CN103873337B - 灵活且可扩展的虚拟网段修剪的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种灵活且可扩展的虚拟网段修剪的方法和装置。虚拟网络内的段被标识为段捆绑设备支持的。段支持虚拟网络中的连接到第一桥接设备的第一主机和连接到第二桥接设备的第二主机。段捆绑设备用于接收描述该段的虚拟网络分段标识符（ID）的虚拟网络寻址信息，虚拟网络分段ID用于接收第一主机和第二主机的虚拟网络流量。使用段捆绑设备生成段捆绑表，段捆绑表基于虚拟网络分段ID的上ID和下ID将捆绑ID与虚拟网络分段标识符相关联。段捆绑设备用于将段捆绑表分发到虚拟网络中的流量转发设备，流量转发设备与第一桥接设备和第二桥接设备以接口相连接。

Description

灵活且可扩展的虚拟网段修剪的方法和装置
技术领域
本公开一般涉及虚拟网络中的段修剪。
背景技术
虚拟网络是一种用于为云计算服务提供商提供解决方案的新架构。例如，诸如数据中心的组织机构可能需要计算机网络解决方案。他们可能租用由云计算服务提供商在虚拟网段上提供的虚拟数据中心，而不会建立和维护他们自己的物理数据中心。
发明内容
本发明的一方面提供了一种虚拟网段修剪的方法，包括：将段标识为段捆绑设备支持的，所述段支持网络中的连接到第一桥接设备的第一主机和连接到第二桥接设备的第二主机；使用所述段捆绑设备接收描述所述段的虚拟网络分段标识符ID的虚拟网络寻址信息，其中所述虚拟网络分段ID用于接收所述第一主机和所述第二主机的虚拟网络流量，并且包括上ID和下ID；使用所述段捆绑设备生成段捆绑表，所述段捆绑表基于所述虚拟网络分段ID的上ID和下ID将捆绑ID与所述虚拟网络分段ID相关联；以及使用所述段捆绑设备将所述段捆绑表分发到所述网络中的流量转发设备，所述流量转发设备与所述第一桥接设备和所述第二桥接设备以接口相连接。
本发明的另一方面提供了一种虚拟网段修剪的装置，包括：一个或多个处理器；以及逻辑，所述逻辑被编码在一种或多种有形永久性机器可读介质中以在所述一个或多个处理器上执行，并且当所述逻辑被执行时能操作来：将段标识为段捆绑设备支持的，所述段支持网络中的连接到第一桥接设备的第一主机和连接到第二桥接设备的第二主机；使用所述段捆绑设备接收描述所述段的虚拟网络分段标识符ID的虚拟网络寻址信息，其中所述虚拟网络分段ID用于接收所述第一主机和所述第二主机的虚拟网络流量，并且虚拟网络ID包括上ID和下ID；使用所述段捆绑设备生成段捆绑表，所述段捆绑表基于所述虚拟网络分段ID的上ID和下ID将捆绑ID与所述虚拟网络分段ID相关联；使用所述段捆绑设备将所述段捆绑表分发到所述网络中的流量转发设备，所述流量转发设备与所述第一桥接设备和所述第二桥接设备以接口相连接。
附图说明
图1A示出了示例性虚拟网络。
图1B示出了在虚拟网络中使用的示例性数据帧。
图2是示出了在示例性虚拟网络中的段修剪可选方案的系统图和表。
图3示出了示例性段捆绑表。
图4是示出了用于生成段捆绑表并分发的处理的示例流程图。
图5是示出了在示例性虚拟网络中在段捆绑表的生成和分发期间暂态期的系统图。
具体实施方式
概述
一般来说，网络中的段被标识为段捆绑设备支持的。网络中的段支持连接到第一桥接设备的第一主机和连接到第二桥接设备的第二主机。
使用段捆绑设备接收用于描述段的虚拟网络分段标识符(ID)的虚拟网络地址信息。虚拟网络分段标识符包括上ID和下ID，用来接收对于第一主机和第二主机的虚拟网络流量。基于虚拟网络ID的上ID和下ID将捆绑ID与虚拟网络分段标识符相关联的段捆绑表是使用段捆绑设备生成的。段捆绑设备用于将段捆绑表分发到网络中的流量转发设备，该流量转发设备与第一桥接设备和第二桥接设备以接口相连接。
示例实施例
虚拟网络组成中的变化经常导致网络性能的降低、或存储和处理负荷。此外，在网络中的各处之间往往很少或没有一致性，因为地址可被动态地分配，因而给定的地址会被指定。例如，在虚拟网络中，虚拟网络资源管理操作经常影响虚拟网络地址的分配。例如，虚拟网络提供商常规地使用虚拟机迁移技术在一个或多个不同的主设备之间移动操作虚拟机，以节省能源和操作成本以及平衡负荷。因为主设备可被包含于网络的不同分支中，所以这样的变化会引起过量网络流量的问题或对大复杂修剪表的需求，从而导致网络性能的降低、或大数据存储及负荷的处理。
所公开的灵活且可扩展的虚拟网段修剪的处理解决了由诸如虚拟网络资源管理操作之类的虚拟网络组成中的变化引起的网络性能的降低、或存储及处理负荷的问题。处理包括三种执行网段修剪的方法，用于减少或消除由虚拟网段变化引起的过量网络流量。另外，处理将来自每个路由器或桥接-路由器(router-bridge)的很多处理需求仅卸载到几个强力网络路由器或桥接-路由器上以减轻整体处理负荷，并使用捆绑表最小化与修剪表相关的数据存储需求。
虚拟网段通常包括流量转发和桥接设备，用于在网络的不同部分之间移动数据。在本文中，流量转发设备可以是网络路由器，或者是能够执行路由器和桥接器两者功能的桥接-路由器。类似地，桥接设备可以是网络桥接器或桥接-路由器。流量转发和桥接设备可以各自包括多个(例如，成千上万个)组成若干数据分布树的数据端口。例如，数据分布树可以用来将数据转发到诸如服务器或终端用户计算机等的网络设备。
数据可以以帧(例如，诸如以太网帧的链路层帧)或分组(例如，诸如互联网协议分组的网络分组)或一些其它合适的协议数据单元的形式被接收。在虚拟网络中，协议数据单元可以包括表示数据预定接收者的虚拟网段地址信息。在一些实施例中，地址信息可以被分成两部分，如上部和下部。
诸如多链路透明互连(Transparent Interconnect of Lots of Links，TRILL)、原始以太网(native Ethernet)或思科系统公司的FabricPath等的二层控制和转发协议提供了修剪特性，用于允许流量转发设备最优化它们的分布树。对于虚拟网段，修剪是至关重要的，可以避免不需要的网络流量过多地流入设备。
虚拟网络可以提供若干不同的修剪方法。修剪方法允许网络设备将它们对特定地址的兴趣通告给流量转发和桥接设备。这些通告允许流量转发和桥接设备最少化传输到各个网络设备的数据。
在一些实施例中，修剪是基于多个虚拟网段地址部分之一的，例如，基于上地址部分。这种方法有效地创建了地址的子集。流量转发和桥接设备可以创建将每个特定的上地址部分与其多个端口中的每个端口相关联的修剪表，该多个端口与对该地址部分感兴趣的网络设备相连接。虽然修剪表保持相对较小，然而过量的数据在每个端口上传输。
在其它一些实施例中，修剪是基于整个虚拟网段地址的。流量转发和桥接设备可以创建将每个特定地址与其多个端口相关联的连修剪表，该多个端口与对该地址感兴趣的网络设备相连接。虽然修剪表很大，然而没有过量的网络流量在每个端口上传输。
在另一些实施例中，至少指定一个流量转发设备来生成将地址映射到捆绑标识符(ID)的表(例如，捆绑表)。一旦捆绑表被分发到网络设备，捆绑表就允许网络设备基于捆绑ID通告感兴趣的流量。流量转发和桥接设备可以创建将每个特定的捆绑ID与其多个端口中的每个端口相关联的修剪表，该多个端口与对该捆绑ID感兴趣的网络设备相连接。
在还有一些实施例中，可以使用启发式算法生成捆绑表来以最佳方式将地址映射到捆绑ID，从而最小化过量的流量并且可以保持修剪表相对较小。
图1A示出了虚拟网络100的示例。虚拟网络100包括流量转发设备101a和101b、与流量转发设备101a和101b通信的桥接设备102a-102c及与桥接设备102a-102c通信的主设备105a-105c。虚拟网络100还包括由租户A操作的在主设备105a和105b上运行的虚拟机120a和120b，和由租户B操作的在虚拟网络100内的主设备105b和105c上运行的虚拟机130a和130b，以及分别植根于(root)流量转发设备101a和101b的流量分布树110a和110b。流量分布设备101a和101b与桥接设备102a-102c进行通信。例如，流量转发设备101a和101b使用TRILL链路上的虚拟网段帧与桥接设备102a-102c进行通信。流量转发设备101a和101b可用于执行如下操作，比如，从虚拟网络100上的其它设备接收网络地址信息、转发虚拟网络100内部和外部的网络流量及修剪流量分布树110a和110b等。
每个流量转发设备101a和101b可以是路由-桥接器。此外，每个流量转发设备101a和101b可以有多个数据端口并且每个数据端口可被配置为使用不同的网络协议在不同的数据层上进行操作。每个流量转发设备101a和101b可以包括一个和多个处理器，处理器被配置为执行由计算机可读介质存储的用于执行各种操作的指令，比如是输入/输出、通信、数据处理等的操作。流量转发设备101a和101b也可以包含一种或多种形式的计算机可读介质，用于存储路由表、网络寻址数据和设备可存取(reachability)信息等。
三个桥接设备102a-102c都与流量转发设备101a和101b进行通信。每个桥接设备102a-102c也至少与诸如主设备105a-105c中的一个主设备进行通信。桥接设备102a-102c可以使用不同的二层协议来与流量转发设备101a和101b及主设备105a-105c进行通信。例如，如上所述，桥接设备102a-102c和流量转发设备101a和101b之间的通信可以使用TRILL链路上的虚拟网段帧，桥接设备102a-102c与其相关联的主设备105a-105c之间的通信可以使用经由以太网链路的802.1Q帧。
桥接设备102a-102c可以是与流量转发设备101a和101b相似的设备。同样地，它们可以是路由-桥接器。另外，桥接设备可以是桥接器、交换机或任何其它适合的网络设备。此外，每个桥接设备102a-102c可以有多个数据端口并且每个数据端口可以被配置为使用不同的网络协议在不同的数据层上进行操作。每个桥接设备102a-102c可以包括一个和多个处理器，处理器被配置为执行由计算机可读介质存储的用于执行各种操作的指令，比如输入/输出、通信、数据处理等的操作。桥接设备102a-102c也可以包含一种或多种形式的计算机可读介质，用于存储路由表、网络寻址数据和设备可存取信息等。
主设备105a-105c用于主持诸如虚拟机120a、120b、130a和130b的一个或多个，并至少与诸如桥接设备102a-102c的一个桥接设备进行通信。
每个主设备105a-105b可以是服务器或任何其它适合的计算设备。每个主设备可以包括一个和多个处理器，处理器被配置为执行由计算机可读介质存储的用于执行各种操作的指令，比如输入/输出、通信、数据处理等的操作。
每个租户可以租用或操作虚拟网络100上的一个或多个虚拟机120a、120b、130a和130b。虚拟机120a、120b、130a和130b可以用作虚拟数据中心、用于小型或大型企业的虚拟网络服务器或可由虚拟机提供的任何其它服务器。另外，虚拟机120a、120b、130a和130b可以仿真硬件、操作系统或软件应用来执行给定的服务。此外，虚拟网络上的每个租户可以被分配一个或多个虚拟网段地址。例如，租户A被分配虚拟网段地址0x555.111和0x666.111，租户B被分配虚拟网段地址0x555.222和0x777.222。
虚拟机120a、120b、130a和130b可以位于诸如主设备105a-105c的主设备上。在图1A所示的示例性虚拟网络100中，虚拟机120a和120b位于主设备105a和105b上。同样地，虚拟机130a和130b位于主设备105b和105c上。另外，每个虚拟机可以被分配一个或多个它们各自租户的虚拟网段地址。此外，当两个或多个虚拟机由一个租户操作时，它们可以被分配相同的虚拟网段地址。例如，虚拟机120a和120b被分配租户A的虚拟网段地址0x555.111和0x666.111，虚拟机130a和130b被分配租户B的虚拟网段地址0x555.222和0x777.222。
图1B示出了在虚拟网络100内使用的示例性数据帧150。数据帧150包括诸如分段标识符(ID)152的虚拟网段网络寻址信息。(为解释的一致性，在本说明书以下部分，虚拟网段地址将被称作分段ID。)分段ID被进一步分成上分段ID 154和下分段ID 156。
上分段ID 154和下分段ID 156可以包括在802.1Q标签或任何相似的虚拟网络寻址协议中承载的12位虚拟局域网(VLAN)ID。
在示例实施例中，虚拟网络100可以与用于向大量租户提供云计算服务的物理数据中心相关联。租户可能对任何上述能够在虚拟机上实现的服务感兴趣，比如是虚拟数据中心、虚拟网络服务器或公用或私人虚拟LAN的虚拟机。
在一个实施例中，主设备105a-105c可以将被分配给在主设备105a-105c上运行的任意或所有虚拟机的分段ID传送到桥接设备102a-102c，从而适度的网络流量会被传输到主设备105a-105c。例如，主设备105a可以通过通告或相似的协议将它感兴趣的包含分段ID0x555.111和0x666.111的网络流量传送到桥接设备102a。网络设备可能对该设备的地址或与该网络设备进行通信的其它设备的地址“感兴趣”，该网络设备被指定为属于广播域。主设备可以提供关于虚拟机的其他数据。例如，桥接设备102a可以以相似的方式将那些分段ID传送到一个或多个流量转发设备101a和101b。
图2是示出在示例性虚拟网络200中的段修剪可选方案的系统图和表。表250示出了用于包含在虚拟网络200中的网络设备的三个修剪方案中的每个方案。虚拟网络200包括流量转发设备201a和201b及与流量转发设备201a和201b进行通信的桥接设备202a-202c。虚拟网络200还包括虚拟机220a、220b、230a和230b。流量转发设备201a和201b、桥接设备202a-202c及虚拟机220a、220b、230a和230b中的每个都与图1A中所述的对应部分相类似。在虚拟网络200中，流量分布树210a植根于流量转发设备201a。流量转发设备201a和201b、桥接设备202a-202c及虚拟机220a、220b、230a和230b中的每个都与图1A中所述的对应部分相类似。此外，为了简化对修剪可选方案的说明，虽然主设备在虚拟网络200中运行，但是未在图2中示出。
图2中示出了三种修剪可选方案：对感兴趣的VLAN修剪、对感兴趣的分段ID修剪和段捆绑修剪。为便于说明，将从流量转发设备201a的角度对修剪可选方案进行描述，但在不同的实现方式中可能由任意或所有的流量转发设备和桥接设备执行。
流量转发设备201a被描述为具有分别连接到桥接设备202a、202b和202c的三个数据端口P1、P2和P3。连接可以是诸如以太网或光纤光缆的物理连接。
对感兴趣的VLAN修剪是基于分段ID的上12位或上分段ID执行的，上分段ID也称作VLAN。流量转发设备201a从桥接设备接收指示桥接设备感兴趣的VLAN的通告。感兴趣的VLAN是桥接设备为其接收网络流量的VLAN，以便将流量传输到与该桥接设备相关联操作的虚拟机。例如，由于桥接设备202a与支持租户A的虚拟机220a的主设备相连接，因而桥接设备202a将它对VLAN 0x555和0x666的兴趣通告给流量转发设备201a。表250的第一行示出了由每个桥接设备发送到流量转发设备201a的VLAN通告。在一个实施例中，通告是使用链接状态分组(link state packet，LSP)的类型长度值(type-length-value，TLV)数据元素生成的，例如使用感兴趣VLAN子TLV格式。在不同的实现方式中可以使用其它格式。
流量转发设备201a可以使用通告来构建修剪表。修剪表可以将感兴趣的VLAN与连接到合适的桥接设备的数据端口相关联。例如，流量转发设备201a上的数据端口P1将与VLAN 0x555和0x666相关联。随后，流量转发设备201a可以在数据端口P1上传输发往VLAN0x555或0x666的任何网络流量。然而，由于桥接设备202b也对这些VLAN感兴趣(见表250)，流量也将在端口P2上被传输。但是，只有发往VLAN 0x555的流量将在端口P3上被传输。
这种修剪方法的优点是修剪表可保持相对较小，因为只有上分段ID被映射到每个修剪端口。然而，由于虚拟网段架构是平面结构，因而不对如何分配分段ID进行限制。因此，出现了诸如表250中所示的情况，其中与不同的桥接设备相关联的虚拟机被分配了位于相同VLAN上的分段ID。这导致租户A的虚拟机220a和220b的网络流量不仅被传输到桥接设备202a和202b，还被传输到桥接设备202c，因为租户A的虚拟机220a和220b以及租户B的虚拟机230a和230b都具有包含于相同VLAN内的地址。结果是过量的网络泛洪(flooding)。
对感兴趣的分段ID修剪是基于整个分段ID执行的。流量转发设备201a基于与桥接设备相关联的虚拟机的地址，从桥接设备接收指示桥接设备感兴趣的分段ID的通告。例如，由于桥接设备202a与支持虚拟机220a的主设备相连接，因而桥接设备202a将它对分段ID0x555.111和0x666.111的兴趣通告给流量转发设备201a。表250的第二行示出了由每个桥接设备发送到流量转发设备201a的分段ID通告。在一个实施例中，通告是使用感兴趣标签子TLV格式生成的，在不同的实现方式中可以使用其它格式。
与上述过程相似的，流量转发设备201a可以使用通告来构建将感兴趣的分段ID与连接到合适的桥接设备的数据端口相关联的修剪表。例如，流量转发设备201a上的数据端口P1将与分段ID 0x555.111和0x666.111相关联。而数据端口P2将与分段ID 0x555.111、0x666.111、0x555.222和0x777.222相关联，因为桥接设备202b与虚拟机220b和230a两者相关联。随后，流量转发设备201a可以在合适的数据端口上传输发往任何分段ID的任何网络流量。例如，发往0x555.222的流量将仅在端口P2和端口P3上传输。
通过采用结合感兴趣的分段ID修剪的方法，这些操作可以提供“完美的修剪”，因为桥接设备仅发送它们感兴趣的流量。然而，剪切表可能会变得非常大，因为流量转发设备201a将每个分段ID分别与它的修剪表内的每个数据端口相关联。这种方法可能需要大量的数据存储，但是也可能提供比对感兴趣的VLAN修剪更高效的流量传输。
段捆绑修剪是基于捆绑ID执行的。如下面参照图3所述的段捆绑表是由虚拟网络200中的设备生成的。简而言之，段捆绑表将一个或多个分段ID与一个或多个捆绑ID相关联。该表被分发到能够支持段捆绑修剪的虚拟网段中的任意或所有设备。流量转发设备201a基于与桥接设备和捆绑表相关联的虚拟机的分段ID，从桥接设备接收指示桥接设备感兴趣的捆绑ID的通告。例如，桥接设备202b将它对捆绑ID 10和20的兴趣通告给流量转发设备201a，因为与虚拟机220b和230a相关联的桥接设备202b的分段ID可能已经在段捆绑表中被分配给多个捆绑ID。表250的第二行示出了由每个桥接设备发送到流量转发设备201a的捆绑ID通告。需要注意的是，桥接设备202a是网络设备的一个示例，如果只有有限数目的桥接设备202a感兴趣的段属于捆绑，则该网络设备可以选择不通告对任何捆绑ID的兴趣。那么，对桥接设备202a的修剪(流量转发设备201a的P1)必须使用上述的其它方法之一来执行。在一个实施例中，通告是使用新的感兴趣捆绑子TLV格式生成的，在不同的实现方式中可以使用其它格式。
流量转发设备201a可以使用通告来构建将感兴趣的捆绑ID与连接到合适的桥接设备的数据端口相关联的修剪表。例如，流量转发设备201a上的数据端口P2将与捆绑ID 10和20相关联。而数据端口P3将与捆绑ID20相关联。随后，流量转发设备201a可以在合适的数据端口上传输发往任何分段ID的任何网络流量。例如，流量转发设备201a基于捆绑表将包含分段ID 0x555.222的流量映射到捆绑ID 20。随后，基于将捆绑ID与端口P2和P3相关联的修剪表，在端口P2和P3上传输流量。
段捆绑修剪力图最优化之前两种类型的修剪的优点同时最小化它们的缺点。因为与每个端口都需要等大的修剪表相比，段捆绑修剪只需要一张大表，即将每个分段ID与一个或多个捆绑ID相关联的段捆绑表，这节省了数据存储。并且，由于(下面参照图3讨论的)段捆绑表的生成是为了最小化数据端口泛洪，因而降低了网络流量。
在一些实施例中，捆绑表的校验和可以包括在用于通告设备感兴趣的捆绑ID的链路状态分组中。例如，流量转发设备可以使用校验和来验证它们具有与发送设备一致的捆绑(即，两个设备具有相同的捆绑表)。例如，接收到错误校验和的设备将不会基于段捆绑表或捆绑ID修剪。校验和可以包括在新的捆绑一致性子TLV中。
在另一个实施例中，修剪可以通过使用所讨论的三种方案中的任何一种或其任何组合来执行。修剪也可以在虚拟网络内不同程度地使用所有三种方法来执行。例如，由于向后兼容或其它原因，基于VLAN的修剪可能是被期望的。此外，流量转发设备或桥接设备可维持所使用的每种修剪方法的独立修剪表或汇总表。
在还有一些实施例中，可以使用除TRILL之外的二层协议在虚拟网段中执行三种修剪方法。例如，修剪方法可以在本地以太网或FabricPath协议中被执行。在这样的实施例中，可以根据合适的协议使用链路状态分组或桥接协议数据单元(bridge protocol dataunit，BPDU)进行通告。
图3示出了示例性段捆绑表300。段捆绑表将每个分段ID与一个或多个捆绑ID进行映射。例如，分段ID 0x555.111与捆绑ID 10相关联，分段ID 0x777.333与捆绑ID 30或35相关联。同样地，每个捆绑ID可以与多个分段ID相关联，比如，捆绑ID 10与分段ID 0x555.111和0x666.111相关联。在一个实施例中，段捆绑表可以是代表每个可能的分段ID的全局表。在第二个实施例中，捆绑表可以代表可能的分段ID的子集。例如，如果网络协议以一些VLAN被分组而其它VLAN被广泛地分发方式分配网络地址，则分组的VLAN可能被排除在段捆绑表之外并基于感兴趣的VLAN被修剪。
基于由虚拟网段中的一些或全部桥接设备通告的感兴趣的分段ID信息，可以使用启发式算法来生成段捆绑表，以计算最优的或接近最优的段捆绑表。可以计算段捆绑表从而避免网络内的过量泛洪。此外，随着网络状况的变化，虚拟机被添加、移除或迁移到新的主机，可能出现重新计算段捆绑表的需求。例如，当由于网络变化而导致旧的捆绑表显示出较低的效率时，这种需求可以由网络泛洪的增加来表示。在一个实施例中，泛洪阈值可以用来触发生成更新的捆绑表。在第二个实施例中，更新的捆绑表的生成可以由定时器期满来触发。
图4是示出了用于生成和分发段捆绑表的处理400的示例流程图。简而言之，处理400包括：将段标识为由段捆绑设备支持的，段支持网络中的连接到第一桥接设备的第一主机和连接到第二桥接设备的第二主机；使用段捆绑设备接收描述该段的虚拟网络分段ID的虚拟网络地址信息，该虚拟网络分段ID用于接收第一主机和第二主机的虚拟网络流量，其中，虚拟网络ID包括上ID和下ID；使用段捆绑设备基于虚拟网络ID的上ID和下ID生成将捆绑ID和虚拟网段标识符相关联的段捆绑表；并使用段捆绑设备将段捆绑表分发到网络中的流量转发设备，该流量转发设备与第一桥接设备和第二桥接设备以接口相连接。
更详细地，当处理400开始时，在410，虚拟网段被标识为由段捆绑设备支持的。段捆绑设备可以是流量转发设备。在一些实施例中，第二流量转发设备可以被指定为备用段捆绑设备。在这样的实施例中，备用段捆绑设备可以执行本说明书所述的并由段捆绑设备执行的一些或全部动作。此外，备用段捆绑设备可以与段捆绑设备同时或在不同时间执行所述的功能。在其它实施例中，段捆绑设备也可以是强力流量转发设备。例如，段捆绑设备可以是配置了强力和快速处理能力及足够数据存储的流量转发设备，以使得生成绑定表所需的时间最短。
在420，段捆绑设备用于接收虚拟网络地址信息，网络设备使用虚拟网络地址信息来接收流量。虚拟网络中的一些或全部桥接设备将它们对分段ID的兴趣通知给段捆绑设备。它们可以使用例如链路状态分组中的感兴趣标签子TLV或使用另一种合适的协议来通知段捆绑设备。
在一个实施例中，可保留感兴趣标签子TLV中的一位，例如选择位。选择位可以区分用来通告用于生成段捆绑表的信息的感兴趣标签子TLV通告与用来通告用于生成感兴趣的分段ID修剪表的分段ID的感兴趣标签子TLV通告。在这样的实施例中，当保留位表示特定的感兴趣标签子TLV是用于生成段捆绑表的通告时，没有被指定为段捆绑设备的流量转发设备可以忽略感兴趣标签子TLV。同样地，当保留位表示特定的感兴趣标签子TLV是用于感兴趣的分段ID修剪的通告时，同一流量转发设备可以处理该感兴趣标签子TLV。
在430，段捆绑表是由段捆绑设备基于接收到的网络地址信息(在一个示例中是分段ID)生成的。如上面所述的，段捆绑表可以由段捆绑设备使用启发式算法来计算。相反地，在另一个实施例中段捆绑表可以由用户完整地计算或简单地手动编辑。
在440，段捆绑设备将捆绑表分发到虚拟网络中的一些或全部网络设备。段捆绑表可以使用诸如VTP3的数据库分布协议(database distribution protocol)或其它合适的协议进行分发。在一个实施例中，捆绑表可能只被分发到网络设备的一个子集上。例如，如果不是所有的网络设备都被配置为执行段捆绑修剪，则捆绑表可能只被分发到网络设备的一个子集上。
图5是示出了在示例性虚拟网络500中在段捆绑表生成并分发期间暂态期的系统图。流量转发设备501a和501b表示与图1和图2中所述的流量转发设备相似的设备。同样地，桥接设备502a-502c也表示与图1和图2中所述的桥接设备相似的设备。在虚拟网络500中，流量转发设备501a被指定为段捆绑设备。
如上面参照图3所述的，在初始网络启动时或当满足表示需要更新段捆绑表的条件时，图5中所述的暂态期可能发生。在此期间中，流量可以仍然在虚拟网段500中流动而不被中断。然而，段捆绑修剪可能会不可用。在一个实施例中，在暂态期期间，对感兴趣的VLAN的修剪可以代替段捆绑修剪被执行。
最初，两个桥接设备502a和502b对分段ID 0x700.001和0x800.002感兴趣。对彼此相关的地址“感兴趣”的两个设备被指定为属于相同的广播域。因此，段捆绑设备501a可以将两个分段ID都映射到第一捆绑表上的相同捆绑ID，例如，捆绑ID 70。类似地，桥接设备502b和502c对分段ID 0x900.003感兴趣，因此分段ID 0x900.003可以被映射到第一捆绑表上的第二捆绑ID，例如，捆绑ID 90。
随后，可能会发生网络配置的变化，比如与分段ID 0x800.002相关联的虚拟机从与桥接设备502a相关联的主机迁移550到与桥接设备502c相关联的主机。在这样的情况下，桥接设备502c可以基于第一捆绑表开始通告对捆绑ID 70的兴趣，并且桥接设备502a可继续通告对捆绑ID 70的兴趣。当发往分段ID 0x700.001的流量被传输到桥接设备502c时，将导致到桥接设备502c的泛洪过量，因为分段ID 0x700.001和0x800.002仍然与捆绑ID 70相关联。
一旦达到网络条件，即达到泛洪阈值或定时器期满，段捆绑设备501a将生成新的捆绑表。在桥接设备502a-502c生成的箭头表示为生成新的捆绑表，虚拟网络寻址信息从桥接设备502a-502c传输到段捆绑设备501a。同样地，在段捆绑设备501a生成的箭头表示新的捆绑表从段捆绑设备501a传输到桥接设备502a-502c。在一个实施例中，流量转发设备501b可以是备用段捆绑设备并且可以生成附加的备用捆绑表。
新的段捆绑表可以从捆绑ID 70将段0x800.002重新映射到捆绑ID 90，因为相同的两个桥接设备502b和502c对分段ID 0x800.002和0x900.003都感兴趣。一旦新的段捆绑表被段捆绑设备501a分发，桥接设备502c就不再通告它对捆绑ID 70的兴趣，从而来自桥接设备502a的过量泛洪就可以终止。
在一个实施例中，一旦达到过量泛洪阈值，段捆绑设备501a可以通过从一些或全部网络设备接收消息来开始处理400。在另一个实施例中，段捆绑表定时器可在一些或全部网络设备上被配置并在这些网络设备之间同步。在这样的实施例中，定时器期满将开始生成新的捆绑表的处理400。
所公开的以及其它示例能够被实现为一个或多个计算机程序产品，也就是说，一个或多个计算机程序指令模块在计算机可读介质上编码以由数据处理装置执行或者控制数据处理装置的操作。实现方式能够包括算法的单一处理或分布式处理。计算机可读介质能够是机器可读存储设备、机器可读存储基体、存储器设备或它们中的一个或多个的组合。术语“数据处理装置”包含所有的用于处理数据的装置、设备和机器，以示例的方式包括可编程处理器、计算机或多个处理器或计算机。除硬件外，装置能够包括为讨论中的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或它们中的一个或多个的组合的代码。
计算机程序(也称作程序、软件、软件应用、脚本或代码)能够以包括编译语言或解释语言的任何形式的编程语言来编写，并且能够以任何形式被调用，形式包括作为独立的程序或模块、组件、子程序或其它适合在计算环境中使用的单元。计算机程序不一定对应于文件系统中的文件。程序能够存储在保存其它程序或数据的一部分文件中(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)，存储在专用于讨论中的程序单个文件中或多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或部分代码的文件)中。计算机程序能够被调用以在一台计算机上或在位于一个站点或分布在多个站点之间并通过通信网络互相连接的多台计算机上执行。
本文中所述的处理和逻辑流能够通过一个或多个可编程处理器来执行，其中，可编程处理器用于执行一个或多个计算机程序，以通过操作输入数据并产生输出来执行功能。处理和逻辑流也能够通过专用逻辑电路被执行并且装置也能够被实现为专用逻辑电路，例如，现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或应用专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)。
适于执行计算机程序的处理器以示例的方式包括通用或专用微处理器及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。一般来说，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或这两者接收指令和数据。计算机的基本元件能够包括用于执行指令的处理器和一个或多个用于存储指令或数据的存储器设备。一般来说，计算机也能够包括一个或多个用于存储数据的大容量存储设备，或可操作地被耦合以从大容量存储设备接收数据、或向其传输数据或这两者，大容量存储设备例如是磁盘、磁光盘或光盘。然而，计算机不必具有这样的设备。适于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质能够包括所有形式的非易失性的存储器、介质和存储器设备，通过示例的方式包括半导体存储器设备，例如，EPROM、EEPROM或闪存存储器设备；磁盘，例如，内部硬盘或可移动硬盘；磁光盘；及CD ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器能够通过专业逻辑电路来补充或被包含于专业逻辑电路中。
尽管本文档描述了很多细节，但是这些不应该被解释为对所要求的发明范围或所要求的内容的限制，而是专用于特定实施例的特征的说明。本文在各个实施例的上下文中所述的某些特征也能够组合在单个实施例中实现。相反地，在单个实施例的上下文中所述的各种特征也能够在多个实施例中分别实现或在多个实施例中的任何合适的子组合中实现。此外，尽管特征在上面被描述为以某种组合起作用，即使最初要求为这样，但是在一些情况下所要求的组合的一个或多个特征能够从组合中去除，并且所要求的组合直接为子组合或子组合的变体。类似地，尽管附图中以特定的次序描绘了操作，但不应该被理解为要求以所示的特定次序或顺序次序执行这样的操作，或执行所有示出的操作来获得所希望的结果。
本文只公开了几个示例和实施例。基于所公开的内容能够实现对所述的示例和实施例的变化、修改和改进及其它实施例。

Claims (21)

1.一种虚拟网段修剪的方法，包括：
将段标识为段捆绑设备支持的，所述段支持网络中的连接到第一桥接设备的第一主机和连接到第二桥接设备的第二主机；
使用所述段捆绑设备接收描述所述段的虚拟网络分段标识符ID的虚拟网络寻址信息，其中，所述虚拟网络分段ID用于接收所述第一主机和所述第二主机的虚拟网络流量，并且包括上ID和下ID；
使用所述段捆绑设备生成段捆绑表，所述段捆绑表基于所述虚拟网络分段ID的上ID和下ID将捆绑ID与所述虚拟网络分段ID相关联；以及
使用所述段捆绑设备将所述段捆绑表分发到所述网络中的流量转发设备，所述流量转发设备与所述第一桥接设备和所述第二桥接设备以接口相连接。
2.如权利要求1所述的方法，其中，接收虚拟网络寻址信息包括：接收链路状态分组中的来自所述第一桥接设备或所述第二桥接设备的感兴趣捆绑子TLV，所述感兴趣捆绑子TLV列出了所述第一桥接设备或所述第二桥接设备感兴趣的捆绑，其中TLV指：类型-长度-值。
3.如权利要求1所述的方法，其中，接收虚拟网络寻址信息包括：接收链路状态分组中的来自所述第一桥接设备或所述第二桥接设备的、所述第一桥接设备或所述第二桥接设备感兴趣的感兴趣标签子TLV中的选择位和虚拟网络分段ID的列表。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述选择位指示所述虚拟网络分段ID的列表而不是上ID应被用来将网络流量转发到所述第一桥接设备或所述第二桥接设备。
5.如权利要求1所述的方法，还包括：
所述流量转发设备中的至少一个基于下述选项将流量转发到所述第一主机或所述第二主机的第一桥接设备或第二桥接设备：(i)与所述第一主机或所述第二主机感兴趣的所述虚拟网络分段ID相关联的捆绑ID，(ii)用于标识所述第一主机或所述第二主机中的至少一个感兴趣的虚拟网络分段ID的子集的特定上ID，或(iii)所述第一主机或所述第二主机感兴趣的特定虚拟网络分段ID。
6.如权利要求1所述的方法，其中，生成所述段捆绑表包括生成段捆绑表校验和，
其中，分发所述段捆绑表包括将所述校验和分发到所述网络中的所述流量转发设备，以验证所述段捆绑表中的一致性，并且
还包括：
将所述校验和并入链路状态分组；
将所述链路状态分组分发到所述流量转发设备；以及
所述流量转发设备基于所述校验和验证所述流量转发设备先前接收的段捆绑表与发送所述链路状态分组的流量转发设备一致。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述虚拟网络分段ID是以多链路透明互连TRILL帧格式封装的。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述虚拟网络分段ID是以FabricPath帧格式封装的。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述虚拟网络分段标识符是以原始以太网帧格式封装的。
10.一种虚拟网段修剪的装置，包括：
一个或多个处理器；以及
一个或多个存储器，所述一个或多个存储器存储由所述一个或多个处理器执行的逻辑；
所述一个或多个处理器当执行所述逻辑时能操作来：
将段标识为段捆绑设备支持的，所述段支持网络中的连接到第一桥接设备的第一主机和连接到第二桥接设备的第二主机；
使用所述段捆绑设备接收描述所述段的虚拟网络分段ID的虚拟网络寻址信息，其中，所述虚拟网络分段ID用于接收所述第一主机和所述第二主机的虚拟网络流量，并且包括上ID和下ID；
使用所述段捆绑设备生成段捆绑表，所述段捆绑表基于所述虚拟网络分段ID的上ID和下ID将捆绑ID与所述虚拟网络分段ID相关联；
使用所述段捆绑设备将所述段捆绑表分发到所述网络中的流量转发设备，所述流量转发设备与所述第一桥接设备和所述第二桥接设备以接口相连接。
11.如权利要求10所述的装置，其中，所述一个或多个处理器当接收虚拟网络寻址信息时能操作来：接收链路状态分组中的来自所述第一桥接设备或所述第二桥接设备的感兴趣捆绑子TLV，所述感兴趣捆绑子TLV列出了所述第一桥接设备或所述第二桥接设备感兴趣的捆绑，其中TLV指：类型-长度-值。
12.如权利要求10所述的装置，其中，所述一个或多个处理器当接收虚拟网络寻址信息时能操作来：接收链路状态分组中的来自所述第一桥接设备或所述第二桥接设备的、所述第一桥接设备或所述第二桥接设备感兴趣的感兴趣标签子TLV中的选择位和虚拟网络分段ID的列表。
13.如权利要求12所述的装置，其中，所述选择位指示所述虚拟网络分段ID的列表而不是上ID应被用来将网络流量转发到所述第一桥接设备或所述第二桥接设备。
14.如权利要求10所述的装置，其中，所述一个或多个处理器还能操作来通过所述流量转发设备中的至少一个基于下述选项将流量转发到所述第一主机或所述第二主机的第一桥接设备或第二桥接设备：(i)与所述第一主机或所述第二主机感兴趣的所述虚拟网络分段ID相关联的捆绑ID，(ii)用于标识所述第一主机或所述第二主机中的至少一个感兴趣的虚拟网络分段ID的子集的特定上ID，或(iii)所述第一主机或所述第二主机感兴趣的特定虚拟网络分段ID。
15.如权利要求10所述的装置，其中，所述一个或多个处理器当生成所述段捆绑表时能操作来生成段捆绑表校验和，
其中，所述一个或多个处理器当分发所述段捆绑表时能操作来将所述校验和分发到所述网络中的所述流量转发设备，以验证所述段捆绑表中的一致性，并且
其中，所述一个或多个处理器还能操作来：
将所述校验和并入链路状态分组；
将所述链路状态分组分发到所述流量转发设备；以及
所述流量转发设备基于所述校验和验证所述流量转发设备先前接收的段捆绑表与发送所述链路状态分组的流量转发设备一致。
16.一种虚拟网段修剪的设备，包括：
用于将段标识为段捆绑设备支持的的装置，所述段支持网络中的连接到第一桥接设备的第一主机和连接到第二桥接设备的第二主机；
用于使用所述段捆绑设备接收描述所述段的虚拟网络分段ID的虚拟网络寻址信息的装置，其中所述虚拟网络分段ID用于接收所述第一主机和所述第二主机的虚拟网络流量，并且包括上ID和下ID；
用于使用所述段捆绑设备生成段捆绑表的装置，所述段捆绑表基于所述虚拟网络分段ID的上ID和下ID将捆绑ID与所述虚拟网络分段ID相关联；以及
用于使用所述段捆绑设备将所述段捆绑表分发到所述网络中的流量转发设备的装置，所述流量转发设备与所述第一桥接设备和所述第二桥接设备以接口相连接。
17.如权利要求16所述的设备，其中，用于接收所述虚拟网络寻址信息的装置包括：用于接收链路状态分组中的来自所述第一桥接设备或所述第二桥接设备的感兴趣捆绑子TLV的装置，所述感兴趣捆绑子TLV列出了所述第一桥接设备或所述第二桥接设备感兴趣的捆绑，其中TLV指：类型-长度-值。
18.如权利要求16所述的设备，其中，用于接收所述虚拟网络寻址信息的装置包括：用于接收链路状态分组中的来自所述第一桥接设备或所述第二桥接设备的、所述第一桥接设备或所述第二桥接设备感兴趣的感兴趣标签子TLV中的选择位和虚拟网络分段ID的列表的装置。
19.如权利要求18所述的设备，其中，所述选择位指示所述虚拟网络分段ID的列表而不是上ID应被用来将网络流量转发到所述第一桥接设备或所述第二桥接设备。
20.如权利要求16所述的设备，还包括：
所述流量转发设备中的至少一个基于下述选项将流量转发到所述第一主机或所述第二主机的第一桥接设备或第二桥接设备：(i)与所述第一主机或所述第二主机感兴趣的所述虚拟网络分段ID相关联的捆绑ID，(ii)用于标识所述第一主机或所述第二主机中的至少一个感兴趣的虚拟网络分段ID的子集的特定上ID，或(iii)所述第一主机或所述第二主机感兴趣的特定虚拟网络分段ID。
21.如权利要求16所述的设备，其中，用于生成所述段捆绑表的装置包括用于生成段捆绑表校验和的装置，
其中，用于分发所述段捆绑表的装置包括用于将所述校验和分发到所述网络中的所述流量转发设备以验证所述段捆绑表中的一致性的装置，并且
还包括：
用于将所述校验和并入链路状态分组的装置；
用于将所述链路状态分组分发到所述流量转发设备的装置；以及
用于所述流量转发设备基于所述校验和验证所述流量转发设备先前接收的段捆绑表与发送所述链路状态分组的流量转发设备一致的装置。
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