CN105847106A - 分组转发系统，分组转发控制器及相应方法 - Google Patents

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CN105847106A CN201610074812.XA CN201610074812A CN105847106A CN 105847106 A CN105847106 A CN 105847106A CN 201610074812 A CN201610074812 A CN 201610074812A CN 105847106 A CN105847106 A CN 105847106A
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Abstract

本发明提供一种分组转发系统，分组转发控制器及相应方法。所述分组转发系统包含第一表格和第二表格，分别包含对应于不同网络架构的站的转发信息，以及控制器，用于接收分组，计算特定重叠路径/树以及特定底层路径/树；获取重叠层下一跃站的信息以及底层下一跃站的信息，以及执行分组封装及传输。以上所述的分组转发系统，分组转发控制器及相应方法可以在两层网络架构上提供/执行一次完成通道转发功能，降低电路成本。

Description

分组转发系统，分组转发控制器及相应方法
【交叉引用】
本申请要求于2015.2.4申请的美国临时申请案62/111,701的优先权，其全部内容一并引用入本申请。
【技术领域】
本申请有关于网络数据的处理，更具体来说，有关于分组转发系统，分组转发控制器及相应方法。
【背景技术】
通常来说，可通过在公共网络，例如云网络之上建立通道以从一个端点发送分组到远程端点来实现网络虚拟化(network visualization)。通道(tunneling)可为用户提供虚拟专用网络(virtual private network，简写为VPN)。公共网络中的路由节点或桥并不知道某个传输是专用网络的一部分。通道(tunneling)可允许使用互联网基于专用网络传送数据。
【发明内容】
有鉴于此，本发明特提供以下技术方案：
本发明实施例提供一种分组转发系统，在数据中心中运行装置。分组转发系统包含第一表格，包含对应于重叠网络架构的至少一个站的转发信息；第二表格，包含对应于底层网络架构的至少一个站的转发信息；以及耦接于第一表格和第二表格的控制器，控制器用于接收分组；依据第一表格、第二表格以及传送分组的目的地计算特定重叠路径/树以及特定底层路径/树；依据特定重叠路径/树以及特定底层路径/树获取重叠层下一跃站的信息以及底层下一跃站的信息；以及依据重叠层下一跃站的信息以及底层下一跃站的信息对分组执行分组封装及传输。
本发明实施例另提供一种分组转发方法，用于数据中心内，分组转发方法包含接收分组；依据传送分组的目的地、第一表格以及第二表格计算特定重叠路径/树以及特定底层路径/树，其中第一表格包含对应于重叠网络架构的至少一个站的转发信息，且第二表格包含对应于底层网络架构的至少一个站的转发信息；依据特定重叠路径/树以及特定底层路径/树获取重叠层下一跃站的信息以及底层下一跃站的信息；以及依据重叠层下一跃站的信息以及底层下一跃站的信息对分组执行分组封装及传输。
本发明实施例又提供一种分组转发控制器，由在数据中心内部运行装置的系统使用，分组转发控制器包含处理电路和输出电路，处理电路用于接收分组，依据传送分组的目的地、第一表格以及第二表格计算特定重叠路径/树以及特定底层路径/树，依据特定重叠路径/树以及特定底层路径/树获取重叠层下一跃站的信息以及底层下一跃站的信息，以及依据重叠层下一跃站的信息以及底层下一跃站的信息对分组执行分组封装；输出电路耦接于处理电路，用于传送封装后的分组；其中第一表格包含对应于重叠网络架构的至少一个站的转发信息，且第二表格包含对应于底层网络架构的至少一个站的转发信息。
以上的分组转发系统，分组转发控制器及相应方法可以在两层网络架构上提供/执行一次完成通道转发功能，降低电路成本。
【附图说明】
图1A为展示依据本发明的一个实施例的系统的流程图的系统图。
图1B为展示依据本发明的一个实施例的系统的流程图的系统图。
图2是图1A和图1B所示的系统的实施例的示意图。
图3是图2所示的控制器的硬件实施例的示意图。
图4是本发明的L3网络拓扑结构的第一范例的情景。
图5是本发明用于L2网络拓扑结构(TRILL网络拓扑结构)的第二范例性情景。
图6是展示依据本发明另一实施例的系统的流程图的系统图。
图7A是本发明在L3网络拓扑结构上的多播传输的范例性情景。
图7B是多播传输的转发树的范例。
图7C是多播传输的不同转发树的范例。
【具体实施方式】
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中的技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的基准。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的「包含」是开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。
请参考图1A及图1B，其分别为展示依据本发明的不同实施例的系统100的流程图的系统图。系统100在数据中心内的转换装置(或路由装置)上运行，可利用单一集成电路芯片实施，并可在两层网络架构(包含重叠网络(overlaynetwork)以及底层网络(underlay network)架构)上提供/执行一次完成(one-pass)通道转发方案/功能。一次完成的意思为系统100可在单个的一个转换装置内处理/封装分组，而不需要使用两个转换装置，且不需要将装置的输出重新循环(re-circuiting)至装置的输入。该举措降低了电路成本。通道转发的意思是系统100可建立用于单播/多播/广播数据流以提供虚拟专用网络(virtual private network，简写为VPN)及网络虚拟化服务的数据通道。
举例来说，重叠网络可以是本地数据中心和远程数据中心之间的虚拟专用通道，并且在现有的物理网络之上实现。重叠网络可采用重叠表格储存重叠网络的任何类型的参考信息以传送分组。举例来说，重叠表格包含内(亦即，重叠)报头信息，例如虚拟局域网(Virtual Local Area Network，简写为VLAN)标示(ID)、转发域(forwarding domain，简写为FD)ID、媒体访问控制(mediaaccess control，简写为MAC)地址、虚拟路由转发(virtual routing forwarding，简写为VRF)、互联网协议(internet protocol，简写为IP)地址，及/或IP前缀。举例来说，对于L3重叠网络，虚拟路由转发(virtual routing forwarding，简写为VRF)信息或目的地IP地址可用于搜寻重叠表以便获取查找结果(亦即下一跃(next hop)信息)，例如远程通道端点(tunnel endpoint，简写为TEP)ID或通道ID(用于等价多路径(equal-cost-multiple-path，简写为ECMP)路径选择后的单一路径或多路径)。对于L2重叠网络，FD ID信息或目的地MAC地址可用于搜寻重叠网络以便获取查找结果(亦即，下一跃信息)，例如多链接透明互联(Transparent Interconnection of Lots of Links，简写为TRILL)伪昵称(Pseudo nickname)或MC_LAG ID(用于ECMP路径选择后的单一路径或多路径)。
举例来说，底层网络可以是公共核心网络，包含多转换装置，且提供用于提供端点间网络连接的路径。底层网络可采用储存底层网络的任一类型参考信息的底层表格来传送分组。举例来说，底层表格包含外(亦即，底层)报头信息，例如VLAN ID、转发域(FD)ID、MAC地址、VRF、IP地址、IP前缀、TRILL伪昵称、MC_LAG ID、TEP ID，及/或通道ID。举例来说，基于TRILL的底层网络可以采用路由桥(Routing Bridge，简写为RB)ID的信息作为参考。可选地，基于多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，简称MPLS)的底层网络可采用MPLS标签信息作为参考。举例来说，对于L3底层网络，TEP_ID或通道ID的信息可用于搜寻底层表格以便获取查找结果(亦即下一跃信息)，例如下一跃中转路由器信息(例如，用于下一跃路由器的MAC地址和出口接口)(用于ECMP路径选择后的单一路径或多路径)。对于L2底层网络，可使用TRILL伪昵称信息或MC_LAG ID信息来搜寻底层表格以便获取查找结果(亦即下一跃信息)，例如下一跃中转路由器信息(例如，用于下一跃路由器的MAC地址和出口接口)(用于ECMP路径选择后的单一路径或多路径)。
假设能够取得相同的结果，则图1A所示流程图的步骤不需要依照图中显示的精确顺序执行，也不需要是连续的，亦即，可插入其他步骤。图1A的步骤描述如下：
步骤105：接收分组；
步骤106：依据第一表格、第二表格以及传送分组的目的地计算特定重叠路径/树以及特定底层路径/树(图1A中简写为计算特定重叠路径/树以及特定底层路径/树)；
步骤107：依据特定重叠路径/树以及特定底层路径/树获取重叠层下一跃站的信息以及底层下一跃站的信息(图1A中简写为获取重叠层下一跃站的信息以及底层下一跃站的信息)；
步骤108：依据重叠层下一跃站信息以及底层下一跃站信息对分组执行分组封装及传输(图1A中简写为分组封装及传输)。
假设能够取得相同的结果，则图1B所示流程图的步骤不需要依照图中显示的精确顺序执行，也不需要是连续的，亦即，可插入其他步骤。下面将详述图1B的步骤：
步骤105：接收分组；
步骤110：依据传送分组的目的地查找第一表格，以获取至少一重叠站的信息(图1B中简写为第一(重叠)表格查找)；
步骤115：在由至少一重叠站形成的至少一重叠路径/树之间选择特定重叠路径/树(图1B中简写为重叠路径/树选择)；
步骤120：依据特定重叠路径/树获取重叠层下一跃站的信息(图1B中简写为获取重叠层下一跃站)；
步骤125：依据重叠层下一跃站的信息查找第二表格，以获取至少一底层站的信息(图1B中简写为第二(底层)表格查找)；
步骤130：在由至少一底层站形成的至少一底层路径/树之间选择特定底层路径/树(图1B中简写为底层路径/树选择)；
步骤135：依据特定底层路径/树获取底层下一跃站的信息(图1B中简写为获取底层下一跃站)；以及
步骤140：依据重叠层下一跃站信息以及底层下一跃站信息对分组执行分组封装及传输(图1B中简写为分组封装及传输)。
在图1A及图1B所示的实施例中，第一表格是用于重叠网络的转发表格(或可被视为路由数据库)，并包含/储存重叠网络的参考信息以传送分组。举例来说，第一表格包含对应于重叠网络的站的转发信息。第一表格可包含信息索引，例如站的标示(ID)及/或地址以及重叠网络架构的网络前缀(记录与底层网络架构相同的修改)。第二表格是用于底层网络的转发表格(或可被视为路由数据库)，并包含/储存底层网络的参考信息以传送分组。举例来说，第二表格包含对应于底层网络架构的站的转发信息。第二表格可包含信息索引，例如底层网络架构上的站的标示(ID)及/或地址。此外，包含于第一表格的转发信息以及包含于第二表格的转发信息可分别对应于互联网协议地址、IP ID或IP前缀。
可选地，包含于第一表格的转发信息以及包含于第二表格的转发信息可分别对应于MAC地址或MAC标示。可选地，包含于第一表格的转发信息可符合IP网络规范以及MAC网络规范中的一种格式，且包含于第二表格的转发信息可符合IP网络规范以及MAC网络规范中的另一种格式。亦即，包含于第一表格的转发信息以及包含于第二表格的转发信息均可通过使用/提供IP地址、IP标示、MAC地址、MAC标示，或IP网络规范及MAC网络规范的任一格式的组合来实施。
此外，重叠站指重叠网络结构上的站，而相应地，底层站指底层网络架构上的站。上述路径/树指转发路径/树，而系统100能够选择最短路径的转发路径/树及/或选择基于负载平衡(load-balancing)的转发路径/树，用于ECMP的路径/树的情况。上述重叠路径/树指重叠网络架构上的转发路径/树，而底层路径/树指底层网络架构上的转发路径/树。系统100可基于多种路由/转发协议及/或基于对于服务品质的不同需求对重叠网络架构及底层网络架构作出路由/转发决定。此外，重叠层下一跃站指重叠网络架构上的下一跃站，且该站是在计算及选择特定重叠路径/树之后决定的。而底层下一跃站指底层网络架构上的下一跃站，且该站是在计算及选择特定底层路径/树之后决定的。
在获取重叠层下一跃站的信息以及底层下一跃站的信息之后，系统100利用上述信息封装分组的数据，并传送该封装分组。从而，通过图1的步骤，系统100在单一分组处理进程中提供重叠报头转发查找(查找第一表格)，同时提供底层报头转发查找(查找第二表格)，以封装所接收到的分组。与常规方案相比，系统100可在不丢失多路径负载平衡或负载共享能力的情况下减少较长延迟，并节省内部带宽。此外，第一表格中储存的转发信息可符合IP网络规范或数据链路层网络例如MAC网络规范，且第二表格中储存的转发信息可符合IP网络规范或数据链路层网络例如MAC网络规范。从而，系统100能够支持L2/L3重叠网络以及L2/L3底层网络。
图2是图1A和图1B所示的系统100的实施例的示意图。系统100包含第一表格205A、第二表格205B，以及控制器210。第一表格205A是用于重叠网络架构的转发/路由表格，并包含/储存重叠网络架构的转发信息。第二表格205B是用于底层网络架构的转发/路由表格，并包含/储存底层网络架构的转发信息。控制器210耦接于第一表格205A和第二表格205B，并包含相应的多个逻辑210A，其中多个逻辑210A适用于执行图1的步骤105-140。举例来说，逻辑210A可包含八个逻辑，其中分别用于实施/执行图1的步骤105-140的操作，且八个逻辑可通过管线方案形成以同时处理输入数据。理想化地，上述处理使得没有逻辑会是空闲的情况出现。此外，可通过完全的软件实施例(包含固件、驻留软件(resident software)、微代码(micro-code)等)来实施多个逻辑，或者通过结合软件和硬件方面而可被统称为“模块”的实施例来实施多个逻辑。第一表格205A及第二表格205B可通过使用相同或不同存储装置实施。其并非本发明的限制。
此外，控制器210可使用完全的硬件实施例来实施。图3是图2所示的控制器210的硬件实施例的示意图。控制器210包含处理电路215以及输出电路220。处理电路215执行步骤105-135，以及步骤140的封装操作，而输出电路220耦接于处理电路215，处理步骤140的分组传送操作。上述记载也落入本发明请求包含的范围内。
为更清楚描述本发明的精神，本段落以及后续段落将提供数种情景。图4展示了本发明的L3网络拓扑结构的第一范例的情景。如图4所示，网络405包含三个子网405A、405B、405C，而网络410包含410A、410B、410C。转换装置TEP_A、TEP_B、TEP_B’分别连接在网络以及云网络(cloud network)之间。举例来说，云网络包含多个中转路由器R1-R5。对于底层网络架构，转换装置TEP_A、TEP_B、TEP_B’用作中转路由器例如R1-R5的角色。对于重叠网络架构，转换装置TEP_A、TEP_B、TEP_B’用作通道端点的角色，用于执行通道初始化和终止。举例来说，通道端点TEP_A执行通道初始化，而通道端点TEP_B执行通道终止，以使TEP_A和TEP_B可建立通道，为位于不同网络405和410内的两个子网提供数据传输服务(例如，VPN服务)。在另一个范例中，通道端点TEP_A和TEP_B’可建立另一个通道。
系统100可被应用到转换装置，例如TEP_A、TEP_B、TEP_B’。举例来说，分组可产生自源，例如子网405A，至远程目的地，例如子网410A。以转换装置TEP_A为例，系统100(或控制器210)在转换装置TEP_A上运行。更具体来说，控制器210接收分组(步骤105)。控制器210随后根据传送分组的目的地(亦即，子网410A)查找第一表格205A，以获取至少一个重叠站的转发信息。在该范例中，控制器210获取两个重叠站，亦即，通道端点TEP_B和TEP_B’的信息。控制器210了解分组可通过通道端点TEP_B或通道端点TEP_B’中的任何一个被送至子网410A。对于通道端点TEP_A，形成了两个不同的重叠转发路径，其中一个转发路径自TEP_A至TEP_B，而另一个转发路径从TEP_A至TEP_B’。若两条转发路径的成本不同，控制器210可选择最短路径转发路径作为特定重叠路径。
可选地，若两条转发路径的成本相同，控制器210可基于负载平衡方案及/或负载分配方案选择ECMP转发路径作为特定重叠路径。可选地，若通道端点TEP_B、TEP_B’中仅有一个存在，控制器210可选择/决定单个的转发路径作为特定重叠路径。举例来说，在此种情景下，控制器210决定从TEP_A至TEP_B的转发路径作为特定重叠路径。随后，基于所决定的特定重叠路径，控制器210获取重叠层下一跃站，例如通道端点TEP_B的信息(例如，索引及/或地址)。请注意，在另一种情景下，若所决定的特定重叠路径包含中间通道端点，重叠层下一跃站可为另一通道端点。
在获取重叠层下一跃站(亦即，通道端点TEP_B)的信息(例如，索引、标示及/或地址)之后，控制器210依据通道端点TEP_B的信息查找第二表格，以获取至少一底层站的信息。该至少一底层站形成至少一底层转发路径。在本情景下，如图4所示，在查找第二表格205B之后，控制器210可在底层网络架构上找到/获取两条转发路径，其中一条转发路径可包含中转路由器R1作为下一跃站，而另一条转发路径可包含另一中转路由器R2作为下一跃站。控制器210了解分组可通过两条转发路径中的任何一条被送至通道端点TEP_B，并随后在两条转发路径中选择一条转发路径作为特定底层路径。若两条转发路径不同，控制器210可选择最短路径转发路径作为特定重叠路径。可选地，若两条转发路径的成本相同，控制器210可基于负载平衡方案及/或负载分配方案选择ECMP转发路径中的一个作为特定重叠路径。可选地，若仅找到一个转发路径，控制器210可选择/决定该单个的转发路径作为特定重叠路径。举例来说，在此种情景下，控制器210决定包含下一跃站R1的转发路径作为特定重叠路径。
在决定特定重叠路径之后，控制器210可基于特定重叠路径获取底层下一跃站(亦即，中转路由器R1)的信息。最终，控制器210依据重叠层下一跃站(例如通道端点TEP_B)的信息以及底层下一跃站(例如，中转路由器R1)的信息对分组执行分组封装以及传输。
可选地，系统100可被应用于数据链路层网络例如MAC网络。图5展示了本发明用于L2网络拓扑结构(TRILL网络拓扑结构)的第二范例性情景。如图5所示，路由桥RB_A(或称为转换装置)连接于虚拟机器VM1以及云网络之间，而路由桥RB_B、RB_B’分别连接于虚拟机器VM2和云网络之间。云网络，举例来说，包含多个中转路由桥RB1-RB5(图中未绘出)。对于底层网络架构，路由桥RB_A、RB_B、RB_B’用作中转路由桥如RB1-RB5的角色。对于重叠网络架构，路由桥RB_A、RB_B、RB_B’用作通道端点的角色，用于执行通道初始化和终止。举例来说，通道端点RB_A是执行通道初始化的入口路由桥，而通道端点RB_B是执行通道终止的出口路由桥，以使RB_A和RB_B可建立为虚拟机器VM1和VM2提供数据传输服务的通道(以虚线表示)。在另一范例中，通道端点RB_A和RB_B’可建立另一通道(由虚线表示)。
系统100可被应用于路由桥，例如RB_A、RB_B、RB_B’中的任何一个。举例来说，分组可产生自虚拟机器VM1至远程目的地，例如虚拟机器VM2。以路由桥RB_A为例，系统100(或控制器210)在路由桥RB_A上运行。更具体来说，控制器210接收分组(步骤105)。控制器210随后根据传送分组的目的地(亦即，虚拟机器VM2)查找第一表格205A，以获取至少一个重叠站的转发信息。在该范例中，控制器210获取两个重叠站，亦即，路由桥RB_B和RB_B’的信息。控制器210了解分组可通过RB_B或RB_B’中的任何一个被送至虚拟机器VM2。对于路由桥RB_A，形成了两个不同重叠转发路径，其中一个转发路径自RB_A至RB_B，而另一个转发路径从RB_A至RB_B’。若两条转发路径的成本不同，控制器210可选择最短路径转发路径作为特定重叠路径。
可选地，若两条转发路径的成本相同，控制器210可基于负载平衡方案及/或负载分配方案选择ECMP转发路径作为特定重叠路径。可选地，若路由桥RB_B、RB_B’中仅有一个存在，控制器210可选择/决定单个的转发路径作为特定重叠路径。举例来说，在此种情景下，控制器210决定从RB_A至RB_B的转发路径作为特定重叠路径。随后，基于所决定的特定重叠路径，控制器210获取重叠层下一跃站，例如路由桥RB_B的信息(例如，索引及/或地址)。请注意，在另一种情景下，若所决定的特定重叠路径包含中间路由桥，重叠层下一跃站可为另一路由桥。
在获取重叠层下一跃站(亦即，路由桥RB_B)的信息(例如，索引、标示及/或地址)之后，控制器210依据路由桥RB_B的信息查找第二表格，以获取至少一底层站的信息。该至少一底层站形成至少一底层转发路径。在本情景下，如图5所示，在查找第二表格205B之后，控制器210可在底层网络架构上找到/获取两条转发路径，其中一条转发路径可包含中转路由桥RB1作为下一跃站，而另一条转发路径可包含另一中转路由桥RB2作为下一跃站。控制器210了解分组可通过两条转发路径中的任何一条被送至路由桥RB_B，并随后在两条转发路径中选择一条转发路径作为特定底层路径。若两条转发路径的成本不同，控制器210可选择最短路径转发路径作为特定重叠路径。
可选地，若两条转发路径的成本相同，控制器210可基于负载平衡方案及/或负载分配方案选择ECMP转发路径中的一个作为特定转发路径。可选地，若仅找到一个转发路径，控制器210可选择/决定该单个的转发路径作为特定底层路径。举例来说，在此种情景下，控制器210决定决定包含下一跃站RB1的转发路径作为特定底层路径。
在决定特定底层路径之后，控制器210可基于特定底层路径获取底层下一跃站(亦即，中转路由桥RB1)的信息。最终，控制器210依据重叠层下一跃站(例如路由桥RB_B)的信息以及底层下一跃站(例如，中转路由桥RB1)的信息对分组执行分组封装以及传输。
此外，上述第一和第二表格可通过使用一个双端口存储装置来储存。查找第一表格和查找第二表格的操作可同时执行。图6是展示依据本发明另一实施例的系统600的流程图的系统图。系统600在数据中心内的转换装置或路由装置上运行，利用单一集成电路芯片实施，并可在两层网络架构(包含重叠网络(overlay network)以及底层网络(underlay network)架构)上提供/执行一次完成通道(one-pass tunnel)转发方案/功能。假设能够取得相同的结果，则图6所示流程图的步骤不需要依照图中显示的精确顺序执行，也不需要是连续的，亦即，可插入其他步骤。下面将详述图6的步骤：
步骤605：接收分组P1和P2(图6中简写为接收分组)；
步骤610：为分组P2查找第一表格205A，以获取至少一重叠站的信息，并同时为分组P1查找第二表格205B，以获取至少一底层站的信息(图6中简写为第一(重叠)表格查找以及第二(底层)表格查找)；
步骤615：选择特定重叠路径/树用于分组P2，并同时选择特定底层路径/树用于分组P1(图6中简写为重叠路径/树选择以及底层路径/树选择)；
步骤620：获取分组P2的重叠层下一跃站的信息，并同时获取分组P1的底层下一跃站的信息(图6中简写为获取重叠层下一跃站并获取底层下一跃站)；以及
步骤625：基于对应的重叠/底层下一跃站的信息对每一分组P1和P2执行分组封装以及传输(图6中简写为分组封装以及传输)。
如图6A所示，虚线指对于每一个分组(例如P1)，在步骤620之后，流程转至步骤610以查找另一转发表格用于底层网络。亦即，以分组P1为例，步骤605-620被顺序执行以寻找重叠层下一跃站的信息，且随后流程返回顺序执行步骤610-620以选择底层下一跃站的信息。此外，分组P2跟随分组P1，且第一和第二表格205A&205B由双端口存储装置实施。系统600可同时访问第一和第二表格。因此，系统600可查找第二表格205B用于在先分组P1获取底层站的信息，并可同时查找第一表格205A用于下一分组P2获取重叠站的信息。
请参考图6B，其为依据一个实施例展示包含第一以及第二表格205A&205B的双端口存储装置630的示意图。如图6B所示，双端口存储装置630包含两个部分，其中上部分可用于储存第一表格205A的信息，而下部分可用于储存第二表格205B的信息。举例来说，控制器210可通过存储器地址ADDR2查找第一表格205A，并同时通过另一存储器地址ADDR1查找第二表格205B。此外，系统600可选择/决定在先分组P1的特定底层转发路径/树，并同时选择/决定下一分组P2的特定重叠转发路径/树。此外，系统600可获取在先分组P1的底层下一跃站的信息，并同时获取下一分组P2的重叠下一站的信息。对于每一分组，在收集到相应重叠以及底层下一跃站的信息之后，系统600执行分组封装以及传输。请注意，图6A所示的系统600也可以通过使用图2和图3所示的实施例中的任何一个来实施。为简洁起见，此处不再赘述。
此外，除了单播分组的传输，系统100/600可被安排为处理分组或数据流的多播传输。对于多播传输，系统100/600选择特定重叠以及底层转发树，以寻找/决定重叠以及底层下一跃站的信息。具体来说，系统100/600中的控制器至少计算用于单播传输的特定重叠路径以及用于多播传输的特定重叠树中的一个，且控制器至少计算用于单播传输的特定底层路径以及用于多播传输的特定底层树中的一个。图7A-7C用于清楚描述处理分组的多播/广播传输的操作。图7A展示了本发明在L3网络拓扑结构上的多播传输的范例性情景。图7B和图7C分别展示多播传输的不同转发树的范例。如图7A所示，该网络拓扑结构可提供给具有L2重叠服务的虚拟可扩展本地接入网(Virtual Extensible LocalAccess Network，简写为VXLAN)，以及具有L3底层服务的IP全球网络。虚拟机器VM1向位于相同L2域内的远程虚拟机器VM2-VM5发送多播流量。系统100/600被应用到VXLAN通道端点VTEP_A、VTEP_B以及VTEP_C之中，以提供VXLAN通道的通道端点功能。举例来说，VXLAN通道端点VTEP_A用于封装自虚拟机器VM1送至多播VXLAN通道的多播流量，以及通过多播树(亦即特定底层转发树)在转运L3网络中路由/转发VXLAN分组。
更具体来说，如图7A所示，VXLAN通道端点VTEP_A连接于虚拟机器VM1以及云网络(转运L3网络)之间，而VXLAN通道端点VTEP_B、VTEP_C分别连接于虚拟机器VM2-VM3&VM4-VM5以及云网络之间。云网络包含多个中转路由器R1-R5。对于底层网络架构，VXLAN通道端点VTEP_A、VTEP_B、VTEP_C用作中转路由器如R1-R5的角色。对于重叠网络架构，VXLAN通道端点VTEP_A、VTEP_B、VTEP_C用作用于执行通道初始化和终止的通道端点的角色。举例来说，对于数据流的多播传输，作为入口点，VXLAN通道端点VTEP_A可与VXLAN通道端点VTEP_B和VTEP_C执行通道初始化以建立多播VXLAN通道。举例来说，多播数据流可产生自虚拟机器VM1至多个远程目的地，例如虚拟机器VM2-VM5。
以VXLAN通道端点VTEP_A为例，系统100(或控制器210)在VXLAN通道端点VTEP_A上运行。控制器210接收多播数据流的分组。控制器210随后依据传输分组的目的地(亦即，虚拟机器VM2-5)查找第一表格205A，以获取至少一重叠站的转发信息。在本范例中，控制器210获取两个重叠站，亦即VXLAN通道端点VTEP_B和VTEP_C的信息。控制器210了解分组可通过VTEP_B和VTEP_C二者中的任何一个被送至虚拟机器VM2-VM5。对于VXLAN通道端点VTEP_A，形成了重叠转发树，且该树包含自VTEP_A至VTEP_B的分支以及自VTEP_A至VTEP_C的分支。亦即，控制器210可在重叠网络架构上执行多播传输。由于仅有一个树形成/被发现，控制器210选择重叠转发树作为特定重叠树。
可选地，若形成或找到多个转发树，控制器210可选择最低成本转发树作为特定重叠树。可选地，若两条转发树的成本相同，控制器210可基于负载平衡方案及/或负载分配方案选择ECMP转发树作为特定重叠树。随后，基于所决定的特定重叠树，控制器210获取重叠层下一跃站，例如VTEP_B和VTEP_C的信息(例如，索引及/或地址)。请注意，在另一种情景下，若所决定的特定重叠树包含中间VXLAN通道端点，重叠层下一跃站可为另一VXLAN通道端点。
在获取重叠层下一跃站，例如VTEP_B和VTEP_C的信息(例如，索引、标示及/或地址)之后，控制器210依据重叠层下一跃站VTEP_B和VTEP_C的信息查找第二表格205B，以获取至少一底层站的信息。该至少一底层站形成至少一底层转发树。在本情景下，如图7B和图7C所示，在查找第二表格205B之后，控制器210可在底层网络架构上找到/获取多个底层转发树，其中一条底层转发树(以粗线表示)展示于图7B中，另一条底层转发树(以粗线表示)展示于图7C中。控制器210了解分组可通过两个转发树中的任何一个被送至VXLAN通道端点VTEP_B和VTEP_C，并随后在两个转发树中选择一个转发树作为特定底层树。控制器210可选择最低成本转发树作为特定重叠树。可选地，若两条转发树的成本相同，控制器210可基于负载平衡方案及/或负载分配方案动态选择等价转发树中的一个作为特定转发树。可选地，若仅找到或形成一个转发树，控制器210可选择/决定该单个的转发树作为特定底层树。举例来说，控制器210可决定图7B的转发树作为多播流分组的特定底层树，以及决定图7C的转发树作为另一不同多播流分组的特定底层树。因此，VXLAN通道端点VTEP_A可提供将不同多播流封装入同一L2网络域中的不同VXLAN多播通道中的能力。这引入了更好的负载平衡。在确定特定底层树之后，控制器210可基于特定底层树获取底层下一跃站，例如中转路由器R1的信息。最终，控制器210依据重叠层下一跃站(例如VTEP_B以及VTEP_C)的信息和底层下一跃站(例如中转路由器R1)的信息对多播流分组执行分组封装和传输。
请注意，上述系统100/600以及控制器210也可被应用来处理广播数据流的分组。此外，系统100/600以及控制器210可适用于具有L2/L3重叠网络服务以及L2/L3底层网络服务的网络拓扑结构。
此外，系统100/600以及控制器210可动态更新第一表格205A和第二表哥205B。此外，系统100/600以及控制器210可为第一表格205A和第二表格205B临时缓存在先分组的查找结果，从而当入口分组的目的地与在先分组的目的地相同时，可以直接依据在先分组的查找结果获取重叠层下一跃站的信息以及底层下一跃站的信息。在先分组的相应查找结果可被分别缓存与第一表格205A及第二表格205B，或可被缓存与另一储存装置中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，本领域相关的技术人员依据本发明的精神所做的等效变化与修改，都应当涵盖在权利要求书内。

Claims (18)

1.一种分组转发系统，在数据中心中运行装置，其特征在于，所述分组转发系统包含：
第一表格，包含对应于重叠网络架构的至少一个站的转发信息；
第二表格，包含对应于底层网络架构的至少一个站的转发信息；以及
控制器，耦接于所述第一表格和所述第二表格，用于：
接收分组；
依据所述第一表格、所述第二表格以及传送所述分组的目的地计算特定重叠路径/树以及特定底层路径/树；
依据所述特定重叠路径/树以及所述特定底层路径/树获取重叠层下一跃站的信息以及底层下一跃站的信息；以及
依据所述重叠层下一跃站的信息以及所述底层下一跃站的信息对所述分组执行分组封装及传输。
2.根据权利要求1所述的分组转发系统，其特征在于，所述第一表格和所述第二表格储存于单个的双端口存储装置之内，且所述控制器可在所述单个的双端口存储装置内同时查找所述第一表格和所述第二表格。
3.根据权利要求1所述的分组转发系统，其特征在于，所述控制器依据传送所述分组的所述目的地查找所述第一表格，以获取至少一个重叠站的信息，自所述至少一重叠站所形成的至少一重叠路径/树之间选择所述特定重叠路径/树，以及用于依据所述特定重叠路径/树获取所述重叠层下一跃站的信息。
4.根据权利要求3所述的分组转发系统，其特征在于，所述控制器依据所述重叠层下一跃站的信息查找所述第二表格，以获取至少一底层站的信息，自所述至少一底层站所形成的至少一底层路径/树之间选择所述特定底层路径/树，以及用于依据所述特定底层路径/树获取所述底层下一跃站的信息。
5.根据权利要求1所述的分组转发系统，其特征在于，包含于所述第一表格的所述转发信息以及包含于所述第二表格的所述转发信息分别对应于互联网协议地址、互联网协议标示、媒体访问控制地址或媒体访问控制标示。
6.根据权利要求1所述的分组转发系统，其特征在于，包含于所述第一表格的所述转发信息符合互联网协议网络规范以及媒体访问控制网络规范中的一种格式，且包含于所述第二表格的所述转发信息符合互联网协议网络规范以及媒体访问控制网络规范中的另一种格式。
7.根据权利要求1所述的分组转发系统，其特征在于，所述控制器至少计算用于单播传输的特定重叠路径以及用于多播传输的特定重叠树中的一个。
8.根据权利要求1所述的分组转发系统，其特征在于，所述控制器至少计算用于单播传输的特定底层路径以及用于多播传输的特定底层树中的一个。
9.一种分组转发方法，用于数据中心内，其特征在于，所述分组转发方法包含：
接收分组；
依据传送所述分组的目的地、第一表格以及第二表格计算特定重叠路径/树以及特定底层路径/树，其中所述第一表格包含对应于重叠网络架构的至少一个站的转发信息，且所述第二表格包含对应于底层网络架构的至少一个站的转发信息；
依据所述特定重叠路径/树以及所述特定底层路径/树获取重叠层下一跃站的信息以及底层下一跃站的信息；以及
依据所述重叠层下一跃站的信息以及所述底层下一跃站的信息对所述分组执行分组封装及传输。
10.根据权利要求9所述的分组转发方法，其特征在于，所述第一表格和所述第二表格储存于单个的双端口存储装置之内，所述计算所述特定重叠路径/树以及所述特定底层路径/树包含：
在所述单个的双端口存储装置内同时查找所述第一表格和所述第二表格。
11.根据权利要求9所述的分组转发方法，其特征在于，所述计算所述特定重叠路径/树包含：
依据传送所述分组的所述目的地查找所述第一表格，以获取至少一个重叠站的信息；以及
自由所述至少一重叠站所形成的至少一重叠路径/树之间选择所述特定重叠路径/树；以及
所述获取所述重叠层下一跃站的所述信息包含：
依据所述特定重叠路径/树获取所述重叠层下一跃站的所述信息。
12.根据权利要求11所述的分组转发方法，其特征在于，所述计算所述特定底层路径/树包含：
依据所述重叠层下一跃站的所述信息查找所述第二表格，以获取至少一底层站的信息；以及
自由所述至少一底层站所形成的至少一底层路径/树之间选择所述特定底层路径/树；以及
所述获取所述底层下一跃站的所述信息包含：
依据所述特定底层路径/树获取所述底层下一跃站的所述信息。
13.根据权利要求9所述的分组转发方法，其特征在于，更包含：
提供互联网协议地址、互联网协议标示、媒体访问控制地址或媒体访问控制标示分别作为包含于所述第一表格的所述转发信息以及包含于所述第二表格的所述转发信息。
14.根据权利要求9所述的分组转发方法，其特征在于，更包含：
提供互联网协议网络规范以及媒体访问控制网络规范中的一种格式作为包含于所述第一表格的所述转发信息；以及
提供互联网协议网络规范以及媒体访问控制网络规范中的另一种格式作为包含于所述第二表格的所述转发信息。
15.根据权利要求9所述的分组转发方法，其特征在于，所述计算所述特定重叠路径/树以及所述特定底层路径/树包含：
计算用于单播传输的特定重叠路径以及用于多播传输的特定重叠树中的至少一个。
16.根据权利要求9所述的分组转发方法，其特征在于，所述计算计算所述特定重叠路径/树以及所述特定底层路径/树包含：
计算用于单播传输的特定底层路径以及用于多播传输的特定底层树中的至少一个。
17.一种分组转发控制器，由在数据中心内部运行装置的系统使用，其特征在于，所述分组转发控制器包含：
处理电路，用于接收分组，依据传送所述分组的目的地、第一表格以及第二表格计算特定重叠路径/树以及特定底层路径/树，依据所述特定重叠路径/树以及所述特定底层路径/树获取重叠层下一跃站的信息以及底层下一跃站的信息，以及依据所述重叠层下一跃站的信息以及所述底层下一跃站的信息对所述分组执行分组封装；以及
输出电路，耦接于所述处理电路，用于传送所述封装后的分组；
其中所述第一表格包含对应于重叠网络架构的至少一个站的转发信息，且所述第二表格包含对应于底层网络架构的至少一个站的转发信息。
18.根据权利要求17所述的分组转发控制器，其特征在于，所述分组转发控制器安置于单个的集成电路芯片内。
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