CN112840606A - 网络路由环境中的异步对象管理器 - Google Patents

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Abstract

将网络数据卸载到数据存储的系统、方法和装置。系统包括路由芯片硬件和与路由芯片硬件通信的异步对象管理器。异步对象管理器被配置为运行存储在非暂时性计算机可读存储介质中的指令。该指令包括从一个或多个生产者异步接收多个对象。该指令包括识别多个对象中的两个或更多个之间的一个或多个依赖关系。该指令包括根据一个或多个依赖关系对多个对象进行重排序。该指令包括确定是否已解决一个或多个依赖关系。该指令包括：响应于确定已解决一个或多个依赖关系，回调应用程序并且向应用程序提供多个对象中的一个或多个。

Description

网络路由环境中的异步对象管理器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年8月23日提交的题为“数据库系统方法和装置”的序列号为62/722,003的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请通过引用整体并入本文，包括但不限于在下文中具体出现的那些部分，通过引用的并入部分有下列例外：如果上面提到的申请的任何部分与本申请不一致，则本申请取代上面提到的申请。
技术领域
本公开涉及计算网络并且尤其涉及解决网络环境中的信息恢复冲突。
背景技术
网络计算是使多个计算机或节点一起工作并且通过网络相互通信的一种方式。存在广域网(WAN)和局域网(LAN)。广域网和局域网都允许计算机之间的互连。局域网通常用于可以用于家庭、企业、学校等的较小的、本地化程度更高的网络。广域网覆盖诸如城市的较大的区域并且甚至可以允许不同国家的计算机进行连接。局域网通常比广域网更快、更安全，但是广域网使广泛的连接成为可能。局域网通常由部署它们的组织拥有、进行内部控制和管理，而广域网通常需要两个或更多个构成局域网通过公共互联网或通过由电信供应商建立的私人连接进行连接。
局域网和广域网使计算机能够相互连接并且传送数据和其他信息。对于局域网和广域网两者，必须有一种方法来确定将数据从一个计算实例传递到另一个计算实例的路径。这称为路由。路由是为一个网络中或两个网络之间或多个网络之间的通信选择路径的进程。路由进程通常基于路由表来指导转发，该路由表保持着到各个网络目的地的路线记录。路由表可以由管理员指定、通过观察网络通信来学习或借助路由协议来构建。
某些网络路由操作包括传输由多个不同的生产者产生的信息对象。这些对象可能需要按一定的顺序传输，从而接收应用程序可以恰当地处理这些对象。然而，当存在多个不同的生产者时，按正确的顺序传输对象会很有挑战性。具体地，在分布式网络操作系统(NOS)中，转发信息对象由不同的生产者产生。转发对象倾向于相互依赖并且程序流程应考虑这些依赖关系。应以有序的方式协调这些对象并且将这些对象编程到底层数据平面中。一种传统的方法是让不同的生产者彼此同步，然后在多个生产者之间按正确的顺序向下推送对象。这种方法有许多不足。这种方法导致进程之间的紧密状态同步并且倾向于创建紧密联接的分布式NOS。当NOS分布在不同的机器上或当NOS的组件在基于云的网络环境中运行时，紧密同步会产生许多问题。
鉴于前述内容，在本文中所公开的是经改善的网络计算操作以及用于异步对象管理器在网络环境中接收信息对象和对信息对象进行重排序的系统、方法和装置。
附图说明
参照下列附图描述本公开的非限制性和非穷举性的实施方式，其中除非另有说明，否则在各个视图中，类似的附图标记指代类似的部件。通过下列描述和附图，本公开的优点将变得更好理解，其中：
图1是通过互联网进行通信的联网装置的系统的示意图；
图2是可以由异步对象管理器管理的具有多个依赖关系的对象层次结构的示意图；
图3是异步接收对象的示例顺序的示意图；
图4是由异步对象管理器接收的对象的示例重排序的示意图；
图5是删除序列的示例重排序的示意图；
图6是通过联网装置进行的通信的示意图；
图7是包括硬件和为硬件操作提供指令的软件堆栈的示例联网装置的示意图；
图8是将装置的控制器逻辑卸载到云网络的系统的示意图；
图9是将装置的控制器逻辑卸载到云网络的系统的示意图；
图10是接收和重排序待通过计算机网络传输的对象的方法的示意流程图；
图11是在网络计算环境中改善联网装置的操作的方法的示意流程图；以及
图12是示出示例计算装置的组件的示意图。
具体实施方式
在本文中所公开的是在网络计算环境中经改善的信息路由的系统、方法和装置。本公开的实施例是被配置为跟踪不同控制计划信息的生命周期的异步对象管理器。异步对象管理器可以部署在网络路由环境中并且软件堆栈中可以包括异步对象管理器以控制诸如交换机或路由器的联网装置的操作。
在计算机网络环境中，诸如交换机或路由器的联网装置可以用于将信息从一个目的地传输到最终目的地。在实施例中，可以在诸如一个人家中的计算机的第一位置处生成数据包和消息。可以根据此人与浏览器交互并且从可通过因特网访问的远程服务器请求信息或向可通过因特网访问的远程服务器提供信息来生成数据包和消息。在示例中，数据包和消息可以是此人输入到可在连接到互联网的网页上访问的表格中的信息。可能需要将数据包和消息传输到可以在地理位置上离此人的计算机很远的远程服务器。此人家里的路由器与远程服务器之间很可能未直接通信。因此，数据包和消息必须通过“跳”到不同的联网装置进行传递直到到达远程服务器处的最终目的地。此人家里的路由器必须确定用于传输数据包和消息经过连接到互联网的多个不同装置，直到数据包和消息到达远程服务器处的最终目的地的路线。
确定从第一位置到最终目的地的最佳路径并且将数据包和消息转发到下一目的地的进程是由诸如交换机或路由器的联网装置执行的重要功能。在本文中所公开的是改善联网装置的操作的系统、方法和装置。本公开的实施例包含在交换机或路由器的路由芯片硬件上操作的软件堆栈中。软件堆栈的一部分是本文中所讨论的异步对象管理器。异步对象管理器在网络路由环境中具有许多益处。首先，由于异步对象管理器执行的操作，消息的生产者不再需要彼此交谈并且反而可以传输待由异步对象管理器组织的消息。进一步，异步对象管理器提供一种表达不同对象之间的关系和依赖关系的方法。进一步，异步对象管理器内的状态机允许异步对象管理器在向软件堆栈的不同部分发出命令之前等待所有所需的对象到达。
在实施例中，异步对象管理器是位于诸如路由器或交换机的联网装置中的路由芯片硬件之上并且管理路由芯片硬件的软件。尤其，异步对象管理器可以用于路由器或交换机中，而无需修改软件语言。在实施例中，与其他软件堆栈组合的异步对象管理器可以用于将交换机转换为路由器，反之亦然。
异步对象管理器从计算机网络收集信息并且以可以由路由芯片硬件进行编程的形式来理解信息。异步对象管理器使数据包转发功能由路由芯片硬件执行。异步对象管理器是运行联网装置的软件堆栈的最低层。异步对象管理器负责与底层路由芯片硬件进行交互并且负责与应用程序接口(API)进行交互。
异步对象管理器可以与数据计划适配层(DPAL)一起工作。DPAL可以具有多个客户端并且可能需要等待来自不同客户端的不同信息。除非按特定顺序排列对象，否则DPAL无法执行其功能。在实施例中，异步对象管理器的首要任务是对对象进行重排序，从而DPAL可以处理对象。异步对象管理器可以在DPAL的环境之外使用并且可以用作VPN软件以在第三层网络以及其它等同结构的顶部构建分层段。
在实施例中，异步对象管理器是状态机。异步对象管理器被设计为在预先定义的参数的条件内构建处于某一的状态。异步对象管理器可以被配置为重新排列携带编程信息而不是管理信息数据包的消息。在示例中，异步对象管理器被配置为告知底层路由芯片硬件例如需要将中间相A传送到中间相B等。
在实施例中，异步对象管理器与DPAL交互并且向DPAL提供将消息从第一位置传送到最终目的地的路线。在示例中，DPAL可以通过多个通信信道接收消息。DPAL可以查询异步对象管理器并且请求用于传输消息的路线。异步对象管理器创建路线、记录路线并且向DPAL提供路线。异步对象管理器的独特之处在于它表达不同对象之间的关系。构建在异步对象管理器内部的状态机允许异步对象管理器在向DPAL发布路线之前等待所有对象到达，或允许对任何对象进行改变。异步对象管理器消除了对象生产者相互通信的需要。
为了进一步理解本公开，将提供数个联网计算装置和协议的一些解释。
BGP实例是在网络中路由信息的装置。BGP实例可以采用路由反射器应用的形式。BGP实例可以在交换机、路由器或交换机上的BGP发言者上运行。在较高的级别上，BGP实例将它为前置代码获悉的所有路径发送到最佳路径控制器。最佳路径控制器以那些路径中的一组最佳路径进行响应。允许最佳路径控制器修改任何一条路径的下一跳和属性。一旦收到最佳路径，BGP实例就更新本地路由信息库(RIB)并且向BGP实例的邻居展现出最佳路径。
交换机(或者可以称为交换集线器，桥接集线器或MAC桥接器)创建网络。大多数内部网络使用交换机来连接建筑物或校园中的计算机、打印机、电话、照相机、灯和服务器。交换机用作允许联网装置有效地相互通信的控制器。交换机通过使用数据包交换来接收、处理数据并且将数据转发到目的地装置来连接计算机网络上的装置。网络交换机是一个多端口网桥，它使用硬件地址在开放系统互连(OSI)模型的数据链路层(第2层)处理和转发数据。一些交换机还可以通过额外地合并路由功能来在网络层(第3层)处理数据。这种交换机通常称为第三层交换机或多层交换机。
路由器连接网络。交换机和路由器执行类似的功能，但是各自具有在网络上执行的其自己独特的功能。路由器是在计算机网络之间转发数据包的联网装置。路由器在互联网上执行流量定向功能。通过互联网发送的诸如网页、电子邮件的数据或其他形式的信息的数据以数据包的形式发送。通常，通过构成互联网络(例如，互联网)的网络将数据包从一个路由器转发到另一路由器，直到数据包到达数据包的目的地节点。路由器连接到来自不同网络的两条或更多条数据线。当数据包进入这些线中的一条时，路由器读取该数据包中的网络地址信息以确定最终目的地。然后，使用路由器的路由表或路由策略中的信息，路由器将数据包引导到数据包的行程中的下一网络。BGP发言者是启用边界网关协议(BGP)的路由器。
路由表或路由信息库(RIB)是存储在路由器或联网计算机中的列出到特定网络目的地的路线的数据表。在某些情况下，路由表包括路线的诸如距离、权重等的度量。路由表包括关于直接在存储该路由表的路由器周围的网络的拓扑结构的信息。路由表的构建是路由协议的首要目标。静态路线是通过非自动方式在路由表中创建的条目，这些条目是固定的，而不是某些网络拓扑结构发现过程的结果。路由表可以包括包含网络ID、度量和下一跳的字段的至少三个信息字段。网络ID是目地的子网。度量是发送数据包所通过的路径的路由度量。路线将沿最低度量的网关方向运行。下一跳是数据包在去最终目的地的途中待发送到的下一站的地址。路由表可以进一步包括与路线相关联的服务质量、与路线相关联的筛选条件列表的链接、以太网卡的接口等等。
为了说明路由表的概念，可以类推路由表以使用映射来递送数据包。路由表类似于使用映射将数据包递送到数据包的最终目的地。当节点需要将数据发送到网络上的另一个节点时，该节点必须首先知道将数据发送到哪里。如果该节点无法直接连接到目标节点，则该节点必须沿着到目标节点的恰当的路线将数据发送到其他节点。大多数节点不会尝试找出哪些路线可能有效。相反，节点将向LAN中的网关发送IP数据包，然后网关决定如何将数据路由到正确的目的地。每个网关将需要跟踪递送各种数据包的通路，为此每个网关使用路由表。路由表是跟踪路径的像地图的数据库，并且使用这些路径来确定转发流量的通路。网关还可以与请求信息的其他节点共享网关的路由表的内容。
对于逐跳路由，针对所有可到达的目的地，每个路由表列出沿着到那个目的地的路径的下一装置的地址，即下一跳。假设路由表是一致的，那么将数据包转送到目的地的下一跳的算法因此足以将数据递送至网络中任何地方。逐跳是IP互联网络层和开放系统互连(OSI)模型的特性。
开放系统互连(OSI)模型是描绘计算系统的通信功能的特性并且使计算系统的通信功能标准化而无需考虑开放系统互连(OSI)模型的底层内部结构和技术的的概念模型。OSI模型的目标是具有标准通信协议的不同的通信系统的互操作性。OSI模型将通信系统分为抽象层。一层服务其上方的层并且被其下方的层服务。例如，在网络上提供无差错通信的层提供该层上应用程序所需的路径，同时该层调用下一较低层来发送和接收构成那条路径的内容的数据包。相同层的两个实例被可视化为通过相同层中的水平连接进行连接。通信协议允许一个主机中的实体与另一主机中相同层的对应的实体进行交互。像OSI模型一样，服务定义抽象地描述由(N-1)层向(N)层提供的功能，其中N是在本地主机中操作的协议层中的一个。
路线控制是一种旨在改善因特网连接并且减少带宽成本和整体互联网络操作的网络管理。某些路线控制服务包括一套基于硬件和基于软件的产品和服务，它们一起工作以改善整体因特网性能并且以最小的成本微调可用的因特网带宽的使用。在网络或自治系统正在从多个供应商获得因特网带宽的情况下，路线控制可以成功。路线控制可以有助于选择数据传输的最佳路径。
一些网络通信系统是具有数以千计的处理节点的大型的企业级网络。数以千计的处理节点共享来自多个因特网服务供应商(ISP)的带宽并且可以处理大量的因特网流量。这种系统可能非常复杂并且必须恰当配置以实现足够好的因特网性能。如果未恰当配置系统以最佳地传输数据，则因特网访问速度会降低，并且系统会经历较高的带宽消耗和流量。为了解决此问题，可以实施一组服务来去除或减少这些问题。这组服务可以称为路由控制。
路由控制机制的实施例由硬件和软件组成。路由控制机制通过其与因特网服务供应商(ISP)的连接来监视所有流出流量。路线控制机制有助于为有效传输数据选择最佳路径。路由控制机制可以计算所有ISP的性能和效率并且仅选择在适用区域中以最佳方式执行的ISP。可以根据所定义的与成本、性能和带宽有关的参数来配置路由控制装置。
确定传输数据的最佳路径的已知算法称为边界网关协议(BGP)。BGP是为因特网上的自治系统提供路由信息的路径向量协议。如果未正确配置BGP时，可能导致服务器可用性和安全性问题。进一步，经修改的BGP路线信息可以允许攻击者使大型流量块改方向，从而流量在到达其预期目的地之前前往某些路由器。可以实施BGP最佳路径算法，以确定安装在用于流量转发的因特网协议(IP)路由表中的最佳路径。BGP路由器可以被配置为接收去往相同目的地的多个路径。
BGP最佳路径算法分配第一有效路径作为当前最佳路径。BGP最佳路径算法将最佳路径与列表中的下一路径进行比较，直到BGP到达有效路径列表的末尾。该列表提供确定最佳路径的规则。例如，该列表可以包括以下指示：优选具有最高权重的路径，优选没有本地优先的路径，优选通过网络或聚合BGP的方式在本地发起的路径，优选最短路径，优选具有最少的多出口标识的路径等等。BGP最佳路径选择过程可以自定义。
在BGP路由的背景下，每个路由域称为自治系统(AS)。BGP协助选择通过因特网连接两个路由域的路径。BGP通常选择穿过最少数量的自治系统的称为最短AS路径的路线。在实施例中，一旦启用BGP，路由器将从可能是ISP的BGP邻居抽出因特网路线的列表。然后BGP将仔细检查该列表以找到具有最短AS路径的路线。可以将这些路线输入路由器的路由表中。通常，路由器会选择到AS的最短路径。BGP使用路径属性来确定如何将流量路由到特定网络。
为了促进对根据本公开的原理的理解，现在将参照附图中示出的实施例并且将使用特定语言来描述这些实施例。然而，将理解的是，不打算因此限制本公开的范围。相关技术领域的并且拥有本公开的技术人员通常容易想到的本文中所示出的发明特征的任何变更和进一步修改以及本文中所示出的本公开原理的任何额外的应用将考虑在本公开要求保护的范围内。
在公开和描述跟踪网络计算环境中的对象的生命周期的结构、系统和方法之前，将理解的是，本公开不限于本文中所公开的特定结构、配置、处理步骤和材料，因为这种结构、配置、处理步骤和材料可能有所变化。还将理解的是，本文中所采用的术语仅用于描述特定实施例而无意于限制，因为本公开的范围仅由所附权利要求书及其等价形式限制。
在描述和要求保护本公开的主题时，将根据下面阐述的定义使用下列术语。
必须注意的是，在本说明书和所附权利要求书中使用时，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数含义，除非上下文另有明确规定。
在本文中使用时，术语“具有”、“包括”、“包含”、“以……为特征”及其符合语法规则的等同形式是包括性或开放式的术语，不排除额外的、未叙述的元件或方法步骤。
在本文中使用时，短语“由……组成”及其符合语法规则的等同形式排除了权利要求中未规定的任何元件或步骤。
在本文中使用时，短语“基本上由……组成”及其符合语法规则的等同形式将权利要求的范围限制为规定的材料或步骤以及不会实质性地影响所要求保护的本公开的基本且新颖的特征或者特征的那些等同物。
现在参照附图，图1示出将装置连接到互联网的系统100的示意图。系统100包括通过交换机106连接的多个局域网160。多个局域网160中的每一个可以通过路由器162经公共因特网相互连接。在图1所示的示例系统100中，有两个局域网160。然而，应当领会的是，可能有通过公共因特网相互连接的许多局域网160。每个局域网160包括通过交换机106彼此连接的多个计算装置108。多个计算装置108可以包括例如台式计算机、膝上型计算机、打印机、服务器等等。局域网160可以通过路由器162经公共因特网与其他网络通信。路由器162将多个网络彼此连接。路由器162连接到互联网服务供应商102。互联网服务供应商102连接到一个或多个网络服务供应商104。如图1所示，网络服务供应商104正在与其他本地网络服务供应商104通信。
交换机106通过使用包交换来接收、处理数据并且将数据转发到目的地装置来连接局域网160中的装置。交换机106可以被配置为例如从计算机接收去往打印机的数据。交换机106可以接收数据、处理数据并且将数据发送到打印机。交换机106可以是第1层交换机、第2层交换机、第3层交换机、第4层交换机、第7层交换机等等。第1层网络装置传送数据，但不管理通过第1层网络装置的任何流量。第1层网络装置的示例是以太网集线器。第2层网络装置是使用硬件地址在数据链路层(第2层)处理和转发数据的多端口装置。三层交换机可以执行通常由路由器执行的功能中的部分或全部。然而，某些网络交换机仅限于支持单一类型的物理网络，通常是以太网，而路由器可以在不同的端口上支持不同种类的物理网络。
路由器162是在计算机网络之间转发数据包的联网装置。在图1所示的示例系统100中，路由器162正在局域网160之间转发数据包。然而，路由器162不一定应用于转发局域网160之间数据包，而是可以用于转发广域网之间的数据包等等。路由器162在因特网上执行流量定向功能。路由器162可以具有用于不同类型的物理层连接的接口，诸如铜缆、光纤或无线传输。路由器162可以支持不同的网络层传输标准。每个网络接口用于使数据包从一个传输系统转发到另一个传输系统。路由器162还可以用于连接被称为子网的两个或更多个逻辑计算机装置组，每个逻辑组具有不同的网络前缀。如图1所示，路由器162可以提供企业内部、企业与因特网之间或互联网服务供应商的网络之间的连接。一些路由器162被配置为使各种互联网服务供应商互相连接，或者可以在大型企业网络中使用。较小的路由器162通常为家庭和办公室网络提供到因特网的连接。图1所示的路由器162可以代表用于网络传输的任何合适的路由器，诸如边缘路由器、用户边缘路由器、供应商间边界路由器、核心路由器、互联网主干网、端口转发、语音/数据/传真/视频处理路由器等等。
互联网服务供应商(ISP)102是提供用于访问、使用或参与因特网的服务的组织。ISP 102可以以诸如商业的、社区拥有的、非营利的或私有的各种形式来组织。通常由ISP102提供的因特网服务包括因特网访问、因特网传输、域名注册、网站代管、新闻组服务和托管。图1所示的ISP 102可以代表任何合适的ISP，诸如代管ISP、中转ISP、虚拟ISP、免费ISP、无线ISP等。
网络服务供应商(NSP)104是通过向因特网服务供应商提供直接的因特网主干网访问来提供带宽或网络访问的组织。网络服务供应商可以提供对网络访问点(NAP)的访问。网络服务供应商104有时称为主干网供应商或互联网供应商。网络服务供应商104可以包括提供高速因特网访问的电信公司、数据载体、无线通信供应商、因特网服务供应商和有线电视运营商。网络服务供应商104也可以包括信息技术公司。
应当领会的是，图1所示的系统100仅是示例性的并且可以创建许多不同的配置和系统以在网络和计算装置之间传输数据。因为在网络的形成中存在大量可定制性，所以期望在确定计算机之间或网络之间传输数据的最佳路径时创建更大的可定制性。鉴于前述内容，本文中所公开的是用于将最佳路径计算卸载到外部装置以在确定非常适合于某一组计算机或某一企业的最佳路径算法时允许更大的可定制性的系统、方法和装置。
图2是在由本文所讨论的异步对象管理器管理的环境中包括三种类型的对象A、B和C的对象结构200的示意图。由键识别类型为A、B和C的对象实例。对象类型A由键A1表示。对象类型B用键B1和B2表示。对象类型C由键C1和C2表示。箭头表示对象之间的依赖关系。键为A1的对象类型A依赖于键为B1和B2的两个对象类型B。键为B1的对象类型B依赖键为C1的对象类型C。键为B2的对象类型B依赖键为C2的对象类型C。
在示例实施方式中，假定对象类型A和B由一个生产者产生，而对象类型C由另一生产者产生。可以按照C、B、A的顺序在数据计划中对这些对象中的信息进行编程。然而，由于生产者异步推送这些对象，因此对象可能次序颠倒地到达。
本文中所讨论的异步对象管理器可以用于解决上述示例实施方式中说明的排序要求。在实施例中，按照接收对象的顺序将所有对象添加到异步对象管理器。异步对象管理器检测是否解决了给定对象的依赖关系。响应于确定已解决依赖关系，异步对象管理器回调回调函数提供的应用程序并且为进一步的动作传递对象及其应用程序状态。
在示例实施方式中，对象的实际到达序列为B(B1)、A(A1)、B(B2)、C(C1)和C(C2)。这在图3中示出。异步对象管理器重排序该序列，并按适当的顺序对应用程序启动回调函数。对于不同的实施方式，对象的顺序可以不同。对象的示例排序是：C(C1)、C(C2)、B(B1)、B(B2)、A(A1)。这在图4中示出。同样地，来自生产者的删除序列可以看起来像：C(C1)、C(C2)、B(B1)、B(B2)、A(A1)。异步对象管理器会将删除序列重排序为：A(A1)、B(B1)、B(B2)、C(C1)、C(C2)。这在图5中示出。
根据识别异步对象管理器的系统空间中的对象的唯一键，可以定义依赖关系。依赖关系可以指示子对象采用的父对象的键。例如，路线对象可以具有称为“下一跳ID”的字段，下一跳ID是下一跳对象的键。当将路由器对象添加到异步对象管理器时，单独的依赖关系列表包括下一跳ID。这转而唯一地识别路由器对象依赖的下一跳对象。
图6是BGP实例610进行的通信的示意图。在实施例中，在BGP实例本地存在存储系统的相关信息的数据存储区602。数据存储区602可以是为一个或多个路由器或交换机存储最佳路径信息的数据库。数据存储区602可以进一步存储系统状态信息，诸如CPU利用率、温度、风扇速度以及诸如LED或其他装置的外围设备的状态信息。数据存储区602可以存储对监视代理可能有用的各种信息。数据存储区602中的信息可以流去可能想要这种信息的另一控制器或装置。数据存储区602可以包括数据库索引并且可以包括多个主机。多个主机中的每一个可以包括处理器和高速缓存存储器。在图6所示的示例实施例中，数据存储区602包括数据库主机1、数据库主机2、数据库主机3等等直到数据库主机n。
数据存储区602与生产者604、生产者消费者606以及消费者608通信。生产者604是产生由消费者606消耗的信息的进程。转发信息库(FIB)(见710)产生路线和下一跳。由FIB产生的下一跳依赖由接口管理器产生的接口。
图7是联网装置702的示意图。联网装置702可以是交换机106或路由器112。联网装置702包括以下一项或多项：硬件704、异步对象管理器706、数据计划适配层(DPAL)708、转发信息库(FIB)710、路由信息库(RIB)712、配置代理和边界网关协议(BGP)716。应当领会的是，联网装置702可以具有在本文中未示出的额外的组件。
图4所示的软件堆栈414中可以包括联网装置702的软件部分。该软件堆栈414与硬件一起执行诸如交换机或路由器的联网装置702的操作。在实施例中，联网装置702的软件部分在本地不位于BGP实例内，而是被卸载到云存储区。可以将软件堆栈414卸载到云存储区并且在本地将软件堆栈414复制到联网装置702。
在实施例中，异步对象管理器706提供一个或多个应用程序接口(API)以跟踪不同控制平面信息(表示为例如图2-图5中的对象)的生命周期。异步对象管理器706进一步跟踪对象之间的依赖关系。异步对象管理器706位于最低层以帮助序列和顺序信息从不同生产者异步向下流动。
在实施例中，异步对象管理器706实现用于对对象进行重排序的状态机。在实施例中，如果来自不同生产者的对象没有按要求的顺序到达，则状态机阻止依赖对象的创建或更新直到创建父对象为止。同样地，状态机阻止删除对象，直到已更新或删除该对象的依赖关系为止。异步对象管理器706使用类似于图的数据结构来组织对象，并且可以递归地激起沿依赖关系图向上或向下创建、更新和/或删除对象的效果。见图2-图5。
异步对象管理器706包括包含说明性语言的框架。说明性语言表示不同种类的对象之间的依赖关系。说明性语言可以用于定义不同对象类型的架构。进一步，说明性语言可以与组成对象的键的属性以及其他属性一起使用以识别对象的依赖关系。在实施例中，在定义了架构之后，可以运行代码生成器以生成不同对象的代码。所生成的代码涉及编程语言概念中的一种或多种以表示对象、添加或删除对象的API、自动生成的提取键和依赖键的代码或对象状态观察API。
进一步在实施例中，异步对象管理器706的框架通过允许多个线程对数据平面进行编程来在最低层启用多线程架构。可以在许多不同的方法中进行工作分配。一种方法包括使每个线程管理一个或多个数据平面装置(通常为ASIC芯片)的数据平面编程。这种方法很简单，因为生产者的工作均匀地分布在一个或多个工作线程中。进一步，每个工作线程具有异步对象管理器706框架的实例，以保存来自生产者的信息并且对所分配的装置进行编程。
另一方法包括使每个线程为同一设备上的一组选择的数据平面表执行编程。该方法涉及的更多并且需要将工作线程映射到一个或多个特征对象。分发线程可以负责将特征对象分发到各自的工作线程。这里，对象之间的关系可以跨越线程。异步对象管理器706可能需要扩展功能来跟踪线程之间的对象依赖关系。通过在线程之间传递消息来实现同步。异步对象管理器706可以确保仅删除对象一次，并且在依赖该对象的其他线程中没有对象。
转发信息库(FIB)710或者可以称为转发表。FIB被配置为识别输入接口应将对象转发到的适当的输出网络接口。FIB是将媒体访问控制(MAC)地址映射到端口的动态表。
路由信息库(RIB)712或者可以称为路由表。RIB是存储在联网装置702中的数据表，该数据表列出到特定网络目的地的路线，并且在某些情况下，列出与这些路线相关联的度量(距离)。RIB 712包括关于围绕联网装置702的网络的拓扑的信息。构建路由表的首要目标是诸如边界网关协议(BGP)716的路由协议。
图8是在装置810的节点804与存储在云网络828中的控制器逻辑812之间进行通信的系统800的示意图。控制器逻辑812可以包括用于异步对象管理器的操作的逻辑。装置810可以是本文中所讨论的交换机106或路由器162。节点804包括配置代理806和监视/遥测代理808。装置810包括数据存储区802。可以在本地用节点804存储数据存储区802，可以将数据存储区802存储在装置810中并且使数据存储区802可被多个节点访问，可以将数据存储区802卸载到云存储区，或者可以将数据存储区802存储在外部并且使数据存储区802可被多个装置802访问。配置代理806接收控制器逻辑812形式的指令。控制器逻辑812存储在云网络上的云存储区中并且通过网络可被装置810访问。配置代理806向监控/遥测代理808提供指令。监视/遥测代理808从数据存储区802接收信息。如图所示，数据存储区802可以包括诸如应用程序1、应用程序2直到应用程序N的多个应用程序的信息。
图9是多节点数据存储区的架构900的示意图。示例架构900包括如离散块节点1和节点N所示的两个节点。应当领会可以存在适合于本公开的不同实施例和实施方式的任意数量的节点。节点1包括与内部结构926通信的复印机代理910，内部结构926提供与节点N的复制器代理904的通信。节点1的配置代理906与云928网络通信，该云928网络包括数据存储区902的控制器逻辑912。节点中的每一个包括数据存储区902的副本。数据存储区902中的信息可以由诸如应用程序1、应用程序2直至应用程序N的多个应用程序访问和使用。节点N的监视和遥测代理908与数据存储区902和云928网络通信。节点1的配置代理906可以凭借云928网络与节点N的监视和遥测代理908通信。
图10是用于异步接收和重排序待联网装置传输的数据的方法1000的示意性框图。方法1000可以由本文中所讨论的异步对象管理器706或任何合适的计算装置来执行。
方法1000开始并且在1002处计算装置从一个或多个生产者异步接收多个对象。对象可以包括，例如路线、下一跳、等价多路径组、接口、ACL、ACE、QoS类、子接口、虚拟局域网等等。方法1000继续并且在1004处计算装置识别多个对象中的两个或更多个之间的一个或多个依赖关系。方法1000继续并且在1006处计算装置根据一个或多个依赖关系对多个对象进行重排序。方法1000继续并且在1008处计算装置确定是否解决了一个或多个依赖关系。方法1000包括：响应于确定已解决一个或多个依赖关系，在1010处回调应用程序并且向应用程序提供多个对象中的一个或多个。
图11是改善联网装置的操作的方法1100的示意性框图。方法1000可以由本文中所讨论的异步对象管理器706或任何合适的计算装置来执行。
方法1100开始并且在1102处计算装置存储联网装置已知的多条路线的状态。方法1100包括在1104处接收第一路线离线的指示。方法1100继续并且在1106处计算装置识别与第一路线相关联的第一相间链接。方法1100继续并且在1108处计算装置识别与第一路线相关联的替代相间链接。该识别可以通过执行用于确定两个位置之间的最佳路径的边界网关协议(BGP)算法来执行。方法1100继续并且在1110处计算装置向联网装置的路由芯片硬件提供指示：应当用替代相间链接而不是第一相间链接来处理第一路线。
现在参照图12，示出示例计算装置1200的框图。计算装置1200可以用于执行各种过程，诸如本文中所讨论的那些。在一个实施例中，计算装置1200可以起到执行异步对象管理器的功能的作用并且可以运行一个或多个应用程序。计算装置1200可以是诸如以下的多种计算装置中的任何一种：台式计算机、内置式计算机、车辆控制系统、笔记本计算机、服务器计算机、手持计算机、平板计算机等等。
计算装置1200包括全部联接到总线1212的一个或多个处理器1202、一个或多个存储器装置1204、一个或多个接口1206、一个或多个大容量存储装置1208、一个或多个输入/输出(I/O)装置1202和显示装置1230。处理器1202包括运行存储在存储器装置1204和/或大容量存储装置1208中的指令的一个或多个处理器或控制器。处理器1202还可以包括各种类型的计算机可读介质，诸如高速缓存存储器。
存储器装置1204包括各种计算机可读介质，诸如易失性存储器(例如，随机存取存储器(RAM)1214)和/或非易失性存储器(例如，只读存储器(ROM)1216)。存储器装置1204还可以包括可重写ROM，诸如闪速存储器。
大容量存储装置1208包括各种计算机可读介质，诸如磁带、磁盘、光盘、固态存储器(例如，闪速存储存储器)等等。如图12所示，特定的大容量存储装置是硬盘驱动器1224。大容量存储装置1208中还可以包括各种驱动器，以允许从各种计算机可读介质读取和/或写入各种计算机可读介质。大容量存储装置1208包括可移动介质1226和/或不可移动介质。
输入/输出(I/O)装置1202包括允许将数据和/或其他信息输入计算装置1200或从计算装置1200检索数据和/或其他信息的各种装置。示例I/O装置1202包括光标控制装置、键盘、小键盘、麦克风、监视器或其他显示装置、扬声器、打印机、网络接口卡、调制解调器等。
显示装置1230包括能够向计算装置1200的一个或多个用户显示信息的任何类型的装置。显示装置1230的示例包括监视器、显示终端、视频投影装置等。
接口1206包括允许计算装置1200与其他系统、装置或计算环境交互的各种接口。示例接口1206可以包括任意数量的不同网络接口1220，诸如到局域网(LAN)、广域网(WAN)、无线网和因特网的接口。其他接口包括用户接口1218和外围装置接口1222。接口1206还可以包括一个或多个用户接口元件1218。接口1206还可以包括一个或多个外围接口，诸如用于打印机、定点装置(鼠标、跟踪板或本领域普通技术人员现在已知或稍后发现的任何合适的用户接口)、键盘等等的接口。
总线1212允许处理器1202、存储器装置1204、接口1206、大容量存储装置1208和I/O装置1202彼此通信以及与其他装置或联接到总线1212的组件通信。总线1212代表诸如系统总线、PCI总线、IEEE总线、USB总线等等的几种类型的总线结构中的一种或多种。
为了说明的目的，虽然程序和其他可运行的程序组件在本文中作为离散块示出，但是这种程序和组件可以在不同时间驻留在计算装置1200的不同存储组件中并且由处理器1202执行。可替代地，本文中所描述的系统和过程可以以硬件或硬件、软件和/或固件的组合来实现。例如，可以对一个或多个专用集成电路(ASIC)进行编程以执行本文所述的系统或过程中的一个或多个。
出于说明和描述的目的已经给出前述描述。不打算详尽到或将公开限制至所揭露的准确的形式。鉴于以上指导，许多修改和变形是可能的。进一步，应当注意的是，可以以所需的任何组合来使用任何或所有上述替代实施方式，以形成本公开的额外的混合实施方式。
进一步，尽管已经描述和示出本公开的特定实施方式，但是本公开将不限于如此描述和示出的部件的特定形式或设置。本公开的范围将由随附的权利要求书(如果有的话)、在本公开和在不同的申请中提交的任何未来的权利要求书及它们的等效形式来定义。
示例：
下列示例属于进一步的实施例。
示例1是系统。该系统包括路由芯片硬件和与路由芯片硬件通信的异步对象管理器。异步对象管理器被配置为运行存储在非暂时性计算机可读存储介质中的指令。该指令包括从一个或多个生产者异步接收多个对象。该指令包括识别多个对象中的两个或更多个之间的一个或多个依赖关系。该指令包括根据一个或多个依赖关系对多个对象进行重排序。该指令包括确定是否已解决一个或多个依赖关系。该指令包括：响应于确定已解决一个或多个依赖关系，回调应用程序并且向应用程序提供多个对象中的一个或多个。
示例2是示例1中的系统，其中异步对象管理器包括状态机。
示例3是示例1-示例2中的任何一个的系统，其中异步对象管理器是用于管理联网装置的操作的软件堆栈的最底层。
示例4是示例1-示例3中的任何一个的系统，其中一个或多个生产者包括应用程序、进程、线程或函数中的一个或多个。
示例5是示例1-示例4中的任何一个的系统，其中该指令进一步包括向路由芯片硬件提供消息，该消息指示需要通过第一相间链接来处理第一路线。
示例6是根据示例1-示例5中的任何一个的系统，进一步包括与异步对象管理器和路由芯片硬件通信的数据计划适配层(DPAL)，并且其中异步对象管理器的指令进一步包括：从DPAL接收消息以为待从第一位置发送到最终目的地的消息创建路线；为消息创建路线；并且向DPAL提供路线。
示例7是示例1-示例6中的任何一个的系统，其中该指令进一步包括：存储异步对象管理器已知的多条路线的状态；接收第一路线离线的指示；识别与第一路线相关的第一相间链接；识别与第一路线相关联的替代相间链接；并且向路由芯片硬件提供指示：应该用替代相间链接而不是第一相间链接来处理第一路线。
示例8是示例1-示例7中的任何一个的系统，其中异步对象管理器为第一生产者提供一种向异步对象管理器提供消息而不是直接向下一跳的第二生产者提供消息的方式。
示例9是示例1-示例8中的任何一个的系统，其中异步对象管理器兼容在交换机或路由器上运行。
示例10是示例1-示例9中的任何一个系统，其中该指令进一步包括：从一个或多个生产者接收多个对象的删除序列；以及根据一个或多个依赖关系对删除序列进行重排序。
示例11是一个或多个处理器，处理器被配置为运行存储在非暂时性计算机可读存储介质中的指令。该指令包括从一个或多个生产者异步接收多个对象。该指令包括识别多个对象中的两个或更多个之间的一个或多个依赖关系。该指令包括根据一个或多个依赖关系对多个对象进行重排序。该指令包括确定是否已解决一个或多个依赖关系。该指令包括：响应于确定已解决一个或多个依赖关系，回调应用程序并且向应用程序提供多个对象中的一个或多个。
示例12是示例11的一个或多个处理器，其中该指令进一步包括向路由芯片硬件提供消息，该消息指示需要通过第一相间链接来处理第一路线。
示例13是示例11-示例12中的任何一个的一个或多个处理器，其中该指令进一步包括：存储异步对象管理器已知的多条路线的状态；接收第一路线离线的指示；识别与第一路线相关的第一相间链接；识别与第一路线相关联的替代相间链接；并且向路由芯片硬件提供指示：应用替代相间链接而不是第一相间链接来处理第一路线。
示例14是示例11-示例13中的任何一个的一个或多个处理器，其中该指令进一步包括为第一生产者提供一种向异步对象管理器提供消息而不是直接向下一跳的第二生产者提供消息的方式。
示例15是示例11-示例14中的任何一个的一个或多个处理器，其中一个或多个处理器的指令可兼容地运行在交换机或路由器上。
示例16是方法。该方法包括从一个或多个生产者异步接收多个对象。该方法包括识别多个对象中的两个或更多个之间的一个或多个依赖关系。该方法包括根据一个或多个依赖关系对多个对象进行重排序。该方法包括确定是否已解决一个或多个依赖关系。该方法包括：响应于确定已解决一个或多个依赖关系，回调应用程序并且向应用程序提供多个对象中的一个或多个。
示例17是示例16的方法，进一步包括向路由芯片硬件提供消息，该消息指示需要通过第一相间链接来处理第一路线。
示例18是示例16-示例17中的任何一个的方法，其中异步对象管理器包括状态机并且位于用于管理联网装置的操作的软件堆栈的最底层。
示例19是示例16-示例18中的任何一个的方法，进一步包括：存储异步对象管理器已知的多条路线的状态；接收第一路线离线的指示；识别与第一路线相关的第一相间链接；识别与第一路线相关联的替代相间链接；并且向路由芯片硬件提供指示：应该用替代相间链接而不是第一相间链接来处理第一路线。
示例20是根据示例16-19中的任何一个的方法，进一步包括：从一个或多个生产者接收多个对象的删除序列；以及根据一个或多个依赖关系对删除序列进行重排序。
将理解的是，可以将上述设置、示例和实施例的任何特征组合在单个实施例中，该单个实施例包括取自所公开的设置、示例和实施例中的任何一个的特征的组合。
将意识到的是，本文中所公开的各种特征提供本领域的显着优点和进步。随附权利要求是这些特征中的一些特征的示例。
在前述的本公开的具体实施方式中，出于简化本公开的目的，在单个实施例中将本公开的各种特征组合在一起。本公开的方法将不解释为反映所要求保护的公开需要比每个权利要求中明确叙述的特征更多的特征的意图。而是，创造性方面在于少于单个前述公开的实施例的所有特征。
将理解的是，上述设置仅是对本公开原理的应用的说明。在不脱离本公开的思想和范围的情况下，本领域技术人员可以设计许多修改和替代设置，并且所附权利要求书旨在涵盖这种修改和设置。
因此，尽管已经在附图中示出本公开并且已经在上面特别且详细地描述本公开，但是对本领域普通技术人员将显而易见的是，在不脱离本文中所陈述的原理和观念的情况下，可以进行许多修改，包括但不限于尺寸、材料、形状、形式、功能以及操作、组装和使用的方式的变更。
进一步，在适当的情况下，可以在以下中的一个或多个中执行本文所述的功能：硬件、软件、固件、数字组件或模拟组件。例如，可以对一个或多个专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)进行编程以执行本文所述的系统或过程中的一个或多个。整个具体描述和权利要求书中，使用某些术语来指代特定的系统组件。如本领域技术人员将领会的那样，可以用不同的名称来指代组件。本文档无意于区分名称不同但是功能相同的组件。
出于说明和描述的目的已经给出前述描述。无意于穷举本公开或将本公开限制至所公开的准确的形式。鉴于以上指导，许多修改和变形是可能的。进一步，应当注意的是，可以以所需的任何组合来使用任何或所有上述替代实施方式，以形成本公开的额外的混合实施方式。
进一步，尽管已经描述和示出本公开的特定实施方式，但是本公开将不限于如此描述和示出的部件的特定形式或设置。本公开的范围将由随附的权利要求书、在本公开和在不同的申请中提交的任何未来的权利要求书及它们的等效形式来定义。

Claims (20)

1.一种系统包括：
路由芯片硬件；以及
异步对象管理器，与所述路由芯片硬件通信并且可配置为运行存储在非暂时性计算机可读存储介质中的指令，所述指令包括：
从一个或多个生产者异步接收多个对象；
识别所述多个对象中的两个或更多个之间的一个或多个依赖关系；
根据所述一个或多个依赖关系对所述多个对象进行重排序；
确定是否已解决所述一个或多个依赖关系；并且
响应于确定已解决所述一个或多个依赖关系，回调应用程序并且向所述应用程序提供所述多个对象中的一个或多个。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述异步对象管理器包括状态机。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述异步对象管理器是用于管理联网装置的操作的软件堆栈的最底层。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个生产者包括应用程序、进程、线程或函数中的一个或多个。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述指令进一步包括向所述路由芯片硬件提供消息，所述消息指示需要通过第一相间链接来处理第一路线。
6.根据权利要求1所述的系统，进一步包括与所述异步对象管理器和所述路由芯片硬件通信的数据计划适配层(DPAL)，并且其中所述异步对象管理器的所述指令进一步包括：
从DPAL接收用于为待从第一位置传输到最终目的地的消息创建路线的消息；
创建所述消息的所述路线；并且
向所述DPAL提供所述路线。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述指令进一步包括：
存储所述异步对象管理器已知的多条路线的状态；
接收第一路线离线的指示；
识别与所述第一路线相关联的第一相间链接；
识别与所述第一路线相关联的替代相间链接；
向所述路由芯片硬件提供指示：应该用所述替代相间链接而不是所述第一相间链接来处理所述第一路线。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述异步对象管理器为第一生产者提供一种向所述异步对象管理器提供消息而不是向下一跳的第二生产者直接提供消息的方式。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述异步对象管理器兼容运行在交换机或路由器上。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述指令进一步包括：
从所述一个或多个生产者接收所述多个对象的删除序列；并且
根据所述一个或多个依赖关系对所述删除序列进行重排序。
11.一个或多个处理器，所述处理器可配置为运行存储在非暂时性计算机可读存储介质中的指令，所述指令包括：
从一个或多个生产者异步接收多个对象；
识别所述多个对象中的两个或更多个之间的一个或多个依赖关系；
根据所述一个或多个依赖关系对所述多个对象进行重排序；
确定是否已解决所述一个或多个依赖关系；并且
响应于确定已解决所述一个或多个依赖关系，回调应用程序并且向所述应用程序提供所述多个对象中的一个或多个。
12.根据权利要求11所述的一个或多个处理器，其中所述指令进一步包括向路由芯片硬件提供消息，所述消息指示需要通过第一相间链接来处理第一路线。
13.根据权利要求11所述的一个或多个处理器，其中所述指令进一步包括：
存储所述异步对象管理器已知的多条路线的状态；
接收第一路线离线的指示；
识别与所述第一路线相关联的第一相间链接；
识别与所述第一路线相关联的替代相间链接；
向所述路由芯片硬件提供指示：应该用所述替代相间链接而不是所述第一相间链接来处理所述第一路线。
14.根据权利要求11所述的一个或多个处理器，其中所述指令进一步包括为第一生产者提供一种向所述异步对象管理器提供消息而不是直接向下一跳的第二生产者提供消息的方式。
15.根据权利要求11所述的一个或多个处理器，其中所述一个或多个处理器的指令可兼容运行在交换机或路由器上。
16.一种在网络环境中卸载数据存储区的方法，所述方法包括：
从一个或多个生产者异步接收多个对象；
识别所述多个对象中的两个或更多个之间的一个或多个依赖关系；
根据所述一个或多个依赖关系对所述多个对象进行重排序；
确定是否已解决所述一个或多个依赖关系；并且
响应于确定已解决所述一个或多个依赖关系，回调应用程序并且向所述应用程序提供所述多个对象中的一个或多个。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括向所述路由芯片硬件提供消息，所述消息指示需要通过第一相间链接来处理第一路线。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述异步对象管理器包括状态机并且位于用于管理联网装置的操作的软件堆栈的最底层。
19.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：
存储所述异步对象管理器已知的多条路线的状态；
接收第一路线离线的指示；
识别与所述第一路线相关联的第一相间链接；
识别与所述第一路线相关联的替代相间链接；
向所述路由芯片硬件提供指示：应该用所述替代相间链接而不是所述第一相间链接来处理所述第一路线。
20.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：
从所述一个或多个生产者接收所述多个对象的删除序列；并且
根据所述一个或多个依赖关系对所述删除序列进行重排序。
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