[发明专利]使用抽象结构接口连接网络设备中的虚拟节点

说明书

本发明涉及使用抽象结构接口连接网络设备中的虚拟节点，具体地，在一个实例中，在单机架网络设备上执行的管理组件利用抽象结构接口配置虚拟节点，该抽象结构接口具有分配给抽象结构接口的另一端上的虚拟节点的包处理器(例如，PFE‑ID)的标识符作为目的地地址。单机架网络设备的管理组件通过使用包处理器处的结构链路预先创建底层网络。当管理组件在虚拟节点上创建并连接抽象结构接口时，管理组件形成覆盖网络并通过例如对转发平面包处理器编程而将覆盖网络附加到底层网络，以连接虚拟节点。然而，网络设备、外部设备、和路由协议的用户将不会把抽象结构接口视为覆盖接口，而是视为常规以太网接口(例如，千兆以太网接口)。

本申请要求2017年12月15日提交的美国申请号15/844,338和2017 年9月29日提交的美国临时申请号62/565,550的权益，其每个的全部内容通过引证并入本文。

技术领域

本公开涉及计算机网络，并且更具体地，涉及在计算机网络内传递包 (分组，packet)。

背景技术

计算机网络是可以交换数据和共享资源的互连计算设备的集合。在如以太网的基于包的网络中，计算设备通过将数据划分为称为包的可变长度块来传递数据，该包通过网络设备被单独地从源设备路由到目标设备。目标设备从包中提取数据并将数据组装成其原始形式。

某些称为路由器的设备维护表示网络拓扑的路由信息。路由器交换路由信息以维护通过网络的可用路由的准确表示。“路由”通常可以定义为网络上两个位置之间的路径。在接收到输入数据包时，路由器检查包内的信息，通常称为“密钥”，以根据路由信息选择转发包的适当下一跳(next hop)。

路由器可以包括一个或多个包处理器，例如包转发引擎(packet forwardingengine)，以及交换结构(switch fabric)。包处理器可以经由接口卡接收和发送数据。交换结构提供互连机制，用于在包转发引擎之间转发数据，以通过网络(例如因特网)进行传输。在一些实例中，路由器或交换设备可以采用分布式多级交换结构架构，其中网络包穿过位于路由器的分布式包处理器中的交换结构的多个级以从交换结构的入口点行进到交换结构的出口点。

路由器使用路由协议来交换路由信息。路由器通常以一个或多个路由表或其他数据结构的形式维护路由信息。路由器可以根据路由信息生成和维护转发信息。转发信息将网络路由器与特定的转发下一跳和路由器的相应接口端口相关联。在一些实例中，转发信息可以是路由信息中包含的信息的子集。在转发信息中生成接口端口与下一跳的关联的过程通常称为路由解析。

发明内容

一般来说，本公开描述了用于在单个网络设备机架(chassis)中的虚拟节点之间创建内部连接的技术。节点虚拟化通过在虚拟节点之间划分单机架网络设备的硬件资源，将单机架网络设备虚拟化为多个网络节点(虚拟节点)。这些技术提供用于设置连接以横跨虚拟节点路由和转发流量的机制。建立这样的连接可能是具有挑战性的，因为虚拟节点之间的底层网络连接是结构串行化/并行化的链路连接的广播结构介质。

本公开描述了一种架构，其定义了虚拟节点将如何连接以便可以横跨虚拟节点路由流量。在该架构中，可以在虚拟节点之间创建称为抽象结构接口的虚拟接口，允许虚拟节点在它们之间路由和转发流量。在单机架网络设备上执行的管理组件利用抽象结构接口(fabric interface)配置虚拟节点，该抽象结构接口具有分配给抽象结构接口的另一端上的虚拟节点的包处理器的标识符作为目的地地址。底层网络由单机架网络设备的管理组件使用包处理器处的结构链路预先创建。当管理组件在虚拟节点上创建并连接抽象结构接口时，管理组件形成覆盖网络并将覆盖网络附加到底层网络，以连接虚拟节点。然而，网络设备、外部设备、和路由协议的用户将不会把抽象结构接口视为覆盖接口，而是视为常规以太网接口(例如，千兆以太网接口)。本文描述的技术可以允许虚拟节点之间的连接，而不需要为连接添加外部端口。通过这种方式，节点虚拟化和抽象结构接口可以允许降低资本支出。