CN112840625B - 网络计算环境中的第一跳迁网关冗余 - Google Patents

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Abstract

用于在网络计算环境中改进路由操作的系统、方法和装置。系统包括在一个网络拓朴中的第一交换机和第二交换机。该系统包括与第一交换机和第二交换机中的至少一个通信的主机虚拟机。该系统包括将第一交换机连接到第二交换机的路由对等链路。该系统使得第一交换机和第二交换机具有相同的因特网协议(IP)地址和媒体访问控制(MAC)地址。

Description

网络计算环境中的第一跳迁网关冗余
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年8月23日提交的申请序列号为62/722,003、名称为“数据库系统方法和装置(DATABASE SYSTEMS METHODS AND DEVICES)”的美国临时专利申请的优先权，该申请通过引用整体并入本文，包括但不限于下文中具体出现的那些部分，通过引用进行的并入存在以下例外：在上面所引用的申请的任何部分与本申请不一致的情况下，本申请替代上述申请。
技术领域
本公开涉及计算网络，且更特别地，涉及计算机网络环境中的网络拓扑和路由协议。
背景技术
网络计算是多台计算机或节点一起工作并通过网络彼此通信的一种方式。存在广域网络(WAN)和局域网络(LAN)。广域网络和局域网络两者都允许计算机之间的互连性。局域网络通常用于可在家庭、企业、学校等使用的更小、更本地化的网络。广域网络覆盖诸如城市的更大的区域，甚至可允许不同国家的计算机进行连接。局域网络通常比广域网络更快、更安全，但广域网络能够实现广泛的连接性。局域网络通常由部署该局域网络的组织内部拥有、控制和管理，而广域网络通常需要两个或多个局域网络通过公共因特网或通过电信提供商建立的专用连接进行连接来组成。
局域网络和广域网络使计算机能够彼此连接，并且传输数据和其他信息。对于局域网络和广域网络两者，必须存在一种方法来确定数据从一个计算实例传递到另一个计算实例的路径。将这称为路由。路由是为网络中或多个网络之间或跨多个网络的流量选择路径的过程。路由过程通常根据路由表来定向转发，该路由表保存通向不同网络目的地的路由记录。路由表可由管理员指定，可通过观察网络流量来学习，也可借助路由协议来构建。
较小的网络可使用手动配置的路由表来确定信息应该如何从一台计算机传输到另一台计算机。路由表可包括“最佳路径”列表，该列表指示始发计算机和最终目的地计算机之间最有效或最理想的路径。较大的网络(包括连接到公共因特网的网络)可能依赖于复杂的拓扑，该拓扑可能会快速变化，因此手动构建路由表是不可行的。动态路由试图通过基于路由协议携带的信息自动构建路由表来解决这个问题。动态路由使网络能够近乎自主地避免网络故障和阻塞。存在多种路由协议，这些路由协议提供用于确定联网装置之间的最佳路径的规则或指令。动态路由协议和算法的示例包括路由信息协议(RoutingInformation Protocol，RIP)、开放最短路径优先(Open Shortest Path First，OSPF)、增强型内部网关路由协议(Enhanced Interior Gateway routing Protocol，EIGRP)和边界网关协议(Border Gateway Protocol，BGP)。
在某些情况下，路径选择涉及将路由度量(routing metric)应用于多个路由，以选择或预测最佳路由。大多数路由算法一次只使用一个网络路径。多路径路由技术允许使用多个备选路径。在计算机网络中，路由算法可用于预测两个计算实例之间的最佳路径。该路由算法可基于多个因素，例如带宽、网络延迟、跳迁计数(hop count)、路径成本、负载、最大传输单位、可靠性和通信成本。路由表存储最佳路径的列表。拓扑数据库可存储最佳路径的列表，并且可进一步存储附加信息。
在一些网络中，路由的复杂性在于没有一个实体负责选择最佳路径。相反，在选择最佳路径或单个路径的事件部分时涉及多个实体。在因特网上的计算机网络的环境中，将因特网划分为自治系统(AS)，诸如因特网服务提供商(ISP)。每个自治系统控制涉及其网络的路由。自治系统级路径是基于边界网关协议(BGP)选择的。每个自治系统级路径包括一系列自治系统，信息包通过这些自治系统从一个计算实例移动到另一个计算实例。每个自治系统可具有多个路径以供选择，这些路径由相邻的自治系统提供。
对于不同的计算应用，存在具有不同优势和不足的许多网络拓扑。一种网络拓扑是叶脊网络拓扑，该叶脊网络拓扑包括与多个叶节点通信的脊节点。叶脊网络拓扑的传统路由协议具有许多不足，并且当叶节点已经不活动时，会导致无效的数据环路。存在改进用于叶脊网络拓扑的加标协议和路由协议的期望。
鉴于前述内容，本申请公开了用于在网络计算环境中改进路由操作的系统、方法和装置。
附图说明
参照以下附图描述本发明的非限制性和非穷举性实施例，其中除非另有说明否则相同的附图标记在各个示图中指代相同的部分。关于下面的描述和附图，将更好地理解本公开的优点，其中：
图1是通过因特网通信的网络装置的系统的示意图；
图2是在第一交换机与第二交换机之间具有第一跳迁(hop)网关冗余的网络的示意图；
图3是在第一交换机与第二交换机之间具有第一跳迁网关冗余的网络的示意图，该示意图中正在实施修复路径信令；
图4是在第一交换机与第二交换机之间具有第一跳迁网关冗余的网络的示意图，该示意图中正在实施对地址解析协议(ARP)表的同步；
图5是在第一交换机与第二交换机之间具有第一跳迁网关冗余的网络的示意图，该示意图示出稳态东西向流；
图6是在第一交换机与第二交换机之间具有第一跳迁网关冗余的网络的示意图，该示意图示出稳态南北向流；
图7是在第一交换机与第二交换机之间具有第一跳迁网关冗余的网络的示意图，该示意图示出东西向流中的链路故障；
图8是在第一交换机与第二交换机之间具有第一跳迁网关冗余的网络的示意图，该示意图示出南北向流中的链路故障；
图9是在第一交换机与第二交换机之间具有第一跳迁网关冗余的网络的示意图，该示意图示出对孤立以太网区段标识符(Ethernet segment identifier，ESI)主机的地址解析协议(ARP)的请求；
图10是在第一交换机与第二交换机之间具有第一跳迁网关冗余的网络的示意图，该示意图示出来自孤立ESI主机的具有ARP的回复；以及
图11是示出示例性计算装置的组件的示意图。
具体实施方式
本申请公开了用于在网络计算环境中改进网络拓扑、路由加标和路由协议的系统、方法和装置。本公开的实施例是在第一交换机与第二交换机之间具有第一跳迁网关冗余的网络。在该网络中，一个或更多个主机虚拟机通过虚拟接口连接到第一交换机和第二交换机。第一跳迁网关冗余使用多机箱绑定接口提供了最佳路径冗余的解决方案。
在一个实施例中，一种系统包括具有第一跳迁网关冗余的网络。该系统包括网络拓扑中的第一交换机和第二交换机。该系统包括与第一交换机和第二交换机中的至少一个通信的主机虚拟机。该系统包括将第一交换机连接到第二交换机的路由对等链路。该系统使得第一交换机和第二交换机具有相同的因特网协议(IP)地址和媒体访问控制(MAC)地址。
在计算机网络环境中，诸如交换机或路由器的网络装置可用于将信息从一个目的地传输到最终目的地。在一个实施例中，数据包和消息可在第一位置(诸如个人家中的计算机)处生成。数据包和消息可根据该人与网络浏览器交互并且向可通过因特网访问的远程服务器请求信息或向该远程服务器提供信息来生成。在一个示例中，数据包和消息可以是该个人输入到在连接到因特网的网页上可访问的表格中的信息。该数据包和消息可能需要被传输到远程服务器，该远程服务器可能在地理位置上远离该个人的计算机。很可能该个人家里的路由器与远程服务器之间不存在直接通信。因此，该数据包和消息必须“跳迁”到不同的网络装置，直到到达远程服务器处的最终目的地。在该个人的家里的路由器必须确定用于通过连接到因特网的多个不同装置传输数据包和消息直到该数据包和消息到达远程服务器处的最终目的地的路由。
确定从第一位置到最终目的地的最佳路径以及将数据包和消息转发到下一目的地的过程是由诸如交换机或路由器的网络装置执行的重要功能。网络中的网络装置之间的连接称为网络拓扑。网络拓扑是通信网络中诸如链路和节点的元素的排列。网络拓扑可包括网络中节点之间的有线链路、无线链路或者有线链路和无线链路的组合。有线链路的一些示例包括同轴电缆、电话线、电源线、带状电缆、光纤等。无线链路的一些示例包括卫星、蜂窝信号、无线电信号、自由空间光通信等。网络拓扑包括对网络中所有节点(例如，计算机、路由器、交换机和其他装置)的指示以及对节点之间链路的指示。本申请公开了用于改进的网络拓扑和网络路由的系统、方法和装置。
为了进一步理解本公开，将提供对许多网络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实例可采取路由反射器设备的形式。BGP实例可在交换机、路由器或交换机上的BGP扬声器上运行。在较高级别上，该BGP实例将针对前缀所学习的所有路径发送到最佳路径控制器。最佳路径控制器利用这些路径之中的一组最佳路径来进行响应。允许该最佳路径控制器修改任何路径的属性和下一跳迁。一旦收到最佳路径，BGP实例就更新本地路由信息库(RIB)，并且向邻居通告该最佳路径。
交换机(可选地，可称为交换集线器、桥接集线器或MAC网桥)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、摄像机、灯和服务器。交换机用作控制器，使联网装置能够彼此高效地通信。交换机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，从而连接计算机网络上的装置。网络交换机是一种多端口网桥，其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。一些交换机还可通过另外并入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3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，但在网络中具有各自独特的功能。路由器是在计算机网络之间转发数据包的网络装置。路由器在因特网上执行流量引导功能。通过因特网发送的数据(诸如网页、电子邮件或其他形式的信息)以数据包的形式被发送。通常通过构成互联网络(例如，因特网)的网络，数据包从一个路由器被转发到另一个路由器，直到该数据包到达目的地节点。路由器连接到来自不同网络的两条或更多条数据线。当数据包从数据线中的一条进入时，路由器读取数据包中的网络地址信息，以确定最终目的地。然后，路由器使用路由表或路由策略中的信息，将数据包引导到其行程中的下一个网络。BGP扬声器是启用了边界网关协议(BGP)的路由器。
客户边缘路由器(CE路由器)是位于客户场所的路由器，提供客户LAN与提供商的核心网络之间的接口。CE路由器、提供商路由器以及提供商边缘路由器是多协议标签交换架构中的组件。提供商路由器位于提供商的或运营商的网络的核心。提供商边缘路由器位于网络的边缘。客户边缘路由器连接到提供商边缘路由器，并且提供商边缘路由器通过提供商路由器连接到其他提供商边缘路由器。
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数据表，该数据表列出了通向特定网络目的地的路由。在某些情况下，路由表包括对路由的度量，诸如距离、权重等。该路由表包括关于紧邻存储该路由表的路由器的网络拓扑的信息。路由表的构建是路由协议的主要目标。静态路由是通过非自动方式在路由表中创建的条目，并且条目是固定的，而不是某些网络拓扑发现过程的结果。路由表可包括至少三个信息字段，包括用于网络ID、度量和下一跳迁的字段。该网络ID是目的地子网。该度量是数据包发送路径的路由度量。该路由将以度量最低的网关的方向行进。下一跳迁是数据包在到达最终目的地的途中要发送到的下一站的地址。路由表可进一步包括与路由相关联的服务质量、通向与路由相关联的过滤标准列表的链路、用于以太网卡的接口等。
为了说明路由表的概念，可将路由表类比为使用地图来递送包裹。路由表类似于使用地图来将包裹递送到最终目的地。当节点需要向网络上的另一节点发送数据时，该节点首先必须知道将数据发送到哪里。如果该节点不能直接连接到目的地节点，则该节点必须沿着通向目的地节点的正确路由将数据发送到其他节点。大多数节点不会试图找出哪些路由可能有效。相反，节点将向LAN中的网关发送IP包，然后该网关决定如何将数据路由到正确的目的地。每个网关都需要跟踪以哪种方式递送各个数据包，为此网关使用路由表。路由表是数据库，该数据库像地图一样跟踪路径，并且使用这些路径来确定流量的转发方式。网关还可以与请求信息的其他节点共享其路由表的内容。
对于逐跳迁(hop-by-hop)路由，每个路由表都会对所有可到达的目的地列出沿着通往该目的地的路径的下一装置的地址，即下一跳迁。假设路由表是一致的，那么将数据包中继到其目的地的下一跳迁的算法就足以在网络中的任何地方递送数据。逐跳迁是IP互网络络层和开放系统互连(OSI)模型的特征。
开放系统互连(OSI)模型是一种概念模型，其表征和标准化计算系统的通信功能，而不考虑其底层内部结构和技术。OSI模型的目标是不同通信系统利用标准通信协议的互操作性。OSI模型将通信系统划分为抽象层。该层服务于其上方的层，并且被其下方的层服务。例如，在网络上提供无错通信的层提供了其上方的应用程序所需的路径，同时调用下一较低层来发送和接收构成该路径内容的包。相同层中的两个实例被可视化为通过该层中的水平连接进行连接。通信协议使一台主机中的实体能够与另一台主机中相同层的相应实体进行交互。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是在本地主机中运行的协议层之一。
路由控制是一类网络管理，其旨在改进因特网连接性，并且减少带宽成本和整个互联网操作。一些路由控制服务包括一套基于硬件和基于软件的产品和服务，这些产品和服务一起作用以提高整个因特网性能，并且以最低的成本微调可用因特网带宽的使用。在网络或自治系统正从多个提供商获取因特网带宽的情况下，路由控制可能成功。路由控制可帮助选择数据传输的最佳路径。
一些网络通信系统是具有数千个处理节点的大型企业级网络。数千个处理节点共享来自多个因特网服务提供商(ISP)的带宽，并且可处理大量的因特网流量。这种系统可能非常复杂，并且必须正确地进行配置才能获得可接受的因特网性能。如果未正确配置系统来进行最佳数据传输，因特网访问速度可能会降低，并且系统可能会经历高带宽消耗和高流量。为了解决这个问题，可实施一组服务来消除或减少这些担忧。这组服务可称为路由控制。
路由控制机制的一个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提供商ISP的连接来监测所有传出的流量。路由控制机制有助于选择用于有效传输数据的最佳路径。路由控制机制可计算所有ISP的性能和效率，并且仅选择在适用区域中表现最佳的ISP。路由控制装置可根据与成本、性能和带宽相关的已被定义的参数进行配置。
用于确定数据传输的最佳路径的已知算法称为边界网关协议(BGP)。BGP是一种路径矢量协议，其为因特网上的自治系统提供路由信息。当BGP配置不正确时，可能导致中断可用性和安全性问题。此外，修改后的BGP路由信息可允许攻击者重定向大块流量，从而使流量在到达预期目的地之前先到达某些路由器。可实施BGP最佳路径算法来确定安装在因特网协议(IP)路由表中用于流量转发的最佳路径。BGP路由器可被配置为接收到相同目的地的多个路径。
BGP最佳路径算法指定第一有效路径作为当前最佳路径。BGP最佳路径算法将该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。该列表提供了用于确定最佳路径的规则。例如，该列表可包括以下指示：优选的是具有最高权重的路径，优选的是没有本地优先级的路径，优选的是通过网络或聚合BGP在本地发起的路径，优选的是最短路径，优选的是具有最低多出口鉴别器的路径等。可定制BGP最佳路径选择过程。
在BGP路由的背景下，每个路由域(routing domain)称为自治系统(AS)。BGP帮助选择通过因特网连接两个路由域的路径。BGP通常选择经过最少自治系统的路由，称为最短AS路径。在实施例中，一旦启用了BGP，路由器将从BGP邻居那获取因特网路由的列表，BGP邻居可能是ISP。然后，BGP将仔细检查该列表，以找到具有最短AS路径的路由。这些路由可被输入到路由器的路由表中。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。
等成本多路径(ECMP)路由是一种路由策略，其中下一跳迁包可通过多个“最佳路径”转发到单个目的地。基于路由度量计算，多个最佳路径是等效的。多路径路由可与许多路由协议结合使用，因为路由是一种仅限于单个路由器的单跳(per-hop)决策。多路径路由可通过对多个路径上的流量进行负载平衡来显著增加带宽。然而，在实际部署该策略时，ECMP路由存在许多已知问题。本申请公开了用于改进的ECMP路由的系统、方法和装置。
可在电信领域部署克洛斯(Clos)网络。克洛斯网络是一个多级电路交换网络，其代表了多级交换系统的理想化。克洛斯网络包括三级，包括入口级(ingress stage)、中间级(middle stage)和出口级(egress stage)。每个级都由许多纵横制交换机组成。每个信元(cell)进入一个入口纵横制交换机，该入口纵横制交换机可通过任何可用的中间级纵横制交换机路由到相关的出口纵横制交换机。如果将入口交换机连接到中间级交换机的链路以及将中间级交换机连接到出口交换机的链路都是空闲的，则中间阶段纵横制(crossbar)可用于特定的新呼叫。
叶脊网络拓扑可用于连接计算机网络中的节点。叶脊拓扑具有两个层，所述两个层包括叶层和脊层。叶层由连接到服务器、防火墙、负载平衡器和边缘路由器等装置的接入(access)交换机组成。脊层由执行路由的交换机组成，并且形成网络的骨干，其中每个叶交换机都与每个脊交换机互连。在叶脊拓扑中，所有装置彼此相距相同数量的链路，并且包括用于传输信息的可预测的且一致的延迟量或延时量。
虚拟局域网络(VLAN)是在计算机网络中在数据链路层进行分区和隔离的广播域。VLAN可将标记应用于网络帧，并且在网络系统中处理这些标记，以创建在物理上位于单个网络上但看起来像是在单独的网络之间分割的网络流量的外观和功能。VLAN可使尽管连接到相同的物理网络并且不需要部署多组电缆和网络装置的网络应用程序保持独立。
交换式虚拟接口(SVI)是一种虚拟接口和端口，其为受管理的交换机传输未被标记的VLAN数据包。传统上，交换机仅向相同的广播域(单个VLAN)内的主机发送流量，并且路由器处理不同广播域(不同VLAN)之间的流量。在这样的实施方案中，在没有路由器的情况下，不同广播域中的网络装置无法通信。当实施SVI时，交换机可使用虚拟第3层接口将流量路由到其他的第3层接口。这样就不再需要物理路由器。VLAN通过将LAN划分成更小的区段(segment)，并且将本地流量保持在VLAN范围内，从而减少网络负载。但是，因为每个VLAN都有自己的域，所以需要一种机制，让VLAN在不通过路由器的情况下将数据传递给其他VLAN。SVI就是这样的一种机制。通常在交换机上(例如，第3层交换机和第2层交换机)找到SVI。当实施SVI时，交换机可识别发送VLAN本地的包目的地，并且可交换那些被发往不同VLAN的包。在一个实施例中，在VLAN与SVI之间存在一对一的映射。在这样的实施例中，仅单个SVI可被映射到VLAN。
为了促进对根据本公开的原理的理解，现将参照附图中示出的实施例，并且将使用特定的语言来描述这些实施例。然而，应当理解，这并不意味着对本公开范围的限制。对于处于相关领域并且拥有本公开的技术人员而言将正常想到的，对本文所示的发明特征的任何改变和进一步修改以及如本文所示的本公开的原理的任何附加应用都被认为处于所要求保护的公开的范围内。
在公开和描述用于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，应当理解，本公开不限于本申请所公开的特定结构、配置、处理步骤和材料，如这样的结构、配置、处理步骤和材料可能存在不同。还应当理解，因为本公开的范围将仅由所附权利要求及其等同方案限制，所以本申请所采用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且不旨在进行限制。
在描述和要求保护本公开的主题时，将根据以下阐述的定义使用以下术语。
除非上下文另有明确规定，否则如在本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物。
如本申请所使用的，术语“包括”、“包含”、“含有”、“特征在于”及其语法等同物是包括性的或开放式的术语，并且不排除附加的、未引用的要素或方法步骤。
如本申请所使用的，短语“由……组成”及其语法等同物排除了权利要求中未指定的任何要素或步骤。
如本申请所使用的，短语“基本上由……组成”及其语法等同物将权利要求的范围限制为特定的材料或步骤，以及那些对权利要求的公开的基本的和新颖的一个特征或两个以上特征没有实质影响的材料或步骤。
现在参照附图，图1示出了用于将装置连接到因特网的系统100的示意图。系统100包括由交换机106连接的多个局域网络110。多个局域网络110中的每一个都可在公共因特网上经由路由器112彼此连接。在图1所示的示例性系统100中，存在两个局域网络110。然而，应当理解，可能存在许多局域网络110在公共因特网上彼此连接。每个局域网络110包括经由交换机106彼此连接的多个计算装置108。多个计算装置108可包括例如台式计算机、膝上型计算机、打印机、服务器等。局域网络110可经由路由器112在公共因特网上与其他网络通信。路由器112将多个网络彼此连接。路由器112连接到因特网服务提供商102。因特网服务提供商102连接到一个或多个网络服务提供商104。如图1所示，网络服务提供商104与其他本地网络服务提供商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，从而连接局域网络110中的装置。交换机106可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。第1层网络装置传输数据，但不管理通过其的任何流量。第1层网络装置的一个示例是以太网集线器。第2层网络装置是多端口装置，其使用硬件地址在数据链路层(第2层)处理和转发数据。第3层交换机可执行通常由路由器执行的部分或全部功能。但是，一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，而路由器可能在不同的端口上支持不同类型的物理网络。
路由器112是在计算机网络之间转发数据包的网络装置。在图1所示的示例性系统100中，路由器112在局域网络110之间转发数据包。然而，路由器112不是必须应用于在局域网络110之间转发数据包，而且可以用于在广域网络等之间转发数据包。路由器112在因特网上执行流量引导功能。路由器112可具有用于诸如铜缆、光纤或无线传输的不同类型的物理层连接的接口。路由器112可支持不同的网络层传输标准。每个网络接口用于使数据包能够从一个传输系统转发到另一个传输系统。路由器112也可用于连接被称为子网的两台或多台计算机装置逻辑组，每个逻辑组具有不同的网络前缀。如图1所示，路由器112可提供企业内部、在企业和因特网之间或者在因特网服务提供商的网络之间的连接性。一些路由器112被配置为互连各种因特网服务提供商，或者可在大型企业网络中使用。较小的路由器112通常为家庭和办公室网络提供到因特网的连接性。图1中所示的路由器112可表示诸如以下的用于网络传输的任何合适的路由器：边缘路由器、用户边缘路由器、提供商间边界路由器、核心路由器、因特网骨干网、端口转发、语音/数据/传真/视频处理路由器等。
因特网服务提供商(ISP)102是为访问、使用或参与因特网提供服务的组织。ISP102可以以各种形式来组织，例如，商业性、社区所有性、非营利性或私有性的形式。ISP 102通常提供的因特网服务包括因特网接入、因特网传输、域名注册、网站托管、Usenet服务和主机托管(colocation)。图1所示的ISP 102可代表任何合适的ISP，例如，托管ISP、中转ISP、虚拟ISP、免费ISP、无线ISP等。
网络服务提供商(NSP)104是通过向因特网服务提供商提供直接的因特网骨干网接入来提供带宽或网络接入的组织。网络服务提供商可提供对网络接入点(NAP)的访问。网络服务提供商104有时称为骨干网提供商或因特网提供商。网络服务提供商104可包括电信公司、数据运营商、无线通信提供商、因特网服务提供商和提供高速因特网接入的有线电视运营商。网络服务提供商104也可包括信息技术公司。
应当理解，图1所示的系统100仅是示例性的，并且可针对在网络和计算装置之间传输数据创建许多不同的配置和系统。因为在网络形成中存在大量的可定制性，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，本申请公开了用于将最佳路径计算卸除到外部装置以在确定非常适合于特定计算机组或特定企业的最佳路径算法时实现更大的可定制性的系统、方法和装置。
图2至图10示出用于实施第一跳迁网关冗余的网络的实施例。在实施例中，主机虚拟机连接到交换机。在图2至图10中，将交换机描绘为T1和T2。图2至图10中的实施例示出使用多机箱绑定接口(multi chassis bond interface)来构建最佳路径冗余的方法。
图2至图10的实施例的拓扑包括跨主机虚拟机分布到交换机T1和T2的接口。该接口是主机虚拟机上相同绑定接口的一部分。链路终止于交换机T1和T2的每一个上的虚拟局域网络(VLAN)。实施例可部署在用作第一跳迁网关的第3层路由接口中。在这样的实施例中，如果主机虚拟机需要到达另一个主机虚拟机，则可通过交换机T1和T2中的一个或更多个来促进通信。交换机T1和T2一起充当主机虚拟机的虚拟第一跳迁网关。从主机虚拟机的角度来看，交换机T1和T2配置有相同的网关IP地址和相同的网关MAC地址。因此，从主机虚拟机的角度来看，该主机虚拟机正在与单个网关IP通信，而不是与位于两台不同交换机T1和T2上的两个网关IP通信。
通过在交换机T1和T2上配置相同的IP和MAC地址来实施冗余。此外，在交换机T1与T2之间配置包括该IP和MAC地址的路由对等链路。
交换机T1和T2可通过边界网关协议(BGP)信令来相互发信号。在一个实施例中，T1和T2各自发信号通知它们的修复路径的末端以处置链路故障。
在一个实施例中，存在用于处理链路故障的修复路径。例如，交换机T1与主机虚拟机之间的链路出现故障。需要使T2能够使用修复路径来重定向来自主机虚拟机的流量。这使得经由路由对等链路实现了对以太网区段标识符(ESI)的可达性。T2可从T1接收BGP消息，该消息指示该T1经由通过T1下一跳迁而具有对ESI的可达性。T1通过绑定所获知的任何主机虚拟机都将作为直接连接的主机虚拟机的锚定路径(anchor path)进行安装。在链路出现故障的情况下，自动修复路径会被激活，以通过交换机T2发送流量(traffic)。
在一个实施例中，针对交换机T1执行ARP SYNC，以将包路由到主机虚拟机。ARPSYNC包括在T1和T2中同步ARP表。如果T1从主机虚拟机获知更改，则T1可使用BGP EVPN信令来与T2同步。当发生更改时，可自动传输BGP信令。当交换机T1在本地SVI接口上获知主机H1上的ARP绑定时，T1可向T2生成BGP EVPN路由类型2的消息，该消息携带IP和获知该IP的站点。
在一个实施例中，从孤立ESI主机生成ARP回复。可使用交换机T1与T2之间的消息传递来发送ARP请求，从而执行ARP回复。可使用交换机T1与T2之间的BGP EVPN路由类型2的消息来发送回ARP回复。
在实施例中，交换机T1、T2与主机虚拟机或虚拟用户电子装置之间的链路可能出现故障。如果链接出现故障，则可从转发中移除该路径。具有故障链路的交换机可自动移除该有缺陷的路径。交换机可能已获知所有路由并且将这些路由聚合到一个路由覆盖协议，然后可从这些路由中撤回有缺陷的路径，使得不再通过故障链路发送任何前往目的地的流量。
图2是具有第一跳迁网关冗余的网络的示意图。该网络包括代表网络装置(诸如交换机或路由器)的T1和T2。T1和T2中的每一个包括交换机虚拟接口(SVI)。T1与T2之间存在路由对等链路。T1和T2中的每一个包括任播网关IP、任播MAC和任播代理ARP。T1通告被称为IP_t1的本地对等链路IP。T2通告被称为IP_t2的本地对等链路IP。T1通告被称为MAC_t1的媒体访问控制(MAC)地址。T2通告被称为MAC_t2的MAC地址。T1和T2经由SVI连接来与主机虚拟机通信。
网络被配置为使得T1和T2作为冗余任播集中网关。T1和T2是经由L2 LAG捆绑进行多宿主的主机的网关。T1和T2配置有SVI和任何任播网关MAC，以及用于南北向路由的任播网关IP。T1和T2配置有代表链路聚合(LAG)主端口的公共以太网虚拟专用网络(EVPN)以太网区段标识符(ESI)。T1和T2在每个VLAN配置有EVPN实例(an EVPN instance per-VLAN)，EVPN实例具有媒体访问控制-虚拟路由和转发路由目标(media access control-virtualrouting and forwarding route targets，MAC-VRF RTs)。MAC-VRF RTs可自动导出或手动配置。T1和T2配置有用于保护的第3层启用对等链路。在实施例中，在T1与T2之间建立BGP-EVPN会话，以将本地对等链路IP(可被称为IP_t1和IP_t2)通告为下一跳迁。
在网络中，有BGP-EVPN控制平面经由RT-1向修复路径发信号。BGP-EVPN控制平面进一步经由RT-2发出ARP SYNC信号，并且经由RT-2发出ARP请求。
在数据中心网络中，可使用以太网虚拟专用网络以及基于RT-1的保护信令来提供第一跳迁网关冗余。在此配置中，假设存在T1/T2以北的L3路由网络。在这种情况下，仅存在L2连接接入和IP单播流量。在实施方案中，仅允许接入L2连接。
图3示出通过EVPN RT-1提供修复路径信令的网络。在该网络中，T1和T2对等体与IP_t1和IP_t2下一跳迁交换per-ESI RT-1(以太网AD路由)。这发信号通知冗余组对等体之间的本地ESI连接性。此外，针对在ESI主端口上配置的VLAN，将per-ESI RT-1与EVI-RT一起通告，以用于导入到MAC-VRF。该per-ESI RT-1可通过冗余组对等体向给定ESI上所有直接连接的主机发出第3层修复路径的信号。
在实施例中，修复路径信令需要RT-1，因为RT-2可能不总是由T1和T2生成，这取决于在哪里获知ARP。在这样的实施例中，将不具有从任何对等体接收信号通知的修复路径的ESI视为孤立ESI并且作为孤立ESI来处理。
图4是提供主机邻接同步和修复路径编程的网络的示意图。网络可从本地ARP高速缓存中获知本地(例如，MAC+IP和/或SVI)。这是给定的从SVI到VLAN的EVPN背景。网络可经由从MAC源导出的给定EVPN背景内的HW MAC获知更新来获知本地(MAC到AC)。网络可进一步经由本地MAC来执行本地MAC+IP解析，以便导出用于ARP获知的MAC+IP的ESI和/或端口。一旦解决，网络可通告EVPN MAC+IP RT-2，以便在在冗余组对等体(例如从T1到T2)之间进行MAC+IP同步。
网络可参考T2，以经由EVI-RT映射的方式将MAC+IP RT-2导入MAC-VRF。网络可通过来自T1的per-ESI RT-1和查找本地ESIDB来解析来自T1的MAC+IP RT-2，以检查接收到的MAC+IP对ESI的本地连接性。如果接收到的ESI是本地的并且向上，如果没有被动态获知，则网络可在本地VLAN SVI接口上为接收到的IP安装静态ARP条目。可访问FIB，以经由相应ESI的RT-1获知的下一跳迁来有保护地安装ARP获知的邻接路由。
在本地ESI(动态或已同步)上获知的所有主机邻接都经由该ESI的RT-1获知的修复路径进行保护安装。
该网络可提供T2 ESI故障处理。在出现故障的情况下，该网络可经由冗余对等体激活修复路径。
图5是具有在本地被路由的稳态东西向流的网络的示意图。该网络包括具有以太网区段标识符(ESI)的主机虚拟机。一组主机虚拟机与ESI-2相关联，并且另一组与ESI-1相关联。该稳态东西向流包括子网内和子网间流两者的本地路由。如图5所示，存在从存储ESI-2的主机虚拟机到存储ESI-1的主机虚拟机的稳态流。主机虚拟机与T1和T2中的每一个之间存在通信。
该网络可提供东西向子网内流，以避免任何L2洪泛(flooding)或东西向流的桥接。这可利用代理ARP机制来实现。ARP机制可传输广播ARP请求，该广播ARP请求是从桥接到本地SVI接口的面向接入的主机接收的。在实施例中，该ARP请求不会在VLAN的其他L2端口上洪泛。在这样的实施例中，在SVI接口上接收的ARP请求是利用任播网关MAC所代理回复的。类似地，源自该网关的ARP请求在本地ESI和本地孤立ESI端口上洪泛，而从不洪泛到对等网关。因此，SVI接口可被配置有代理ARP和代理ND，以用于利用本地ARP/ND条目或经由远程MAC+IP RT-2建立可达性的完整主机。在这样的实施例中，包括子网内流的任何东西向流可在网关上被L2终止，并且被路由到目的地邻接。这可类似于图6所示的南北向流来执行。
图6是具有在本地被路由的稳态南北向流的网络的示意图。该稳态南北向流包括南北子网间流的本地路由。如图6所示，存在从T1到存储ESI-2的主机虚拟机以及从T2到存储ESI-1的主机虚拟机的稳态流。图6示出到多宿主主机的稳态南北向通信流量。在TOR处接收到的发往主机IP的流量被直接路由到主机。
图7是在东西向流中出现链路故障的网络的示意图。从T1到主机H2的链路不活动，并且发生故障。经由子网路由而路由到故障ESI上的主机的所有流量都可经由对等路由的对等链路来重新路由。此外，当被路由的通信流量继续经由子网路由以负载平衡的方式在T1与T2之间路由时，网络可撤回本地的per-ESI RT-1(大规模撤回)。以这种方式，到达T2的流经由路由对等链路而被重新路由到T1。这将该流直接路由到现在孤立ESI上的已连接的主机(如图8所示)。
图8示出南北向流中出现链路故障的网络的示意图。该网络经由到T2的路由对等链路激活到H2上的孤立ESI主机的修复路径。从T1到主机H2的链路不活动，并且发生故障。如图6所示的稳态南北向流所示，流通常从T1和/或T2直接路由到相应的主机虚拟机组。当从T1到主机H2的链路发生故障时，可经由路由对等链路将流从T1路由到T2。然后，可将该流路由到适当的主机H2。
此外，到达T2的流可经由路由对等链路被重新路由到T1，该T1将把该流直接路由到现在孤立ESI上的已连接的主机，如图8所示。网络可提供T1“孤立ESI”处置。对于每个ESIRT-1，该网络可实施从T2的大规模撤回。这可能导致本地ESI移动到“孤立”状态。该网络可对转发进行重新编程，以在从对等体大规模撤回时移除修复路径编程。
该网络可能从T1大量撤回RT-1。这可能导致来自T1的MAC+IP RT-2路径无法被解析。作为响应，如果由于MAC+IP RT-2的结果而存在静态源的SYNC-ARP，则网络可从T1移除作为该静态源的SYNC-ARP，并且将主机路由注入到在孤立ESI上获知的所有主机邻接(即，ARP条目)的默认路由控制平面中。一旦注入后，更具体的路由将允许发往孤立端口上主机的流汇聚到通向T1的直接路径。
图9是向孤立ESI主机执行ARP请求的网络的示意图。该网络可对孤立ESI主机执行“ARPing”，其中ARP是地址解析协议。例如，为了保持经由T2的对T1孤立ESI上的主机的东西和南北向的可达性，T2必须能够对T1孤立ESI上的主机进行ARP。在T1与T2之间没有第2层扩展的情况下，需要一种备用机制来对对等网关上的孤立主机进行ARP。
图9所示的网络解决了孤立ESI。该网络可能会使BGP RT-2过载，以向对等网关发送ARP请求，如图9所示。以这种方式，T2接收到对SVI上的主机IP1的ARP请求，或者因为拾取(glean)而需要对主机IP1进行ARP。T2可经由MAC+IP RT-2向T1发送ARP请求。作为响应，T1在本地ESI和本地孤立ESI端口上生成ARP请求。T1获知本地主机IP1的ARP条目，并且生成MAC+IP1 RT-2。T2可通过路由对等链路来安装对IP1的可达性，如图9所示，以对孤立ESI主机作出回复(如图10所示)。
在图2至图10所示的任何网络的实施例中，可提供虚拟路由和转发(VRF)支持。为了促进VRF，使用[VRF,ESI]RT-1和ESI RT-1的网络获知修复路径。这是利用L3-VPN标签属性执行的。在没有覆盖的情况下，可通过直接连接的对等链路发送修复路径，该对等链路具有per-VRF MPLS VPN封装，如下所示：
[VRF,IP/32]邻接到[IP/32,SVI]到[MAC,ESI-port](主要路径)；或
[VRF,Ip/32]邻接到[IP_t1,P]到MAC_t1+VPN标签(备份路径)。
可选地，可将第3层VLAN标记的子接口用作对等链路来替换VPN标签，以实现多租户环境中的修复路径转发。
在一个实施例中，提供了覆盖VPN支持和对等链路的替代方案。在示例中，在启用了VXLAN覆盖之后，可能不再需要直接连接的对等链路。在没有对等链路的情况下，VPN覆盖扩展遍及冗余组。为此，经由per-[VRF,ESI]EAD RT-1通告的L3-VNI/VSLAN封装修复路径可替换直接连接的对等链路修复路径。
在示例中，对于T2上的稳态，可按以下方式实施封装：
[VRF,IP/32]邻接到[IP/32,SVI]到[MAC,ESI-port](主要路径)；或
[VRF,IP/32]到L3-VNI+VXLAN隧道路径到VTEP-T1(备份路径)。
在T2发生post-ESI故障的情况下，将按照以下方式在覆盖修复路径上路由流量：
[VRF,IP/32]到L3-VNI+VXLAN隧道路径到VTEP-T1。
但是，如果子网扩展超出冗余组，则可经由隧道路径建立对远程叶节点的可达性，类似于上述：
[VRF,IP/32]到L3-VNI+VXLAN隧道路径到VTEP-T1。
拾取处理可类似于上述对孤立ESI主机的处理。然而，该网络可能会利用MAC来将MAC+IP RT-2通告为扩展EVI内的所有的MAC，以触发来自所有参与EVI的ToR的本地ARP。
现在参照图11，示出了示例性计算装置1100的框图。计算装置1100可用于执行各种过程，例如本文所讨论的那些过程。在一个实施例中，计算装置1100可用于执行异步对象管理器的功能，并且可执行一个或更多个应用程序。计算装置1100可以是诸如以下的多种计算装置中的任意一种：台式计算机、仪表板内计算机、车辆控制系统、笔记本电脑、服务器计算机、手持电脑、平板电脑等。
计算装置1100包括一个或更多个处理器1102、一个或更多个存储器装置1104、一个或更多个接口1106、一个或更多个大容量存储装置1108、一个或更多个输入/输出(I/O)装置1102和显示装置1130，所有这些都联接到总线1112。处理器1102包括执行存储器装置1104和/或大容量存储装置1108中存储的指令的一个或更多个处理器或控制器。处理器1102还可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1104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)1114)和/或非易失性存储器(例如，只读存储器(ROM)1116)。存储器装置1104还可包括可重写ROM，诸如，闪速存储器。
大容量存储装置1108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，闪速存储器)等。如图11所示，特定的大容量存储装置是硬盘驱动器1124。各种驱动器也可被包括在大容量存储装置1108中，以实现对各种计算机可读介质的读取和/或写入。大容量存储装置1108包括可移动介质1126和/或不可移动介质。
输入/输出(I/O)装置1102包括允许数据和/或其他信息被输入到计算装置1100或允许从计算装置1100检索出数据和/或其他信息的各种装置。示例性I/O装置1102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1130包括能够向计算装置1100的一个或更多个用户显示信息的任何类型的装置。显示装置1130的示例包括监视器、显示终端、视频投影装置等。
接口1106包括允许计算装置1100与其他系统、装置或计算环境交互的各种接口。示例性接口1106可包括任意数量的不同网络接口1120，诸如，通向局域网络(LAN)、广域网络(WAN)、无线网络和因特网的接口。其他接口包括用户接口1118和外围装置接口1122。接口1106还可包括一个或更多个用户接口要素1118。接口1106还可包括一个或更多个外围接口，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以后将发现的任何合适的用户接口)、键盘等的接口。
总线1112允许处理器1102、存储器装置1104、接口1106、大容量存储装置1108和I/O装置1102以及联接到总线1112的其他装置或组件彼此通信。总线1112代表几种类型的总线结构中的一种或更多种，诸如，系统总线、PCI总线、IEEE总线、USB总线等。
为了说明的目的，程序和其他可执行程序组件在本申请中被示为离散的块，尽管可以理解，这样的程序和组件可在不同的时间驻留在计算装置1100的不同存储组件中，并且由处理器1102执行。可选地，本文所描述的系统和过程可以硬件或者硬件、软件和/或固件的组合来实施。例如，一个或更多个专用集成电路(ASIC)可被编程来执行本文所描述的一个或更多个系统和过程。
出于说明与描述的目的已经给出了前面的描述。并不旨在穷举或将本公开限制到所公开的精确形式。根据上述教导，可以进行许多修改和变化。此外，应当注意，任何或所有前述可选实施方案可以任何所期望的组合来使用，以形成本公开的附加的混合实施方案。
此外，尽管已经描述和示出了本公开的具体实施方案，但是本公开不限于如此描述和示出的部件的具体形式或布置。本公开的范围将由所附权利要求、此处和不同申请中提交的任何将来的权利要求(如果存在)以及其等同方案来限定。
示例
下面的示例涉及进一步的实施例。
示例1是系统。该系统包括网络拓扑中的第一交换机。该系统包括网络拓扑中的第二交换机。该系统包括与第一交换机和第二交换机中的至少一个通信的主机虚拟机。该系统包括将第一交换机连接到第二交换机的路由对等链路。该系统使得第一交换机和第二交换机具有相同的因特网协议(IP)地址和媒体访问控制(MAC)地址。
示例2是根据示例1的系统，其中第一交换机和第二交换机被配置为用于主机虚拟机的冗余任播集中式网关。
示例3是根据示例1至2中任一示例的系统，其中第一交换机和第二交换机被配置有代表主机虚拟机上的主端口的公共以太网区段标识符(ESI)。
示例4是根据示例1至3中任一示例的系统，其中第一交换机和第二交换机中的每一个被配置有每个虚拟局域网络(VLAN)的以太网虚拟专用网络(EVPN)实例，其具有以下中的一个或更多个：自动导出的媒体访问控制-虚拟路由和转发路由目标(MAC-VRF RT)；或手动配置的MAC-VRF RG。
示例5是根据示例1至4中任一示例的系统，其中该路由对等链路是启用了第3层的对等链路。
示例6是根据示例1至5中任一示例的系统，其中第一交换机或第二交换机中的一个或更多个被配置为将该路由对等链路IP地址通告为主机虚拟机的下一跳迁。
示例7是根据示例1至6中任一示例的系统，其中该系统是使用RT-1保护信令的以太网虚拟专用网络(EVPN)。
示例8是根据示例1至7中任一示例的系统，其中第一交换机和第二交换机经由该路由对等链路交换每个以太网区段标识符(ESI)路由(per-ESI路由)，以发信号通知由第一交换机和第二交换机形成的冗余组上的本地ESI连接性。
示例9是根据示例1至8中任一示例的系统，其中该per-ESI路由是在主机虚拟机与第一交换机或第二交换机中的一个之间的链路发生故障时使用的修复路径。
示例10是根据示例1至9中任一示例的系统，其中该per-ESI路由作为边界网关协议(BGP)消息在第一交换机与第二交换机之间传输。
示例11是根据示例1至10中任一示例的系统，其中第一交换机和第二交换机被配置成通过该路由对等链路同步地址解析协议(ARP)表。
示例12是根据示例1至11中任一示例的系统，其中第一交换机包括一个或更多个处理器，该一个或更多个处理器可配置为执行非暂时性计算机可读存储介质中存储的指令，指令包括：从主机虚拟机接收指示已经对ARP表进行了更新的消息；以及通过BGP消息向第二交换机发信号通知该更新。
示例13是根据示例1至12中任一示例的系统，其中第一交换机和第二交换机组成冗余组，并且其中第一交换机和第二交换机中的一个或更多个被配置为通告以太网虚拟专用网络(EVPN)MAC地址，以同步该冗余组。
示例14是根据示例1至13中任一示例的系统，其中第一交换机和第二交换机组成冗余组，使得流入或流出主机虚拟机的流量在第一交换机和第二交换机之间负载平衡。
示例15是根据示例1至14中任一示例的系统，其中通过在该路由对等链路上重新路由流量来对该流量进行负载平衡。
示例16是根据示例1至15中任一示例的系统，该系统进一步包括第一交换机与主机虚拟机之间的链路，其中该链路终止于第一交换机上的虚拟局域网络(VLAN)。
示例17是根据示例1至16中任一示例的系统，其中第一交换机和第二交换机被配置为充当主机虚拟机的虚拟第一跳迁网关。
示例18是根据示例1至17中任一示例的系统，该系统进一步包括主机虚拟机上的以太网区段标识符(ESI)，其中第一交换机和第二交换机通过该路由对等链路而具有对ESI的可达性。
示例19是根据示例1至18中任一示例的系统，其中第一交换机被配置为向第二交换机传输边界网关协议(BGP)消息，该消息指示第二交换机通过第一交换机经由下一跳迁而具有对ESI的可达性。
示例20是根据示例1至19中任一示例的系统，其中第一交换机被配置为响应于第一交换机获知主机虚拟机上的地址解析协议(ARP)表的更新，经由该路由对等链路自动向第二交换机传输边界网关协议(BGP)消息。
应当理解，上述布置、示例和实施例的任何特征可在单个实施例中进行组合，该单个实施例包括取自任何所公开的布置、示例和实施例的特征的组合。
应当理解，本文所公开的各种特征在本领域中提供了显著的优点和进步。随附的权利要求是这些特征中的一些的示例。
在本公开的前述具体实施方式中，出于简化本公开的目的，将本公开的各种特征组合在单个实施例中。本公开的方法不应被解释为反映所要求保护的公开内容需要比每个权利要求中明确陈述的更多的特征的意图。相反，发明的方面少于单个前述公开的实施例的所有特征。
应当理解，上述布置仅是对本公开原理的应用说明。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以设计出许多修改方案和替代布置，并且所附权利要求旨在涵盖这些修改和布置。
因此，尽管已经在附图中示出了本公开，并且在上面详细描述了本公开，但是对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，在不脱离本文所阐述的原理和概念的情况下，可以进行许多修改，包括但不限于大小、材料、形状、形式、功能和操作方式、组装和使用的变化。
此外，在适当的情况下，本文所描述的功能可以在硬件、软件、固件、数字组件或模拟组件中的一个或多个中执行。例如，可对一个或更多个专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)进行编程以执行本文所描述的一个或更多个系统和过程。在下面的描述和权利要求中使用了某些术语来指代特定的系统组件。如本领域技术人员将理解的，可通过不同的名称来指代组件。本文件无意区分名称不同但功能相同的组件。
出于说明与描述的目的已经给出了前面的描述。并不旨在穷举或将本公开限制到所公开的精确形式。根据上述教导，可以进行许多修改和变化。此外，应当注意，任何或所有前述可选实施方案可以任何所期望的组合来使用，以形成本公开的附加的混合实施方案。
此外，尽管已经描述和示出了本公开的具体实施方案，但是本公开不限于如此描述和示出的部件的具体形式或布置。本公开的范围将由所附权利要求、此处和不同申请中提交的任何将来的权利要求以及其等同方案来限定。

Claims (16)

1.一种系统，其包括：
第一交换机，所述第一交换机位于网络拓扑中；
第二交换机，所述第二交换机位于所述网络拓扑中；
主机虚拟机，所述主机虚拟机与所述第一交换机和所述第二交换机中的每一个具有通信链路；以及
路由对等链路，所述路由对等链路将所述第一交换机连接到所述第二交换机；
其中所述第一交换机和所述第二交换机具有相同的网关因特网协议地址即网关IP地址和网关媒体访问控制地址即网关MAC地址，使得包括所述网关IP地址和所述网关MAC地址的单个虚拟接口跨所述第一交换机和所述第二交换机分布，
其中所述第一交换机进一步具有第一IP地址和第一MAC地址并且所述第二交换机进一步具有第二IP地址和第二MAC地址，所述第一IP地址不同于所述第二IP地址并且所述第一MAC地址不同于所述第二MAC地址，并且
其中所述第一交换机和所述第二交换机被配置为：
当所述主机虚拟机与所述第一交换机和所述第二交换机中的任一个之间的通信链路出现故障时，通过响应于从所述主机虚拟机接收的更新来通过经由所述路由对等链路的所述第一交换机和所述第二交换机之间的边界网关协议消息即BGP消息同步所述第一交换机和所述第二交换机的地址解析协议表，即ARP表，相互发信号通知包括所述第一IP地址和所述第二IP地址的修复路径以重定向流量，并且
将所述网关IP地址通告为用于所述主机虚拟机的下一跳迁。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一交换机和所述第二交换机被配置为用于所述主机虚拟机的冗余任播集中式网关。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一交换机和所述第二交换机被配置有代表所述主机虚拟机上的主端口的公共以太网区段标识符（ESI）。
4. 根据权利要求1所述的系统，其中所述第一交换机和所述第二交换机中的每一个被配置有每个虚拟局域网络（VLAN）的以太网虚拟专用网络（EVPN）实例，所述每个虚拟局域网络（VLAN）的以太网虚拟专用网络（EVPN）实例具有以下中的一个或更多个：
自动导出的媒体访问控制-虚拟路由和转发路由目标（MAC-VRF RT）；或
手动配置的MAC-VRF RG。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述路由对等链路是启用了第3层的对等链路。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统是使用RT-1保护信令的以太网虚拟专用网络（EVPN）。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一交换机和所述第二交换机经由所述路由对等链路交换每个以太网区段标识符（ESI）路由，以发信号通知由所述第一交换机和所述第二交换机形成的冗余组上的本地ESI连接性。
8.根据权利要求7所述的系统，其中per-ESI路由是在所述主机虚拟机与所述第一交换机或所述第二交换机中的一个之间的通信链路发生故障时使用的修复路径。
9.根据权利要求7所述的系统，其中per-ESI路由作为边界网关协议（BGP）消息在所述第一交换机和所述第二交换机之间传输。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一交换机和所述第二交换机组成冗余组，并且其中所述第一交换机和所述第二交换机中的一个或更多个被配置为通告以太网虚拟专用网络（EVPN）MAC地址，以同步所述冗余组。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一交换机和所述第二交换机组成冗余组，使得流入或流出所述主机虚拟机的流量在所述第一交换机和所述第二交换机之间负载平衡。
12.根据权利要求11所述的系统，其中通过在所述路由对等链路上重新路由流量来对所述流量进行负载平衡。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一交换机与所述主机虚拟机之间的通信链路终止于所述第一交换机上的虚拟局域网络（VLAN）。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一交换机和所述第二交换机被配置为充当用于所述主机虚拟机的虚拟第一跳迁网关。
15.根据权利要求1所述的系统，所述系统进一步包括所述主机虚拟机上的以太网区段标识符（ESI），其中所述第一交换机和所述第二交换机经由所述路由对等链路具有对ESI的可达性。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述第一交换机被配置为向所述第二交换机传输边界网关协议（BGP）消息，所述消息指示所述第二交换机通过所述第一交换机经由下一跳迁而具有对所述ESI的可达性。
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