[发明专利]用于胖树网络的自动化业务工程

说明书

优先权

本申请要求来自2010年8月16日提交的名称为“Algorithms and Automated Traffic Engineering To Apply 802.1aq to Fat Tree Networks”的美国临时申请（No. 61/373928）的优先权。

技术领域

本发明的实施例涉及用于改进网络中负载分发的方法和设备。具体地说，本发明的实施例涉及用于胖树网络中或在网络中的节点之间具有多个相等成本路径的其它高度规则交换层次结构中负载分布的方法。

背景技术

负载分发或负载分布是在网络中更有效地利用带宽和改进总体性能的方法。今天部署的大多数自动化负载分发和负载分布技术仅以非常局部视野来操作，这些负载分发和负载分布技术只考虑到给定目的地的最短路径上随后跳的数量，并且未考虑网络中业务的总体分发。

相等成本多路径(ECMP)是用于路由的网络中单播业务的负载分布的常见策略，其能够在有关如何将分组转发到给定目的地的判定能够解析到多个“相等成本”随后跳的任何跳（这在运行数据库计算时在最短路径上陷于平局）的情况下被利用。ECMP能够结合大多数单播路由选择协议和配有要求的支持数据平面硬件的节点来使用。它依赖对单个路由器而言是本地的每跳判定，并且假设在每个中间节点存在混杂接收和完全转发表。通过在网络中任何给定节点使用ECMP，跨相等成本随后跳的集合伪平均地划分负载。在存在到给定目的地的多于一个路径的网络的每一跳，此过程被独立实现。

在许多实现中，在出现存在多个相等成本随后跳时，针对诸如因特网协议(IP)报头等熵源而检查每个分组，并且路径数量的报头信息模的哈希用于为特定分组选择下一跳，并且将为给定“流”中的所有分组选择相同下一跳。对于高度汇集的业务，此方法将平均地在规则拓扑（即，对称拓扑）中分发负载，并且在不那么规则的拓扑中确实提供了一些改进。

数据中心设计的当前方案利用已知为Clos或“胖树(Fat Tree)”网络。这些网络是高度规则的，并且因利用与十分密集结网（meshing）相组合的交换节点阵列以便缩放带宽而出名。胖树网络上负载分布的复杂性之一是路径数量按照连接的平方而增加。ECMP在此类应用能够很适合，但基于ECMP的负载分布取决于交换层次结构的对称规则性以在每跳实现效率和流到下一跳指派的近乎完美的重复随机化。与ECMP有关的又一复杂性是在未分离多播和单播的处理的情况下，它不能应用到以太网，因为每跳ECMP不能应用到多播业务。此复杂性的净结果是在未知分组的单播转发与多播泛洪之间能够存在竞态条件，使得失序输送能够发生在稳定的网络中。因此，合乎需要的是找到用于以太网的对于ECMP的备选，该备选可应用于高度网状规则网络并且其中网络中故障造成的业务分发的降级被最小化。

发明内容

在至少一个胖树网络节点中为了改进的负载分布而实现的方法的实施例，其中，所述节点是胖树网络中多个胖树网络节点之一，其每个节点实现平局打破（tie-breaking）过程以产生最低成本树，该方法包括以下步骤：按从最低排列的（ranked）根节点到最高排列的节点的顺序为胖树网络的每个根节点执行生成树计算；为胖树网络的每个根节点生成过滤数据库，其中，过滤数据库包括胖树网络的叶节点的媒体访问（access）控制(MAC)地址的集合，以及为每个计算的树添加链路利用，以用作对用于至少一个平局打破算法的链路标识符的前缀。