)包的源地址唯一地定義了在向上轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包的級(jí)(x-1)中的交換機(jī)。

本文描述的實(shí)施例提供了利用了這些性質(zhì)的高性能的自適應(yīng)路由方案。出于清楚的目的，下列的描述將全ft網(wǎng)絡(luò)簡稱作ft網(wǎng)絡(luò)。以下進(jìn)一步解決準(zhǔn)ft和其他網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一般化。

在一些實(shí)施例中，當(dāng)前的路線是為了從源端點(diǎn)向目的端點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包流而建立的。在一些時(shí)間點(diǎn)處，沿著當(dāng)前路線的向下段的交換機(jī)識(shí)別到用于轉(zhuǎn)發(fā)該流的輸出端口上的擁塞，并因此該交換機(jī)在當(dāng)前路線上繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該流的數(shù)據(jù)包的能力受損。

由于擁塞的交換機(jī)是全ft網(wǎng)絡(luò)的向下段的一部分，因此該交換機(jī)不能經(jīng)由不同的端口在本地重路由該流。相反地，擁塞的交換機(jī)識(shí)別將會(huì)重路由該流的可替換的交換機(jī)。所識(shí)別的交換機(jī)(被稱作“重路由交換機(jī)”)屬于ft網(wǎng)絡(luò)中的下一更低級(jí)，并且是當(dāng)前路線的向上段的一部分。根據(jù)以上的ft性質(zhì)，這個(gè)選擇保障了重路由交換機(jī)具有至少一個(gè)可替換的路由選項(xiàng)。此外，針對(duì)具體的擁塞的交換機(jī)，通過源端點(diǎn)的身份(并且因此通過指定在該流中的數(shù)據(jù)包中的源地址)來唯一地定義重路由交換機(jī)的身份。

通常，擁塞的交換機(jī)保持指定每個(gè)源端點(diǎn)各自的重路由交換機(jī)的數(shù)據(jù)庫。通過采用從該流的數(shù)據(jù)包中提取的源地址來查詢數(shù)據(jù)庫，擁塞的交換機(jī)識(shí)別重路由交換機(jī)。在一些實(shí)施例中，為了在相反的方向上路由數(shù)據(jù)包，在擁塞的交換機(jī)中總是存在相同的數(shù)據(jù)庫。在這種實(shí)施例中，不需要為了自適應(yīng)路由的目的而創(chuàng)造并維護(hù)數(shù)據(jù)庫。可以為每個(gè)源地址添加額外的屬性，該屬性指定了將要被選擇的重路由交換機(jī)的地址。

在識(shí)別重路由的交換機(jī)之后，擁塞的交換機(jī)生成并且發(fā)送自適應(yīng)路由通知(arn)，其請(qǐng)求重路由交換機(jī)重路由該流。arn通常包括單獨(dú)向重路由交換機(jī)尋址的單播數(shù)據(jù)包。響應(yīng)于接收到arn，重路由交換機(jī)向到達(dá)目的端點(diǎn)而不穿過擁塞的交換機(jī)的可替換的路線重路由該流。

與其他可能的解決方案不同的是，本文描述的技術(shù)不涉及在尋找合適的重路由交換機(jī)的嘗試中在當(dāng)前路線的反向路線上逐跳地發(fā)送通知或者發(fā)送任何多播通知。相反，在公開的實(shí)施例中，擁塞的交換機(jī)使用其對(duì)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的知識(shí)來選擇適當(dāng)?shù)闹芈酚山粨Q機(jī)，并且隨后發(fā)送向該交換機(jī)尋址的單播通知。因此，公開的技術(shù)快速而準(zhǔn)確，并且?guī)缀醪灰l(fā)流量開銷。

系統(tǒng)描述

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示意性地示出通信網(wǎng)絡(luò)20的框圖。網(wǎng)絡(luò)20包括由網(wǎng)絡(luò)鏈路28互連的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)24。網(wǎng)絡(luò)20向多個(gè)端點(diǎn)32提供連接性和通信服務(wù)。

端點(diǎn)32(也被稱作主機(jī))可以包括任何合適的通信平臺(tái)，諸如，服務(wù)器、工作站或者個(gè)人計(jì)算機(jī)。網(wǎng)絡(luò)20可根據(jù)任何合適的通信協(xié)議(諸如，以太網(wǎng)或無線帶寬技術(shù))運(yùn)行。

交換機(jī)24可以包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器或者路由或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的任何其他合適的網(wǎng)絡(luò)元件。在本專利申請(qǐng)的上下文中以及在權(quán)利要求中，術(shù)語“交換機(jī)”和“網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)”指的是任何的這種網(wǎng)絡(luò)元件。在本文描述的實(shí)施例中的大部分實(shí)施例(包括圖1的示例)中，網(wǎng)絡(luò)20具有肥樹(ft)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在ft拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，交換機(jī)24被布置在(表示為l0、l1、l2、……的)兩個(gè)或更多個(gè)級(jí)中。端點(diǎn)32連接于在(表示為l0的)最低級(jí)中的交換機(jī)24。這個(gè)級(jí)被稱作葉級(jí)。最高級(jí)(在本示例中是l2)被稱作脊級(jí)。

在圖1底部處的插圖顯示了交換機(jī)24的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)交換機(jī)24均包括多個(gè)端口36、交換結(jié)構(gòu)40、控制單元44和存儲(chǔ)器48。端口36連接于各自的網(wǎng)絡(luò)鏈路28，并且被配置成向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)包并且從網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)包(例如，至或者來自鄰近的交換機(jī)24或者端點(diǎn)32)。結(jié)構(gòu)40被配置成在端口36之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包?？刂茊卧?4被配置成控制并且管理交換機(jī)24，包括配置結(jié)構(gòu)40來施加期望的轉(zhuǎn)發(fā)操作。存儲(chǔ)器48被配置成儲(chǔ)存轉(zhuǎn)發(fā)表和/或其他相關(guān)的信息。

在圖1中顯示的網(wǎng)絡(luò)20和交換機(jī)24的配置是單純?yōu)榱烁拍钌锨逦鹨姸枥L的示例配置。在可選實(shí)施例中，可使用任何其他合適的網(wǎng)絡(luò)和/或交換機(jī)的配置。例如，雖然圖1顯示了三級(jí)ft網(wǎng)絡(luò)，但是公開的技術(shù)可在具有任何其他合適數(shù)量的級(jí)的ft網(wǎng)絡(luò)中使用。進(jìn)一步可選地，公開的技術(shù)不限于ft網(wǎng)絡(luò)，并且可以在具有任何合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中使用。

交換機(jī)24的不同元件可使用諸如在專用集成電路(asic)或現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)中的任何合適的硬件來實(shí)施。存儲(chǔ)器48可以包括例如隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(ram)或者閃存存儲(chǔ)器或者其他合適類型的存儲(chǔ)器。在一些實(shí)施例中，可使用軟件或使用硬件和軟件元件的組合來實(shí)施交換機(jī)24中的一些元件。在本專利申請(qǐng)的上下文中以及在權(quán)利要求中，結(jié)構(gòu)40、控制單元44和存儲(chǔ)器48被稱作執(zhí)行公開的技術(shù)的數(shù)據(jù)包處理電路。在可選的實(shí)施例中，可以以任何其他合適的方式來實(shí)施數(shù)據(jù)包處理電路。

在一些實(shí)施例中，交換機(jī)24的控制單元44包括通用處理器，通用處理器以軟件編程來執(zhí)行本文描述的功能。軟件可以例如以電子形式通過網(wǎng)絡(luò)被下載到處理器，或者其可以可選地或額外地被提供和/或儲(chǔ)存在非暫時(shí)性有形介質(zhì)(諸如，磁存儲(chǔ)器、光學(xué)存儲(chǔ)器或電子存儲(chǔ)器)上。

生成單播擁塞通知

在ft網(wǎng)絡(luò)中，從源端點(diǎn)到目的端點(diǎn)的任何路線均包括“向上”段以及隨后的“向下”段。向上段開始于在葉級(jí)l0中服務(wù)源端點(diǎn)的交換機(jī)，并且按照級(jí)的次序向上行進(jìn)(但不必一路到達(dá)脊級(jí))。向下段按照級(jí)的次序向下行進(jìn)，直到到達(dá)在葉級(jí)l0中服務(wù)目的端點(diǎn)的葉交換機(jī)為止。

例如，設(shè)想在圖1中加粗顯示的從表示為s的源端點(diǎn)32到表示為d的目的端點(diǎn)32的路線。這個(gè)路線的向上段穿過了表示為s1、s2和s3的交換機(jī)。這個(gè)路線的向下段穿過表示為s3、s4和s5的交換機(jī)。在圖中采用短劃線標(biāo)示的從s到d的另一個(gè)可能的路線具有穿過表示為s1、s6和s7的交換機(jī)的向上段以及隨后的穿過表示為s7、s8和s5的交換機(jī)的向下段。

通常，全ft拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有下列性質(zhì)：

■性質(zhì)i：在向上的方向上，交換機(jī)總是在到達(dá)給定的目的端點(diǎn)的途中具有兩個(gè)或更多個(gè)可能的路線的選擇。另一方面，在向下的方向上，只有在唯一可能的路線上可從給定的交換機(jī)到達(dá)給定的目的端點(diǎn)。

■性質(zhì)ii：對(duì)于給定的目的端點(diǎn)，由沿著向上段的交換機(jī)采取的任何路由決定明確地限定了將要穿過的最高級(jí)的交換機(jī)以及路線的全部向下段。

■性質(zhì)iii：對(duì)于給定的源端點(diǎn)，以及對(duì)于在沿著路線的向下段的級(jí)x中的給定的交換機(jī)，向上段在低于x的任何級(jí)中只可穿過單個(gè)可能的交換機(jī)。具體來說，對(duì)于在沿著向下段的級(jí)x中的給定交換機(jī)，向上段只可在級(jí)x-1中穿過一個(gè)可能的交換機(jī)。因此，在處于級(jí)x中的給定的交換機(jī)中，從更高級(jí)的交換機(jī)接收的數(shù)據(jù)包的源地址唯一地限定了在向上轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包的級(jí)x-1中的交換機(jī)。這個(gè)性質(zhì)基于更基本的性質(zhì)-經(jīng)由在級(jí)x中的指定交換機(jī)向下轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包唯一地限定了(對(duì)于給定的源地址)數(shù)據(jù)包經(jīng)由其被向上轉(zhuǎn)發(fā)的在級(jí)x中的另一個(gè)交換機(jī)。對(duì)于指定的源地址，為了經(jīng)由在向上段中的級(jí)x處的指定交換機(jī)通過，僅存在對(duì)于在向上段中的級(jí)x-1處的交換機(jī)的單個(gè)可能的選擇。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，交換機(jī)24執(zhí)行利用了以上性質(zhì)的自適應(yīng)路由方案。設(shè)想發(fā)源于源端點(diǎn)s并且預(yù)定到達(dá)目的端點(diǎn)s的數(shù)據(jù)包流。該流首先沿著具有向上段和向下段的某個(gè)路線通過ft網(wǎng)絡(luò)20進(jìn)行路由。

在示例實(shí)施例中，位于該路線的向下段上的交換機(jī)24在其用于向下轉(zhuǎn)發(fā)該流的輸出端口處遇到擁塞。擁塞阻止該交換機(jī)繼續(xù)在當(dāng)前的線路上轉(zhuǎn)發(fā)該流的數(shù)據(jù)包。由于所討論的交換機(jī)在向下段上，因此該交換機(jī)不能選擇到達(dá)相同目的端點(diǎn)的可替換的路線(見以上的性質(zhì)i)。

為了從這種情況恢復(fù)，交換機(jī)沿著當(dāng)前路線選擇可替換的交換機(jī)，并且請(qǐng)求可替換的交換機(jī)重路由該流。在下列的描述中，前面的交換機(jī)被稱作擁塞交換機(jī)，并且后面的交換機(jī)被稱作重路由交換機(jī)。

由于以上的性質(zhì)i，重路由交換機(jī)應(yīng)當(dāng)位于當(dāng)前路線的向上段上，使得重路由交換機(jī)將具有至少一個(gè)可替換的路由選項(xiàng)。在實(shí)施例中，擁塞交換機(jī)在ft網(wǎng)絡(luò)的級(jí)x上。擁塞交換機(jī)選擇位于當(dāng)前路線的向上段上的級(jí)(x-1)中的交換機(jī)充當(dāng)重路由交換機(jī)。根據(jù)以上的性質(zhì)iii，在級(jí)(x-1)中只有單個(gè)交換機(jī)位于當(dāng)前路線的向上段上，并且對(duì)于給定的擁塞交換機(jī)，這個(gè)重路由交換機(jī)的身份由源端點(diǎn)的身份(并且因此由在該流中的數(shù)據(jù)包的源地址)唯一地限定。

在一些實(shí)施例中，每個(gè)交換機(jī)24保持?jǐn)?shù)據(jù)庫或者任何其他合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其為每個(gè)源地址記錄在下一更低級(jí)中將要充當(dāng)重路由交換機(jī)的交換機(jī)的身份。數(shù)據(jù)庫通常被儲(chǔ)存在交換機(jī)的存儲(chǔ)器48中。注意，給定的源地址在不同交換機(jī)的數(shù)據(jù)庫中可被映射到不同的重路由交換機(jī)。然而，在給定的交換機(jī)中，每個(gè)源地址被映射到唯一的各自的重路由交換機(jī)。

每個(gè)交換機(jī)24均可以使用任何合適的技術(shù)以用于構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，即，用于獲得在每個(gè)源地址和在下一更低級(jí)中的各自的重路由交換機(jī)之間的映射。在一個(gè)實(shí)施例中，總是在交換機(jī)中存在這個(gè)映射–它是用于在對(duì)這個(gè)端點(diǎn)的相反方向上轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的相同的映射?？蛇x地，數(shù)據(jù)庫可被預(yù)編程到每個(gè)交換機(jī)中，或者數(shù)據(jù)庫可以在操作期間自適應(yīng)地學(xué)習(xí)。在一些實(shí)施例中，在網(wǎng)絡(luò)20中使用的尋址方案是基于位置的，在這種情況下，數(shù)據(jù)庫24可被簡化。

因此，當(dāng)出現(xiàn)對(duì)于重路由流的需求的時(shí)候，擁塞交換機(jī)采用該流的源地址來查詢它的數(shù)據(jù)庫，并且檢索重路由交換機(jī)的身份(例如，地址)。擁塞交換機(jī)隨后生成被稱作“自適應(yīng)路由通知(arn)”、“擁塞通知”或者簡稱為“通知”的通知數(shù)據(jù)包。arn包括單獨(dú)向由擁塞交換機(jī)選擇的指定重路由交換機(jī)尋址的單播數(shù)據(jù)包。

擁塞交換機(jī)向重路由交換機(jī)發(fā)送arn。重路由交換機(jī)接收到arn，并且作為響應(yīng)可以向到達(dá)目的端點(diǎn)而不穿過擁塞交換機(jī)的可替換的路線重路由該流。注意，由于arn被明確尋址到重路由交換機(jī)，因此arn可以在任何期望的路線上而不必在該流的路線的反向路線上被轉(zhuǎn)發(fā)到重路由交換機(jī)。

例如，參考圖1，設(shè)想其中(在加粗標(biāo)示的從s到d的當(dāng)前路線的向下段上的)交換機(jī)s4是擁塞交換機(jī)的場景。交換機(jī)s4在級(jí)l1中，因此重路由交換機(jī)是級(jí)l0中的交換機(jī)之一。根據(jù)在交換機(jī)s4中的數(shù)據(jù)庫，重路由交換機(jī)必然是交換機(jī)s1。因此，交換機(jī)s4向交換機(jī)s1發(fā)送arn。作為響應(yīng)，交換機(jī)s1向(以短劃線顯示的)到達(dá)端點(diǎn)d但不穿過擁塞交換機(jī)s4的可替換的路線重路由該流。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示意性示出用于在ft網(wǎng)絡(luò)20中轉(zhuǎn)發(fā)arn的方法的流程圖。該方法在數(shù)據(jù)包接收步驟60處開始于在ft網(wǎng)絡(luò)20的級(jí)x處的交換機(jī)24接收來自級(jí)(x+1)的某個(gè)流的數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包發(fā)源于源端點(diǎn)s，并且數(shù)據(jù)包在到達(dá)目的端點(diǎn)s途中被向下轉(zhuǎn)發(fā)到級(jí)(x-1)。

在擁塞檢查步驟64處，交換機(jī)檢查在被指派用于轉(zhuǎn)發(fā)該流的數(shù)據(jù)包的出口端口處的擁塞。如果不存在擁塞，則該方法環(huán)回到以上的步驟60。

如果檢測到擁塞，則擁塞交換機(jī)在重路由識(shí)別步驟68處查詢其數(shù)據(jù)庫，以識(shí)別在級(jí)(x-1)中的適當(dāng)?shù)闹芈酚山粨Q機(jī)。在通知步驟72處，擁塞交換機(jī)生成并發(fā)送單獨(dú)向所識(shí)別的重路由交換機(jī)尋址的單播arn。接著，重路由交換機(jī)接收arn并且重路由該流。

在以上的示例中，在ft網(wǎng)絡(luò)的級(jí)x中的擁塞交換機(jī)在級(jí)(x-1)中選擇重路由交換機(jī)。在可選實(shí)施例中，在級(jí)x中的擁塞交換機(jī)可以在比x更低的任何級(jí)中(例如，在級(jí)(x-2)或(x-3)中(如果這些級(jí)存在的話))選擇重路由交換機(jī)。后面的對(duì)于重路由交換機(jī)的選擇也將導(dǎo)致不穿過擁塞交換機(jī)而是可以重路由起初不穿過擁塞交換機(jī)的一些額外的流量的路線。

以上的示例主要指的是在下游段中的擁塞交換機(jī)。在可選實(shí)施例中，也可以在作為上游段的一部分但是然而不能在本地重路由流量的交換機(jī)中執(zhí)行公開的技術(shù)。例如，在這樣的交換機(jī)中，通向可能的可替換路線的所有可能的出口端口可能均擁塞。例如，在交換機(jī)的上游端口(連接于上級(jí)交換機(jī)的端口)上的聚合帶寬可能小于在下游端口(連接于下級(jí)交換機(jī)的端口)上的聚合帶寬。這個(gè)場景有時(shí)被稱作超額訂閱。在這樣的實(shí)施例中，在意識(shí)到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之后，擁塞交換機(jī)可以選擇在向上段中先前的交換機(jī)作為重路由交換機(jī)，并向該交換機(jī)發(fā)送單播arn。

如以上注意到的，公開的技術(shù)不限于全ft網(wǎng)絡(luò)。例如，在一些實(shí)施例中，公開的技術(shù)是在準(zhǔn)ft網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施的。不同于全ft網(wǎng)絡(luò)，在準(zhǔn)ft網(wǎng)絡(luò)中，在路線的向下段中的交換機(jī)在當(dāng)前出口端口擁塞的情況下可以具有一個(gè)或多個(gè)用于重路由的選項(xiàng)。在這種情況下，術(shù)語“擁塞”或者“轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的受損能力”指的是在所有可能的出口端口上的擁塞或者受損能力。此外，在準(zhǔn)ft網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)于給定的擁塞交換機(jī)和給定的源地址，可以存在兩個(gè)或更多個(gè)重路由交換機(jī)。因此，在一些實(shí)施例中，擁塞交換機(jī)識(shí)別兩個(gè)或者更多個(gè)重路由交換機(jī)，并且向在該兩個(gè)或者更多個(gè)重路由交換機(jī)中的每個(gè)重路由交換機(jī)發(fā)送各自的單播arn。

在一些實(shí)施例中，源端點(diǎn)s例如使用端點(diǎn)的多端口網(wǎng)絡(luò)接口控制器(nic)的不同端口連接于在級(jí)l0中的兩個(gè)或者更多個(gè)葉交換機(jī)。這種配置有時(shí)被稱作多機(jī)箱鏈路聚合(mlag)。當(dāng)使用mlag時(shí)，發(fā)源于源端點(diǎn)的數(shù)據(jù)包可以經(jīng)由兩個(gè)或更多個(gè)不同的交換機(jī)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)20，并且因此穿過兩個(gè)或更多個(gè)不同的路線到達(dá)目的端點(diǎn)d。因此，在這些實(shí)施例中，擁塞交換機(jī)識(shí)別兩個(gè)或更多個(gè)重路由交換機(jī)(在從s到d的兩個(gè)或更多個(gè)當(dāng)前路線中的每個(gè)路線均有一個(gè)重路由交換機(jī))，并且向重路由交換機(jī)中的每個(gè)交換機(jī)發(fā)送arn。

雖然本文描述的實(shí)施例主要指的是擁塞控制，但是公開的技術(shù)也可用于消除諸如端口故障或者鏈路故障的故障。在當(dāng)前上下文中，擁塞與故障在本文中均被稱作交換機(jī)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目的端點(diǎn)“受損的能力”。一旦檢測到轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的能力受損，交換機(jī)就可以將公開的技術(shù)用于識(shí)別重路由交換機(jī)并且向重路由交換機(jī)發(fā)送單播arn。

將認(rèn)識(shí)到，以上描述的實(shí)施例是通過示例的方式引用的，并且本發(fā)明不限于上文中已經(jīng)具體顯示和描述的那些實(shí)施例。相反，本發(fā)明的范圍包括上文所描述的各種特征的組合及子組合以及本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀以上描述之后將想到的且在現(xiàn)有技術(shù)中未公開的其變型和修改。通過引用并入本專利申請(qǐng)中的文檔被視為本申請(qǐng)的組成部分，除了在這些并入的文檔中定義的任何術(shù)語與本說明書中明確地或隱含地作出的定義沖突時(shí)，僅應(yīng)考慮本說明書中的定義。