[发明专利]网络装置内用于分组重新排序的方法和装置

说明书

本申请涉及网络装置内的虚拟节点的用于分组重新排序的智能缓存。本技术描述了响应于网络装置中的内部转发路径的变化而对在新路径上流动的分组进行分组重新排序。例如，网络装置可以动态地改变对内部转发路径的选择以实现结构路径优化(“OFP”)或确保优化负载平衡。缓存在新路径上转发的分组使得在新路径上转发的分组的传输被延迟至少是分组从源分组处理器发送至初始目的地分组处理器的时间的缓存时长。

相关申请交叉引用

本申请要求于2017年12月27日提交的美国专利申请号15/855,276 的权益，该申请的全部内容通过引用结合于本文。

技术领域

本公开涉及计算机网络，并且更具体地涉及计算机网络内的分组路由和交换。

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装置的集合。在诸如以太网等基于分组(数据包)的网络中，计算装置通过将数据划分为称为分组的可变长度块来传送数据，这些分组被单独地跨过网络从源装置路由到目的地装置。目的地装置从分组中提取数据并且将数据组装成其原始形式。

某些装置(称为路由器)维持表示网络拓扑的路由信息。路由器交换路由信息以便维持穿过网络的可用路由的准确表示。“路由”通常可以被定义为网络上的两个位置之间的路径。在接收到输入数据分组时，路由器检查分组内的信息(通常称为“密钥”)以根据路由信息来选择用来转发分组的适当下一跳跃。

路由器可以包括通过内部交换结构互连的一个或多个分组处理器。分组处理器经由接口卡与其它外部装置进行数据接收和发送。交换结构提供内部互连机制以用于在分组处理器之间转发路由器内的数据以便通过网络进行最终传输。在一些示例中，路由器或交换装置可以采用分布式多级交换结构架构，其中网络分组遍历交换结构的位于路由器的分布式分组处理器中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。

发明内容

通常，本公开描述了用于响应于网络装置中的内部转发路径的变化而对在新路径上转发的分组进行智能缓存的技术。在一些示例中，诸如路由器等网络装置可以通过划分路由器的硬件资源(诸如分组处理器)而虚拟化为多个虚拟网络节点。可以在两个虚拟节点之间提供一个或多个逻辑链路。例如，抽象结构接口(AF)链路是逻辑链路结构，并且提供虚拟节点之间的连接。源分组处理器可以经由AF链路跨内部交换结构向目的地分组处理器转发输入数据以便最终传输在网络上。

例如，诸如单机架路由器等网络装置可以动态地改变对内部转发路径的选择以避免在结构路径上不必要的结构跳跃或者改进负载平衡。作为一个示例，内部转发路径可以从源分组处理器(例如，分组转发引擎(PFE)) 与初始目的地分组处理器之间的初始路径改变为源分组处理器与出口分组处理器之间的新路径。本文描述的技术提供了在新路径上转发的分组的缓存使得在新路径上转发的分组的传输被延迟至少为分组从源分组处理器发送至初始目的地分组处理器的时间的缓存时长。尤其是在初始路径上转发的一个或多个分组在出口分组处理器接收到沿着新路径转发的一个或多个后续分组之前尚未在交换结构上完成传输的情况下，这些技术可以为网络装置提供特定的技术改进，诸如解决目的地分组处理器处的所有类型数据和控制流量的分组重新排序问题。以此方式，网络装置可以在网络拓扑或分组流发生任何变化时自动缓存出口分组处理器处的分组，和/或向路径模块通知流和缓存超时的任何变化。

在一个示例中，一种方法包括由网络装置的目的地虚拟路由节点接收一个或多个分组，所述网络装置具有多个分组处理器和交换结构，所述交换结构包括在所述多个分组处理器的相应结构接口处耦接所述多个分组处理器的各对的多个结构链路。该方法还包括由所述目的地虚拟路由节点确定是在通过所述交换结构的第一路径上还是在通过所述交换结构的第二路径上转发所述一个或多个分组。该方法进一步包括响应于确定在所述第二路径上转发所述一个或多个分组，由所述目的地虚拟路由节点缓存所述一个或多个分组达到缓存时长。该方法还包括响应于已经经过所述缓存时长，由所述目的地虚拟路由节点在所述目的地虚拟路由节点的出口接口上传输缓存的一个或多个分组。