[发明专利]实时且高分辨率缓冲占用监控和记录

说明书

相关申请

本申请要求于2012年9月18日提交的、题为“实时且高分辨率缓冲占用监控和记录”的美国临时申请No.61/702,318，该临时申请的整体通过引用被合并于此。

技术领域

本公开总体涉及对网络设备中的网络缓冲器的内容进行监控。

背景技术

在诸如数据中心之类的计算机网络中，数据以一般以通过一个或多个网络设备(例如，交换机、路由器、防火墙等)的分组形式被从源传输至目的地。在传输期间，分组通常被临时存储于网络设备的一个或多个网络缓冲器中。

某些数据中心客户要求可以提供低延时、高带宽以及通常较大扩缩性的网络架构。(在扁平的拓扑中包括多个固定交换机的)以太网交换结构是通常被用来满足这些要求的网络架构。在以太网交换结构中，固定交换机通常具有片上交换机(SOC)架构，该SOC架构比具有模块化设计或基于交叉开关(crossbar)设计的网络设备提供更小的网络缓冲器。然而，即使网络缓冲器大得足以容纳所有传入(incoming)流量，但过度缓冲可以导致任何流量遭受额外延时。

附图说明

图1是根据本文所呈现的技术被配置来监控网络设备中的缓冲器的网络设备的框图。

图2是被配置来监控网络设备中的缓冲器的缓冲监控逻辑的框图。

图3是缓冲监控逻辑的附加部件的框图。

图4是被配置来监控网络缓冲器的计算系统的框图。

图5是对网络缓冲器进行监控以获得缓冲占用数据的方法的流程图。

图6是表示可以被输出至用户的网络缓冲占用的示例图表。

图7示出可以被输出至用户来示出在特定时间段的缓冲占用的柱状图的示例。

图8是可以被获得的缓冲占用与时间的图表的示例。

图9示出示例柱状图的仿真结果的示例。

图10A-图10F是与跨图9的整个仿真与缓冲使用情况相对应的图表的示例。

图11A-图11B是可以被输出至用户的重新构建的缓冲使用情况的示例。

具体实施方式

概述

本文所呈现的是用于使用网络设备中的网络缓冲器的占用的柱状采样、以微秒尺度对缓冲占用进行检测和表征的技术。本文所呈现的技术还包括用于收集并解释结果数据的相关联的处理。

用于检测和表征缓冲占用的一种技术包括：当分组被网络设备处理时，将这些分组存储于该网络设备的缓冲器中；以采样速率对缓冲器的占用等级进行采样；在从采样确定的时间中跟踪缓冲器的占用等级；以及基于占用等级对通过网络设备的流量流进行表征。

具体实施方式

增长的一部分网络用户(例如，金融公司)要求来自数据中心设备的亚微秒延时。未计算在内的缓冲将引起可能对数据中心性能带来负面影响的显著的延时惩罚。其他客户在如下的环境中进行操作：给定的端服务器或虚拟机将在微秒尺度的突发(burst)中(例如，在搜索查询的结尾处的不充分利用(in-cast))接收大量流量。微突发可以在数据中心边界附近压垮缓冲器，并且导致自发地出现和消失的流量中断(被丢弃的分组或延时惩罚)。本文所呈现的是用来确定缓冲占有量等级、并且基于所确定的缓冲占有量等级来对通过网络设备的流量流进行表征的网络缓冲监控技术。图1是被配置来执行本文所呈现的网络缓冲监控技术的网络设备的框图。网络设备100包括端口110(1)-110(N)、交换机结构120、缓冲监控逻辑130、中央处理单元(CPU)140、一个或多个缓冲器150以及(一个或多个)交换表160。举例来说，网络设备100可以与网络交换机相对应。应当理解，网络缓冲监控技术可以被实现于一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字逻辑门中，或者由运行存储于有形(非暂态)处理器可读存储器存储介质(例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)或其他非暂态存储器存储设备)中的指令的处理器来实现。在本文所呈现的具体示例中，缓冲监控技术是由硬件辅助的。