[发明专利]分片网络中委托转发和地址解析

说明书

相关申请案交叉申请

本发明要求2012年2月24日由琳达·邓巴等人递交的发明名称为“分片网络中委托转发和地址解析”的第61/602,931号美国临时专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文本中，如全文再现一般。

关于由联邦政府赞助的

研究或开发的声明

不适用。

缩微平片附件的引用

不适用。

背景技术

虚拟和覆盖网络技术已经在效率、成本和处理功率方面极大改善了通信和数据网络的实施方式。覆盖网络可以是一个建立在服务承载网络之上的虚拟环境。覆盖网络内的节点可以通过虚拟和/或逻辑链路连接，这些虚拟和/或逻辑链路可对应于服务承载网络中的节点和物理链路。覆盖网络可以划分成虚拟网络实例(例如互联网协议(IP)子网)，这些虚拟网络实例可以使用覆盖网络同时执行不同应用和服务。此外，计算、存储和/或网元等虚拟资源可以灵活地重新分配或在整个覆盖网络中移动。例如，数据中心内的主机和虚拟机(VM)可以迁移到任何具有可用资源的虚拟服务器中以执行各种应用和服务。因此，虚拟和覆盖网络技术一直是通过减少网络开销同时提高网络吞吐量来改进当今通信和数据网络的关键。

在当今的网络中，路由器等网关节点负责路由虚拟网络实例之间的流量。当网关节点的多个端口上启用了虚拟网络实例(例如，一个IP子网)时，网关节点可用于使用一条或者多条用于IP子网的等价多路径(ECMP)路由路径转发数据包。此外，一个IP子网中的所有末端节点(例如，主机)都可具有相同的前缀“10.1.1.X”，其中“X”变量可标识一个或多个末端节点。如果子网“10.1.1.X”中存在附接到接入交换机或者机架(ToR)交换机等接入节点的末端节点，则接入节点可通过内部网关协议(IGP)公告该IP子网前缀“10.1.1.X”。当网关节点接收IP子网中(例如，“10.1.1.5”)具有目的地址的数据包时，该网关节点可选择ECMP路径并且通过该ECMP路径向其中一个已经公告IP子网前缀“10.1.1.X”的接入点转发该数据包。在从网关节点接收该数据包之后，接入节点可向末端节点附接到的合适接入点转发帧。

然而，许多当今网络既大又复杂，使得网络包括大量的末端节点。例如，由于业务需求和非常先进的服务器虚拟化技术，高度虚拟化数据中心可以拥有成千上万到数以百万计的主机和VM。因此，网关节点可能需要向遍布许多不同接入节点的大量末端节点提供转发路径信息(例如，ECMP路径)。令该问题严重的是，网关节点的存储能力和处理能力有限，这样会妨碍网关节点维护给定虚拟网络实例的所有转发路径信息。例如，给定虚拟网络实例可能具有附接到20个不同接入节点的256个末端节点。网关节点可用于计算最多10条不同的ECMP路径，因此网关节点可产生ECMP路径到达给定虚拟网络实例中20个不同接入点中的10个接入点。此外，网关节点可计算接入节点和一小部分附接到于接入节点的末端节点的ECMP路径。因此，网关节点可能无法提供转发路径信息以到达给定虚拟网络实例中的许多末端节点。

因此，在一些实例中，网关节点可选择转发路径并且将数据包转发到该转发路径中不与目标末端节点连接的接入节点。该转发路径中的接入节点随后可接收该数据包并且可确定该接入节点不与目标末端节点连接。在那时，当接入节点具有合适的接入节点的转发信息时，接入节点可将该数据包重定向到合适的接入节点。如果接入节点没有合适的接入节点的转发信息，则该接入节点可将该数据包泛洪到其他参与给定虚拟网络实例的接入点。由于网络变得更大更复杂，并且末端节点不断地通过数据中心迁移，网络可越来越泛洪数据包。然而，给定虚拟网络实例内的数据包的不断泛洪可能对网络性能、带宽和处理能力造成不利影响。安装额外的网关节点可能不会提高网络的性能、带宽和处理能力，因为各网关节点需要到达所有参与给定虚拟网络实例的末端节点。因此，需要一种解决方案以有效地管理所有未基于末端节点的IP子网前缀放置的末端节点的转发路径。

发明内容