CN107078954A - 用于计算机网络中的端点标识的方法 - Google Patents

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Abstract

本文公开了用于划分计算机网络的各种技术。在某些实施例中，可以基于(1)特定域(例如，特定域中的端点和/或更低级域)的网络配置；和(2)与层级结构中的特定域连接的一个或多个更高级域的网络配置，在每个域基础上各自划分和执行控制平面功能(例如，网络路由的计算)和/或转发平面功能(例如，路由，转发，交换)。因此，特定域可以管理该域的各种网络操作，而不考虑关于层级结构的其它域中的端点或网络节点。因此，即使在整个计算机网络的大小增加时，也可以对网络配置和操作进行划分以降低硬件成本和操作复杂性。

Description

用于计算机网络中的端点标识的方法
背景技术
计算机网络可以具有通过路由器、交换机、网桥或其它网络节点经由有线或无线网络链路彼此互连的大量物理或虚拟服务器。网络节点可以通过根据一个或多个网络协议经由网络链路交换消息来实现服务器之间的通信。
与设计和操作计算机网络相关联的一个困难是可扩展性。随着服务器数量的增加，所需的资源量以及操作复杂性增加。例如，现代路由器通常在存储器中承载路由表，其指定到达计算机网络中的特定服务器的网络路由。随着服务器数量的增加，路由表的大小以及计算路由表的网络路由的复杂性也增加。因此，当服务器的数量达到数百万或数千万时，路由器的硬件成本和操作复杂性二者均会增加到难以管理的水平。
发明内容
提供本发明内容以便以简化的形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的选择的一些概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
基于现有的网络技术，将计算机网络扩展到数百万个服务器、虚拟机、或其它端点可能是困难的。随着端点的数量增加，硬件成本和操作复杂性可能增加到难以控制的水平。例如，计算数百万个端点对之间的网络路由可能需要相当大的计算能力，并且还可能导致超过路由器的存储器容量的路由表。在其它示例中，网络业务管理技术(例如，业务工程或负载平衡)可能难以在数百万或数千万个端点上实现。例如，当端点的数量变大时，计算用于业务工程、分配网络带宽到业务工程隧道、或其它类似的非确定性多项式完成(“NP完成”)问题的网络路由(或隧道)可能是困难的。
本技术的若干实施例可以通过将计算机网络划分成在硬件或软件定义的层级结构中彼此互连的不同物理或覆盖域来提高计算机网络的可扩展性。可以基于(1)特定域(例如，特定域中的端点和/或更低级域)的网络配置；和(2)与层级结构中的特定域连接的一个或多个更高级域的网络配置，在每个域基础上各自划分和执行控制平面功能(例如，网络路由的计算)和/或转发平面功能(例如，路由，转发，交换)。因此，特定域可以管理该域的各种网络操作，而不考虑关于层级结构的任何其它域中的端点或网络节点。因此，即使在整个计算机网络的大小增加时，也可以对网络配置和操作进行划分以降低硬件成本和操作复杂性。本技术的其它实施例涉及基于端点中的每个端点所位于的物理位置的至少一部分来识别计算机网络中的端点。
附图说明
图1A和图1B是示出根据本技术的实施例的计算机网络的层级划分的示意图。
图2是示出根据本技术的实施例的图1A中的层级划分技术到用于一个数据中心或多个数据中心的计算机网络的示例应用的示意图。
图3是示出根据本技术的实施例的利用示例端点标识符的图2中的计算机网络的操作的示意图。为了清楚起见，省略了图2中的计算机网络的某些部分。
图4是示出根据本技术的实施例的图3中的网络控制器的示例软件组件的框图。
图5A和图5B是示出根据本技术的实施例的具有布置在堆栈中的部分的示例端点标识符的框图。
图6是示出根据本技术的实施例的图5A或图5B中的部分之一的一个示例的框图。
图7是示出根据本技术的实施例的使用IP地址的端点标识符的一个示例的示意图。
图8是示出根据本技术的实施例的对划分的计算机网络进行配置的过程的实施例的流程图。
图9A是示出根据本技术的实施例的对域中的出站通信进行管理的过程的实施例的流程图。
图9B是示出根据本技术的实施例的对域中的入站通信进行管理的过程的实施例的流程图。
图10是适合于图1A中的计算机网络的某些组件的计算设备。
具体实施方式
下面描述用于配置和操作计算机网络的系统，设备，组件，模块，例程和过程的某些实施例。在下面的描述中，包括了组件的具体细节，以提供对本技术的某些实施例的透彻理解。相关领域的技术人员还将理解，本技术可以具有附加的实施例。该技术也可以在没有下面参照图1A-图10描述的实施例的若干细节的情况下进行实践。
如本文所使用的，术语“计算机网络”通常是指具有将多个端点彼此连接以及与其它网络(例如，因特网)连接的多个网络节点的互连网络。术语“网络节点”通常是指物理或软件仿真的网络设备。示例网络节点包括路由器、交换机、集线器、网桥、负载平衡器、安全网关、防火墙、网络名称转换器或名称服务器。每个网络节点可以与在计算机网络中具有不同值的网络节点标识符相关联。
本文中还使用的计算机网络的术语“控制平面”通常是指与确定计算机网络中承载网络业务所去往的目的地和/或方式有关的网络架构的一部分。控制平面可以包括使用集中式控制器或分布式路由或转发协议例如BGP、OSPF、ISIS、LDP、RSVP等来计算、配置和/或管理网络节点中的路由表或转发表。其它控制平面功能还可以包括带宽分配、业务管理、拥塞控制、网络路由保护计算、故障恢复、系统配置、管理、分析和/或其它网络操作。
计算机网络的术语“转发平面”通常是指承载网络业务的网络架构的另一部分。转发平面将网络业务转发到沿着根据控制平面逻辑或协议所建立的转发路径或网络路由的下一跳。转发平面分组经过网络节点，网络节点利用由控制平面所建立的转发表来在每个网络节点处执行路由、交换和传送诸如分组的消息。
术语“端点”通常是指物理或软件仿真的计算设备。示例端点包括网络服务器、网络存储设备、个人计算机、移动计算设备(例如，智能电话)或虚拟机。每个端点可以与在计算机网络中可以具有不同值的端点标识符相关联。端点标识符(或网络节点标识符)的示例可以包括以下中的至少一部分：在多协议标签交换(“MPLS”)网络中使用的标签、在MPLS网络中使用的标签的堆栈、根据互联网协议(“IP”)的一个或多个地址、一个或多个虚拟IP地址、虚拟局域网中的一个或多个标签、一个或多个媒体访问控制地址、一个或多个Lambda标识符、一个或多个连接路径、一个或多个物理接口标识符、或一个或多个分组报头或包络。
术语“域”通常是指计算机网络的物理或逻辑划分。域可以包括选择数量的彼此互连和/或与计算机网络中的多个端点互连的网络节点。域还可以连接到一个或多个更高级域，所述更高级域包括将特定域连接到在域的层级结构中的相同或不同级处的其它域的多个附加网络节点。在以下描述中，使用一个或多个软件定义网络(“SDN”)控制器的SDN被用于示出对计算机网络进行划分的实施例。然而，在其它实施例中，计算机网络的一个或多个域至少部分是使用分布式路由和/或转发协议的分布式计算机网络。
域中的各个网络节点和端点可以各个地包含转发表，该转发表指定将消息(例如，数据分组)转发到计算机网络中的另一端点的方式。在某些实施例中，转发表可以包括各个地指定与端点标识符的特定值相对应的网络路由、转发路径、物理接口或逻辑接口的多个条目。示例条目可以如下具有针对每个标识符的适当值：
目的地 传入端点标识符 传出端点标识符 接口标识符
在某些实施例中，传入标识符和传出标识符可以具有不同的值。因此，端点标识符的至少一部分可以结合转发来自网络节点的消息而改变。在其它实施例中，传入标识符和传出标识符可以具有相同的值，并且示例性条目可以如下：
目的地 端点标识符 接口标识符
在另外的实施例中，转发表可以包括多个条目，这些条目基于端点标识符的特定值各自引用一个或多个其它表中的条目。
基于现有的网络技术，扩展计算机网络以互连大量端点可能是困难的或者甚至是不可能的。例如，计算机网络中的一百万个端点的配对之间的计算网络路由可能导致超过任何现有路由器的存储器容量的路由表。在另一示例中，业务工程技术可能难以实现，因为业务工程隧道的计算是NP完成的。
本技术的若干实施例可以通过将计算机网络划分成在层级结构中彼此互连的不同域来提高计算机网络的可扩展性。各个域可以包括由端点标识符各个地标识的可管理数量(例如，256，512，1024或其它合适数量)的端点。在某些实施例中，端点标识符可以各个地具有与特定域和特定域所连接到的一个或多个更高级域中的端点相对应的不同值。端点标识符的示例在下面参考图5-图7描述。
可以基于(1)特定域(例如，特定域中的端点和/或更低级域)的网络配置；和(2)与层级结构中的特定域连接的一个或多个更高级域的网络配置，来各个地划分和执行控制平面功能(例如，网络路由的计算)和/或转发平面功能(例如，路由、转发、交换)。例如，如果分组的目的地端点处于与始发端点相同的域中，则可以根据预先计算的网络路由将分组直接转发到相同域中的目的地端点。对于去往不在同一域中的端点的分组，可以将分组转发到一个或多个更高级域，其继而基于端点标识符独立地执行分组的进一步路由、转发或其它处理。因此，特定域可以仅需要识出(1)特定域(包括任何更低级域)中的端点和(2)一个或多个更高级域的端点，以便独立地执行各种控制平面和/或转发平面功能。结果，始发域可以管理域中的各种网络操作，而无需考虑关于在层级结构的其它域中的网络操作。因此，即使整个计算机网络的大小增加，每个划分的域中的网络配置和/或操作也可以被维持在一个可管理的水平。
图1A是示出根据本技术的实施例的计算机网络100到层级结构中的多个域的层级划分的示意图。如图1A所示，计算机网络100可以包括互连一个或多个一级域104(各自标识为D1-1和D1-2)的核心域102(标识为D0)。一级域104可以各自包括一个或多个二级域106(各个地标识为D2-1和D2-2)，二级域106继而又可以包括一个或多个端点108(标识为EP)和一个或多个网络节点112。在图1A中，为了说明的目的，示出了三个域级并且在每一级示出了特定数量的域。在其它实施例中，可以将计算机网络100划分成具有合适数量的域和/或在每一级具有适当数量的端点的任何合适级别的域。
核心域102可以包括彼此互连的一个或多个网络节点112。为了说明的目的，图1A中示出了两个网络节点112。在其它实施例中，核心域102可以包括任何合适数量的网络节点112和/或其它合适的组件。网络节点112可以包括各种计算和/或通信组件以促进更低级域中的端点对108之间的通信。例如，核心域102的网络节点112可以包括一个或多个标签交换路由器、长距离密集波分复用模块、动态上下文路由器、接口消息处理器和/或其它合适的组件。
计算机网络100还可以包括在层级结构中的相邻级处的域对之间的一个或多个边缘节点。如本文所使用的，边缘节点通常是指在更低级域和互连的更高级域之间的网络节点。边缘节点既是(1)更高级域的目的地；又是(2)更低级域的入口点，或反之亦然。例如，一级域D1-1可以包括与核心域102对接的一级边缘节点114(标识为EN1)。一级域D1-1还可以包括与二级域D2-1对接的二级边缘节点114(标识为EN2-1)和与二级域D2-2对接的另一级二级边缘节点114(标识为EN2-2)。一级域D1-2可以包括与核心域D0对接的一级边缘节点114(标识为EN1-2)和与二级域D2-3对接的二级边缘节点114(标识为EN2-3)。
如下面更详细地讨论的，层级结构中的特定域中的任何端点108可以通过识别针对该特定域的层级结构的更高层处的一个或多个边缘节点以及层级结构的更低层处的一个或多个边缘节点而到达其它域中的其它端点108。例如，一级域D1-1中的端点108可以通过识出(1)一级边缘节点EN1-1和(2)二级边缘节点EN2-1和EN2-2而到达层级结构中的任何其它端点108。
即使在图1A中在相邻层处的域对之间仅示出一个边缘节点114，但是在某些实施例中，各个边缘节点114也可以包括具有相同转发状态的一组边缘节点114(例如，计算机网络100中的转发路径或目的地跳)。例如，如图1B所示，一级域D1-1包括标识为EN1-1-1至EN1-1-X的一组边缘节点114。一级域D1-2包括标识为EN1-2-1至EN1-2-Y的一组边缘节点114。在其它示例中，二级边缘节点EN2-1、EN2-2和EN2-3还可以各自包括一组边缘节点(未示出)。在某些实施例中，来自特定域的分组可以通过边缘节点组中的边缘节点114中的任何一个以到达期望的目的地。例如，一级域D1-1中的端点108可以通过边缘节点EN1-1-1至EN1-1-X中的任何一个到达二级域D2-3中的任何端点108。在其它实施例中，来自特定域的分组可以利用诸如业务工程的技术通过边缘节点组中的边缘节点114中的特定边缘节点。在另外的实施例中，来自特定域的分组可以以其它合适的方式通过边缘节点组中的边缘节点114。
返回参考图1A，计算机网络100的每个域可以基于(1)特定域中的端点108的网络配置以及(2)层级结构中的域的位置和连接性，来独立地管理控制平面功能(例如，网络路由的计算)和/或转发平面功能(例如，路由，转发，交换)。例如，可以基于(1)二级域D2-1中的端点108的配置和(2)其更高级域(即，一级域D1-1和核心域D0)的标识，来计算用于二级域D2-1的转发表。例如，转发表可以包括指定从域D2-1中的始发端点108到同一域中的目的地端点108的一个或多个网络路由(例如，经由网络节点112或其它网络节点，未示出)的条目。在某些实施例中，边缘节点114中的转发表可以包含去往特定域中的所有端点108的网络路由，而域中的其它网络节点112中的那些转发表可以仅包含去往端点108的一部分的网络路由。在其它实施例中，所有边缘节点114和网络节点112中的转发表可以包含去往特定域中的所有端点108的网络路由。
继续前面的示例，转发表还可以包括指定不在二级域D2-1中的所有目的地端点108的网络路由的一个或多个条目。例如，二级域D2-2中的所有目的地端点108可以具有指向二级边缘节点EN2-1的二级域D2-1中的相同网络路由。二级域D2-3中的所有目的地端点108可以具有指向二级边缘节点EN2-1、一级边缘节点EN1-1或网络节点112之一的相同网络路由。因此，通过为其它域中的多个目的地端点108指派一个网络路由，多个目的地端点108可以被视为“聚合”到单个(或有限数量的)目的地。因此，用于二级域D2-1的转发表可以包括可管理数量的条目(例如，少于3,000个条目)。结果，与常规技术相比，可以避免用于第一二级域D2-1中的网络节点的昂贵设备并且可以减少操作复杂性。
一级域D1-1还可以在其网络节点(例如，一级边缘节点114)中包括类似的转发表。转发表可以包括指定从始发更低级域(例如，二级域D2-1)到同一域中的目的地更低级域(例如二级域D2-2)的一个或多个网络路由的条目。如果目的地更低级域不在一级域D1-1中，则一级域D1-1可以指定例如到边缘节点EN1-1到核心域102的网络路由。核心域102还可以在网络节点112中包括另一转发表，其具有如下条目，每个条目以与一级域D1-1类似的方式指定去往更低级域的网络路由。
计算机网络100中的域的转发表还可以包括指定用于去往特定域中的特定目的地端点108的传入消息的网络路由的条目。例如，一级域D1-2中的转发表可以包括指定用于二级域D2-3中的所有端点108的从一级边缘节点EN1-2到二级边缘节点EN2-3的网络路由的条目。然后二级域D2-3中的转发表可以包括用于该域中的每个端点108的一个或多个网络路由。以下讨论了若干示例来说明计算机网络100的示例操作。在其它实施例中，计算机网络100可以具有其它合适的操作序列、条件和/或其它特性。
在操作中，域中的网络节点112(或边缘节点114)可以从始发端点108(例如，二级域D2-1中的端点108)接收具有相关联的目的地端点标识符的分组。网络节点112(或边缘节点EN2-1)将目的地端点标识符的值与其转发表中的条目进行比较，并且确定用于转发分组的网络路由。如果目的地(例如，端点108’)在相同的域(即，二级域D2-1)中，则条目之一可以指定用于将消息(例如，经由网络节点112)直接转发到端点108’的网络路由。
如果目的地(例如，域D2-3中的端点108”)不在与始发端点108相同的域中，则条目可以指定指向更高级域的网络路由(例如，一级域D1-1)。结果，网络节点112将分组转发到边缘节点EN2-1。在一级域D1-1，边缘节点EN2-1将目的地端点标识符的值与其转发表的条目进行比较，并确定到核心域102中的边缘节点EN1-1的网络路由。在核心域102，边缘节点EN1-1将目的地端点标识符的值与其转发表的条目进行比较，并且确定通过网络节点112中的一个或多个到边缘节点EN1-2的网络路由。边缘节点EN1-2继而又确定到边缘节点EN2-3的网络路由，边缘节点EN2-3然后确定将消息转发到端点108”的路由。
如上所述，计算机网络100中的每个域和相关联的更低级域可以各自独立地管理自己的网络操作。例如，每个域可以基于特定域和连接到该特定域的一个或多个更高级域的网络配置而独立地管理控制平面功能和/或转发平面功能。因此，特定域的网络操作可以不取决于获悉整个计算机网络的网络状态，而是取决于获悉特定域的网络状态。术语“网络状态”通常是指网络节点和/或端点的标识和连接、网络节点和/或端点的当前操作状态(例如，链接起来/链接断开等)、计算机网络中的带宽分配、和/或与计算机网络的条件和/或特性相关的其它合适的数据。于是，计算机网络100的扩展对现有域的操作复杂性影响有限或没有影响。例如，如果将计算机网络100扩展为包括另一个二级域D2-4(为了清楚起见以虚线示出)，则其它二级域106的操作将仅需要有限的调整。例如，可能需要更新二级域D2-1、D2-2和D2-3中的转发表以识别出新的二级域D2-4中的附加端点108。然而，转发表中的条目的数量不应该显著增加，因为新的域D2-4中的附加端点可以与不在各个域中的其它端点“聚合”。于是，可以将计算机网络100扩展为包括数百万或数千万个端点108，同时通常在每个域中维持相似水平的操作复杂性。
图2是示出根据本技术的实施例的图1A中的层级划分技术到用于一个数据中心或多个数据中心的计算机网络100的示例应用的示意图。如图2所示，计算机网络100可以包括具有一个或多个网络节点112的核心域102。计算机网络100’还可以包括一个或多个一级域104。用于说明目的在图2中示出了两个一级域104，并且将其各自标识为域D1-1和D1-2。在所示实施例中，一级域D1-1包括两个二级域106(各自标识为D2-1和D2-2)。一级域D1-2包括一个二级域D2-3。在其它实施例中，一级域104可以包括其它合适数量的域和/或端点。
二级域106可以各个地包括一个或多个端点108、一个或多个边缘节点114、以及将端点108连接到边缘节点114的一个或多个网络节点112。在一个实施例中，网络节点112可以各个地包括机架顶(“TOR”)路由器或交换机。在其它实施例中，网络节点112可以包括网桥、网关或其它合适的通信设备。在所示实施例中，二级域106中的每一个包括形成边缘节点组的两个边缘节点114(例如，边缘节点EN2-1和EN2-1’)。在某些实施例中，可以随机访问边缘节点组中的边缘节点114——例如对于非业务工程类型的分组。在其它实施例中，可以特别地识别和指定边缘节点组中的边缘节点114中的一个，以处理例如业务工程类型的分组。在另外的实施例中，可以基于任何其它合适的标准以其它合适的方式来访问边缘节点114。在任何前述实施例中，可以使用相同的端点标识符，如下面参考图3更详细地讨论的。
如图2所示，计算机网络100’中的各个域可以包括适于配置、监视和/或控制特定域中的网络操作的网络控制器110(在本文中称为“控制器”)。在所示实施例中，网络控制器110被示为各个计算设备。在其它实施例中，网络控制器110可以是在端点108之一处的服务器或虚拟机。在另外的实施例中，多个域(例如，二级域D2-1和D2-2)可以共享公共网络控制器110。下面参考图4更详细地讨论控制器110的示例。
图2所示的层级划分可以以各种方式覆盖在一个或多个数据中心上。例如，在某些实施例中，图2中所示的层级划分可以覆盖在一个数据中心上，其中核心域102包括数据中心的一个或多个T3宽带交换机。一级域106可以包括T2交换机，其连接到具有T1和/或TOR交换机的二级域106。在其它实施例中，一级域104可以包括T2和T1交换机二者，而二级域106包括TOR交换机。在另一示例中，图2中所示的层级划分也可以覆盖在多个数据中心上。例如，核心域102可以包括互连多个数据中心和T3宽带交换机的核心网络。在每个数据中心内，一级域可以包括T2交换机，而二级域可以包括T1和/或TOR交换机。在另外的示例中，划分的计算机网络100’可以包括附加的和/或不同的划分级别。
在某些实施例中，计算机网络100’中的每个端点108可以通过具有布置在堆栈中的多个部分的端点标识符120的值来明确地标识。每个部分可以对应于端点108的物理或逻辑位置。例如，如图3所示，二级域D2-3中的目的地端点108”可以由具有四个部分122a-122d的堆栈来明确地标识，所述四个部分的每个部分对应于端点108”的物理或逻辑位置。在所示示例中，层级结构中的每级域与边缘点标识符120的一部分相关联，并且可以用于到达与该特定域相关联的一个或多个对应边缘节点114。例如，第一部分122a具有对应于核心域102的值，示例值为38。第二部分122b具有对应于一级域D1-2的值，示例值为63。第三部分122c具有对应于二级域D2-3的值。第四部分122d具有对应于端点108”处的服务器或虚拟机的值，示例值为14。在其它实施例中，端点标识符也可以包括单个部分或具有多个端点标识符的复合端点标识符，如图5所示。在另外的实施例中，端点108可以以其它合适的方式和/或值来标识，使用IP地址的一个示例在图7中示出。
以下讨论示出了用于将分组从二级域D2-1中的端点108转发到不同的二级域D2-3中的端点108”的示例操作。在操作中，端点108可以基于例如域D2-3中的目的地端点108”的IP地址或其它合适的标识来生成具有端点标识符120和有效载荷124的分组。如上所述，端点标识符120可以包括用于部分122a-122d中的每一个的值。在所示的实施例中，端点108将所生成的分组转发到网络节点112。网络节点112将端点标识符120的顶部部分(即，第一部分122a)中的值与网络节点112中的转发表(未示出)中的条目进行比较，以确定用于转发该分组的转发路径或下一跳。例如，在一个实施例中，值“38”可以特别地对应于到二级边缘节点EN2-1的转发路径，其继而将端点标识符120的顶部部分与其转发表进行比较，以确定到一级边缘节点EN1-1的另一个转发路径。在其它实施例中，值“38”可以对应于包括边缘节点EN2-1和EN2-1’的边缘节点组。在这样的实施例中，可以例如使用散列函数或以其它合适的方式来选择边缘节点EN2-1和EN2-1’中的一个以随机地转发分组。
一级边缘节点EN1-1然后将该消息转发到核心域102处的一个或多个网络节点112。一个或多个网络节点112将顶部部分与其转发表中的条目进行比较，去除顶部部分(即，第一部分122a)，并将消息转发到一级边缘节点EN1-2。一级边缘节点EN1-2然后将顶部部分(即，第二部分122b)与其转发表中的条目进行比较，去除顶部部分(即，第二部分122b)，并将消息转发到二级边缘节点EN2-3或包含边缘节点EN2-3和EN2-3’的边缘节点组。然后，二级边缘节点EN2-3(或EN2-3’)将顶部部分(即，第三部分122c)与其转发表中的条目进行比较，去除顶部部分(即，第三部分122c)，并将消息转发到域D2-3中的网络节点112’。然后，网络节点112’将顶部部分(即，第四部分122d)与其转发表中的条目进行比较，去除顶部部分(即，第四部分122d)，并且将消息的有效载荷转发到端点108”。
在上述实施例中，网络节点112，边缘节点EN2-1，EN1-1，EN1-2，EN2-3在网络处理期间不修改端点标识符120的顶部部分。在其它实施例中，前述组件中的至少一个可以在沿着所确定的网络路由转发分组之前交换端点标识符120的顶部部分的值。该交换可以被记录并存储在相应的组件中。在另外的实施例中，端点108可以直接将消息转发到边缘节点114而不通过网络节点112。在另外的实施例中，边缘节点EN1-2、EN2-3和网络节点112’例如通过识别端点标识符120的哪个部分对应于特定域和相关联的边缘节点114，来执行相应的转发功能而不移除端点标识符120的顶部部分。
在另一示例中，二级域D2-1中的端点108还可以以类似方式将分组发送到相同域中的端点108’。例如，二级域D2-1中的端点108可以生成具有端点标识符120和有效载荷124的分组。端点标识符120可以仅包括一个部分(例如，第四部分122d)，该部分具有对应于端点108’的值(例如，22)。然后，端点108将具有端点标识符120和有效载荷124的分组发送到网络节点112。网络节点112将端点标识符120的顶部部分(即，第四部分122d)中的值与转发表中的条目进行比较，去除端点标识符120的顶部部分，并且沿着确定的转发路径将分组转发到端点108’。
图4是示出根据本技术的实施例的图3中的控制器110的示例软件组件的框图。在图4和下文中的其它附图中，各个软件组件、模块和例程可以是以C、C++、C sharp、Java和/或其它合适的编程语言编写为源代码的计算机程序、程式或过程。计算机程序、程式或过程可以被编译成对象或机器代码，并被呈现以供个人计算机、网络服务器、膝上型计算机、智能电话和/或其它合适的计算设备的处理器执行。源和/或目标代码以及相关联的数据的各种实现可以存储在包括只读存储器、随机存取存储器、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存设备和/或其它合适的储存介质的计算机存储器中。
在某些实施例中，控制器可以包括或可操作地耦合到数据库或网络存储设备，所述数据库或网络存储设备包含层级结构的一个或多个域的网络状态的记录。网络状态的记录可以包括与网络节点的标识、网络节点和/或端点的连接、网络节点和/或端点的当前操作状态(例如，链接起来/链接断开等)、域中的带宽分配相关的数据和/或其它合适的网络数据。如上所述，与常规技术相比，通过划分控制平面功能和/或转发平面功能，可以简化监视每个域的网络状态。
如图4所示，控制器110可以包括可操作地彼此耦合的路由计算组件130、端点标识符分配组件132、端点标识符服务器134、端点标识符管理器136和可选的业务工程组件131。即使控制器110的特定组件在图4中示出，但是在其它实施例中，控制器110也可以包括一个或多个输入/输出组件和/或其它合适类型的组件。
路由计算组件130可以被配置为基于域配置140的输入来计算特定域中的网络路由。域配置140可以包括在层级结构中的特定域中以及一个或多个更高级域中的端点、网络节点、边缘节点的信息。可以使用网络通信协议自动地、由操作者的手动输入、或以其它合适的方式来将域配置140传送到控制器110。路由计算组件130可以用各种路由计算技术来实现。例如，在一个实施例中，可以基于从一个端点到另一个端点的最短路由来计算网络路由。在其它实施例中，可以基于等价多径路由来计算路由，其中可以用单个条目(或多个条目)来指派在转发等同类别中的一组路径。在另外的实施例中，可以结合分布式路由协议和/或其它合适的技术来计算路由。
可选业务工程组件131可以被配置为基于业务工程技术来计算域中的附加路由。在某些实施例中，业务工程组件131可以基于网络业务的性质、业务的测量或模拟、域的拓扑、和/或其它合适的标准来计算域中的附加路由。在其它实施例中，控制器110还可以包括带宽分配组件(未示出)，该组件接收对于从源端点到目的地的网络带宽的请求，并且向业务工程组件131提供该请求以确定满足请求的分配和转发路径。在另外的实施例中，可以省略业务工程组件131。
端点标识符分配组件132可以被配置为基于域配置140的输入来计算端点标识符的值并将其分配给域中的每个端点。在某些实施例中，端点标识符的值可以各个地包括堆栈中的多个部分。在其它实施例中，端点标识符的值也可以包括其它合适的数据模式。端点标识符分配组件132也可以被配置为将端点标识符的特定值与由路由计算组件130和/或可选业务工程组件131计算的网络路由相关联。
端点标识符管理器136可以适于配置域中的网络节点112(和/或边缘节点114)中的转发表137。尽管在图4中未示出，但是端点标识符管理器136和网络节点112还可以包括合适的接口(例如，应用程序接口(“API”))以促进通信。在某些实施例中，可以静态地生成转发表137中的条目。因此，转发表137中的条目可以被计算一次。在其它实施例中，可以周期性地、连续地或以其它合适的方式更新转发表137中的条目。
端点标识服务器134可以被配置为当被端点108查询时提供端点标识符120的值。端点标识符120的值可以由边缘节点114(图1A)使用以确定通过边缘节点114的各个分组的转发路径。例如，在某些实施例中，始发端点108可以经由合适的接口(例如，API)向端点标识服务器134查询与目的地端点108相关联的端点标识符120的值。作为响应，端点标识服务器134向始发端点108提供所请求的值。所请求的值对应于网络节点112中的转发表137中的条目之一。然后，始发端点108可以用接收到的与目的地端点108相关联的端点标识符的值附加或以其它方式修改消息或分组，并将该消息发送到网络节点112用于转发。
图5A是示出具有根据本技术的实施例布置的部分122a-122d的示例端点标识符120的框图。如图5A所示，端点标识符120包括在端点标识符120中的四个部分122a-122d，其被各个地标识为部分ID0、ID1、ID2和ID3，并且根据计算机网络的层级结构进行布置。例如，在所示实施例中，部分ID0、ID1、ID2和ID3中的每一个可以被配置为包含在图1A所示的计算机网络100中分别对应于核心域D0(图1A)、一级域D1(图1A)、二级域D2(图1A)和端点108的值。在其它实施例中，部分ID0、ID1、ID2和ID3中的至少一个可以对应于不同的和/或附加的域。在另外的实施例中，端点标识符120可以包括两个、三个、五个、或任何其它合适数量的部分。在另外的实施例中，端点标识符120还可以被布置在队列、列表、集合或其它合适的数据结构中。在其它实施例中，部分ID0、ID1、ID2和ID3可以对应于与计算机网络中的端点相关联的物理位置，如下面参考图5B更详细地描述的。
图5B是示出根据本技术的实施例的具有部分122a-122d的另一示例端点标识符120的框图。如图5B所示，部分ID0、ID1、ID2和ID3可以各自对应于与端点相关联的物理位置。例如，部分ID0、ID1、ID2和ID3可以分别对应于网络服务器的数据中心ID 162、建筑物ID164、房间ID 166和服务器ID 168。服务器ID所标识的网络服务器可以物理上位于由房间ID166所标识的房间中，所述房间位于由数据中心ID 162所标识的数据中心的建筑物ID 164所标识的建筑物中。在其它示例中，部分ID0、ID1、ID2和ID3中的一个还可以对应于标识网络服务器所在的行的行ID或标识网络服务器所在的行的机架ID。在另外的示例中，部分ID3还可以对应于标识网络服务器上的虚拟机的虚拟机ID，其例如由服务器ID 168标识。在其它示例中，端点标识符120可以具有其它合适数量的部分122和/或对应的物理位置ID。
图6是示出根据本技术的实施例的图5中的部分122a-122d之一的示例的框图。如图6所示，部分122可以包括可选的业务工程标识符152和目的地标识符154。业务工程标识符152可以被配置为包含指示部分122与由可选业务工程组件131(图4)计算的路由相关联的值。目的地标识符154可以被配置为包含对应于域、物理位置、一组物理位置、特定网络节点、一组网络节点、端点或其它合适项目的值。在另外的实施例中，可以省略业务标识符152。
图7是示出根据本技术的实施例的使用IP地址200的端点标识符的一个示例的示意图。如图7示例实施例中所示，端点标识符120可以包括具有四个部分202的IP地址200，每个部分具有多个位(出于说明的目的示出了八个)。每个部分202可以表示并对应于图2中所示的计算机网络100中的域D0、D1和D2或端点108。在其它实施例中，如图7所示的未指派的原始IP地址可以被处理以对应于诸如图7所示的虚拟IP地址。在另外的实施例中，IP地址200可以包括诸如根据IPv6的其它合适的格式。
图8是示出根据本技术的实施例配置划分的计算机网络的过程的实施例的流程图。如图8所示，过程300可以包括：在阶段302，在每个域处接收如图1A所示层级划分的计算机网络中的特定域和一个或多个更高级域的配置数据。配置数据可以包括域中的端点的数量和标识以及端点的连接性。配置数据还可以包括去往更高级域的连接性数据，比如去往更高级域的边缘节点的标识。
过程300还可以包括：在阶段304，基于接收到的配置数据来生成网络路由。在某些实施例中，可以计算在域中的端点对之间的路由。在其它实施例中，可以针对不在域中的端点计算被引导到更高级域的边缘节点的一个或多个路由。然后，在阶段306，所计算的路由可以与端点标识符一起存储在域的转发表中。
图9A是示出了根据本技术的实施例的管理域中的出站通信的过程400的实施例的流程图，图9B是示出根据本技术的实施例的管理域中的入站通信的过程500的流程图。如下所述，特定域可以独立于其它域而管理入站和出站通信，即无需考虑关于在其它域中路由、转发或执行其它网络操作。如图9A所示，过程400可以包括例如在阶段402在特定域中的网络节点112(图1A)或边缘节点114(图1A)处接收去往目的地端点的出站消息。过程400还包括在阶段404将与接收到的消息相关联的端点标识符与网络节点112或边缘节点114中的转发表中的条目进行比较。如果目的地端点在同一域中，则转发表包括指定用于将消息直接转发到目的地端点的网络路由的条目。然后过程400包括随着指定的网络路由将消息转发到目的地端点。如果目的地端点不在同一域中，则转发表包括指定用于将消息转发到更高级域的另一网络路由的条目。过程400然后包括在阶段408将消息转发到更高级域。
图9B是示出根据本技术的实施例的独立地管理域中的入站通信的过程500的实施例的流程图。如图9B所示，过程500包括例如在阶段502在域的边缘节点114(图1A)处接收传入消息。过程500还包括在阶段504将与消息相关联的终端标识符的值与在边缘节点114处的转发表的条目进行比较。在一个实施例中，将端点标识符的顶部部分中的值与转发表中的条目进行比较。在其它实施例中，可以改为使用端点标识符的附加的和/或不同的部分。如果目的地在域中，则转发表包括指定去往端点的网络路由的条目，并且过程500包括在阶段506随着网络路由将消息转发到端点。如果目的地不在域中，转发表包括指定去往更低级域的另一网络路由的条目，并且过程500包括在阶段508将消息转发到更低级域。在某些实施例中，过程500可以可选地包括：在将该消息转发到更低级域之前移除端点标识符的顶部部分。在其它实施例中，顶部部分可以被交换、维持和/或以其它方式修改。更低级域(和更低级域的更低级域，如果有的话)可以执行大体类似于过程500的操作，直到消息被转发到目的地端点。
即使转发表被用作用于确定图9A和图9B中的网络路由的示例技术，但是在其它实施例中，可以在自组织(ad hoc)的基础上确定网络路由。例如，在一个实施例中，响应于接收到入站或出站消息，可以执行确定以判定与该消息相关联的目的地端点是否在特定域中。在其它实施例中，可以在连续基础、周期性基础或其它合适的基础上执行确定。
图10是适合于图1A-图3中的计算机网络100的某些组件的计算设备600。例如，计算设备600可以适用于图1A的端点108或图2和图3的控制器110。在非常基本的配置602中，计算设备600通常包括一个或多个处理器604和系统存储器606。存储器总线608可以用于在处理器604和系统存储器606之间通信。
取决于期望的配置，处理器604可以是包括但不限于微处理器(μP)，微控制器(μC)，数字信号处理器(DSP)或其任何组合的任何类型。处理器604可以包括一个或多个级别的高速缓存比如一级高速缓存610和二级高速缓存612、处理器核心614和寄存器616。示例处理器核心614可以包括算术逻辑单元(ALU)，浮点单元(FPU)，数字信号处理核(DSP核)或其任何组合。示例存储器控制器618也可以与处理器604一起使用，或者在一些实现中，存储器控制器618可以是处理器604的内部部件。
取决于期望的配置，系统存储器606可以是包括但不限于易失性存储器(诸如RAM)，非易失性存储器(诸如ROM，闪存等)或其任何组合的任何类型。系统存储器606可以包括操作系统620，一个或多个应用622和程序数据624。所描述的这种基本配置602在图6中由内部虚线内的那些组件示出。
计算设备600可以具有附加的特征或功能，以及促进基本配置602和任何其它设备和接口之间的通信的附加接口。例如，总线/接口控制器630可以用于促进基本配置602和一个或多个数据存储设备632之间经由存储接口总线634的通信。数据存储设备632可以是可移动存储设备636，不可移动存储设备638或其组合。可移动存储和不可移动存储设备的示例包括诸如软盘驱动器和硬盘驱动器(HDD)的磁盘设备，诸如压缩盘(CD)驱动器或数字通用盘(DVD)驱动器的光盘驱动器，固态驱动器(SSD)和磁带驱动器等。示例计算机存储介质可以包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块、或其它数据的信息的任何方法或技术来实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。
系统存储器606，可移动存储设备636和不可移动存储设备638是计算机可读存储介质的示例。计算机可读存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字通用盘(DVD)或其它光学存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其它磁存储设备或可用于存储所需信息且可由计算设备600访问的任何其它介质。任何此类计算机可读存储介质可以是计算设备600的一部分。术语“计算机可读存储介质”不包括传播信号和通信介质。
计算设备600还可以包括用于促进经由总线/接口控制器630从各种接口设备(例如，输出设备642、外围设备接口644和通信设备646)到基本配置602的通信的接口总线640。示例输出设备642包括图形处理单元648和音频处理单元650，其可以被配置为经由一个或多个A/V端口652来与诸如显示器或扬声器的各种外部设备通信。示例外围设备接口644包括串行接口控制器654或并行接口控制器656，其可以被配置为经由一个或多个I/O端口658来与诸如输入设备(例如、键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入设备等)或其它外围设备(例如，打印机、扫描仪等)通信。示例通信设备646包括网络控制器660，其可以被布置为促进经由一个或多个通信端口664通过网络通信链路658的与一个或多个其它计算设备662的通信。
网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质通常可以通过计算机可读指令、数据结构、程序模块、或调制数据信号比如载波或其它传输机制中的其它数据来具体化，并且可以包括任何信息传递介质。“调制数据信号”可以是以在信号中编码信息的方式设置或改变其一个或多个特性的信号。作为示例而非限制，通信介质可以包括诸如有线网络或直接有线连接的有线介质以及诸如声学、射频(RF)、微波、红外(IR)和其它无线介质的无线介质。如本文所使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质。
计算设备600可以被实现为小型便携式(或移动)电子设备的一部分，诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、个人媒体播放器设备、无线网络手表设备、个人头戴式耳机设备、专用设备或包括任何上述功能的混合设备。计算设备600还可以被实现为包括膝上型计算机和非膝上型计算机配置的个人计算机。
为了说明的目的，上面已经描述了本技术的具体实施例。然而，在不偏离前述公开的情况下可以进行各种修改。另外，除了其它实施例的元件以外或者代替其它实施例的元件，一个实施例的许多元件还可以与其它实施例组合。因此，除了所附权利要求之外，本技术不受限制。

Claims (10)

1.一种在具有对一个或多个端点进行互连的一个或多个网络节点的计算机网络中发送分组的方法，所述方法包括：
在网络节点处接收以端点标识符来标识的分组，其中所述端点标识符包括保持第一值的第一部分和保持第二值的第二部分，其中所述第一值和所述第二值各自对应于所述计算机网络中的端点的物理位置的至少一部分；
基于所述端点标识符的所述第一值或所述第二值中的至少一个，确定转发路径的至少一部分以将所述分组转发到所述端点；以及
沿着确定的所述转发路径的所述至少一部分将所述分组从所述网络节点向所述端点转发。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一值标识以下项中的至少一个：数据中心、所述端点所位于的所述数据中心中的建筑物、所述建筑物中的房间、所述房间中的行或所述行中的机架；以及
所述第二值标识以下项中的至少一个：虚拟机的逻辑位置或所述虚拟机所托管在其上的服务器的物理位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一部分和所述第二部分被布置在堆栈中。
4.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一部分和所述第二部分被布置在堆栈中；以及
确定所述转发路径的至少一部分包括：至少将所述第一值与所述网络节点的存储器中的转发表中的条目进行比较，所述转发表具有对应于所述第一值的条目，所述条目指定去往所述目的地端点的所述转发路径的至少一部分。
5.根据权利要求4所述的方法，其中转发包括：沿着确定的所述转发路径的所述至少一部分将所述分组从所述网络节点向所述端点转发，而不修改所述第一部分中的所述第一值。
6.根据权利要求4所述的方法，还包括：与将所述分组从所述网络节点向所述目的端点转发相结合，至少修改所述堆栈的所述第一部分中的所述第一值。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：与沿着确定的所述转发路径的所述至少一部分将所述分组从所述网络节点向所述端点转发相结合，从所述堆栈中至少移除所述第一部分。
8.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一部分和所述第二部分被布置在堆栈中；
确定所述转发路径的至少一部分包括：至少将所述第一值与所述网络节点处的转发表中的条目进行比较，所述转发表具有与所述第一值相对应的条目，所述条目指定去往所述端点的所述转发路径的至少一部分；以及
所述方法还包括：与沿着确定的所述转发路径的所述至少一部分将所述分组从所述网络节点向所述端点转发相结合，从所述堆栈中移除所述第一部分。
9.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一部分和所述第二部分被布置在堆栈中；
所述网络节点是第一网络节点；
确定所述转发路径的至少一部分包括：将所述第一值与所述第一网络节点处的转发表中的条目进行比较，所述转发表具有与所述第一值相对应的条目，所述条目指定经由第二网络节点去往所述端点的所述转发路径的至少一部分；
所述方法还包括：
与沿着确定的所述转发路径的所述至少一部分将所述分组从所述第一网络节点向所述端点转发相结合，从所述堆栈中移除所述第一部分；
通过将所述第二值与所述第二网络节点处的转发表的条目进行比较，来确定去往所述端点的所述转发路径的另一部分；以及
沿着确定的所述网络路径的所述另一部分将所述分组从所述第二网络节点向所述端点转发。
10.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一部分和所述第二部分被布置在堆栈中；
所述网络节点是第一网络节点；
确定所述转发路径的至少一部分包括：将所述第一值与所述第一网络节点处的转发表中的条目进行比较，所述转发表具有与所述第一值相对应的条目，所述条目指定经由第二网络节点去往所述端点的所述转发路径的至少一部分；
所述方法还包括：
与沿着确定的所述转发路径的所述至少一部分将所述分组从所述第一网络节点向所述端点转发相结合，从所述堆栈中移除所述第一部分；
通过将所述第二值与所述第二网络节点处的转发表的条目进行比较，来确定去往所述端点的所述转发路径的另一部分；
从所述堆栈中移除所述第二部分；以及
沿着确定的所述网络路径的所述另一部分将不具有所述第二部分的分组从所述第二网络节点向所述端点转发。
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