[发明专利]对网络设备背景中的转发数据库进行同步

说明书

技术领域

本发明通常涉及网络系统，并且更具体地说，涉及用于将转发数据库与控制器进行同步的系统和方法。

背景技术

通信网络可以包括诸如计算机、服务器、路由器、交换机、桥、集线器和其它类型的网络节点之类的各种网络设备。通过在各个设备之间传递数据分组或帧来经由数据通信网络来传输数据，从而使数据从源设备移动到目标设备。在广域通信网络(诸如互联网)中，可以由多个网络单元负责或处理分组，并且当分组从源设备移动到目标设备时分组可以穿过多条通信链路。

网络中的某些设备(例如，交换机、桥和路由器)对网络业务进行管理和调整。例如，这些设备可以对接收到的分组进行分析，并将这些分组转发到网络中的另一个设备上。当诸如交换机之类的网络设备接收到分组时，该交换机从该分组获得目标地址，并且在转发数据库中查找目标的输出端口。转发数据库包括多个表格，这些表格包括地址与相应端口之间的映射。然后，交换机将分组发送给识别出的目标端口。

网络交换系统可以通过向转发数据库注册每个输入分组的源地址和端口信息来创建转发数据库。IEEE802.1D(关于媒体访问控制(“MAC”)桥的标准)提供了用于创建转发数据库并且发送和接收网络分组的操作过程。

在网络系统中，各个网络设备(例如，交换机)对它们的转发数据库进行同步是至关重要的。当前，通过使用队列在交换机之间对转发数据库进行同步。队列对转发数据库中的表格的所有变化(包括条目增加、更新和删除)进行记录。交换机中的控制器通过读取队列来获得这些变化。

交换机包括控制器和数据库引擎，所述控制器使用转发数据库中的信息，所述数据库引擎管理该转发数据库。因为数据库引擎与控制器的处理能力上的不匹配(尤其是在高速交换机中)，因此队列无法足够大以便记录等待要由控制器处理的所有临时信息。为了使该影响最小化，硬件设计者使用大的先入先出(FIFO)队列或者在需要时暂时停止数据库变化，否则这些变化将与控制器失去同步。

此外，当在控制器实际知道单个条目所发生的多个变化中的任一个变化之前，单个条目发生了多个变化时，一种用于简化交换设计的常见方法是用多个记录来记录这些变化。这种设计很容易受到拒绝服务(DoS)攻击，在这种攻击中，攻击者可以仅仅频繁地改变一个条目来耗尽FIFO队列，从而使数据库同步更新停止。

因此，期望对该领域的改进。

发明内容

本申请给出了用于对网络设备中的转发数据库进行同步的系统和方法的各种实施例。

第一转发数据库或表格可以保持在网络设备的数据库引擎部分中。数据库引擎部分可以主要在硬件中实现。此外，第二转发数据库或表格可以由网络设备的控制器部分保持。控制器部分可以实现为在网络设备的处理器上执行的软件，但是设想了其可以在硬件中实现的实施例。

第一转发数据库和第二转发数据库二者可以包括多个条目。在至少第一转发数据库中，多个条目中的每一个条目可以包括同步字段以及其它字段。如下面更加详细讨论的，第一和第二转发数据库可以包括或使用全局同步值，例如，用于对第一转发数据库到第二转发数据库的变化进行同步。额外的字段也可以用于同步，诸如更新字段(例如，用于指示现有的字段是何时更新的)以及获知或状态字段(例如，用于指示条目的状态，诸如“自动获知”、“受控获知”、“受控老化”和/或“自动老化”以及其它可能性)。其它字段可以用于辅助同步。注意：用于同步的这些字段中的一个或多个字段仅存在于第一转发数据库中，而不存在于第二转发数据库中。例如，该同步信息在第二转发数据库中可能不是必需的(例如，因为更新可能通常发生在数据库引擎部分中然后同步到控制器部分，而不是相反的方向)。然而，仍然设想了相反方向的同步(例如，当更新是从其它网络设备提供的)。在一个实施例中，这些同步可以按照不同于本文中讨论的方式发生。

在操作的过程中，变化可能发生在第一转发数据库中(例如，数据库的数据库引擎部分可以改变或添加条目)。相应地，第一和第二数据库可以变得失去同步。在一个特定的实施例中，可以执行对第一转发数据库中的第一组一个或多个条目的改变。这些改变可以包括：条目的添加、或者现有条目中的字段的值的修改。此外，这些条目可以具有设置为当前同步值的同步值。响应于这些改变，或者以定期的方式，数据库引擎部分可以向控制器发送消息(例如，中断)来指示应该执行第二转发数据库的更新。相应地，网络设备中的控制器可以接收用于指示已经发生改变的消息。