CN104081718B - 用于远程系统管理的网络控制器 - Google Patents

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Abstract

总体上，本公开内容描述了用于远程系统管理的网络控制器。主机设备可以包括网络控制器和可编程网络元件。网络控制器可以包括被配置为获取与网络控制器的操作相关的网络管理数据以及接收与主机设备的操作相关的主机管理数据的控制器电路。网络控制器还可以包括发射机和接收机，该发射机被配置为向远离该网络控制器的管理系统发送网络管理数据和主机管理数据，该接收机被配置为从与管理数据相关的管理系统接收命令，该命令被配置为对可编程网络元件重新编程以改变该可编程网络元件的行为。

Description

用于远程系统管理的网络控制器
对相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2012年8月21日递交的美国专利申请序列号No.13/590,631的优先权，该临时申请的内容通过引用全部并入本文。
技术领域
本公开内容涉及网络控制器，并且更具体地，本公开内容涉及用于远程系统管理的网络控制器。
背景技术
服务器和网络管理的自动化是数据中心(包括用于提供公共的和私人的云计算服务的数据中心)所感兴趣的领域。远程服务器和网络管理可以促进服务器和网络管理的自动化。管理系统可以监视网络性能并且可以被配置为基于策略来对流和工作负载进行调整。某些网络系统可以包括基于网络性能来促进调整的可编程网络元件(例如OpenFlow)。
附图说明
随着下面的具体实施方式的进行，并且在参照附图后，所声明的主题的实施例的特征和优势将变得显而易见，在附图中相似的数字描绘相似的部件，并且在附图中：
图1A示出了与本公开内容的各种实施例相一致的示例性网络系统；
图1B示出了与本公开内容的各种实施例相一致的网络控制器的例子；
图2是与本公开内容的一个实施例相一致的虚拟机架构的例子；
图3示出了与本公开内容的一个实施例相一致的网络控制器的示例性操作的流程图；以及
图4示出了与本公开内容的一个实施例相一致的管理系统的示例性操作的流程图；
虽然下面的具体实施方式将参照说明性的实施例来继续进行，但是对本领域技术人员来说，其许多替换、修改和变型将是显而易见的。
具体实施方式
总体来说，本公开内容描述了被配置为促进联网系统的远程系统管理的网络控制器。该网络控制器被配置为收集与联网系统(例如，主机设备)相关的管理数据。管理数据可以包括与网络控制器相关的网络管理数据(例如，流量和/或性能信息)和与主机设备的操作和状态相关的主机管理数据(例如，供电设备状态、CPU使用情况、存储器使用情况等)。可以在不涉及主机处理器的情况下获取网络管理数据和至少一些主机管理数据。网络控制器被进一步配置为向远程管理系统发送管理数据、从管理系统接收得到的命令以及向主机设备提供这些命令。例如，可以经由在主机设备和管理系统之间建立的管理信道来发送和接收管理数据。所接收的命令可以被配置为影响例如流控制和/或主机设备的操作。如果主机设备的目标组件是可编程的(例如，可编程交换机)，则该命令可以被配置为对目标组件重新编程。
管理系统被配置为分析所接收的管理数据并至少部分地基于策略来生成命令。管理系统可以对网络管理和系统(例如，主机)管理进行集成。因此，管理系统可以自适应地响应于主机设备工作负载和/或网络工作负载并且使用管理数据进行例如调度工作负载、工作负载布置、转发策略、执行等。因此，来自于网络控制器的管理数据可以给管理系统提供与关联节点相关的准确的、本地获取的管理数据。
因此，获取管理数据可以从主机处理器卸载到网络控制器。对于包括在主机设备中的可编程网络元件，可以使用从管理系统接收的命令来重新配置该可编程网络元件。因此，可以远程地管理主机设备操作而无需加重主机设备处理器的负担。此外，可以给管理系统提供与主机设备的操作相关的准确的管理数据，该准确的管理数据包括与网络控制器的操作相关的网络管理数据以及与主机设备的操作相关并且由例如底板管理控制器(BMC)和/或桥接器控制器可访问的主机管理数据。
管理系统可以从经由网络耦合到管理系统的多个主机设备接收管理数据。网络可以包括一个或多个可编程网络元件，即，该网络可以是软件定义的网络。管理系统可以被配置为至少部分地基于所接收的管理数据、网络系统数据和/或网络系统策略来生成一个或多个命令。每个命令可以被配置为对可编程网络元件进行编程或重新编程。该可编程网络元件可以包括在网络、主机设备和/或网络控制器中。这种编程(和重新编程)被配置为改变可编程网络元件的行为，例如可编程交换机的转发行为。因此，集中管理系统可以至少部分地基于从一个或多个主机设备接收的管理数据来对软件定义的网络的行为进行控制。
可编程网络元件可以由多个制造商提供。每个可编程网络元件的可编程性可以由应用编程接口(API)来提供。随后，管理系统可以使用该API来修改可编程网络元件的行为。API可以是制造商特定的或可以被配置为修改可编程网络元件的行为(无论可编程网络元件的制造商是谁)。例如，如将在下面讨论的，OpenFlow包括被配置为修改可编程网络元件的行为的API(无论可编程网络元件的制造商是谁)。
主机管理数据可以包括主机设备元件的内部状态和/或资源分配，该内部状态和/或资源分配包括但不限于统计数据、性能寄存器数据、传感器测量结果(例如，供电设备数据)、与主机设备处理器相关联的利用情况数据(例如，CPU使用情况、存储器使用情况等)。网络管理数据可以包括与网络控制器相关联的利用情况数据。网络管理数据可以包括但不限于：每个接口的端口数、每个端口的丢弃的分组数、链路是全双工链路还是半双工链路、链路速度、流控制状态(例如，启用/禁用)。网络控制器数据可以包括链路统计数据、链路利用情况或使用情况，例如：物理链路的发送和接收吞吐量、发送和接收的分组、丢弃的分组、错误计数、流控制使用情况、高效能以太网使用情况统计数据等。在实施例中，还可以在虚拟化系统的虚拟接口(或每个VM)基础上收集像QoS、吞吐量等的一些数据。随后，管理系统可以至少部分地基于接收的管理数据来确定负载分布、转发策略、流分配等，并经由网络控制器向主机设备转发相关的命令。如将在下面更详细地描述地，在一些实施例中，可以经由网络控制器与底板管理控制器(BMC)将管理数据和命令用于功率管理。
图1示出了与本公开内容的各种实施例相一致的示例性网络系统100。系统100一般包括主机设备102，该主机设备102被配置为经由网络104与管理系统106和/或至少一个节点108A，...，108N进行通信。例如，主机设备102可以是被配置为执行在例如数据中心中的一个或多个应用和/或工作负载的服务器。网络104可以包括网络元件(例如，交换机、桥接器和/或路由器(有线的和/或无线的))、附加网络和/或其组合。
例如，网络104可以包括被配置为例如当网络系统100包括在数据中心中时耦合多个计算设备的交换机。网络104可包括任意分组交换网和/或无线局域网，例如，举例来说，分组交换网是IEEE802.3标准中阐述的以太网网络，例如，举例来说，无线局域网是IEEE802.11标准。
在另一个例子中，网络104可以被配置作为软件定义的网络。例如，该软件定义的网络可以被配置为将控制与数据分开，从而控制信号可以与数据帧和/或分组分开进行发送和/或接收。软件定义的网络的一个或多个网络元件可以是可编程的(本地地和/或远程地)。这种网络元件随后可以被提供有应用编程接口(API)，以促进这种可编程性。
例如，实施例可以采用被设计为与已经存在于现有网络设备中的特征进行交互的基于软件的交换系统来控制在例如分组交换网络中进行路由的信息。OpenFlow(如实施日期为2011年2月28日的OpenFlow交换机规范版本1.1.0(Wire协议0X02)中阐述的)是被开发用于分组交换网络(像是以太网)上的操作的、基于软件的交换系统的例子。OpenFlow可以使用与非制造商特定的网络设备共同的特征来进行交互。特别地，OpenFlow提供了用于控制各种商业以太网交换机、或类似的网络设备的信息路由行为的安全接口(无论设备制造商是谁)。OpenFlow是软件定义的交换系统的一个例子。其它基于软件和/或硬件的交换系统可以被用于配置为在分组交换网络中提供流控制，这与本公开内容的各实施例是一致的。
节点108A，...，或108N中的每个节点被配置为与节点108A，...，108N中的每个其它节点通信和/或经由网络104与管理系统106进行通信。一个或多个节点108A，...，108N可以对应于类似于主机设备102的主机设备。“节点”对应于计算设备，包括但不限于通用计算机(例如，台式计算机、膝上型计算机、平板计算机等)、服务器、刀片机等。因此，主机设备102是节点的一个例子。
主机设备102一般包括处理器110、系统存储器112、桥接器芯片集114和网络控制器116。桥接器芯片集114可以包括桥接器控制器115。主机设备102可以包括底板管理控制器(BMC)118以及一个或多个供电设备120。处理器110耦合到系统存储器112。网络控制器116被配置为将主机设备102耦合到网络104。在实施例中，桥接器芯片集114可耦合到处理器110。在该实施例中，桥接器芯片集114还可以耦合到系统存储器112、网络控制器116和BMC118。在另一实施例中，桥接器芯片集114可以包括在处理器110中。在该实施例中，处理器110(和整体桥接器芯片集114)还可以耦合到网络控制器116和BMC118。
系统存储器112被配置为存储操作系统OS130、联网应用132和其它应用134。如本文所述，系统存储器可以被进一步配置为对代理136和配置文件138进行存储。联网应用132可以被配置为经由网络104与例如在节点108A上执行的另一个应用通信。例如，联网应用132可以被配置为经由网络控制器116向节点108A发送应用数据。
网络控制器116被配置为将主机设备102经由网络104耦合到节点108A，...，108N和/或管理系统106。例如，网络控制器116可以将联网应用132耦合到节点108A并且可以因此管理网络应用数据到节点108A的传送。在实施例中，网络控制器116被配置为包括从网络控制器116本身、代理136、BMC118和/或桥接器控制器115收集与主机设备102相关的管理数据。如本文所述的，代理136可以被配置为与固件通信。网络控制器116被进一步配置为向管理系统106传送管理数据，并且至少部分地基于所发送的管理数据，从管理系统106接收命令。
图1B示出了与本公开内容的各种实施例相一致的网络控制器116的更加详细的例子。网络控制器116'被配置为管理主机设备102、网络104和/或节点108A，...，108N之间的应用数据(例如，与联网应用132相关)的传送。如本文所述的，网络控制器116'被进一步配置为与系统管理106配合以实现远程系统管理。
网络控制器116'包括控制器电路140、发射机/接收机Tx/Rx142、接口电路141和缓存器144。控制器电路140包括处理器电路146和被配置为存储控制器管理模块150和配置数据152的存储器148。存储器148可以是易失性的、非易失性的和/或其组合。接口电路141被配置为将网络控制器116、116'耦合到BMC118和/或桥接器芯片集114。缓存器144被配置为存储用于传输的应用数据和/或接收的数据。在一些实施例中，网络控制器116'可以包括被配置为对例如多个虚拟机和/或包括在处理器110中的多个处理器之间的网络业务进行交换的交换机电路147。交换机电路147可以包括，例如，软件控制的交换机。Tx/Rx142包括被配置为发送消息的发射机和被配置为接收可以包括应用数据的消息的接收机。如本文所述的，Tx/Rx142被进一步配置为发送来自网络控制器116'的管理数据，并从管理系统106接收命令信息。
控制器电路140可以包括但不限于：微控制器、微引擎、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和/或一般能够执行典型的网络控制器功能的任意其它控制器电路。例如，微引擎可以包括可编程微控制器。处理器电路146可以是比通用处理器具有相对较少能力的处理器。在一些实施例中，控制器电路140可以包括更强大的处理器，例如通用处理器。可以在许多网络控制器中可用的具有相对较少能力的处理器上执行与远程系统管理相关的网络控制器的功能和/或可以在更强大的通用处理器上执行与远程系统管理相关的网络控制器的功能。
如本文所述，处理器电路146可以被配置为执行控制器管理模块150以执行与远程系统管理相关联的操作。例如，控制器管理模块150可以被实现为驻留在控制器电路140中的固件。在另一个例子中，可以通过现场编程(例如，FPGA)将控制器管理模块150编程到控制器电路140中。处理器电路146可以被进一步配置为访问配置数据152以确定将要被收集并提供给管理系统的管理数据。
控制器电路140被配置为获取与网络控制器116'的操作相关的网络管理数据。控制器电路140可以被配置为从例如代理136、桥接器控制器115和/或BMC118接收与主机设备102的操作相关的主机管理数据。收集的管理数据可以至少部分地基于配置数据152。例如，配置数据可以存储在系统存储器112中的配置文件138中。当主机设备102上电和/或复位时，代理136可以被配置为从配置文件138取回配置数据，并向网络控制器116'提供该配置数据152用于在存储器148中存储。在另一个例子中，可以经由BMC118向控制器电路140提供配置数据。在另一个例子中，配置数据152可以存储在主机设备102提供的存储器148中。在另一个例子中，可以从管理系统106向网络控制器116'提供配置数据152。
控制器电路140被配置为获取与网络控制器116'的操作相关的网络管理数据。网络控制器管理数据包括但不限于与网络控制器相关联的利用情况数据，例如，举例来说，每个接口的端口数、每个端口的丢弃的分组数、链路是全双工链路还是半双工链路、链路速度、流控制状态(例如，启用/禁用)、流控制事件、重发和/或重新排队。
网络管理数据可以包括但不限于：每个接口的端口数、每个端口的丢弃的分组数、链路是全双工链路还是半双工链路、链路速度、流控制状态(例如，启用/禁用)。网络控制器数据可以包括链路统计数据、链路利用情况或使用情况，例如：物理链路的发送和接收吞吐量、发送和接收的分组、丢弃的分组、错误计数、流控制使用情况、高效能以太网使用情况统计数据等。在实施例中，也可以在虚拟化系统上的虚拟接口(或每个VM)的基础上收集像QoS、吞吐量等的一些数据。
代理136可以被配置为获取与主机设备102、处理器110和/或系统存储器112相关的代理管理数据。因此，主机管理数据可以包括代理管理数据。例如，代理136可以被配置为捕获处理器使用情况数据(例如，CPU使用情况百分比)、存储器使用情况、高速缓存存储器使用情况、主机储存设备统计数据(例如，每秒的读取/写入、总存储空间、可用的总存储空间)、从传感器读取的数据(例如功率消耗、温度读数、电压波动)等。在配置具有虚拟机(VM)的系统中，虚拟机监视器(VMM)中的代理可以被配置为提供虚拟机资源使用情况，包括但不限于虚拟CPU资源、存储器资源、带宽使用情况等。代理136可以被配置为以例如时间间隔获取管理数据，并向控制器电路140提供代理管理数据。代理136的操作可以对与处理器110相关联的处理负载具有相对较小的影响。例如，可以通过直接存储器访问操作向控制器电路140提供代理管理数据。
可以通过系统管理总线122将BMC118耦合到网络控制器116。将网络控制器116和BMC118进行耦合被配置为促进网络控制器116和BMC之间的直接通信，这并不包括桥接器芯片集114。BMC118被配置为获取BMC管理数据，并经由系统管理总线122向网络控制器116提供BMC管理数据。BMC管理数据可以包括与主机设备的状态相关的数据。因此，主机管理数据可以包括BMC管理数据。
BMC118可以实现平台管理接口架构，例如，举例来说，在智能平台管理接口规范v2.0(2004年2月14日由英特尔、惠普、NEC和戴尔公布的)和/或该规范的之后版本下定义的智能平台管理接口(IPMI)架构。“平台管理”指的是可以被内置到平台(例如，主机设备102)硬件并主要用于监视主机设备硬件的健康状况的监视和控制功能。例如，监视可以包括监视主机设备102的温度、电压、风扇、供电设备120、总线错误、系统物理安全等。平台管理可以进一步包括恢复能力，例如本地或远程系统复位和电源开/关操作。例如，管理系统106可以被配置为基于所接收的、被提供给管理系统106的BMC管理数据来向网络控制器116提供BMC管理命令(例如，断电或通电)。
网络控制器116、BMC118和/或管理系统106可以被配置为提供如在以下中定义的“高效能以太网”能力：由电气和电子工程师协会于2010年10月公布的IEEE标准IEEEStd802.3azTM-2010(以下称为“EEE”)，标题为“用于信息技术的IEEE标准-系统之间的通讯和信息交换-局域网和城域网-特定要求第3部分：带有冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)访问方法和物理层规范，修改5：用于高效能以太网的媒体访问控制参数、物理层以及管理参数”，以及该标准的兼容版本和/或之后版本。EEE被配置为在较低的数据活动时间段期间允许降低的功耗。物理层发射机(例如，Tx/Rxl42中的发射机)可以被配置为当没有数据正在被发送时进入较低的功率(“低功率空闲”)模式。例如，这些发射机可以包括在网络控制器116中和/或管理系统106中。
响应于网络控制器116和管理系统106之间的LPI信号，可以进入低功率空闲(LPI)模式。例如，基于由管理系统106设置的LPI策略，可以生成LPI信号。典型地，管理系统106可以传送(和/或改变)将由主机系统采用的高级LPI策略。网络控制器/主机中的电路/代理可以本地地确定/生成链路(TX/RX)上的LPI信令的触发。例如，对于特定的工作负载，管理系统可以被配置为改变策略，从而即使当链路未被充分利用时，主机/网络控制器也不应该进入LPI状态。当有数据要发送时，可以发送正常的空闲信号以“唤醒”发射机系统。
因此，网络控制器116'(包括控制器电路140)被配置为接收由例如代理136、BMC118、桥接器控制器115所获取的主机管理数据，并从网络控制器116'本身获取网络管理数据。可以在无需处理器110的显著活动的情况下获取管理数据。因此，对该管理数据进行获取可以不对处理器提供额外的处理负担。通过执行网络控制器的固件中的操作而非通过在处理器110上执行的应用，可以提供更高的安全等级。一旦网络控制器116'已收集了管理数据，网络控制器116'被配置为使用Tx/Rx142向管理系统106提供管理数据。
管理系统106被配置为从网络控制器116接收管理数据、分析该管理数据以及至少部分地基于接收的管理数据和策略来做出关于主机设备102和/或网络104的操作的决定。管理系统106可以从节点108A，...，108N接收类似的管理数据。管理系统106和主机设备102(以及网络控制器116)可以被配置为实现与网络相关的任意管理协议，包括厂商指定的协议以及对应于标准的协议。与网络相关的管理协议包括但不限于：简单网络管理协议(SNMP)、NetFlow、网络数据管理协议(NDMP)、OpenFlow控制和/或开放流配置协议(例如，NetConf(网络配置协议))等。管理协议可以包括其它的XML/RPC(可扩展标记语言/远程过程调用)协议。
SNMP是由互联网工程任务组(IETF)定义的互联网协议群的组件，例如，日期为1999年4月的管理信息结构第2版(SMIv2)。NetFlow是由思科(Cisco)系统开发的用于收集IP业务信息的网络协议，例如，思科IOSNetFlow，版本9。NDMP是用于企业范围的异构网络附加储存备份的开放标准协议，例如，日期为2003年4月的NDMP版本4。NetConf是由IETF开发的网络配置协议，其于2006年12月公布(RFC4741)，于2011年6月修订并公布(RFC6241)。NetConf提供用于经由远程过程调用来安装、操作和删除网络设备的配置的机制。因此，管理系统106与主机设备102(和网络控制器116)可以被配置为实现任意这些网络管理协议和这些标准/协议的之后和/或相关版本。
管理系统106包括：处理器160、存储器162、桥接器芯片集164和网络控制器166。与主机设备102类似，桥接器芯片集164可以包括在处理器160中。管理系统106被配置为从网络控制器116接收管理数据，并至少部分地基于所接收的管理数据向网络控制器提供管理命令。管理系统可以包括类似于节点108A，...，108N的计算设备。管理系统106被配置为经由在计算设备上执行的模块来提供网络管理功能。如本文所述，处理器160被配置为执行与管理系统106相关联的操作。网络控制器166被配置为将管理系统106耦合到网络104、主机设备102和/或节点108A，...，108N。例如，网络控制器166可以对应于网络控制器116'。
存储器162被配置为存储系统管理模块170、网络系统数据172、网络系统策略174和工作负载调度器模块176。处理器160被配置为执行系统管理模块170以执行与管理系统106相关联的操作。例如，系统管理模块170被配置为接收由网络控制器116提供的管理数据。系统管理模块170可以被配置为至少部分地基于网络系统数据172和/或网络系统策略174来分析该管理数据。例如，网络系统数据可以包括网络拓扑信息、节点信息、使用情况信息、节点之间的链路状态信息(链路上行/下行、链路速度、全双工/半双工)、流控制事件、重新排队、重新发送等。网络系统数据可以进一步包括QoS信息、业务工程策略、多路径信息、负载平衡策略等。可以至少部分地基于其它应用数据来确定网络范围策略，其它应用数据包括工作负载的类型、虚拟机和其它物理机信息。这种信息还可以由管理系统使用。
网络系统策略174可以包括用于至少部分地基于来自网络控制器116的管理数据来执行流控制的策略。例如，策略可以包括基于网络管理数据、服务质量(QoS)、能效、地理位置、数据中心冗余等来重新路由网络流。例如，如果源和目的地之间存在多条路径，则管理系统106可以被配置为利用SDN技术通过最佳路径来对流进行重新路由。例如，可以改变ECMP(等价多路径)策略。在另一个例子中，可以改变QoS策略以提供用于流的额外带宽，和/或可以利用更好的业务类别等。在另一例子中，策略可以指示应该将多个互连的服务器中的未利用的或未充分利用的服务器(例如，主机设备102)断电以节能，并且在使用情况增加时通电。在另一个例子中，可以将工作负载移动到未充分利用的服务器中，以更均匀地分配工作负载。工作负载调度器模块176可以被配置为执行工作负载调度。工作负载调度器模块176可以被配置为调度工作负载、移动工作负载和/或至少部分地基于主机管理数据来调整网络转发流。这种工作负载调度、移动和/或调整可以基于可以由系统管理员设置的一个或多个策略。
因此，至少部分地基于网络控制器116获取的管理数据(包括网络管理数据)，以及由代理136、BMC118和/或桥接器控制器115获取的主机管理数据，远程管理系统(例如，管理系统106)可以被配置为基于管理数据和策略来执行网络管理功能。可以分析管理数据并至少部分地基于管理数据和网络管理策略来生成管理命令。该网络系统命令可以影响流控制、功率管理等。
图2是与本公开内容的一个实施例相一致的虚拟机200的架构的例子。系统存储器112'对应于图1的系统存储器112。系统112'可以被配置为存储虚拟机监视器(VMM)202、软件交换机204和多个虚拟机(VM)206A，...，206M。在一些实施例中，软件交换机204可以包括在VMM202中。虚拟机206A可以包括联网应用208并且VMM(即，管理程序)202可以包括代理210。交换机204被配置为交换VM206A，...，206M之间的网络业务(例如，来自网络控制器116的网络业务/到网络控制器116的网络业务)。代理210被配置为执行与代理136类似的功能。因此，代理210可以获取与VMM202和/或VM206A，...，206M相关的管理数据，并向网络控制器116提供该管理数据。在这个例子中，响应于发送的管理数据而从管理系统106接收的命令可以被配置为修改交换机204的配置。因此，在这个例子中，交换机204可以是可编程的。
图3示出了与本公开内容的一个实施例相一致的网络控制器的示例性操作的流程图300。所述操作可以由例如网络控制器116、116'来执行。特别地，流程图300描绘了被配置为进行以下行为的示例性操作：从网络控制器获取网络管理数据以及从代理、BMC和/或桥接器控制器获取主机管理数据，并向管理系统提供网络管理数据和主机管理数据。
程序流可以在起始302处开始。操作304包括至少部分地基于配置数据来配置管理电路用于数据获取。举例来说，管理电路包括控制器电路140并且可以包括代理136、BMC118和/或桥接器控制器115。可以在操作306处获取网络管理数据。操作308包括从例如代理、BMC和/或桥接器控制器接收主机管理数据。操作310可以包括向管理系统发送管理数据。在操作312处，可以从管理系统接收管理命令。在操作314处，可以向适当电路转发所接收的管理命令。该适当的电路可以对应于包括在网络控制器、主机设备和/或网络中的可编程网络元件。随后，程序流可以返回操作306，获取网络管理数据。
图4示出了与本公开内容的一个实施例相一致的管理系统的示例性操作的流程图400。所述操作可以由例如管理系统106执行。特别地，流程图400描绘了被配置为进行以下行为的示例性操作：分析所接收的管理数据，基于接收的管理数据和策略来生成命令，以及向适当的可编程网络元件提供命令。程序流可以在起始402处开始。可以在操作404处接收管理数据。例如，可以从网络控制器116接收管理数据。操作406包括分析所接收的管理数据406。例如，可以基于策略来分析所接收的管理数据。操作406可以进一步包括：至少部分地基于策略来生成管理命令。操作408包括向可编程网络元件发送管理命令。例如，可编程网络元件可以包括在主机设备(例如主机设备102)中和/或网络104中。在主机设备中的可编程网络元件可以包括在网络控制器、VM和/或VMM中。管理命令可以被配置为执行流控制。在实施例中，管理命令可以被配置为通过对未充分利用或未利用的服务器断电来提高能效。随后，程序流可以返回操作404。
虽然图3和图4示出了根据实施例的各种操作，但是应当理解，并非图3和图4描绘的所有操作对于其它实施例来说都是必需的。事实上，本文中充分地预期了，在本公开内容的其它实施例中，可以以任意附图中都未详细示出的方式来组合图3和图4中描绘的操作和/或本文中描绘的其它操作，但是组合后的操作仍然与本公开内容完全一致。因此，权利要求所指向的、在一幅附图中没有明确示出的特征和/或操作被认为是处于本公开内容的范围和内容内。
如在本文任意实施方式中所使用的，术语“模块”可以指的是被配置为执行任意前述操作的应用、软件、固件和/或电路。软件可以被实施为记录在非临时性计算机可读存储介质中的软件包、代码、指令、指令集和/或数据。固件可以被实施为被硬编码(例如，非易失性)在存储设备中的代码、指令或指令集和/或数据。
如本文任意实施例中所使用的“电路”可以包括例如单独的或任意组合的硬件电路、可编程电路(诸如包括一个或多个单独的指令处理内核的计算机处理器)、状态机电路、和/或存储由可编程电路执行的指令的固件。模块可以单独地或组合地被实施为形成了较大系统的一部分的电路，例如：集成电路(IC)、片上系统(SoC)、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、服务器、智能电话等。
本文描述的任何操作可以在以下系统中实现：该系统包括一个或多个存储介质，其上单独地或组合地存储有指令，当指令由一个或多个处理器执行时，执行方法。此处，处理器可以包括例如服务器CPU和/或其它可编程电路。此外，本文的意图是，本文中描述的操作可以分布在多个物理设备上，例如在多于一个的不同物理位置上的处理结构。存储介质可以包括任意类型的有形介质，例如，任意类型的盘、半导体设备或适于存储电子指令的任意类型的介质，任意类型的盘包括硬盘、软盘、光盘、压缩盘只读存储器(CD-ROM)、压缩盘可重写(CD-RW)和磁光盘，半导体设备例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)(例如动态和静态RAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、固态磁盘(SSD)、磁卡或光卡。其它实施例可以被实现为由可编程控制设备执行的软件模块。存储介质可以是非临时性的。
网络104可以包括分组交换网。网络控制器116能够使用所选择的分组交换网通信协议与节点108A，...，108N和/或管理系统106进行通信。一个示例性通信协议可以包括能够允许使用传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)进行通信的以太网通信协议。以太网协议可以符合以下标准或与以下标准兼容：由电气和电子工程师协会(IEEE)于2008年12月公布的名称为“IEEE802.3标准”和/或该标准的之后版本。可选地或另外地，网络控制器116能够使用X.25通信协议与节点108A，...，108N和/或管理系统106进行通信。X.25通信协议可以符合或兼容由国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)出台的标准。可选地或另外地，网络控制器116能够使用帧中继通信协议与节点108A，...，108N和/或管理系统106通信。帧中继通信协议可以符合或兼容由国际电报电话咨询委员会(CCITT)和/或美国国家标准学会(ANSI)出台的标准。可选地或另外地，网络控制器116能够使用异步传输模式(ATM)通信协议来与节点108A，...，108N和/或管理系统106进行通信。ATM通信协议可以符合或兼容由ATM论坛于2001年8月公布的名称为“ATM-MPLS网络互通1.0”ATM标准和/或该标准的之后版本。当然，本文中也同等地考虑了不同的和/或之后开发的面向连接的网络通信协议。
因此，网络控制器(例如网络控制器116和控制器电路140)可以被配置为获取管理数据，并向远程管理系统提供该管理数据。随后，管理系统可以分析所接收的管理数据，并且可以至少部分地基于所接收的数据和策略来生成管理命令。随后，管理系统可以向主机设备、网络控制器和/或包括在网络104中的网络元件提供管理命令。
因此，可以在不增加主机设备中的处理器利用的情况下提供该管理数据。该管理数据可以由具有有限功能的嵌入式控制器的网络控制器来获取，而不是由具有高端处理器的网络控制器来获取。当然，操作可以由高端处理器执行，但这样的处理能力不是必需的。
根据一个方面，提供了一种网络系统。该网络系统可以包括管理系统、主机设备和被配置为将管理系统耦合到主机设备的网络。该管理系统可以包括被配置为执行系统管理模块的系统处理器，以及被配置为存储网络系统数据和网络系统策略的系统存储器。主机设备可以包括：被配置为执行联网应用的设备处理器；被配置为对代理进行存储的设备存储器；和网络控制器，其包括被配置为获取与网络控制器的操作相关的网络管理数据并且接收与主机设备的操作相关的主机管理数据的控制器电路，以及发射机，被配置为向管理系统发送网络管理数据和主机管理数据。网络可以包括可编程网络元件。管理系统可以被配置为至少部分地基于所接收的网络管理数据和主机管理数据来生成命令，该命令被配置为对可编程网络元件重新编程，以改变可编程网络元件的行为。
根据另一个方面，提供了一种方法。该方法可包括：由网络控制器获取与网络控制器的操作相关的网络管理数据；由网络控制器接收与主机设备的操作相关的主机管理数据；以及由网络控制器经由网络向管理系统发送网络管理数据和主机管理数据。该方法还可以包括：由管理系统生成与所接收的网络管理数据和主机管理数据相关的命令，该命令被配置为对可编程网络元件重新编程以改变可编程网络元件的行为。
根据另一个方面，提供了一种主机设备。主机设备可以包括被配置为执行联网应用的处理器；被配置为对代理进行存储的存储器；网络控制器和可编程网络元件。网络控制器可以包括被配置为获取与网络控制器的操作相关的网络管理数据以及接收与主机设备的操作相关的主机管理数据的控制器电路；被配置为向远离主机设备的管理系统发送网络管理数据和主机管理数据的发射机，以及被配置为从管理系统接收命令的接收机，该命令与发送的管理数据相关。所接收的命令被配置为对可编程网络元件重新编程以改变可编程网络元件的行为。
根据另一个方面，提供了一种系统。该系统可以包括一个或多个存储介质，其上单独地或组合地存储有指令，当指令由一个或多个处理器执行时导致如下操作，包括：获取与网络控制器的操作相关的网络管理数据；接收与主机设备的操作相关的主机管理数据；经由网络向管理系统发送网络管理数据和主机管理数据；以及生成与所接收的网络管理数据和主机管理数据相关的命令，该命令被配置为对可编程网络元件重新编程以改变可编程网络元件的行为。
在本文中已经采用的术语和表达是用作术语的描述而非限制，并且在这些术语和表达的使用中，没有意图排除所示出和所描述的特征(或者其一部分)的任何等同项，并且应该意识到，在权利要求书的范围内的各种修改是可能的。因此，权利要求书旨在覆盖所有这些等同项。

Claims (20)

1.一种网络系统，包括：
管理系统，包括：
系统处理器，被配置为执行系统管理模块，以及
系统存储器，被配置为存储网络系统数据和网络系统策略；
主机设备，包括：
设备处理器，被配置为执行联网应用；
设备存储器，被配置为对代理进行存储；以及
网络控制器，包括控制器电路和发射机，所述控制器电路被配置为获取反映所述网络控制器的操作的网络管理数据，以及接收反映所述主机设备的操作的主机管理数据，所述发射机被配置为向所述管理系统发送所述网络管理数据和所述主机管理数据；以及
网络，被配置为将所述管理系统耦合到所述主机设备，所述网络包括可编程网络元件，
其中，所述管理系统被配置为至少部分地基于所接收的网络管理数据和主机管理数据来生成命令，所述命令被配置为对所述可编程网络元件重新编程，以改变所述可编程网络元件的行为。
2.根据权利要求1所述的网络系统，其中所述可编程网络元件是由对应于OpenFlow交换机规范的应用编程接口可编程的。
3.根据权利要求1所述的网络系统，其中所述可编程网络元件是交换机、桥接器或路由器。
4.根据权利要求1所述的网络系统，其中所述管理系统被配置为基于所述网络系统数据和所述网络系统策略中的至少一个来分析所接收的网络管理数据和主机管理数据。
5.根据权利要求1所述的网络系统，其中所述系统处理器还被配置为执行工作负载调度器模块，所述工作负载调度器模块被配置为至少部分地基于所接收的主机管理数据来执行调度、调整或移动工作负载中的至少一项。
6.一种用于网络系统的方法，包括：
由网络控制器获取反映所述网络控制器的操作的网络管理数据；
由所述网络控制器接收反映主机设备的操作的主机管理数据；
由网络控制器经由网络向管理系统发送所述网络管理数据和所述主机管理数据；以及
由所述管理系统生成与所接收的网络管理数据和主机管理数据相关的命令，所述命令被配置为对可编程网络元件重新编程以改变所述可编程网络元件的行为。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述命令被配置为经由对应于OpenFlow交换机规范的应用编程接口来对所述可编程网络元件重新编程。
8.根据权利要求6所述的方法，还包括：由所述管理系统分析所接收的管理数据并至少部分地基于网络系统策略来生成所述命令。
9.根据权利要求6所述的方法，还包括：由所述管理系统向所述可编程网络元件发送所述命令。
10.根据权利要求6所述的方法，其中所述可编程网络元件是软件交换机。
11.一种主机设备，包括：
处理器，被配置为执行联网应用；
存储器，被配置为对代理进行存储；
网络控制器，包括控制器电路、发射机和接收机，所述控制器电路被配置为获取反映所述网络控制器的操作的网络管理数据以及接收反映所述主机设备的操作的主机管理数据，所述发射机被配置为向远离所述主机设备的管理系统发送所述网络管理数据和所述主机管理数据，所述接收机被配置为从所述管理系统接收命令，所述命令与所发送的管理数据相关；以及
可编程网络元件，其中所接收的命令被配置为对所述可编程网络元件重新编程，以改变所述可编程网络元件的行为。
12.根据权利要求11所述的主机设备，其中所述可编程网络元件是由对应于OpenFlow交换机规范的应用编程接口可编程的。
13.根据权利要求11所述的主机设备，还包括：底板管理控制器(BMC)，所述底板管理控制器被配置为获取与所述主机设备的状态相关的主机管理数据，其中所述控制器电路被配置为从所述BMC接收所述主机管理数据。
14.根据权利要求11所述的主机设备，其中所述控制器电路是包括以下设备中的一个的嵌入式控制器：微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或微引擎。
15.根据权利要求11所述的主机设备，其中所述网络管理数据和所述主机管理数据中的至少一个是至少部分地基于配置数据来选择的。
16.根据权利要求15所述的主机设备，其中所述存储器还被配置为存储与所述配置数据相关的配置文件，以及所述代理被配置为向所述网络控制器提供所述配置数据。
17.一种用于网络系统的系统，包括一个或多个存储介质，所述存储介质具有单独地或组合地存储在其上的指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时引起以下操作，包括：
获取反映网络控制器的操作的网络管理数据；
接收反映主机设备的操作的主机管理数据；以及
经由网络向管理系统发送所述网络管理数据和所述主机管理数据；以及
生成与所接收的网络管理数据和主机管理数据相关的命令，所述命令被配置为对可编程网络元件重新编程以改变所述可编程网络元件的行为。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述命令被配置为经由应用编程接口对所述可编程网络元件重新编程，所述应用编程接口对应于实施日期为2011年2月28日的OpenFlow交换机规范版本1.1.0中阐述的OpenFlow。
19.根据权利要求17所述的系统，其中当所述命令由一个或多个处理器执行时，引起以下额外的操作：
分析所接收的管理数据并至少部分地基于网络系统策略来生成所述命令。
20.根据权利要求17所述的系统，其中当所述命令由一个或多个处理器执行时，引起以下额外的操作：
由所述管理系统向所述可编程网络元件发送所述命令。
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