分布式路由架構(gòu)的制作方法
【專利說(shuō)明】分布式路由架構(gòu)
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01080057229.9、申請(qǐng)日為2010年12月15日、發(fā)明名稱為“分布式路由架構(gòu)”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002]背景
[0003]如通常描述的，計(jì)算設(shè)備利用通信網(wǎng)絡(luò)或一系列通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)交換數(shù)據(jù)。在一般實(shí)施方案中，待交換的數(shù)據(jù)被分成可在發(fā)送計(jì)算設(shè)備和接收計(jì)算設(shè)備之間傳輸?shù)囊幌盗蟹纸M。通常，每個(gè)分組可被認(rèn)為包括兩個(gè)主要部分，即，控制信息和有效載荷數(shù)據(jù)?？刂菩畔⑾鄳?yīng)于由一個(gè)或多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)利用來(lái)分發(fā)有效載荷數(shù)據(jù)的信息。例如，控制信息可包括源和目的網(wǎng)絡(luò)地址、誤差檢測(cè)碼和分組排序識(shí)別及類似信息。一般，控制信息存在于包括在分組內(nèi)的分組頭部和尾部中，并與有效載荷數(shù)據(jù)相鄰。
[0004]實(shí)際上，在分組交換通信網(wǎng)絡(luò)中，分組在多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)絡(luò)之間傳輸。通常，物理網(wǎng)絡(luò)包括從源網(wǎng)絡(luò)部件接收分組并將分組轉(zhuǎn)發(fā)到接收網(wǎng)絡(luò)部件的多個(gè)硬件設(shè)備。分組路由硬件設(shè)備一般稱為路由器。如通常描述的，路由器可使用兩個(gè)主要功能或平面來(lái)操作。第一個(gè)功能相應(yīng)于控制面，其中路由器學(xué)習(xí)最適合于將所接收的分組轉(zhuǎn)發(fā)到特定的目的地的一組外發(fā)接口。第二個(gè)功能是轉(zhuǎn)發(fā)面，其中路由器將所接收的分組轉(zhuǎn)發(fā)到出接口。
[0005]為了執(zhí)行控制面功能，路由器可保持轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(kù)(“FIB”)，其除了其它分組屬性信息以外還識(shí)別至少可能的網(wǎng)絡(luò)地址的子組的目的信息，例如互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(“IP”)地址。在一般實(shí)施方案中，F(xiàn)IB相應(yīng)于為路由器指定網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)信息的值的表。在一個(gè)方面，商業(yè)級(jí)路由硬件部件可包括定制的芯片集、存儲(chǔ)部件和允許單個(gè)路由器支持FIB中的數(shù)百萬(wàn)個(gè)條目的軟件。然而，這樣的商業(yè)級(jí)路由硬件部件一般非常昂貴，且常常需要昂貴的定制。在另一方面，基于商品的路由硬件部件由更一般的部件制成，并可能比商業(yè)級(jí)路由硬件部件便宜一個(gè)大的數(shù)量級(jí)。然而，這樣的基于商品的路由硬件部件一般只支持大約數(shù)千條目的FIB。
[0006]附圖簡(jiǎn)述
[0007]當(dāng)結(jié)合附圖理解時(shí)，本發(fā)明的前述方面和很多附隨的優(yōu)點(diǎn)將變得更容易被認(rèn)識(shí)至IJ，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^(guò)參考下面的詳細(xì)描述被更好地理解，其中:
[0008]圖1A是示出包括路由器管理部件和分層的分布式路由部件結(jié)構(gòu)的分布式路由環(huán)境的一個(gè)實(shí)施方案的方框圖；
[0009]圖1B是示出根據(jù)圖1A的分布式路由環(huán)境利用的路由器部件的組成部分的方框圖；
[0010]圖2A-2D是不出圖1A的分布式路由環(huán)境的方框圖，其不出在分層的分布式路由部件結(jié)構(gòu)內(nèi)的所接收的分組的路由；
[0011]圖3是示出在分布式路由環(huán)境內(nèi)實(shí)現(xiàn)的分布式路由器架構(gòu)路由例程的流程圖；以及
[0012]圖4是示出在分布式路由環(huán)境內(nèi)實(shí)現(xiàn)的分布式路由器架構(gòu)路由例程的流程圖。
[0013]詳細(xì)描述
[0014]如通常描述的，本公開(kāi)相應(yīng)于分布式路由架構(gòu)。具體地，本公開(kāi)相應(yīng)于分層的分布式路由架構(gòu)，其包括用于接收、處理和在網(wǎng)絡(luò)部件之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組的至少兩個(gè)邏輯級(jí)或?qū)?。在一個(gè)實(shí)施方案中，這兩個(gè)邏輯級(jí)可相應(yīng)于核心級(jí)和分布級(jí)。作為例證，核心級(jí)相應(yīng)于從網(wǎng)絡(luò)部件接收進(jìn)入的分組并處理與所接收的分組相關(guān)的目的地址信息的一個(gè)或多個(gè)路由器部件。核心級(jí)路由器部件接著基于與所接收的分組相關(guān)的目的地址的子組來(lái)識(shí)別分布級(jí)路由器部件。分布級(jí)相應(yīng)于從核心級(jí)路由器部件接收所轉(zhuǎn)發(fā)的分組并進(jìn)一步處理與所接收的分組相關(guān)的目的地址信息的一個(gè)或多個(gè)路由器部件。分布級(jí)路由器部件從分層的分布式路由架構(gòu)識(shí)別適當(dāng)?shù)倪\(yùn)送路線。每個(gè)分布級(jí)路由器部件與相關(guān)于分布式路由架構(gòu)的FIB的子集相關(guān)，或以其它方式相應(yīng)于相關(guān)于分布式路由架構(gòu)的FIB的子集。與分布式路由環(huán)境相關(guān)的FIB的部分的映射或其它指配由路由器管理部件管理。
[0015]在一個(gè)實(shí)施方案中，與核心級(jí)和分布級(jí)相關(guān)的每個(gè)路由器部件可更緊密地相應(yīng)于基于商品的路由器部件/硬件。在另一實(shí)施方案中，核心級(jí)和分布級(jí)路由器部件相應(yīng)于不是必須具有相應(yīng)的硬件路由器部件的邏輯路由器部件。例如，在每級(jí)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)邏輯路由器部件可在同一硬件路由器部件中實(shí)現(xiàn)。同樣，與分布式路由架構(gòu)的不同級(jí)相關(guān)的邏輯路由器部件可在同一硬件路由器部件中實(shí)現(xiàn)。在另一實(shí)例中，核心級(jí)和分布級(jí)路由器部件可相應(yīng)于作為用于接收進(jìn)入的分組并確定適當(dāng)?shù)姆植技?jí)路由器部件的核心級(jí)路由器部件和作為分布級(jí)路由器部件操作的路由器部件。
[0016]在上述實(shí)施方案中，因?yàn)閷?duì)維持與分布式路由環(huán)境相關(guān)的FIB的責(zé)任在幾個(gè)路由器部件中分配，所以與基于商品的路由器部件/硬件相關(guān)的處理和存儲(chǔ)限制可被減輕。將根據(jù)分布式路由環(huán)境來(lái)描述用于劃分與分布式路由環(huán)境相關(guān)的FIB的各種實(shí)現(xiàn)、組合和應(yīng)用。然而，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這樣的實(shí)施方案和實(shí)施例在本質(zhì)上是例證性的，而不應(yīng)被解釋為限制性的。
[0017]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖1A，將描述實(shí)現(xiàn)分層的分布式路由架構(gòu)的分布式路由環(huán)境100。分布式路由環(huán)境100包括用于控制由分布式路由環(huán)境100利用的路由信息的路由器管理部件102。具體地，路由器管理部件102可接收分布式路由環(huán)境100所使用的所有上游路由信息，并在分布式路由環(huán)境100的部件當(dāng)中分配上游路由信息的指配，如將描述的。在一個(gè)實(shí)施方案中，路由器管理部件102可相應(yīng)于與分布式路由環(huán)境100的一個(gè)或多個(gè)部件通信的計(jì)算設(shè)備。例證性計(jì)算設(shè)備可包括服務(wù)器計(jì)算設(shè)備、個(gè)人計(jì)算設(shè)備、或包括處理器、存儲(chǔ)器和用于執(zhí)行與路由器管理部件102的功能相關(guān)的指令的其它部件的其它計(jì)算設(shè)備。在另一實(shí)施方案中，路由器管理部件102可被實(shí)現(xiàn)為在下面描述的一個(gè)或多個(gè)路由器部件上執(zhí)行的軟件部件。作為例證，路由器管理部件102維持并更新與分布式路由環(huán)境100相關(guān)的FIB。此外，路由器管理部件102可將對(duì)FIB條目的部分的責(zé)任分配給分布式路由環(huán)境100的不同級(jí)，如將在下面描述的。在一個(gè)實(shí)施方案中，路由器管理部件102可根據(jù)到分布式路由環(huán)境100的各種路由器部件的分布來(lái)劃分FIB，并分配保持在存儲(chǔ)器中的與各種路由器部件相關(guān)的FIB的相應(yīng)部分。
[0018]繼續(xù)參考圖1A，分布式路由環(huán)境100包括將數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)椒植际铰酚森h(huán)境100的第一通信網(wǎng)絡(luò)104。第一通信網(wǎng)絡(luò)104可包括建立與分布式路由環(huán)境100的基于分組的通信所必需的聯(lián)網(wǎng)硬件和協(xié)議的任何適當(dāng)?shù)慕M合。例如，通信網(wǎng)絡(luò)104可包括專用網(wǎng)絡(luò)，例如局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)以及公共或?qū)Ｓ脽o(wú)線網(wǎng)絡(luò)。在這樣的實(shí)施方案中，通信網(wǎng)絡(luò)104可包括建立與分布式路由環(huán)境100的聯(lián)網(wǎng)鏈接所必需的硬件(例如，調(diào)制解調(diào)器、路由器、交換機(jī)、載荷平衡器、代理服務(wù)器等)和軟件(例如，協(xié)議棧、會(huì)計(jì)軟件、防火墻/安全軟件等)。此外，通信網(wǎng)絡(luò)104可實(shí)現(xiàn)用于在計(jì)算設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的各種通信協(xié)議之一。如將在下面更詳細(xì)地解釋的，通信協(xié)議可包括定義分組流信息的協(xié)議，例如相應(yīng)于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本4(IPv4)和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本6 (IPv6)互聯(lián)網(wǎng)層通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)地址信息。然而相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本公開(kāi)可適用于另外或可選的協(xié)議，以及所示實(shí)例不應(yīng)被解釋為限制性的。
[0019]與第一通信網(wǎng)絡(luò)104通信的是通常稱為核心層或核心級(jí)的分布式路由環(huán)境100的第一級(jí)。在一個(gè)實(shí)施方案中，核心級(jí)相應(yīng)于通常稱為核心級(jí)路由器106A、106B和106C的一個(gè)或多個(gè)邏輯路由器部件。如前面所述的，在分布式路由環(huán)境100內(nèi)，核心級(jí)路由器106A、106B和106C從來(lái)自網(wǎng)絡(luò)104的部件接收進(jìn)入的分組，并通過(guò)基于與所接收的分組相關(guān)的目的地址的子集識(shí)別分布級(jí)路由器部件來(lái)處理目的地址。作為例證，目的地址的子集可相應(yīng)于少于全部目的IP地址的目的IP地址，例如IP地址的最高值。如以前所述的，核心級(jí)路由器106A、106B和106C可相應(yīng)于在一個(gè)或多個(gè)硬件部件上實(shí)現(xiàn)的邏輯路由器部件。在一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)邏輯路由器部件可與專用物理路由器部件相應(yīng)。在另一實(shí)施方案中，每個(gè)邏輯路由器部件可相應(yīng)于被分布式路由器環(huán)境100中的至少一個(gè)其它邏輯路由器部件共享的物理路由器部件。在可選的實(shí)施方案中，核心層的至少某個(gè)部分可由在分布式路由環(huán)境100外部的部件實(shí)現(xiàn)。在這樣的實(shí)施方案中，這樣的外部部件將直接處理分布式路由環(huán)境100的分布級(jí)路由器部件(下面描述)。
[0020]分布式路由環(huán)境100還可包括通常稱為分布層或分布級(jí)的第二級(jí)邏輯路由器部件。在一個(gè)實(shí)施方案中，分布級(jí)相應(yīng)于通常稱為分布級(jí)路由器108A、108B和108C的一個(gè)或多個(gè)邏輯路由器部件。如前面所述的，在分布式路由環(huán)境100內(nèi)，分布級(jí)路由器108A、108B和108C從核心路由網(wǎng)絡(luò)