[发明专利]数据中心网络系统及其封包传送方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种数据中心网络系统与封包传送方法。

背景技术

随着网络技术的发展，通过网络来提供服务或者交换信息，已广泛应用于企业。然而，网络设备的建置与维护的费用相当可观。因此，网络数据中心的运作模式逐渐被发展起来。所谓网络数据中心为一种大型的数据储存中心，其提供企业包括主机代管、主机出租、异地备援以及系统与网络管理等服务。例如，企业仅需向提供网络数据中心业者租赁主机空间，或是购买主机代管服务，即可任意存取与管理所属远程主机空间内的所有信息。对于企业而言，不需要自己建购容纳硬件或电信设备的机房，而是将机器放在网络数据中心业者的机房之中或者租赁网络数据中心业者的机器。基此，企业网络联机的费用并且省下日常维运的人力成本。

在网络数据中心的运作中，最重要的部分就是建立数据中心网络架构，以建立大量虚拟主机，来执行各种服务。特别是，在数据中心网络中，虚拟主机必须能够容易地转移、数据封包能够有效率地传送且避免造成传送回路。因此，如何设计一个有效率、可靠易于管理且符合经济价值的网络，是本领域技术人员所致力的目标。

以太网络(Ethernet)为目前网络架构的潮流，其已广泛的应用于局域网络上。

图1是绘示利用以太网络架构用于网络数据中心的货柜型计算机(container computer)的网络拓扑(network topology)范例。

请参照图1，网络可被区分为核心(Core)层、区域(Region)层与机柜顶端(Top-of-Rack，ToR)层。核心层包含12个以太网络交换机；区域层包含12个以太网络交换机；并且机柜顶端层包含48个以太网络交换机。

一个货柜型计算机有12个机柜，而每一机柜具有4个机柜顶端网络交换机。另外，每一机柜包含40个服务器(即，实体机器)，因此一个货柜型计算机包含480个服务器。假设每一服务器可运转20个虚拟机器，则一个货柜型计算机可提供9600个虚拟机器。

尽管以太网络技术可方便地用于数据中心网络，但以太网络具有扩充性的问题。具体来说，当以太网络上的一个发送端(例如，虚拟机器或实体机器)欲发送数据封包给一个接收端(例如，虚拟机器或实体机器)通讯时，在发送端至接收端之间传送此数据封包的路径上所有网络交换机都必须存有关于接收端的地址信息，而此信息会占用转送表(Forwarding Table)中的一个转送表登录(Forwarding Table Entry)来被记录。然而，一般的以太网络交换机的转送表仅能记录16K～32K个转送表登录，因此，以太网络通常仅可容量数百至数千个实体机器。

图2是在以太网络上传送数据封包的范例。

请参照图2，在此以太网络中，实体机器A、实体机器B与实体机器C是经由网络交换机SW1、SW2、SW3与SW4连接并且使用以太网络协议来通讯。倘若虚拟机器B1、B2与B3运转在实体机器B上，并且实体机器A是经由网络交换机SW1、网络交换机SW2、网络交换机SW3、实体机器B所构成的传送(Forwarding)路径P1传送数据封包给虚拟机器B1、B2与B3时，网络交换机SW1、网络交换机SW2与网络交换机SW3的转送表都必须储存有关于虚拟机器B1、B2与B3的地址信息，由此实体机器A欲传送给虚拟机器B1、B2与B3的数据封包能够顺利地送达。因此，在图2所示的以太网络中，倘若网络交换机SW1的转送表仅能储存16K个转送表登录时，实体机器A最多仅能与16K个机器交谈。

基于上述，倘若要架构一个具百万个虚拟机器的数据网络中心时，则需要约要110个上述货柜型计算机。此时，以太网络将无法支持大量的实体机器或虚拟机器的通讯。

发明内容

本发明提供一种数据中心网络系统及封包传送方法，其能够在因特网协议下有效地扩充机器的数量。