CN102694720B - 编址方法、编址装置、架构管理器、交换机和数据路由方法 - Google Patents
编址方法、编址装置、架构管理器、交换机和数据路由方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102694720B CN102694720B CN201110077135.4A CN201110077135A CN102694720B CN 102694720 B CN102694720 B CN 102694720B CN 201110077135 A CN201110077135 A CN 201110077135A CN 102694720 B CN102694720 B CN 102694720B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- switch
- address
- host
- layer
- root
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 19
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 119
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 13
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 13
- XEBWQGVWTUSTLN-UHFFFAOYSA-M phenylmercury acetate Chemical compound CC(=O)O[Hg]C1=CC=CC=C1 XEBWQGVWTUSTLN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 9
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 102100033121 Transcription factor 21 Human genes 0.000 description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 3
- 101150109289 tcf21 gene Proteins 0.000 description 3
- 101100491335 Caenorhabditis elegans mat-2 gene Proteins 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L61/00—Network arrangements, protocols or services for addressing or naming
- H04L61/09—Mapping addresses
- H04L61/10—Mapping addresses of different types
- H04L61/103—Mapping addresses of different types across network layers, e.g. resolution of network layer into physical layer addresses or address resolution protocol [ARP]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
- H04L45/48—Routing tree calculation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
- H04L45/48—Routing tree calculation
- H04L45/484—Routing tree calculation using multiple routing trees
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L61/00—Network arrangements, protocols or services for addressing or naming
- H04L61/50—Address allocation
- H04L61/5038—Address allocation for local use, e.g. in LAN or USB networks, or in a controller area network [CAN]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
本发明提出了一种用于数据中心网络的编址方法、编址装置、架构管理器、交换机和数据路由方法。根据本发明的编址装置，包括：树创建单元，用于依次以每个交换机为根，通过网络拓扑发现功能，创建包含所有主机的树，由此，得到多棵树；树选择单元，用于从所述树创建单元所创建的多棵树中选择具有最小高度的树；以及地址分配单元，用于针对由所述树选择单元所选择的每一棵具有最小高度的树，为网络中每个交换机和每个主机分配地址。本发明适用于数据中心所采用的多种网络拓扑，可实现位置地址的聚合，以减小转发表，而且能够容易地实现网络负载均衡。
Description
技术领域
本发明涉及数据中心网络，更具体地，涉及一种用于数据中心网络的编址方法、编址装置、架构管理器、交换机和数据路由方法，适用于数据中心所采用的多种网络拓扑，可实现位置地址的聚合，以减小转发表，而且能够容易地实现网络负载均衡。
背景技术
随着互联网和云计算服务等应用的发展，数据中心的规模日益增大，当前的数据中心包含着成千上万台的服务器和交换机。另外，数据中心通常同时支持多种不同的应用，其中一些应用要求数据中心内部不同服务器之间的大量的数据通信。数据中心的规模的增大和应用的发展对其网络架构带来了新的挑战。
数据中心网络的目标是将大量的数据中心服务器进行互连，并为上层的应用提供高效和容错的路由转发服务。数据中心网络架构主要有两类选择：二层网络(Layer 2 Network)和三层网络(Layer 3 Network)。
在二层网络架构中，整个数据中心成为一个大的以太网。以太网给网络管理带来了很大的方便，“即插即用”，无缝的虚拟机迁移等。但是，以太网不能扩展到成千上万台服务器的规模。
三层网络架构具有很好的可扩展性，但是它不再具有以太网简单方便的优点，给网络管理带来了负担。
针对这个问题，研究人员提出了新的系统和方法来解决以太网的扩展性问题，支持“即插即用”的大规模的数据中心网络。
以太网是当今最常用的局域网技术，它使用MAC地址来标识网络中的节点。不同于IP地址的层次化结构，MAC地址是一种平面(flat)结构，并且是全球唯一的。交换机中的转发表记录了目的MAC地址到发送端口的映射。
图1是用于说明交换机通过自学习的方式构建转发表的示意图。当一个数据帧到达交换机的时候，交换机查看该数据帧的源MAC地址，并且将此源MAC地址和此数据帧进入的端口的映射存储到转发表。由于这种自学习机制以及MAC地址的使用，使得网络管理非常方便，交换机可以“即插即用”。
但是以太网不能扩展到成千上万台服务器的规模，主要有以下几点原因。首先，MAC地址是非层次化的，不能将多个MAC地址聚合在一起。交换机的转发表存储的是目的MAC地址和发送端口的映射，因此每个交换机的转发表里面就需要存储整个网络的所有主机的MAC地址。交换机的缓存大小的限制使得网络中主机的个数不能无限制的增长。其次，如图2所示，对于具有未知目的MAC地址的数据帧(转发表中没有存储此目的MAC地址)，交换机将其发送(广播)至除了数据帧到达的端口以外的所有其他端口。另外，一些基本网络服务(包括地址解析协议ARP、动态主机配置协议DHCP等)都是通过广播的方式进行的。这种全网性的广播机制也使得以太网不能扩展到太大规模。最后，以太网使用生成树协议(Spanning Tree Protocol-STP)来避免环路，但是沿着单一的生成树来转发数据包会导致低效的路由选择和链路负载的不均衡。
这些原因使得数据中心网络不能被直接构建成一个大的局域网。一个解决方法是使用二层三层混合的结构，数据中心被构建成多个局域网，这些局域网之间是由IP路由连接。每个局域网由几十或者几百台机器组成，形成一个IP子网。这种二层三层混合的结构解决了可扩展性问题，但是不再具有以太网简单方便的优点，给网络管理带来了负担。本发明的目的在于解决以太网的扩展性问题，以支持“即插即用”的大规模数据中心网络。
参考文献[1]提出了PortLand协议——一种用于数据中心网络的二层寻址、路由和转发协议。根据该协议，给网络中的主机分配一个假的MAC(PMAC)地址，用来编码这些主机在网络拓扑中的位置。PMAC地址可以用非常小的交换机的状态来实现有效的路由转发功能。以下，对PortLand系统进行更为详细的描述。
图3是示出了PortLand系统的系统结构的示意图。
在PortLand系统中，终端主机被分配假的MAC地址(PMAC)(例如，如图3所示，PMAC地址“00.00.01.02.00.01”被分配给MAC地址为“00.19.B9.FA.88.E2”、IP地址为“10.5.1.2”的终端主机)，用来编码这些终端主机在网络拓扑中的位置。PMAC代替实际的MAC地址存储在转发表中，用于数据包的转发。不同于MAC地址的平面结构，PMAC是层次化的，可以聚合，因此交换机只需要保存很小的转发表。另外，PortLand引入了一个中心化的架构管理器(Fabric Manager-FM)300。FM 300维护网络配置信息和状态(比如，拓扑结构等)。不同于传统以太网中的纯广播机制，FM 300可以帮助进行ARP解析和提高容错性能。
Portland协议是基于Fat Tree网络拓扑(参考文献[3])的寻址、路由和转发协议。在Fat Tree网络拓扑中，交换机分成三层：边缘层、汇聚层和核心层。不同层中所有的交换机都是相同的，每个交换机包含k个端口。图3示出了k＝4的Fat Tree网络拓扑结构。Fat Tree分为k个独立的分块(pod)，如图3中边缘层和汇聚层的虚线框所示，每个框里面的k个交换机组成一个分块。Fat Tree网络拓扑结构可以支持k3/4台主机，使用5k2/4个k口交换机。
边缘交换机给其所有直接相连的主机分配一个48比特的PMAC地址。PMAC地址是层次化的，编码了主机在网络拓扑中的位置。PMAC地址的格式是：
pod.position.port.vmid，
其中
pod：16比特，表示此边缘交换机所处的pod的序号，
position：8比特，表示此边缘交换机在此pod中所处的位置，
port：8比特，表示此主机连接的边缘交换机的端口号，
vmid：16比特，表示此物理机上虚拟机的序号(因为一个物理机上可能运行多个虚拟机)。
在图3所示的例子中，左侧第三个主机的PMAC地址是：
00.00.01.02.00.01。
其中，
pod：00.00，表示pod 0，
position：01，表示pod 0中位置1，
port：02，表示此主机连接在边缘交换机的2号端口，
vmid：00.01，表示此主机上的虚拟机序号为1。
如图3所示，PMAC地址代替实际的MAC地址存储在转发表(如图3中最右侧的表格所示)中，用于数据包的转发。不同于MAC地址的平面结构，PMAC是层次化的，可以聚合，因此交换机只需要保存很小的转发表。各层交换机的转发表如下：
核心层交换机：
例如，图3中最右端的核心交换机，它的端口0和pod 0相连，端口1和pod 1相连，等等。因此，所有目的MAC地址为00.00.*送往端口0，表示所有去往pod 0的数据包都送往端口0；同理，所有去往pod 1的数据包都送往端口1，等等。
汇聚层交换机：例如，图3中最右端的汇聚交换机，它属于pod 3，即00.11。所有目的MAC地址为00.11.*的数据包都是发往本pod，其中00.11.00.*的数据包发往位置为0的边缘交换机，所以发送往端口0，所有00.11.01.*的数据包发往位置为1的边缘交换机，所以发送往端口1。其他的目的MAC地址的数据包是发往其他pod的上行数据包，由端口2或者端口3发送。
边缘交换机：
例如，图3中最右端的边缘交换机，它属于pod 3，位置1，即00.11.01。它有两个直接相连的主机，所有目的MAC为00.11.01.00.*的数据包都发送往端口0，所有目的MAC为00.11.01.01.*的数据包都发送往端口1。其他的目的MAC地址的数据包是发往其他主机的上行数据包，由端口2或者端口3发送。
PortLand协议是一种用于数据中心网络的二层寻址、路由和转发协议。但是，PortLand协议局限于Fat Tree这一网络拓扑，不能方便地应用到其他拓扑。例如，PortLand协议所使用的PMAC的形式：pod.position.port.vmid不能直接应用于参考文献[2]所提出的Clos网络拓扑。
图4是示出了Clos网络拓扑的示意图。Clos网络拓扑也是分为三层，其中ToR(Top of Rack)交换机类似于Fat Tree网络拓扑中的边缘交换机，与终端主机直接相连。Fat Tree网络拓扑中所有的交换机都是一样的。但是，在Clos网络拓扑中，核心交换机和汇聚交换机是10G口的大交换机，而ToR交换机通过10G的上行口连接汇聚交换机，通过1G的下行口连接主机。
在Clos网络拓扑中不再有pod的概念，所以PMAC格式(pod.position.port.vmid)无法直接使用。如果将一个汇聚交换机对应于一个pod，例如，汇聚交换机S3为pod0，汇聚交换机S4为pod1，则无法编址ToR交换机。因为每个ToR交换机都与两个汇聚交换机相连，例如，ToR交换机S7既与汇聚交换机S3相连，也与汇聚交换机S4相连，这样，ToR交换机S7的pod序号可以为0，也可以为1。因此，参考文献[1]提出的PortLand协议不能直接应用于参考文献[2]提出的这种Clos网络拓扑。
参考文献：
[1]“PortLand：A Scalable Fault Tolerant Layer 2 Data CenterNetwork Fabric”，Radhika Niranjan Mysore etc.，in Sigcomm2009
[2]“VL2：A Scalable and Flexible Data Center Network”，AlbertGreenberg etc.，in Sigcomm 2009
[3]“A Scalable，Commodity Data Center Network Architecture”，M.Al-Fares etc.，in Sigcomm 2008
发明内容
考虑到现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种用于数据中心网络的编址方法、编址装置、架构管理器、交换机和数据路由方法，适用于数据中心所采用的多种网络拓扑，可实现位置地址的聚合，以减小转发表，而且能够容易地实现网络负载均衡。
本发明提出了一种用于数据中心网络的编址方法、编址装置、架构管理器、交换机和数据路由方法。网络中的主机和交换机被分配一个或者多个位置地址(locator)，位置地址是层次化的，编码了主机和交换机在网络拓扑中的位置。当网络拓扑提供了冗余的路径时，给主机和交换机分配多个位置地址。位置地址代替MAC地址存储在交换机的转发表里，用于数据包的转发。多个位置地址描述了多条路径，在多条路径中选择合适的路径可实现负载均衡。
根据本发明的第一方案，提出了一种编址装置，包括：树创建单元，用于依次以每个交换机为根，通过网络拓扑发现功能，创建包含所有主机的树，由此，得到多棵树；树选择单元，用于从所述树创建单元所创建的多棵树中选择具有最小高度的树；以及地址分配单元，用于针对由所述树选择单元所选择的每一棵具有最小高度的树，为网络中每个交换机和每个主机分配地址。
优选地，当以一个交换机为根，能够创建出多棵包含所有主机的树时，所述树创建单元选择以此交换机为根、高度最小的任意一棵树，作为所创建的树。
优选地，当以一个交换机为根，能够创建出多棵包含所有主机的树时，所述树创建单元记录所有这多棵树，作为所创建的树。
优选地，当存在多棵高度相同的最小高度的树时，所述树选择单元选择所有这多棵最小高度的树。
优选地，所述地址分配单元针对由所述树选择单元所选择的每一棵具有最小高度H的树，为位于所述树的根节点的根交换机，也称为第0层交换机，分配根交换机位置地址；从与所述根交换机直接相连的第1层交换机开始，针对与第i-1层交换机直接相连的每一个第i层交换机，找出从所述根交换机到达此第i层交换机的所有路径，针对每条路径，为此第i层交换机分配一个第i层交换机位置地址，其格式为：“根交换机位置地址.第1层交换机地址.….第i层交换机地址”，其中1≤i≤H-2；为每个主机分配主机位置地址，其格式为：“边缘交换机位置地址.主机地址”，其中边缘交换机是与主机直接相连的第k层交换机，0≤k≤H-2。
优选地，第i层交换机地址是第i-1层交换机与每一个第i层交换机相连的端口的端口号。
优选地，主机地址是边缘交换机与每一个主机相连的端口的端口号。
根据本发明的第二方案，提出了一种编址方法，包括：依次以每个交换机为根，通过网络拓扑发现功能，创建包含所有主机的树，由此，得到多棵树；从所创建的多棵树中选择具有最小高度的树；以及针对所选择的每一棵具有最小高度的树，为网络中每个交换机和每个主机分配地址。
优选地，当以一个交换机为根，能够创建出多棵包含所有主机的树时，选择以此交换机为根、高度最小的任意一棵树，作为所创建的树。
优选地，当以一个交换机为根，能够创建出多棵包含所有主机的树时，记录所有这多棵树，作为所创建的树。
优选地，当存在多棵高度相同的最小高度的树时，选择所有这多棵最小高度的树。
优选地，针对所选择的每一棵具有最小高度H的树，为位于所述树的根节点的根交换机，也称为第0层交换机，分配根交换机位置地址；从与所述根交换机直接相连的第1层交换机开始，针对与第i-1层交换机直接相连的每一个第i层交换机，找出从所述根交换机到达此第i层交换机的所有路径，针对每条路径，为此第i层交换机分配一个第i层交换机位置地址，其格式为：“根交换机位置地址.第1层交换机地址.….第i层交换机地址”，其中1≤i≤H-2；为每个主机分配主机位置地址，其格式为：“边缘交换机位置地址.主机地址”，其中边缘交换机是与主机直接相连的第k层交换机，0≤k≤H-2。
优选地，第i层交换机地址是第i-1层交换机与每一个第i层交换机相连的端口的端口号。
优选地，主机地址是边缘交换机与每一个主机相连的端口的端口号。
根据本发明的第三方案，提出了一种架构管理器，包括：根据本发明第一方案所述的编址装置；以及存储器，用于存储全局位置地址表，所述全局位置地址表包括了每一个主机的因特网协议地址与所述主机的所有主机位置地址之间的映射。
优选地，所述架构管理器还包括：调度单元，用于在收到地址解析协议请求时，以目的主机的因特网协议地址为索引查找所述全局位置地址表，并根据调度算法，从所找到的与目的主机的因特网协议地址对应的一个或者多个主机位置地址中选择一个主机位置地址返回给源主机，完成地址解析协议地址解析。
更优选地，当未能从所述全局位置地址表找到与目的主机的因特网协议地址对应的主机位置地址时，所述调度单元进行全网络的广播，获得目的主机的一个或者多个主机位置地址，再根据调度算法，从所获得的与目的主机的因特网协议地址对应的一个或者多个主机位置地址中选择一个主机位置地址返回给源主机，完成地址解析协议地址解析。
更优选地，所述架构管理器还包括：故障处理单元，用于在交换机检测到相邻交换机或链路发生故障时，将全局位置地址表中相应的主机位置地址设为失效，其中所述调度单元在选择与目的主机的因特网协议地址对应的主机位置地址时，不选择被设为失效的主机位置地址。
根据本发明的第四方案，提出了一种交换机，包括根据本发明第一方案所述的编址装置。
根据本发明的第五方案，提出了一种数据路由方法，采用了根据本发明第二方案所述的编址方法编址的交换机位置地址和主机位置地址，所述数据路由方法包括：根交换机/第0层交换机将包含了“根交换机位置地址.第1层交换机地址/主机地址.*”作为目的主机的主机位置地址的数据包转发至端口号为“第1层交换机地址/主机地址”的端口；第i层交换机将包含了“第i层交换机位置地址.第i+1层交换机地址/主机地址.*”作为目的主机的主机位置地址的数据包转发至端口号为“第i+1层交换机地址/主机地址”的端口，其中1≤i≤H-2；以及第i层交换机将包含了“根交换机位置地址.*”作为目的主机的主机位置地址的数据包转发至与以具有“根交换机位置地址”作为根交换机位置地址的根交换机为根节点的第i-1层交换机相连的端口，其中1≤i≤H-2。
本发明提出的新的编址/寻址方案适用于数据中心使用的多种网络拓扑，例如，Fat Tree网络拓扑、Clos网络拓扑等。位置地址代替MAC地址存在交换机的转发表里，用于数据包的转发。因为位置地址是层次化的，可以聚合，因此交换机只需要保存很小的转发表。当网络拓扑提供了冗余的路径时，主机和交换机具有多个位置地址，这多个位置地址分别描述了多条路径，在多条路径中选择合适的路径可以方便地实现负载均衡。
附图说明
通过下面结合附图说明本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中：
图1是用于说明交换机通过自学习的方式构建转发表的示意图。
图2是用于说明交换机转发(广播)具有未知目的MAC的数据帧的示意图。
图3是示出了PortLand系统的系统结构的示意图。
图4是示出了Clos网络拓扑的示意图。
图5是示出了根据本发明的编址装置500的结构方框图。
图6是示出了根据本发明的编址方法600的流程图。
图7是再次示出了参考文献[3]所提出的Fat Tree网络拓扑的示意图。
图8示出了基于Fat Tree网络拓扑、通过网络拓扑发现功能创建的一棵树的示例。
图9示出了基于Fat Tree网络拓扑、通过网络拓扑发现功能创建的另一棵树的示例。
图10示出了基于Fat Tree网络拓扑、通过网络拓扑发现功能创建的另一棵树的示例。
图11示出了基于Fat Tree网络拓扑的部分编址结果。
图12示出了基于Clos网络拓扑的部分编址结果。
图13是示出了Fat Tree网络拓扑下数据包转发的示例示意图。
图14是示出了包含了根据本发明的编址装置500的示例架构管理器1400的结构方框图。
图15示出了多个位置地址分别对应多条路径的示意图。
在本发明的所有附图中，相同或相似的结构和步骤均以相同或相似的附图标记标识。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。
图5是示出了根据本发明的编址装置500的结构方框图。根据本发明的编址装置500可以位于图3所示的架构管理器300中、也可以位于任何一个交换机中。如图5所示，根据本发明的编址装置500包括：树创建单元510、树选择单元520和地址分配单元530。
树创建单元510用于依次以每个交换机为根，通过网络拓扑发现功能，创建一棵包含所有主机的树，由此，得到多棵树。因为网络拓扑可能会提供冗余的路径，不一定每棵树都包含所有的交换机。另外，以一个交换机为根，可能会创建出多棵包含所有主机的树，在这种情况下，可以先于树选择单元520的操作，由树创建单元510先选择以此交换机为根、高度最小的任意一棵树，作为所创建的树。也可以创建并记录所有这些树，由树选择单元520统一进行选择。
树选择单元520用于从树创建单元510所创建的多棵树中选择具有最小高度的树，如果存在多棵高度相同的最小高度的树，则选出所有这多棵最小高度的树。根据树选择单元520的操作，当存在多棵高度相同的最小高度的树时，网络拓扑将被构建成一个多根树。
地址分配单元530用于完成网络中每个交换机和每个主机的编址操作。
为了描述方便，先对网络中的交换机的分层结构进行描述。
将位于每棵树的根节点的交换机称为根交换机(也称为第0层交换机)，将与第i-1层交换机直接相连的交换机称为第i层交换机(1≤i≤H-2，H是树的高度)，将与主机直接相连的交换机称为边缘交换机(边缘交换机可以是第k层交换机，0≤k≤H-2)。
首先，对于所选择的每一棵具有最小高度的树，为该树的根交换机(也可以称为第0层交换机)分配根交换机位置地址。
然后，从与所述根交换机(第0层交换机)直接相连的第1层交换机开始，针对每一个第i层交换机，找出从根交换机到达此第i层交换机的所有路径，针对每条路径，为此第i层交换机分配一个第i层交换机位置地址，其格式为：“根交换机位置地址.第1层交换机地址.….第i层交换机地址”，其中第i层交换机地址可以是第i-1层交换机与第i层交换机相连的端口的端口号。
最后，为每个主机分配主机位置地址，其格式为：“边缘交换机位置地址.主机地址”，其中主机地址可以是边缘交换机与每一个主机相连的端口的端口号。
图6是示出了根据本发明的编址方法600的流程图。
在步骤S610，树创建单元510依次以每个交换机为根，通过网络拓扑发现功能，创建一棵包含所有主机的树，由此，得到多棵树。因为网络拓扑可能会提供冗余的路径，不一定每棵树都包含所有的交换机。另外，以一个交换机为根，可能会创建出多棵包含所有主机的树，在这种情况下，可以先于树选择单元520的操作，由树创建单元510先选择以此交换机为根、高度最小的任意一棵树，作为所创建的树。也可以创建并记录所有这些树，由树选择单元520统一进行选择。
在步骤S620，树选择单元520从树创建单元510所创建的多棵树中选择具有最小高度的树，如果存在多棵高度相同的最小高度的树，则选出所有这多棵最小高度的树。根据树选择单元520的操作，当存在多棵(R棵)高度相同的最小高度的树时，网络拓扑将被构建成一个多根树。所述多根树的高度为H。位于每棵树的根节点的交换机称为根交换机(也称为第0层交换机)，与第i-1层交换机直接相连的交换机称为第i层交换机(1≤i≤H-2)，与主机直接相连的交换机称为边缘交换机(边缘交换机可以是第k层交换机，0≤k≤H-2)。
在步骤S630，地址分配单元530对于所选择的每一棵具有最小高度H的树，将该树的根节点作为根交换机(也可以称为第0层交换机)，分配根交换机位置地址。例如，可以依次为每棵树的根节点分配根交换机位置地址“0”、“1”、…、“R-1”。
在步骤S640，地址分配单元530从与每个根交换机直接相连的第1层交换机开始，针对每一个第i层交换机，找出从根交换机到达此第i层交换机的所有路径，针对每条路径，为此第i层交换机分配一个第i层交换机位置地址，其格式为：“根交换机位置地址.第1层交换机地址.….第i层交换机地址”，其中第i层交换机地址可以是第i-1层交换机与第i层交换机相连的端口的端口号。
在步骤S640，地址分配单元530为每个主机分配主机位置地址，其格式为：“边缘交换机位置地址.主机地址”，其中主机地址可以是边缘交换机与主机相连的端口的端口号。
对于位置地址“根交换机位置地址.第1层交换机地址.第2层交换机地址.….第i层交换机地址.….边缘交换机地址.主机地址”，每层地址可以用8比特表示。这样当通过拓扑发现功能得到的多根树的高度H小于等于6时，位置地址的长度不会超过MAC地址的48比特的空间。
当位置地址未用满6层(48比特)时，用全1填充表示无效地址(可以由地址分配单元530完成)。例如，“0.1.2.3.255.255”表示这个主机的位置地址格式为“根交换机位置地址.第一层地址.第二层地址.主机地址”，具体值为“0.1.2.3”。在本说明书的描述中，为了行文方便，无效地址通常被省略，即“0.1.2.3”就表示“0.1.2.3.255.255”。
“根交换机位置地址”的地址空间大小是由根交换机的个数决定的，8比特最多可以表示255个根交换机。核心层的交换机一般是10G口的大交换机，假设核心层交换机是128口，共255个，那么可以支持255*128*10＝326，400个主机的1G线速通信，这个数目完全可以满足一个数据中心的最大规模。
除“根交换机位置地址”以外，其他“第1层交换机地址”、“第2层交换机地址”、…、“第i层交换机地址”和“主机地址”的地址空间大小是由交换机的端口数决定的，8比特最多可以表示255个端口，也可以满足现有交换机的需求。
另一方面，当通过拓扑发现功能得到的多根树的高度H大于6时，需要对位置地址“根位置地址.第1层交换机地址.第2层交换机地址.….第i层交换机地址.….边缘交换机地址.主机地址”进行压缩。假定某层地址的最大地址空间≤2N-1，就把这层的比特数压缩到N比特(可以由地址分配单元530完成)。因为每层不再由固定长度8比特表示，在这种情况下，在完成拓扑发现之后，架构管理器300(图3)需要将每层的比特长度通知给所有交换机。
本发明提出的新的编址方案可适用于数据中心使用的多种网络拓扑，下面给出几种常用网络拓扑下编址的例子。
图7示出了参考文献[3]所提出的Fat Tree网络拓扑。具体描述可参考对图3的具体内容，为了行文简洁，此处不再赘述。
图8示出了基于Fat Tree网络拓扑、通过网络拓扑发现功能创建的一棵树的示例。
如图8所示，树创建单元510以交换机S1为根，通过网络拓扑发现功能，创建了一棵包含所有主机的树，树的高度H＝4(步骤S610)。
图9示出了基于Fat Tree网络拓扑、通过网络拓扑发现功能创建的另一棵树的示例。
如图9所示，树创建单元510以交换机S5为根，通过网络拓扑发现功能，创建了另一棵包含所有主机的树，树的高度H＝5(步骤S610)。
图10示出了基于Fat Tree网络拓扑、通过网络拓扑发现功能创建的另一棵树的示例。
如图10所示，树创建单元510以交换机S13为根，通过网络拓扑发现功能，创建了另一棵包含所有主机的树，树的高度H＝6(步骤S610)。
按照以上操作，树创建单元510针对图7所示的Fat Tree网络拓扑一共可以创建至少20棵树。
图11示出了基于Fat Tree网络拓扑的部分编址结果。
树选择单元520从树创建单元510所创建的至少20棵树中选择具有最小高度的树(H＝4)。一共有4棵高度H＝4的树，分别以4个核心交换机S1、S2、S3和S4为根(步骤S620)。
因此，地址分配单元530分别将这4个核心交换机S1、S2、S3和S4作为根交换机，分配根交换机位置地址分别“0”、“1”、“2”、“3”(步骤S630)。
交换机S5～S12直接和根交换机相连，是第1层交换机。对于每个第1层交换机，从根交换机出发到达这些交换机有两条路径，所以这些交换机被分配两个位置地址。例如，交换机S5，一条路径是S1→S5，假设交换机S5连接到根交换机S1的第0号端口，那么对应这条路径，交换机S5得到的交换机位置地址是“0.0”。另外一条从根交换机到交换机S5的路径是S2→S5，假设交换机S5和根交换机S2的第0号端口相连，那么对应这条路径，交换机S5得到的交换机位置地址是“1.0”。交换机S13～S20和第1层交换机相连，是第2层交换机。对于每个第2层交换机，从根交换机出发到这些交换机有4条路径，所以这些交换机被分配4个位置地址。例如，交换机S13，4条路径分别为：S1→S5→S13、S2→S5→S13、S3→S6→S13、S4→S6→S13，对应的4个交换机位置地址分别为：“0.0.0”、“1.0.0”、“2.0.0”和“3.0.0”(步骤S630)。
主机与边缘交换机(第2层交换机)直接相连，对应边缘交换机的每个交换机位置地址，主机被分配一个主机位置地址，因此，图11中的每个主机有4个主机位置地址。例如，主机H1与交换机S13的第0号端口相连，因此对应交换机S13的4个交换机位置地址“0.0.0”、“1.0.0”、“2.0.0”和“3.0.0”，此主机H1的主机位置地址分别为“0.0.0.0”、“1.0.0.0”、“2.0.0.0”和“3.0.0.0”(步骤S640)。
图12示出了基于Clos网络拓扑的部分编址结果。
树创建单元510针对图12所示的Fat Tree网络拓扑一共可以创建至少10棵树。
树选择单元520从树创建单元510所创建的至少10棵树中选择具有最小高度的树(H＝4)。一共有2棵高度H＝4的树，分别以2个核心交换机S1和S2为根(步骤S620)。
因此，地址分配单元530分别将这2个核心交换机S1和S2作为根交换机，分配根交换机位置地址分别“0”和“1”(步骤S630)。
交换机S3～S6直接和根交换机相连，是第1层交换机。对于每个第1层交换机，从根交换机出发到达这些交换机有两条路径，所以这些交换机被分配两个位置地址。例如，交换机S3，一条路径是S1→S3，假设交换机S3连接到根交换机S1的第0号端口，那么对应这条路径，交换机S3得到的交换机位置地址是“0.0”。另外一条从根交换机到交换机S3的路径是S2→S3，假设交换机S3和根交换机S2的第0号端口相连，那么对应这条路径，交换机S3得到的交换机位置地址是“1.0”。交换机S7～S10和第1层交换机相连，是第2层交换机。对于每个第2层交换机，从根交换机出发到这些交换机有4条路径，所以这些交换机被分配4个位置地址。例如，交换机S7，4条路径分别为：S1→S3→S7、S2→S3→S7、S1→S4→S7、S2→S4→S7，对应的4个交换机位置地址分别为：“0.0.0”、“1.0.0”、“0.1.0”和“1.1.0”(步骤S630)。
主机与边缘交换机(第2层交换机)直接相连，对应边缘交换机的每个交换机位置地址，主机被分配一个主机位置地址，因此，图12中的每个主机有4个主机位置地址。例如，主机H1与交换机S7的第0号端口相连，因此对应交换机S7的4个交换机位置地址“0.0.0”、“1.0.0”、“0.1.0”和“1.1.0”，此主机H1的主机位置地址分别为“0.0.0.0”、“1.0.0.0”、“0.1.0.0”和“1.1.0.0”(步骤S640)。
位置地址代替MAC地址存在交换机的转发表里，用于数据包的转发。图13是示出了Fat Tree网络拓扑下数据包转发的示例示意图。各层交换机的转发表如下：
根交换机：
其中“selflocator”表示根交换机自身的根交换机位置地址，以及“port”表示位于根交换机位置地址后的下一地址字段。
例如，根交换机S1，selflocator是“0”。它的端口0和S5相连，分配给S5的第一层地址也是“0”，因此目的位置地址为“0.0.*”的数据包都送往端口0；同理，所有目的位置地址为“0.1.*”的数据包都送往端口1等。
第i层交换机：
其中“selflocator”表示第i层交换机自身的第i层交换机位置地址，“port”表示位于第i层交换机位置地址后的下一地址字段，“parent’s root”表示与第i层交换机相连的第i-1层交换机的根交换机的根交换机位置地址。
例如，交换机S5，selflocator是“0.0”和“1.0”，端口0和交换机S13相连，分配给交换机S13的第2层地址也是“0”，因此，所有目的位置地址为“selflocator.0.*”的数据包都送往端口0，也就是同理，所有目的位置地址为“selflocator.1.*”的数据包都送往端口1，也就是 交换机S5的端口2和3为上行端口，连到第i-1层交换机，与其相连的第i-1层交换机称为其父交换机(parent)，交换机S5有两个父交换机——交换机S1和交换机S2，假设交换机S2和交换机S5的端口2相连，交换机S2的根节点为其自身(根交换机位置地址“1”(parent’s root))，因此对应的转发表项为同理，交换机S1和交换机S5的端口3相连，交换机S1的根节点为其自身(根交换机位置地址“0”(parent’s root))，因此对应的转发表项为
再例如，交换机S13，selflocator是“0.0.0”、“1.0.0”、“2.0.0”和“3.0.0”，端口0和主机H1相连，分配给H1的主机位置地址也是0，因此所有目的位置地址为“selflocator.O.*”的数据包都送往端口0，也就是 同理，所有目的位置地址为“selflocator.1.*”的数据包都送往端口1，也就是 父换机S13的端口2和3为上行端口，连到第i-1层交换机，与其相连的第i-1层交换机称为其父交换机(parent)，交换机S13有两个父交换机——交换机S5和交换机S6，假设交换机S6和交换机S13的端口2相连，交换机S6的根节点为根交换机S3(根交换机位置地址“2”(parent’s root))或根交换机S4(根交换机位置地址“3”(parent’s root))，因此对应的转发表项为同理，交换机S5和交换机S13的端口3相连，交换机S5的根节点为根交换机S1(根交换机位置地址“0”(parent’s root))或根交换机S2(根交换机位置地址“1”(parent’s root))，因此对应的转发表项为
当网络拓扑提供了冗余的路径时，主机和交换机分配多个位置地址。多个位置地址描述了多条路径，在多条路径中选择合适的路径可以实现负载均衡。
图14是示出了包含了根据本发明的编址装置500的示例架构管理器1400的结构方框图，以及图15示出了多个位置地址分别对应多条路径的示意图。
如图14所示，包含了根据本发明的编址装置500的示例架构管理器1400还包括：存储器1410、调度单元1420和故障处理单元1430。
存储器1410存储了全局位置地址表。全局位置地址表包括了每一个主机的IP地址与由编址装置500生成的所述主机的所有主机位置地址之间的映射。
调度单元1420在收到地址解析协议(ARP)请求时，以目的主机的IP地址为索引查找所述全局位置地址表，并根据调度算法，从所找到的与目的主机的IP地址对应的一个或者多个主机位置地址中选择一个主机位置地址返回给源主机，完成ARP地址解析。当未能从所述全局位置地址表找到与目的主机的IP地址对应的主机位置地址时，调度单元1420进行全网络的广播，获得目的主机的一个或者多个主机位置地址(可以将这样得到的一个或者多个主机位置地址与目的主机的IP地址之间的映射存储到全局位置表中)，再根据调度算法，从所获得的与目的主机的IP地址对应的一个或者多个主机位置地址中选择一个主机位置地址返回给源主机，完成ARP地址解析。
故障处理单元1430在交换机检测到相邻交换机或链路发生故障时，将全局位置地址表中相应的主机位置地址设为失效。此时，调度单元1420在选择与目的主机的IP地址对应的主机位置地址时，不再选择被设为失效的主机位置地址。
如图15所示，主机H1是源主机，主机H5是目的主机，主机H5具有4个位置地址，相对应地，主机H1到主机H5之间有4条不同的路径，如图14中所示。全局位置地址表(存储于存储器1410中)中存储了所有主机的所有主机位置地址。当架构管理器收到地址解析协议(ARP)请求的时候，调度单元1420可以从多个主机位置地址中选择一个主机位置地址进行应答。对主机位置地址的选择相当于从多个路径中选择一个路径，选择合适的路径可以实现负载均衡。选择方法可以是随机选择、RoundRobin、或者其他调度算法。针对ARP地址解析，架构管理器存储有全局位置地址表。在收到ARP请求时，架构管理器在全局位置地址表中查找与目的主机的IP地址相对应的主机位置地址。如果找到了与目的主机的IP地址对应的一个或者多个主机位置地址，可以根据调度算法，从所找出的一个或者多个主机位置地址中选择一个主机位置地址，并返回所选择的目的主机的主机位置地址给源主机，完成ARP地址解析。如果在全局位置地址表没有找到与目的主机的IP地址对应的主机位置地址，架构管理器可以进行全网络的广播，获得目的主机的一个或者多个主机位置地址，并采用调度算法从所获得的一个或者多个主机位置地址中选择一个主机位置地址，并返回所选择的目的主机的主机位置地址给源主机，完成ARP地址解析。由于架构管理器的参与，大部分情况下不需要进行全网广播。
另外，因为数据中心中包含了成千上万台服务器和交换机，并且经常支撑着数据密集型应用，因此对数据中心网络的容错性要求比较高。本发明由于采用了与一个交换机对应的一个或多个交换机位置地址，可以方便地提供容错性。交换机之间通过定期交换Keep Alive消息来检测邻居交换机的运行状态(可以由交换机中的故障检测单元完成)。当交换机或者链路出现故障时，相邻交换机的故障检测单元可以检测到此故障并报告给架构管理器，故障处理单元1430将全局位置地址表中相应的主机位置地址设为失效。这样，在处理稍后的ARP请求时，调度单元1420就不再选择被设为失效的主机位置地址，而是选择其他有效的主机位置地址，来完成ARP地址解析。
这里所公开的本发明实施例的其他设置包括执行在先概述并随后详述的方法实施例的步骤和操作的软件程序。更具体地，计算机程序产品是如下的一种实施例：具有计算机可读介质，计算机可读介质上编码有计算机程序逻辑，当在计算设备上执行时，计算机程序逻辑提供相关的操作，从而提供上述编址方案。当在计算系统的至少一个处理器上执行时，计算机程序逻辑使得处理器执行本发明实施例所述的操作(方法)。本发明的这种设置典型地提供为设置或编码在例如光介质(例如CD-ROM)、软盘或硬盘等的计算机可读介质上的软件、代码和/或其他数据结构、或者诸如一个或多个ROM或RAM或PROM芯片上的固件或微代码的其他介质、或专用集成电路(ASIC)、或一个或多个模块中的可下载的软件图像、共享数据库等。软件或固件或这种配置可安装在计算设备上，以使得计算设备中的一个或多个处理器执行本发明实施例所述的技术。结合诸如一组数据通信设备或其他实体中的计算设备进行操作的软件过程也可以提供根据本发明的编址装置。根据本发明的编址装置也可以分布在多个数据通信设备上的多个软件过程、或者在一组小型专用计算机上运行的所有软件过程、或者单个计算机上运行的所有软件过程之间。
应该理解，严格地讲，本发明的实施例可以实现为数据处理设备上的软件程序、软件和硬件、或者单独的软件和/或单独的电路。
至此已经结合优选实施例对本发明进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本发明的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。
Claims (18)
1.一种编址装置，包括：
树创建单元，用于依次以每个交换机为根，通过网络拓扑发现功能，创建包含所有主机的树，由此，得到多棵树；
树选择单元，用于从所述树创建单元所创建的多棵树中选择具有最小高度的树；以及
地址分配单元，用于针对由所述树选择单元所选择的每一棵具有最小高度的树，为网络中每个交换机和每个主机分配地址，
其中，所述地址分配单元针对由所述树选择单元所选择的每一棵具有最小高度H的树，
为位于所述树的根节点的根交换机，也称为第0层交换机，分配根交换机位置地址；
从与所述根交换机直接相连的第1层交换机开始，针对与第i-1层交换机直接相连的每一个第i层交换机，找出从所述根交换机到达此第i层交换机的所有路径，针对每条路径，为此第i层交换机分配一个第i层交换机位置地址，其格式为：“根交换机位置地址.第1层交换机地址.….第i层交换机地址”，其中1≤i≤H-2；
为每个主机分配主机位置地址，其格式为：“边缘交换机位置地址.主机地址”，其中边缘交换机是与主机直接相连的第k层交换机，0≤k≤H-2。
2.根据权利要求1所述的编址装置，其中
当以一个交换机为根，能够创建出多棵包含所有主机的树时，所述树创建单元选择以此交换机为根、高度最小的任意一棵树，作为所创建的树。
3.根据权利要求1所述的编址装置，其中
当以一个交换机为根，能够创建出多棵包含所有主机的树时，所述树创建单元记录所有这多棵树，作为所创建的树。
4.根据权利要求1所述的编址装置，其中
当存在多棵高度相同的最小高度的树时，所述树选择单元选择所有这多棵最小高度的树。
5.根据权利要求1所述的编址装置，其中
第i层交换机地址是第i-1层交换机与每一个第i层交换机相连的端口的端口号。
6.根据权利要求1或5所述的编址装置，其中
主机地址是边缘交换机与每一个主机相连的端口的端口号。
7.一种编址方法，包括：
依次以每个交换机为根，通过网络拓扑发现功能，创建包含所有主机的树，由此，得到多棵树；
从所创建的多棵树中选择具有最小高度的树；以及
针对所选择的每一棵具有最小高度的树，为网络中每个交换机和每个主机分配地址，
其中，针对所选择的每一棵具有最小高度H的树，
为位于所述树的根节点的根交换机，也称为第0层交换机，分配根交换机位置地址；
从与所述根交换机直接相连的第1层交换机开始，针对与第i-1层交换机直接相连的每一个第i层交换机，找出从所述根交换机到达此第i层交换机的所有路径，针对每条路径，为此第i层交换机分配一个第i层交换机位置地址，其格式为：“根交换机位置地址.第1层交换机地址.….第i层交换机地址”，其中1≤i≤H-2；
为每个主机分配主机位置地址，其格式为：“边缘交换机位置地址.主机地址”，其中边缘交换机是与主机直接相连的第k层交换机，0≤k≤H-2。
8.根据权利要求7所述的编址方法，其中
当以一个交换机为根，能够创建出多棵包含所有主机的树时，选择以此交换机为根、高度最小的任意一棵树，作为所创建的树。
9.根据权利要求7所述的编址方法，其中
当以一个交换机为根，能够创建出多棵包含所有主机的树时，记录所有这多棵树，作为所创建的树。
10.根据权利要求7所述的编址方法，其中
当存在多棵高度相同的最小高度的树时，选择所有这多棵最小高度的树。
11.根据权利要求7所述的编址方法，其中
第i层交换机地址是第i-1层交换机与每一个第i层交换机相连的端口的端口号。
12.根据权利要求7或11所述的编址方法，其中
主机地址是边缘交换机与每一个主机相连的端口的端口号。
13.一种架构管理器，包括：
根据权利要求1～6之一所述的编址装置；以及
存储器，用于存储全局位置地址表，所述全局位置地址表包括了每一个主机的因特网协议地址与所述主机的所有主机位置地址之间的映射。
14.根据权利要求13所述的架构管理器，还包括：
调度单元，用于在收到地址解析协议请求时，以目的主机的因特网协议地址为索引查找所述全局位置地址表，并根据调度算法，从所找到的与目的主机的因特网协议地址对应的一个或者多个主机位置地址中选择一个主机位置地址返回给源主机，完成地址解析协议地址解析。
15.根据权利要求14所述的架构管理器，其中
当未能从所述全局位置地址表找到与目的主机的因特网协议地址对应的主机位置地址时，所述调度单元进行全网络的广播，获得目的主机的一个或者多个主机位置地址，再根据调度算法，从所获得的与目的主机的因特网协议地址对应的一个或者多个主机位置地址中选择一个主机位置地址返回给源主机，完成地址解析协议地址解析。
16.根据权利要求14或15所述的架构管理器，还包括：
故障处理单元，用于在交换机检测到相邻交换机或链路发生故障时，将全局位置地址表中相应的主机位置地址设为失效，
其中所述调度单元在选择与目的主机的因特网协议地址对应的主机位置地址时，不选择被设为失效的主机位置地址。
17.一种交换机，包括根据权利要求1～6之一所述的编址装置。
18.一种数据路由方法，采用了根据权利要求12所述的编址方法编址的交换机位置地址和主机位置地址，所述数据路由方法包括：
根交换机/第0层交换机将包含了“根交换机位置地址.第1层交换机地址/主机地址.*”作为目的主机的主机位置地址的数据包转发至端口号为“第1层交换机地址/主机地址”的端口；
第i层交换机将包含了“第i层交换机位置地址.第i+1层交换机地址/主机地址.*”作为目的主机的主机位置地址的数据包转发至端口号为“第i+1层交换机地址/主机地址”的端口，其中1≤i≤H-2；以及
第i层交换机将包含了“根交换机位置地址.*”作为目的主机的主机位置地址的数据包转发至与以具有“根交换机位置地址”作为根交换机位置地址的根交换机为根节点的第i-1层交换机相连的端口，其中1≤i≤H-2。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110077135.4A CN102694720B (zh) | 2011-03-24 | 2011-03-24 | 编址方法、编址装置、架构管理器、交换机和数据路由方法 |
| JP2011241155A JP5214007B2 (ja) | 2011-03-24 | 2011-11-02 | アドレス指定方法、アドレス指定装置、ファブリックマネージャ、スイッチ、およびデータルーティング方法 |
| US13/294,636 US9160701B2 (en) | 2011-03-24 | 2011-11-11 | Addressing method, addressing apparatus, fabric manager, switch, and data routing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110077135.4A CN102694720B (zh) | 2011-03-24 | 2011-03-24 | 编址方法、编址装置、架构管理器、交换机和数据路由方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102694720A CN102694720A (zh) | 2012-09-26 |
| CN102694720B true CN102694720B (zh) | 2015-07-29 |
Family
ID=46860009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110077135.4A Expired - Fee Related CN102694720B (zh) | 2011-03-24 | 2011-03-24 | 编址方法、编址装置、架构管理器、交换机和数据路由方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9160701B2 (zh) |
| JP (1) | JP5214007B2 (zh) |
| CN (1) | CN102694720B (zh) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9066160B2 (en) * | 2011-07-07 | 2015-06-23 | Alcatel Lucent | Apparatus and method for protection in a data center |
| EP2698957B1 (en) * | 2011-12-26 | 2016-07-27 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Method, device and system for realizing communication after virtual machine migration |
| US9252970B2 (en) * | 2011-12-27 | 2016-02-02 | Intel Corporation | Multi-protocol I/O interconnect architecture |
| CN103326943B (zh) * | 2012-03-23 | 2017-03-01 | 日电（中国）有限公司 | 数据流重路由方法和控制器 |
| CN103686467B (zh) * | 2012-09-13 | 2017-06-30 | 日电（中国）有限公司 | 光学数据中心网络、光学组件、波长分配方法 |
| US9537793B2 (en) * | 2012-10-10 | 2017-01-03 | Cisco Technology, Inc. | Ensuring any-to-any reachability with opportunistic layer 3 forwarding in massive scale data center environments |
| IN2013MU01980A (zh) * | 2013-06-10 | 2015-05-29 | Indian Inst Technology Bombay | |
| CN103346967B (zh) * | 2013-07-11 | 2016-08-10 | 暨南大学 | 一种数据中心网络拓扑结构及其路由方法 |
| US9960878B2 (en) * | 2013-10-01 | 2018-05-01 | Indian Institute Of Technology Bombay | Scalable ultra dense hypergraph network for data centers |
| JP6250378B2 (ja) | 2013-12-09 | 2017-12-20 | 株式会社日立製作所 | 計算機システム、アドレス管理装置およびエッジノード |
| JP6197674B2 (ja) * | 2014-01-31 | 2017-09-20 | 富士通株式会社 | 通信方法、中継装置、および、通信プログラム |
| US10567271B2 (en) * | 2014-04-18 | 2020-02-18 | Nokia Canada Inc. | Topology-aware packet forwarding in a communication network |
| CN103944831A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-07-23 | 中国科学院声学研究所 | 负载均衡方法及系统 |
| US20160087887A1 (en) * | 2014-09-22 | 2016-03-24 | Hei Tao Fung | Routing fabric |
| CN104301229B (zh) * | 2014-09-26 | 2016-05-04 | 深圳市腾讯计算机系统有限公司 | 数据包转发方法、路由表生成方法及装置 |
| CN104767681B (zh) * | 2015-04-14 | 2018-04-10 | 清华大学 | 一种容忍错误连线的数据中心网络路由方法 |
| US9825776B2 (en) * | 2015-06-11 | 2017-11-21 | Lenovo Enterprise Solutions (Singapore) Pte. Ltd. | Data center networking |
| CN107040393B (zh) | 2015-08-21 | 2020-10-09 | 新华三技术有限公司 | 一种路由管理方法和设备 |
| US10291513B2 (en) | 2015-11-30 | 2019-05-14 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Topology aware load balancing engine |
| CN106899503B (zh) * | 2015-12-18 | 2019-08-16 | 华为技术有限公司 | 一种数据中心网络的路由选择方法及网络管理器 |
| US9917764B2 (en) | 2016-01-22 | 2018-03-13 | Lenovo Enterprise Solutions (Singapore) PTE., LTD. | Selective network address storage within network device forwarding table |
| US10454830B2 (en) * | 2016-05-05 | 2019-10-22 | City University Of Hong Kong | System and method for load balancing in a data network |
| CN108092810A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-29 | 锐捷网络股份有限公司 | 一种虚拟机管理方法、vtep设备及管理设备 |
| CN108920728B (zh) * | 2018-08-03 | 2020-04-07 | 山东众阳健康科技集团有限公司 | 数据路由方法、数据路由网络及其数据访问方法、系统 |
| CN109324899B (zh) * | 2018-09-10 | 2022-05-20 | 中国电子科技集团公司电子科学研究院 | 基于PCIe池化硬件资源的编址方法、装置及主控节点 |
| CN110191202B (zh) * | 2019-05-06 | 2020-11-20 | 视联动力信息技术股份有限公司 | 一种设备接入地址确定方法及装置 |
| CN110445889B (zh) * | 2019-09-20 | 2020-06-02 | 中国海洋大学 | 一种以太网环境下交换机ip地址管理方法及系统 |
| US11223574B2 (en) * | 2019-12-27 | 2022-01-11 | Google Llc | Multi-stage switching topology |
| JP7063926B2 (ja) * | 2020-02-17 | 2022-05-09 | 矢崎総業株式会社 | 通信システム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101136782A (zh) * | 2007-10-15 | 2008-03-05 | 清华大学 | 一种面向数据链路层的网络拓扑发现方法 |
| CN101330405A (zh) * | 2008-07-02 | 2008-12-24 | 北京亿阳信通软件研究院有限公司 | 网络拓扑发现方法及相关设备 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5926101A (en) * | 1995-11-16 | 1999-07-20 | Philips Electronics North America Corporation | Method and apparatus for routing messages in a network of nodes with minimal resources |
| US6553504B1 (en) * | 1997-03-09 | 2003-04-22 | Jacob Katzenelson | Clock synchronization of multiprocessor systems |
| JP3463607B2 (ja) * | 1999-05-24 | 2003-11-05 | 日本電気株式会社 | 通信ネットワークシステムにおける始点アドレスの選択方法、選択装置および同方法が記録された記録媒体 |
| US6772232B1 (en) * | 1999-08-26 | 2004-08-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Address assignment procedure that enables a device to calculate addresses of neighbor devices |
| JP2004214816A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Nec Corp | スパニングツリーシステム、スパニングツリー構成方法及び構成プログラム、スパニングツリー構成ノード |
| JP3938582B2 (ja) * | 2003-02-19 | 2007-06-27 | 富士通株式会社 | 仮想ｌａｎ構築装置 |
| US8565124B2 (en) * | 2005-03-04 | 2013-10-22 | Nec Corporation | Node, network, correspondence relationship generation method and frame transfer program |
| US7903653B2 (en) * | 2008-12-16 | 2011-03-08 | At&T Intellectual Property I, Lp | Broadcast latency optimization in multihop wireless networks |
| US20100161524A1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-24 | International Business Machines Corporation | Method and system for identifying graphical model semantics |
| US8107482B2 (en) * | 2009-08-07 | 2012-01-31 | International Business Machines Corporation | Multipath discovery in switched ethernet networks |
-
2011
- 2011-03-24 CN CN201110077135.4A patent/CN102694720B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2011-11-02 JP JP2011241155A patent/JP5214007B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-11-11 US US13/294,636 patent/US9160701B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101136782A (zh) * | 2007-10-15 | 2008-03-05 | 清华大学 | 一种面向数据链路层的网络拓扑发现方法 |
| CN101330405A (zh) * | 2008-07-02 | 2008-12-24 | 北京亿阳信通软件研究院有限公司 | 网络拓扑发现方法及相关设备 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| A scalable, commodity data center network architecture;Al-Fares等;《ACM SIGCOMM Computer Communication Review》;20080831;第38卷(第4期);第63-74页 * |
| Portland: a scalable fault-tolerant layer 2 data center network fabric;Niranjan Mysore 等;《ACM SIGCOMM Computer Communication Review》;20090831;第39卷(第4期);第39-50页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012205300A (ja) | 2012-10-22 |
| CN102694720A (zh) | 2012-09-26 |
| US20120243403A1 (en) | 2012-09-27 |
| US9160701B2 (en) | 2015-10-13 |
| JP5214007B2 (ja) | 2013-06-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102694720B (zh) | 编址方法、编址装置、架构管理器、交换机和数据路由方法 | |
| CN104412551B (zh) | 具有虚拟机移动性的分组转发最优化 | |
| US20200167369A1 (en) | Scalable spine nodes with partial replication of routing information in a network environment | |
| US8718061B2 (en) | Data center network system and packet forwarding method thereof | |
| US9923812B2 (en) | Triple-tier anycast addressing | |
| KR101669700B1 (ko) | 민첩한 데이터 센터 네트워크 아키텍처 | |
| Chen et al. | Survey on routing in data centers: insights and future directions | |
| EP3028413B1 (en) | System and method for supporting multi-homed fat-tree routing in a middleware machine environment | |
| US9385949B2 (en) | Routing controlled by subnet managers | |
| US8842518B2 (en) | System and method for supporting management network interface card port failover in a middleware machine environment | |
| CN102726021B (zh) | 灵活的数据中心网络体系结构 | |
| US20060123204A1 (en) | Method and system for shared input/output adapter in logically partitioned data processing system | |
| CN104717081A (zh) | 一种网关功能的实现方法及装置 | |
| US10382391B2 (en) | Systems and methods for managing network address information | |
| CN103716245A (zh) | 基于虚拟专用局域网服务的边缘路由器 | |
| US20120051364A1 (en) | Distributed routing according to longest match principle | |
| CN104243304A (zh) | 非全连通拓扑结构的数据处理方法、设备和系统 | |
| Arora et al. | ProActive routing in scalable data centers with PARIS | |
| Hu et al. | GARDEN: generic addressing and routing for data center networks | |
| Comer et al. | DCnet: A new data center network architecture | |
| Hu et al. | Automatically configuring the network layer of data centers for cloud computing | |
| JP5566967B2 (ja) | フレーム転送システム、フレーム転送装置およびフレーム転送方法 | |
| Sun et al. | MatrixDCN: a high performance network architecture for large‐scale cloud data centers | |
| Wang et al. | EthSpeeder: A high-performance scalable fault-tolerant ethernet network architecture for data center | |
| JP2013005038A (ja) | ＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）アドレス変換装置、ＭＡＣアドレス変換方法、ＭＡＣアドレス変換プログラム、及び拠点間接続システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150729 Termination date: 20170324 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |