CN115552850A - 网络结构中的定向广播 - Google Patents

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CN115552850A CN202180034460.4A CN202180034460A CN115552850A CN 115552850 A CN115552850 A CN 115552850A CN 202180034460 A CN202180034460 A CN 202180034460A CN 115552850 A CN115552850 A CN 115552850A
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Abstract

本技术实现了网络结构中的定向广播。为了实现定向广播，控制平面节点被配置为通过将定向广播地址映射到与网络结构相关联的子网地址来解析定向广播地址。结构边界节点接收定向广播、提取与定向广播相关联的目的地地址，并向控制平面节点发送请求以解析目的地地址。控制平面节点检索存储的映射并向结构边界节点生成映射回复，该映射回复具有包括网络结构子网地址的多播目的地。结构边界节点用包括多播目的地的头部封装定向广播，并将经封装的定向广播转发到结构边缘节点，结构边缘节点解封装定向广播并将数据集从定向广播传送到适当的端点设备。

Description

网络结构中的定向广播
技术领域
本公开涉及使用结构(fabric)边界节点和控制平面节点来实现结构网络部署中的定向广播(directed broadcast)。
背景技术
在传统的网络结构部署中，网络结构未被配置为允许定向广播。定向广播是分组(packet)，这些分组从网络上的一个系统被发送到另一网络上的所有系统。定向广播有助于完成远程管理任务，例如备份和LAN唤醒(“WOL”)应用任务。在传统的网络结构部署中，因为结构边界节点未被配置用于定向广播，所以定向广播在结构边界节点处被丢弃。在传统的虚拟局域网(“VLAN”)中，服务器(例如WOL服务器)位于每个VLAN中以传输定向广播。然而，针对VLAN的这种变通解决方案无法在网络结构部署中实施，因为该解决方案不能扩展。
附图说明
图1是描绘根据某些示例的计算网络系统的框图。
图2是描绘根据某些示例的网络结构系统的框图。
图3是描绘根据某些示例的能够在网络结构中实现定向广播的定向广播系统的框图。
图4是描绘根据某些示例的在网络结构中实现定向广播的方法的流程框图。
图5是描绘根据某些示例的解析定向广播地址的方法的流程框图。
图6是描绘根据某些示例的计算机器和模块的框图。
具体实施方式
概览
在独立权利要求中阐述本发明的各方面，并且在从属权利要求中阐述优选特征。一个方面的特征可以单独应用于任何方面或与其他方面结合应用。
本技术允许网络结构中的定向广播。网络结构是一种网络覆盖(overlay)，它是一种虚拟地连接设备的逻辑拓扑并且构建在任意物理底层拓扑之上。网络覆盖的示例包括：通用路由封装(“GRE”)或多点通用路由封装(“mGRE”)、多协议标签交换(“MPLS”)、虚拟专用LAN服务(“VPLS”)、互联网协议安全(“IPSec”)、动态多点虚拟专用网络(“DMVPN”)、无线接入点控制和配置(“CAPWAP”)、位置ID分离协议(“LISP”)、覆盖传输虚拟(“OTV”)、动态结构自动化(“DFA”)和应用中心基础设施(“ACI”)。
定向广播通过发送以指定目的地子网中的主机为目标的广播分组来帮助实施远程管理任务，例如备份和LAN唤醒(“WOL”)任务。分组是跨网络传输的信息的基本单位。分组通常包括：具有发送主机的地址和接收主机的地址的头部、以及具有将被传输的数据集的主体。IP定向广播分组具有目的地IP地址，该目的地IP地址对作为定向广播的目标的子网是有效广播地址。
为了在网络结构中实现定向广播，控制平面节点被预先配置为解析定向广播地址。控制平面节点被配置为将定向广播地址映射到与网络结构相关联的子网地址。映射到网络结构子网地址的定向广播地址被存储在主机可跟踪数据库(Host TrackableDatabase，“HTDB”)中。
结构边界节点从外部网络接收定向广播并提取与定向广播相关联的目的地地址。因为结构边界节点未被配置用于定向广播，所以结构边界节点无法识别目的地地址。结构边界节点向控制平面节点发送请求以解析目的地地址。
控制平面节点接收解析目的地地址的请求并向HTDB查询目的地地址。控制平面节点检索存储的映射并向结构边界节点生成映射回复，该映射回复具有包括网络结构子网地址的多播(“mcast”)目的地。
结构边界节点接收多播目的地，并用包括多播目的地的头部封装定向广播。当数据(例如，定向广播)从较上层移动到较下层时，每一层都可以在实际数据的基础上添加相关信息(例如，添加头部)。该数据包(包括来自较上层的头部和数据)然后变为以下数据：在下一较下层处用该较下层的头部重新打包的数据。这种在每一层的数据打包即封装。
结构边界节点经由结构中间节点将经封装的定向广播转发到结构边缘节点。结构边缘节点解封装定向广播。解封装是封装的逆过程。结构边缘节点打开头部，并使用头部中的信息将定向广播传送到适当的端点设备。
替代地，映射可以被静态编程在结构边界节点上。在这种情况下，每个接收定向广播的结构边界节点都可以解析目的地地址。然后，(一个或多个)结构边界节点获得多播目的地地址并开始封装。例如，结构边界节点可以被静态编程：Subnet_broadcast_Adress(子网广播地址)->多播地址。
本技术允许在网络结构中进行定向广播。这种部署允许减少从外部网络到网络结构的数据通信，因为控制平面节点(或(一个或多个)结构边界节点)被配置为解析目的地地址。结构边界节点在整个网络结构中转发定向广播，而不是丢弃广播。因此，无需使用从外部网络到网络结构的多个传输即可实现诸如备份和WOL之类的定向广播功能，从而提高网络效率。
在考虑对所示示例的以下详细描述时，所公开技术的这些和其他方面、目的、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得明显。
示例系统架构
现在转向附图，其中相似的数字在整个附图中指示相似(但不一定相同)的要素，详细描述了示例。
图1是描绘根据某些示例的计算网络系统100的框图。虽然由服务器、系统或设备的一个实例来表示架构中所示的每个服务器、系统和设备，但是也可以使用每一者的多个实例。如图1所示，计算网络系统100包括：网络接入平台110、网络管理中心120、服务块130、(一个或多个)无线LAN控制器140、共享服务系统150和控制平面节点160。
网络接入平台110可以包括一个或多个计算设备并且能够实现以下项：网络策略实现、用户和设备的映射、以及安全策略实施。网络接入平台110可以与图1所示的服务块130和/或与图1中标识的其他组件通信。
网络管理中心120可以包括一个或多个计算设备，并且可以管理配置和操作工作流区域。例如，网络管理中心120配置设备全局设置，设计针对物理设备清单的网络站点配置文件，并且管理软件、设备模板和用户接入。网络管理中心120定义了供应到数字网络的商业意图，创建了虚拟网络，并且将端点分配给虚拟网络。网络管理中心120提供设备，将它们添加到清单，并且创建结构域、控制平面节点(例如控制平面节点160)、结构边界节点(例如结构边界节点210)和结构边缘节点(例如结构边缘节点230)。网络管理中心120使用网络、客户端和应用健康仪表板来监视网络。网络管理中心120使用以下项来允许对网络的编程接入和与第三方系统的系统集成：应用编程接口(“APT”)、特征集包、配置、运行时仪表板和开发者工具包。网络管理中心120与如图1所示的服务块130通信，和/或与图1中标识的其他组件通信。
服务块130用于允许引入新服务而无需全网热切换。虽然图1示出了单个服务块130，但是网络可以包括多个服务块130(取决于网络的规模)。示例功能(可以被包括在服务块130中)包括：集中式轻量接入点协议(“LWAPP”)无线控制器、互联网协议版本6(“IPv6”)站内自动隧道寻址协议(“ISATAP”)隧道终止、本地互联网边缘、统一通信服务和策略网关。服务块130与如图1所示的网络接入平台110、网络管理中心120和控制平面节点160和/或图1中标识的其他组件通信。
计算网络系统100可以包括一个或多个无线LAN控制器140。无线LAN控制器140与控制平面节点160集成。无线LAN控制器140提供接入点管理、客户端会话管理和移动服务。无线LAN控制器140与网络结构(图2所示)集成以将介质访问控制(“MAC”)地址注册到控制平面节点160的主机跟踪数据库(“HTDB”)以及供应结构边缘路由位置符(“RLOC”)中。
共享服务系统150是跨多个虚拟网络部署服务的系统并且可以包括一个或多个计算设备。共享服务系统150部署共享服务，使得不同网络之间的隔离状态得以保留。共享服务包括：针对无线基础设施的服务、网络管理协议(例如动态主机配置协议(“DHCP”))、域名服务器(“DNS”)、互联网协议(“IP”)管理、互联网接入、IP语音/视频协作、以及可以在多个网络中重复使用的任何其他服务。共享服务150与图1所示的控制平面节点160和/或与图1中标识的其他组件通信。
控制平面节点160包括一个或多个计算设备，用于跟踪网络结构中的端点并将端点与结构节点相关联。控制平面节点160实现诸如HTDB、映射服务器和映射解析器之类的功能。HTDB是端点标识符(“EID”)与结构边缘节点绑定的中央存储装置。控制平面节点160从诸如结构边缘节点230之类的边缘节点接收EID映射注册。HTDB支持多种类型的EID查找密钥，例如互联网协议版本4(“IPv4”)、IPv6或MAC。映射服务器用于填充HTDB。映射解析器响应来自诸如结构边缘节点230之类的结构边缘设备的映射查询。控制平面节点160用于将(例如用于EPD 240的)端点IP地址或MAC地址与端点位置(最近的路由器)解耦。
每个计算网络系统100包括网络设备(包括设备110、120、130、140、150和160)可以用来传送和交换数据的有线或无线电信机制。每个计算网络系统100可以包括下列项、被实现为下列项、或可以是下列项的一部分：有线或无线通信网络、云计算环境、或促进信号、数据和/或消息(通常称为数据)的通信的任何其他适当的架构或系统。例如，计算网络系统100可以包括下列项中的一项或多项：LAN、广域网(“WAN”)、内联网、互联网、存储区域网(“SAN”)、个域网(“PAN”)、城域网(“MAN”)、无线局域网(“WLAN”)、虚拟专用网(“VPN”)、蜂窝或其他移动通信网络、
Figure BDA0003937107270000051
无线技术连接、近场通信(“NFC”)连接、其任何组合、以及促进信号、数据和/或消息的通信的任何其他适当的架构或系统。在对示例实施例的整个讨论中，应理解，术语“数据”和“信息”在本文中被可互换地使用以指代文本、图像、音频、视频、或可存在于基于计算机的环境中的任何其他形式的信息。
图2是描绘根据某些示例的网络结构系统的框图。如图2所示，网络结构系统200包括结构边界节点210、结构中间节点220、结构边缘节点230、端点设备(“EPD”)240和接入点(“AP”)250。
网络结构系统200包括结构边界节点210-1至210-n。每个结构边界节点210可以包括一个或多个计算设备。虽然图2描绘了两个结构边界节点210，但结构边界节点210的数量可以基于特定网络结构中的EPD 240和AP 250的数量、或基于任何其他合适的因素而变化。例如，单个结构边界节点210对于具有多达2000个EPD 240的网络可能是足够的，而2-6个结构边界节点210可以用于具有多达50000个EPD 240的较大网络。50000个EPD 240的值是基于当前技术，并且可能随着网络技术的不断发展而增加。
结构边界节点210用作网络结构系统200和外部网络(例如图1所示的计算网络系统100)之间的网关。结构边界节点210用作数据进入和离开网络结构系统200的入口和出口点。存在三种类型的结构边界节点210：内部、外部、以及组合内部/外部。如果结构边界节点210被配置为在网络结构系统200内部，则结构边界节点210用于网络结构系统200的已知路由(route)，并作为用于特定网络地址(例如先前关于图1所述的共享服务系统150或服务块130的地址)的网关运行。如果结构边界节点210被配置为在网络结构系统200的外部，则结构边界节点210用于网络结构系统200外部的未知路由，并作为默认出口点运行。结构边界节点210也可以被配置为组合内部/外部节点。组合内部/外部的结构边界节点210可用于已知路由和未知路由两者。
结构边界节点210实现EID子网的通告的功能，其中以EID子网为目的地的流量通过结构边界节点210从网络结构系统200外部进入。结构边界节点210用于使用具有虚拟路由和转发(“VRF”)感知路由协议的外部VRF实例将网络虚拟化从网络结构系统200内部扩展到网络结构系统200外部。结构边界节点210用作结构边缘节点230的结构域出口点。结构边界节点210还映射来自网络结构系统200内的安全信息，使得在退出网络结构系统200时维持安全信息。
网络结构系统200包括结构中间节点220-1至220-n。每个结构中间节点220可以包括一个或多个计算设备。虽然图2描绘了四个结构中间节点220，但是结构中间节点220的数量可以基于特定网络结构中的EPD 240和AP 250的数量而变化。例如，单个结构中间节点220对于具有多达2000个EPD 240的虚拟网络可能是足够的，而1000个结构中间节点220可以用于具有多达50000个EPD 240的较大虚拟网络。50000个EPD 240的值是基于当前技术，并且可能随着网络技术的不断发展而增加。
结构中间节点220可以是用于结构边界节点210和结构边缘节点230之间的互连的第3层网络的一部分。结构中间节点220相当于分布式交换机并且在网络结构系统200内部路由和传输IP流量。结构中间节点220具有最大传输单元(“MTU”)要求以适应封装有虚拟可扩展局域网(“VXLAN”)信息的较大尺寸IP分组。
网络结构系统200包括结构边缘节点230-1至230-n。每个结构边缘节点230可以包括一个或多个计算设备。虽然图2描绘了六个结构边缘节点230，但结构边缘节点230的数量可以基于特定网络结构中的EPD 240和AP 250的数量、或基于任何其他合适的因素而变化。
结构边缘节点230是允许接入网络结构系统200或分布在网络结构系统200内的结构设备。结构边缘节点230负责识别和认证结构端点，例如静态、802.IX和活动目录。结构边缘节点230负责在控制平面节点(例如控制平面节点160)上进行端点注册(例如/32或/128)。当EPD 240被结构边缘节点230连接或检测时，与每个EPD 240相关联的EID信息被添加到每个结构边缘节点230本地的HTDB。EID信息可以存储在EID表中的本地HTDB中。每个结构边缘节点230将存储在本地HTDB中的数据传输到控制平面节点(例如控制平面节点160)以填充控制平面节点的HTDB。结构边缘节点230识别和认证EPD 240和AP 250，并且承认、封装/解封装、以及转发去往和来自连接到网络结构系统200边缘的EPD 240和AP 250的流量。
结构边缘节点230和结构边界节点210之间的流量被封装在VXLAN头部或其他合适的头部中。EPD 240可以使用在封装内并且可以在不同的结构边缘节点230之间移动的相同IP地址。
网络结构系统200包括EPD 240-1至240-n。尽管图2描绘了四个EPD 240，但EPD240的数量可以基于具有大部署的特定网络结构200配置而变化，例如部署范围高达50000个EPD 240或更多。
虽然EPD 240-1至240-n在图2中被描绘为类似的设备，但每个EPD240可以是许多不同类型的计算设备之一。每个EPD 240可以包括EPD240可以用来传送和交换数据的有线或无线电信机制。每个EPD 240可以是服务器、个人计算机、移动设备(例如，笔记本电脑、手持计算机、平板计算机、上网本电脑、个人数字助理(“PDA”)、视频游戏设备、GPS定位器设备、蜂窝电话、智能电话或其他移动设备)、具有嵌入在其中和/或与其耦合的一个或多个处理器的电视、物联网(“IoT”)设备、或者包括网络浏览器或用于通过网络结构系统200进行通信的其他应用或与之耦合的其他适当的技术。
网络结构系统200包括AP 250-1至250-n。尽管图2描绘了两个AP250，但是AP 250的数量可以基于具有包括多达2000或更多个AP 250的大型部署的特定网络结构系统200而变化。
虽然AP 250-1至250-n在图2中被描绘为类似的设备，但每个AP 250可以是许多不同类型的网络硬件设备之一。每个AP 250可以包括一个或多个无线电设备以发送和接收无线电信号。每个无线电设备可以具有内部天线或内部和外部天线两者。802.11标准指定每个AP 250使用的无线电频率。每个AP 250可以连接到路由器(图2中未描绘)或者可以是路由器本身的组件。
每个AP 250应用无线介质特定特征。例如，每个AP 250应用无线电和服务集标识符(“SSID”)策略、安全策略和对等阻塞策略。每个AP250可以转换802.11流量并利用VXLAN封装或其他合适的封装转发流量。
每个网络结构系统200可以包括一个或多个子网络(“子网”)(图2中未描绘)。子网是更大网络的分段。每个子网内的设备利用其IP地址中的相同最高有效位组进行寻址。
每个网络结构系统200包括系统设备(包括设备210、220、230、240和250)可以用来传送和交换数据的有线或无线电信机制。每个网络结构系统200可以包括下列项、被实现为下列项、或可以是下列项的一部分：有线或无线通信网络、云计算环境、或促进信号、数据和/或消息(通常称为数据)的通信的任何其他适当的架构或系统。例如，网络结构系统200可以包括下列项中的一项或多项：LAN、WAN、内联网、互联网、SAN、PAN、MAN、WLAN、VPN、蜂窝或其他移动通信网络、
Figure BDA0003937107270000091
无线技术连接、NFC连接、其任何组合、以及促进信号、数据和/或消息的通信的任何其他适当的架构或系统。在对示例实施例的整个讨论中，应理解，术语“数据”和“信息”在本文中被可互换地使用以指代文本、图像、音频、视频、或可以存在于基于计算机的环境中的任何其他形式的信息。
图3是描绘根据某些示例的能够在网络结构中实现定向广播的定向广播系统的框图。定向广播系统300包括计算网络系统100、网络结构系统200和主机系统310。虽然架构中所示的计算网络系统100、网络结构系统200和主机系统310中的每一者由计算网络系统100、网络结构系统200和主机系统310中的每一者的一个实例表示，但可以使用每一者的多个实例。
主机系统310可以包括一个或多个计算设备，这些计算设备经由诸如互联网连接之类的有线或无线电信机制连接到其他计算设备。主机系统310是计算网络系统100和网络结构系统200外部的网络系统的组件。外部网络系统可以与计算网络系统100类似地配置。如图3所示，主机系统310将定向广播发送到网络结构系统200的一个或多个结构边界节点210。定向广播是源自不是IP子网的一部分的网络或系统(例如主机系统310)的IP分组，其目的地地址用于IP子网，例如网络结构系统200。结构边界节点210与计算网络系统100建立双向通信，更具体地，与计算网络系统100内的控制平面节点160建立双向通信。定向广播系统300的组件之间的交互将在关于图4的方法中更详细地讨论。
每个定向广播系统300包括系统设备可以用来传送和交换数据的有线或无线电信机制。每个定向广播系统300可以包括下列项、被实现为下列项、或可以是下列项的一部分：有线或无线通信网络、云计算环境、或促进信号、数据和/或消息(通常称为数据)的通信的任何其他适当的架构或系统。例如，定向广播系统300可以包括下列项中的一项或多项：LAN、WAN、内联网、互联网、SAN、PAN、MAN、WLAN、VPN、蜂窝或其他移动通信网络、
Figure BDA0003937107270000101
无线技术连接、NFC连接、其任何组合、以及促进信号、数据和/或消息的通信的任何其他适当的架构或系统。在对示例实施例的整个讨论中，应理解，术语“数据”和“信息”在本文中被可互换地使用以指代文本、图像、音频、视频、或可存在于基于计算机的环境中的任何其他形式的信息。
网络计算设备和与本文呈现的技术相关联的任何其他计算机器可以是任何类型的计算机器，例如但不限于关于图6更详细讨论的那些。例如，每个设备可以包括服务器、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、具有嵌入在其中和/或与其耦合的一个或多个处理器的电视、智能电话、手持计算机、PDA、路由器、交换机、集线器、网关、调制解调器、接入点、网桥、或任何其他有线或无线处理器驱动的设备。本文讨论的计算机器可以相互通信，以及通过一个或多个网络与其他计算机器或通信系统通信。
此外，与这些计算机器中的任一个相关联的任何模块，例如本文描述的模块或与本文呈现的技术相关联的任何其他模块(脚本、网络内容、软件、固件或硬件)，可以是关于图6更详细讨论的模块中的任一个。
所示的网络连接是示例，并且可以使用在计算机和设备之间建立通信链路的其他方式。此外，受益于本公开的本领域普通技术人员将理解，图1-图3所示的设备可以具有若干其他合适的计算机系统配置中的任一个。
示例过程
在下文中图4和图5中所示的方法被描述为与计算网络系统100、网络结构系统200和定向广播系统300的组件有关。还可以利用其他系统以及在其他环境中执行图4和图5的方法。关于图4和图5所述的操作可以被实现为存储在计算机或机器可读非暂时性有形存储介质(例如，软盘、硬盘、ROM、EEPROM、非易失性RAM、CD-ROM等)上的可执行代码，这些操作基于由使用一个或多个集成电路实现的处理器电路执行代码而完成；本文描述的操作还可以被实现为编码在一个或多个非暂时性有形介质中以供执行(例如可编程逻辑阵列或设备、现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、专用集成电路等)的可执行逻辑。
图4是描绘根据某些示例在网络结构中实现定向广播的方法400的流程框图。
在框405中，控制平面节点160被配置为广播定向到底层和结构子网的映射。例如，控制平面节点160被配置为使用多播(“mcast”)组来解析定向到结构子网的广播。可以使用任何合适的方法来解析定向到结构子网的广播。控制平面节点160可以通过计算网络系统100以编程方式远程配置。控制平面节点160还可以经由控制平面节点160的管理用户来配置。定向到结构子网的广播的地址注册有底层多播组的目的地路由位置符(“RLOC”)的端点标识符(“EID”)。在示例中，目的地RLOC可以是出口隧道路由器(“ETR”)的互联网协议版本4(“IPv4”)或互联网协议版本6(“IPv6”)地址。目的地RLOC是EID到RLOC映射查找的输出。
在示例中，定向到结构子网的广播的地址为10.1.1.255。控制平面节点160使用“广播-底层(broadcast-underlay)”命令来配置。定向到结构子网的广播的目的地地址被映射到结构子网RLOC的多播地址。继续该示例，控制平面节点160如下配置：广播-底层239.0.0.1和对应的定向到子网的映射；数据库-映射(database-mapping)10.1.1.255/32(网络前缀，然后是比特分配)239.0.0.1优先级1权重100。在示例中，10.1.1.255到239.0.0.1的映射被存储在控制平面节点160的主机跟踪数据库(“HTDB”)中。在替代示例中，映射可以被存储在与一个或多个结构边缘节点230相关联的HTDB中。
在框410中，结构边界节点210接收分组。在示例中，分组是定向到结构子网的广播。主机系统310或任何其他外部系统将定向到结构子网的广播发送到网络结构系统200的一个或多个结构边界节点210的子网地址。定向广播是包括头部以及主体的分组，该主体具有将被发送到目的地地址的数据集。目的地地址是IP地址，该IP地址是作为定向广播的目标的结构子网的有效广播地址。头部包括定向到结构边界节点210的地址块。地址块包括网络前缀和网络前缀的比特分配。在一种示例中，子网是具有地址块10.1.1.0/24的虚拟网络(“VN”)。地址块的“10.1.1.0”部分是网络前缀，并且地址块的“/24”部分是分配给网络前缀的比特数。
在框415中，结构边界节点210提取与分组相关联的目的地地址。继续该示例，分组是定向广播，定向广播的地址是IP地址的主机标识部分中的特殊值。为了提取目的地地址，结构边界节点210将子网地址与子网掩码进行比较以构造目的地地址。子网地址是地址块的网络前缀部分。子网掩码是32位数字，它对IP地址进行掩码并将IP地址划分为网络地址和主机地址，其中主机地址是定向广播的目的地地址。结构边界节点210利用来自地址块的经分配的比特数来构造子网掩码。在关于地址块10.1.1.0/24的继续示例中，斜杠后面的数字(在本示例中为“24”)表示子网掩码中的以二进制记数的连续l的数量，其在十进制记数中将会以255.255.255.0表示。
结构边界节点210将网络IP地址与子网掩码进行比较以确定目的地地址。在该继续示例中，结构边界节点210将网络IP地址10.1.1.0的八位字节与子网掩码255.255.255.0的八位字节逐个进行比较，如表格1所示。
Figure BDA0003937107270000121
表格1
在该比较中，如果子网掩码的八位字节的值为非零，则结构边界节点210保留网络IP地址的八位字节的值。如果子网掩码的八位字节的值为零，则结构边界节点210用以十进制记数的比特分配替换网络IP地址的值。在表格1所示的继续示例中，在第一个八位字节中，网络IP地址的“10”与子网掩码的“255”进行比较。因为子网掩码的八位字节的值为非零，“10”被保留为目的地地址的第一个八位字节。继续逐个比较八位字节：“1”保留在第二个八位字节中，“1”保留在第三个八位字节中，并且在第四个八位字节中“0”被“255”替换。结构边界节点提取10.1.1.255作为目的地地址。结构边界节点210继续向内部存储器查询目的地地址。
在框420中，结构边界节点210基于框415中的查询来确定目的地地址是否被识别。如果与每个端点设备(“EPD”)240相关联的EID没有被配置用于定向广播，则结构边界节点210将不识别目的地地址。如果目的地地址未被识别，则方法400进行到框430。
在框430中，结构边界节点210向控制平面节点160发送请求以解析目的地地址。在该继续示例中，结构边界节点210向控制平面节点160发送请求以解析目的地地址10.1.1.255。
在框435中，控制平面节点160解析目的地地址。本文参考图5的方法435更详细地描述了框435。
图5是描绘根据某些示例的解析目的地地址的方法435的流程框图。
在框510中，控制平面节点160接收来自结构边界节点210的解析目的地地址的请求。在该继续示例中，目的地地址是10.1.1.255。来自结构边界节点210的请求触发控制平面节点160内的映射服务。
在框520中，控制平面节点160向HTDB查询目的地地址。控制平面节点160的映射解析器功能向控制平面节点160的HTDB查询目的地地址。在该继续示例中，目的地地址10.1.1.255在图4的框405中被映射到结构子网地址239.0.0.1。控制平面节点160的映射解析器功能从HTDB检索映射。
在框530中，控制平面节点160生成具有多播目的地的映射回复。该映射回复包括多播RLOC映射。在该继续示例中，多播目的地是结构子网地址239.0.0.1。
在框540中，控制平面节点160将多播RLOC映射发送到结构边界节点210。多播RLOC使结构边界节点210能够使用多播组地址来发送定向广播。多播组地址包括在结构子网239.0.0.1中注册的每个EID。如前所述，可以使用其他合适的组地址来代替多播组地址。
方法435从框540返回到图4的框440。
在框440中，结构边界节点210从控制平面节点160接收多播RLOC映射，对分组进行封装，并且在底层多播树上转发经封装的分组。结构边界节点210从控制平面节点160接收多播RLOC。结构边界节点210以VXFAN或其他合适的格式封装分组，其中目的地RLOC作为多播地址，例如来自该继续示例的239.0.0.1，并且在底层多播树上转发经封装的分组。经封装的分组遵循正常的多播复制并到达预期接收者，例如结构边缘节点230。
在框445中，结构边缘节点230接收经封装的分组并且对分组进行解封装。结构边缘节点230通过打开分组头部并使用头部中的信息来确定应该接收分组的端点设备240，以对分组进行解封装。
在框450中，结构边缘节点230将来自分组的数据集广播到目的地端点设备240。结构边缘节点230将分组翻译成广播，该广播将来自分组的数据集分发到以接收分组为目标的端点设备240。在定向广播的该继续示例中，分组后续已经到达预期的接收者端点设备240。
在替代实施例中，结构边界节点210可以被配置为解析目的地地址。结构边界节点210可以被配置为广播定向到底层和结构子网的映射。结构边界节点210可以被配置为使用多播(“mcast”)组来解析与目的地地址相关联的定向到结构子网的广播。结构边界节点210可以通过计算网络系统100以编程方式远程配置。结构边界节点210还可以经由结构边界节点210的管理用户来配置。定向到结构子网的广播的地址注册有底层多播组的目的地路由位置符(“RLOC”)的端点标识符(“EID”)。目的地RLOC可以是出口隧道路由器(“ETR”)的互联网协议版本4(“IPv4”)或互联网协议版本6(“IPv6”)地址。目的地RLOC是EID到RLOC映射查找的输出。
在该替代实施例的示例中，定向到结构子网的广播地址为10.1.1.255。定向到结构子网的广播的目的地地址被映射到结构子网RLOC的多播地址。继续该示例，结构边界节点210如下配置：广播-底层239.0.0.1和对应的定向到子网的映射；数据库-映射(database-mapping)10.1.1.255/32(网络前缀，然后是比特分配)239.0.0.1优先级1权重100。在示例中，10.1.1.255到239.0.0.1的映射被存储在每个结构边界节点210的内部数据库中。返回参考框420，在该替代实施例中，如果结构边界节点210未识别目的地地址，则结构边界节点210向内部数据库查询目的地地址并检索具有多播目的地的映射。在该替代实施例中，该方法省略了框430和435并进行到框440，如前所述。
返回参考框420，如果目的地地址被识别，则方法400进行到框425，其中结构边界节点210将分组转发到目的地地址。分组从结构边界节点210经由结构中间节点220转发到结构边缘节点230。结构边缘节点230将分组翻译成广播，该广播将分组分发到以接收分组为目标的端点设备240。
其他示例
图6描绘了根据某些示例的计算机器2000和模块2050。计算机器2000可以对应于本文呈现的各种计算机、服务器、移动设备、嵌入式系统或计算系统中的任一个。模块2050可以包括一个或多个硬件或软件元件，其被配置为促进计算机器2000执行本文呈现的各种方法和处理功能。计算机器2000可以包括各种内部或附加组件，例如处理器2010、系统总线2020、系统存储器2030、存储介质2040、输入/输出接口2060和用于与网络2080通信的网络接口2070。
计算机器2000可以被实现为常规计算机系统、嵌入式控制器、膝上型计算机、服务器、移动设备、智能电话、机顶盒、信息亭、路由器或其他网络节点、车辆信息系统、一个或多个处理器(与电视相关联的)、定制机器、任何其他硬件平台、或其任何组合或多种。计算机器2000可以是分布式系统，被配置为使用通过数据网络或总线系统互连的多个计算机器来运行。
处理器2010可以被配置为执行代码或指令以执行本文描述的操作和功能、管理请求流和地址映射、以及执行计算和生成命令。处理器2010可以被配置为监视和控制计算机器2000中的组件的操作。处理器2010可以是通用处理器、处理器核、多处理器、可重构处理器、微控制器、数字信号处理器(“DSP”)、专用集成电路(“ASIC”)、图形处理单元(“GPU”)、现场可编程门阵列(“FPGA”)、可编程逻辑器件(“PLD”)、控制器、状态机、门控逻辑、离散硬件组件、任何其他处理单元、或其任何组合或多种。处理器2010可以是单个处理单元、多个处理单元、单个处理核、多个处理核、专用处理核、协处理器或其任何组合。处理器2010连同计算机器2000的其他组件可以是在一个或多个其他计算机器内执行的虚拟化计算机器。
系统存储器2030可以包括非易失性存储器，例如，只读存储器(“ROM”)、可编程只读存储器(“PROM”)、可擦除可编程只读存储器(“EPROM”)、闪存、或能够在具有或没有施加电源的情况下存储程序指令或数据的任何其他设备。系统存储器2030还可以包括易失性存储器，例如，随机存取存储器(“RAM”)、静态随机存取存储器(“SRAM”)、动态随机存取存储器(“DRAM”)和同步动态随机存取存储器(“SDRAM”)。还可以使用其他类型的RAM来实施系统存储器2030。系统存储器2030可以使用单个存储器模块或多个存储器模块来实施。虽然系统存储器2030被描绘为计算机器2000的一部分，但本领域技术人员将认识到，系统存储器2030可以与计算机器2000分离，而不脱离本主题技术的范围。还应理解，系统存储器2030可以包括非易失性存储设备(例如，存储介质2040)或与其结合操作。
存储介质2040可以包括硬盘、软盘、光盘只读存储器(“CD-ROM”)、数字多功能光盘(“DVD”)、蓝光盘、磁带、闪存、其他非易失性存储设备、固态驱动器(“SSD”)、任何磁存储设备、任何光存储设备、任何电子存储设备、任何半导体存储设备、任何基于物理的存储设备、任何其他数据存储设备、或其任何组合或多种。存储介质2040可以存储一个或多个操作系统、应用程序和程序模块(例如模块2050)、数据或任何其他信息。存储介质2040可以是计算机器2000的一部分或连接到计算机器2000。存储介质2040还可以是与计算机器2000通信的一个或多个其他计算机器的一部分，例如，服务器、数据库服务器、云存储设备、网络附接存储设备等。
模块2050可以包括一个或多个硬件或软件元件，其被配置为促进计算机器2000执行本文呈现的各种方法和处理功能。模块2050可以包括被存储为与系统存储器2030、存储介质2040或两者相关联的软件或固件的一个或多个指令序列。因此，存储介质2040可以表示指令或代码可被存储在其上以供处理器2010执行的机器或计算机可读介质。机器或计算机可读介质通常可以指代用于向处理器2010提供指令的任何一种或多种介质。与模块2050相关联的这种机器或计算机可读介质可以包括计算机软件产品。应当理解，包括模块2050的计算机软件产品还可以与用于将模块2050经由网络2080、任何承载信号的介质或任何其他通信或传送技术传送到计算机器2000的一个或多个过程或方法相关联。模块2050还可以包括硬件电路或用于配置硬件电路的信息，例如，用于FPGA或其他PLD的微码或配置信息。
输入/输出(“I/O”)接口2060可以被配置为耦合到一个或多个外部设备以从该一个或多个外部设备接收数据并向该一个或多个外部设备发送数据。这种外部设备连同各种内部设备也可以称为外围设备。I/O接口2060可以包括用于将各种外围设备可操作地耦合到计算机器2000或处理器2010的电连接和物理连接两者。I/O接口2060可以被配置为在外围设备、计算机器2000或处理器2010之间传送数据、地址和控制信号。I/O接口2060可以配置为实施任何标准接口，例如，小型计算机系统接口(“SCSI”)、串行连接SCSI(“SAS”)、光纤通道、外围组件互连(“PCI”)、PCI快速(PCIe)、串行总线、并行总线、高级技术附接(“ATA”)、串行ATA(“SATA”)、通用串行总线(“USB”)、雷电接口、火线、各种视频总线等。I/O接口2060可以被配置为仅实施仅一个接口或总线技术。替代地，I/O接口2060可以被配置为实施多个接口或总线技术。I/O接口2060可以被配置为系统总线2020的一部分、全部、或与系统总线2020结合操作。I/O接口2060可以包括一个或多个缓冲器，用于缓冲一个或多个外部设备、内部设备、计算机器2000或处理器2010之间的传输。
I/O接口2060可以将计算机器2000耦合到各种输入设备，包括鼠标、触摸屏、扫描仪、电子数字化仪、传感器、接收器、触摸板、轨迹球、相机、麦克风、键盘、任何其他定位设备、或其任何组合。I/O接口2060可以将计算机器2000耦合到各种输出设备，包括视频显示器、扬声器、打印机、投影仪、触觉反馈设备、自动化控件、机器人组件、致动器、马达、风扇、螺线管、阀门、泵、发射器、信号发射器、灯等。
计算机器2000可以使用通过网络接口2070到网络2080上的一个或多个其他系统或计算机器的逻辑连接来在联网环境中操作。网络2080可以包括WAN、LAN、内联网、互联网、无线接入网、有线网、移动网络、电话网络、光网络或其组合。网络2080可以是任何拓扑的分组交换、电路交换，并且可以使用任何通信协议。网络2080内的通信链路可以涉及各种数字或模拟通信介质，例如，光纤电缆、自由空间光学器件、波导、电导体、无线链路、天线、射频通信等。
处理器2010可以通过系统总线2020连接到计算机器2000的其他元件或本文讨论的各种外围设备。应理解，系统总线2020可以在处理器2010之内、在处理器2010之外、或两者。处理器2010、计算机器2000的其他元件、或本文讨论的各种外围设备中的任一个可以集成到单个设备(例如，片上系统(“SOC”)、封装上系统(“SOP”)或ASIC设备)中。
总之，本技术实现了网络结构中的定向广播。为了实现定向广播，控制平面节点被配置为通过将定向广播地址映射到与网络结构相关联的子网地址来解析定向广播地址。结构边界节点接收定向广播、提取与定向广播相关联的目的地地址，并向控制平面节点发送请求以解析目的地地址。控制平面节点检索存储的映射并向结构边界节点生成映射回复，该映射回复具有包括网络结构子网地址的多播目的地。结构边界节点用包括多播目的地的头部封装定向广播，并将经封装的定向广播转发到结构边缘节点，结构边缘节点解封装定向广播并将数据集从定向广播传送到适当的端点设备。
示例可以包括体现本文描述和说明的功能的计算机程序，其中计算机程序在计算机系统中实施，该计算机系统包括存储在机器可读介质中的指令和执行指令的处理器。然而，显而易见的是，在计算机编程中可以有许多不同的方式来实施示例，并且示例不应被解释为限制于任何一组计算机程序指令。此外，熟练的程序员将能够编写这样的计算机程序以基于申请文本中的所附流程图和相关描述来实施多个所公开示例中的一个示例。因此，对于充分理解如何制作和使用示例来说，公开一组特定的程序代码指令被认为是不必要的。此外，本领域技术人员将理解，本文描述的示例的一个或多个方面可以由硬件、软件、或其组合来执行，如可以体现在一个或多个计算系统中。此外，对由计算机执行的动作的任何引用不应被解释为由单个计算机执行，因为多于一个计算机可以执行该动作。
本文描述的示例可以与执行本文描述的方法和处理功能的计算机硬件和软件一起使用。本文描述的系统、方法和过程可以体现在可编程计算机、计算机可执行软件或数字电路中。软件可以存储在计算机可读介质上。计算机可读介质可以包括软盘、RAM、ROM、硬盘、可移除介质、闪存、记忆棒、光学介质、磁光介质、CD-ROM等。数字电路可以包括集成电路、门阵列、构建块逻辑、现场可编程门阵列(“FPGA”)等。
在先前呈现的示例中描述的系统、方法和动作是说明性的，并且替代地，某些动作可以以不同的顺序执行、彼此并行执行、完全省略和/或在不同示例之间组合，和/或可以执行某些附加动作，而不背离各种示例的范围和精神。因此，这样的替代示例被包括在所附权利要求的范围内，这些权利要求被给予最广泛的解释以涵盖这样的替代示例。
尽管上面已经详细描述了具体示例，但是该描述仅仅是为了说明的目的。因此，应当理解，除非另有明确说明，否则上述许多方面并不旨在作为基本要素。除了上述之外，受益于本公开的本领域普通技术人员可以在不背离所附权利要求中限定的示例的精神和范围的情况下对示例的公开方面进行修改以及实施与示例的公开方面相对应的等效组件或动作，所附权利要求的范围被给予最广泛的解释以涵盖这样的修改和等效结构。

Claims (23)

1.一种方法，包括：
通过一个或多个计算设备执行以下操作：
从外部计算系统接收包括头部和数据集的分组；
从所述分组提取地址；
向进行映射的计算设备发送解析所述地址的请求；
从所述进行映射的计算设备接收经解析的地址；
利用所述经解析的地址封装所述分组；以及
将具有所述经解析的地址的所述经封装的分组发送到一个或多个分发计算设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分组是定向广播。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所提取的地址是互联网协议(IP)地址。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述经解析的地址包括多播目的地地址。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述进行映射的计算设备为控制平面节点。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，提取所述地址包括：
从所述头部确定网络地址和比特分配，所述网络地址包括针对四个网络地址八位字节中的每一者的网络地址值；
根据所述比特分配构造子网掩码，所述子网掩码包括针对四个子网掩码八位字节中的每一者的子网掩码值；
将针对所述四个网络地址八位字节中的每一者的每个网络地址值与相应的子网掩码八位字节的每个子网掩码值进行比较；
针对其中相应的子网掩码值不等于零的所述四个网络地址八位字节中的每一者，保留所述网络地址值；
针对其中相应的子网掩码值等于零的所述四个网络地址八位字节中的每一者，用以十进制记数的所述比特分配替换所述网络地址值；以及
利用每个保留的值或替换的值来构造所述地址。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，解析所述地址包括：
通过所述进行映射的计算设备执行以下操作：
接收解析所述地址的所述请求；
检索与所述地址相关联的映射；
生成具有目的地地址的映射回复；以及
将所述经解析的地址发送到所述一个或多个计算设备，所述经解析的地址包括具有所述目的地地址的所述映射回复。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述目的地地址包括多播目的地地址。
9.根据权利要求7或8所述的方法，还包括：
通过计算网络系统配置所述进行映射的计算系统以将所述地址映射到所述目的地地址；以及
通过所述进行映射的计算系统存储所述映射。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个计算设备为网络结构中的边界节点。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，包括：
通过所述一个或多个分发计算设备执行以下操作：
接收具有所述经解析的地址的所述经封装的分组；
解封装所述分组；以及
将所述数据集转发到与所述经解析的地址相关联的端点计算设备。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，包括：
在将解析所述地址的所述请求发送到所述进行映射的计算设备之前，确定所述一个或多个计算设备不能解析所述地址。
13.一种系统，包括：
存储设备；以及
处理器，通信地耦合到所述存储设备，其中所述处理器执行存储在所述存储设备中的应用代码指令以使所述系统执行以下操作：
从外部计算系统接收包括头部和数据集的分组；
从所述分组提取地址；
向进行映射的计算设备发送解析所述地址的请求；
从所述进行映射的计算设备接收经解析的地址；
利用所述经解析的地址封装所述分组；以及
将具有所述经解析的地址的所述经封装的分组发送到一个或多个分发计算设备。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述分组是定向广播。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所提取的地址是从所述定向广播提取的互联网协议(IP)地址。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的系统，其中，所述经解析的地址包括多播目的地地址。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的系统，其中，提取所述地址包括执行以下操作的应用代码指令：
从所述头部确定网络地址和比特分配，所述网络地址包括针对四个网络地址八位字节中的每一者的网络地址值；
根据所述比特分配构造子网掩码，所述子网掩码包括针对四个子网掩码八位字节中的每一者的子网掩码值；
将针对所述四个网络地址八位字节中的每一者的每个网络地址值与相应的子网掩码八位字节的每个子网掩码值进行比较；
针对其中相应的子网掩码值不等于零的所述四个网络地址八位字节中的每一者，保留所述网络地址值；
针对其中相应的子网掩码值等于零的所述四个网络地址八位字节中的每一者，用以十进制记数的所述比特分配替换所述网络地址值；以及
利用每个保留的值或替换的值来构造所述地址。
18.一种计算机程序产品，包括：
非暂时性计算机可读介质，其上体现有计算机可读程序指令，所述计算机可读程序指令在由计算机执行时，使得所述计算机执行以下操作：
从外部计算系统接收包括头部和数据集的分组；
从所述分组提取地址；
确定所述地址未被识别；
通过检索与所述地址相关联的映射来解析所述地址；
利用经解析的地址封装所述分组；以及
将具有所述经解析的地址的所述经封装的分组发送到一个或多个分发计算设备。
19.根据权利要求18所述的计算机程序产品，其中，所述分组是定向广播。
20.根据权利要求18或19所述的计算机程序产品，其中，所述经解析的地址包括多播目的地地址。
21.一种设备，包括：
用于从外部计算系统接收包括头部和数据集的分组的装置；
用于从所述分组提取地址的装置；
用于向进行映射的计算设备发送解析所述地址的请求的装置；
用于从所述进行映射的计算设备接收经解析的地址的装置；
用于利用所述经解析的地址封装所述分组的装置；以及
用于将具有所述经解析的地址的所述经封装的分组发送到一个或多个分发计算设备的装置。
22.根据权利要求21所述的设备，还包括用于实施根据权利要求2至12中任一项所述的方法的装置。
23.一种计算机程序、计算机程序产品或计算机可读介质，包括指令，所述指令在由计算机执行时，使得所述计算机执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法的步骤。
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