CN116192729A - 层次化ecmp的实现方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种层次化ECMP的实现方法和装置,其中,所述方法包括:报文在IPE端,根据Overlay网络的第一ECMP组表项,得到第一ECMP成员表项;当所述第一ECMP成员表项中的下层ECMP路径信息标识位为有效时,通过所述第一ECMP成员表项中的下层ECMP组ID,得到Underlay网络的第二ECMP组表项,从而得到Underlay网络的第二成员表项,进而获取报文的出口信息;否则,直接获取报文的出口信息;根据所述第一ECMP成员表项中的表项索引信息,通过在EPE端索引,得到完成Overlay层封装所需的相关信息。通过所述装置和方法,可以解决现有技术中表项资源浪费大,或者芯片内部带宽以及转发带宽消耗大的问题。

Description

层次化ECMP的实现方法和装置
技术领域
本发明涉及网络通信技术,特别是涉及一种层次化ECMP的实现方法和装置。
背景技术
在数据中心网络中,Vxlan、NVGRE等分层网络技术应用比较广泛,在这种分层网络中,实现等价多路径(Equal Cost Multi-path,ECMP)的方式基本上都是采用一级ECMP的实现方案,因此存在较大的局限性。
现有技术中,是将数据中心网络中的隧道技术网络Overlay和数据中心网络底层网络Underlay生成的等价多路径路由进行合并计算。ECMP方法将Overlay网络层计算得到的ECMP等价路由和Underlay网络层产生的ECMP等价路由进行合并。由于进行了合并,任何一层网络路由发生变化时,如ARP变化时,都需要刷新关联的表项,同时会导致ECMP成员表项变大,浪费表项资源。
对此,另一种实现思路是,通过将报文转发在Overlay网络层和Underlay网络层进行分离从而解决上述的问题。具体来说,是报文根据Inner IPDA生成ECMP信息进行选路后,在出口处理引擎(Egress Process Engine,EPE)对报文进行Overlay层报文封装后,再通过芯片内部环回到入口处理引擎(Ingress Process Engine,IPE),然后IPE再根据Overlay网络层的IPDA进行路由查找,从而得到Underlay网络的ECMP信息进行转发。该技术方案虽然能够实现报文的转发分离,但是由于使用了环回,所以会消耗芯片大量的内部带宽,也间接地消耗了芯片的转发带宽。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题是,如何解决现有ECMP路由实现方案中,表项资源浪费大,或者芯片内部带宽以及转发带宽消耗大的问题。
为了解决上述的技术问题,本发明实施例提供了一种层次化ECMP的实现方法,其中,包括:报文在IPE端,根据Overlay网络的第一ECMP组表项,得到第一ECMP成员表项;当所述第一ECMP成员表项中的下层ECMP路径信息标识位为有效时,通过所述第一ECMP成员表项中的下层ECMP组ID,得到Underlay网络的第二ECMP组表项,从而得到Underlay网络的第二成员表项,进而获取报文的出口信息;否则,直接获取报文的出口信息;根据所述第一ECMP成员表项中的表项索引信息,通过在EPE端索引,得到完成Overlay层封装所需的相关信息。
上述的层次化ECMP的实现方法中,所述第一ECMP组表项包含{mem_num,member_base};所述mem_num表示第一ECMP组中包含的成员数;所述member_base表示所述第一ECMP成员表项的起始索引;所述根据Overlay网络的第一ECMP组表项,得到第一ECMP成员表项包括:根据在IPE得到的hash值,通过hash值%mem_num+member_base索引得到所述第一ECMP成员表项。
上述的层次化ECMP的实现方法中,所述第二ECMP组表项包含{mem_num,member_base};所述mem_num表示第二ECMP组中包含的成员数;所述member_base表示所述第二ECMP成员表项的起始索引;所述得到Underlay网络的第二ECMP组表项,从而得到Underlay网络的第二成员表项,进而获取报文的出口信息包括:根据在IPE得到的hash值,通过hash值%mem_num+member_base索引得到Underlay网络的所述第二ECMP成员表项。
上述的层次化ECMP的实现方法中,所述根据所述第一ECMP成员表项中的表项索引信息,通过在EPE端索引,得到完成Overlay层封装所需的相关信息包括:报文根据所述表项索引信息,索引得到DsNexthop表;根据所述DsNexthop表中的DsL2Edit以及DsOverlayEdit信息,编辑Vxlan报文所需的Innner Ethernet Header,VxlanHeader,Outer IP/UDPHeader信息。
上述的层次化ECMP的实现方法中,所述根据所述第一ECMP成员表项中的表项索引信息,通过在EPE端索引,得到完成Overlay层封装所需的相关信息包括:通过在IPE端产生的hash值%mem_num+member_base,索引得到所述第二ECMP成员表的信息;所述第二ECMP组表项包含{mem_num,member_base};所述mem_num表示第二ECMP组中包含的成员数;所述member_base表示所述第二ECMP成员表项的起始索引;根据所述第二ECMP成员表中的UnderlayEditPtr索引DsUnderlayEdit表项,从而通过Underlay网络的编辑信息,编辑Vxlan报文的OuterEthernet Header信息。
为了解决上述的技术问题,本发明实施例提供了一种层次化ECMP的实现装置,其中,包括:IPE端处理单元,用于报文在IPE端,根据Overlay网络的第一ECMP组表项,得到第一ECMP成员表项;当所述第一ECMP成员表项中的下层ECMP路径信息标识位为有效时,通过所述第一ECMP成员表项中的下层ECMP组ID,得到Underlay网络的第二ECMP组表项,从而得到Underlay网络的第二成员表项,进而获取报文的出口信息;否则,直接获取报文的出口信息;EPE端处理单元,用于根据所述第一ECMP成员表项中的表项索引信息,通过在EPE端索引,得到完成Overlay层封装所需的相关信息。
上述的层次化ECMP的实现装置中,所述第一ECMP组表项包含{mem_num,member_base};所述mem_num表示第一ECMP组中包含的成员数;所述member_base表示所述第一ECMP成员表项的起始索引;所述IPE端处理单元根据在IPE得到的hash值,通过hash值%mem_num+member_base索引得到所述第一ECMP成员表项。
上述的层次化ECMP的实现装置中,所述第二ECMP组表项包含{mem_num,member_base};所述mem_num表示第二ECMP组中包含的成员数;所述member_base表示所述第二ECMP成员表项的起始索引;所述IPE端处理单元根据根据在IPE得到的hash值,通过hash值%mem_num+member_base索引得到Underlay网络的所述第二ECMP成员表项。
上述的层次化ECMP的实现装置中,所述EPE端处理单元用于根据所述表项索引信息,索引得到DsNexthop表;以及,根据所述DsNexthop表中的DsL2Edit以及DsOverlayEdit信息,编辑Vxlan报文所需的Innner Ethernet Header,VxlanHeader,Outer IP/UDPHeader信息。
上述的层次化ECMP的实现装置中,所述EPE端处理单元用于通过在IPE端产生的hash值%mem_num+member_base,索引得到所述第二ECMP成员表的信息;所述第二ECMP组表项包含{mem_num,member_base};所述mem_num表示第二ECMP组中包含的成员数;所述member_base表示所述第二ECMP成员表项的起始索引;以及,根据所述第二ECMP成员表中的UnderlayEditPtr索引DsUnderlayEdit表项,从而通过Underlay网络的编辑信息,编辑Vxlan报文的OuterEthernet Header信息。
本发明针对现有现有ECMP路由实现方案中,表项资源浪费大,或者芯片内部带宽以及转发带宽消耗大的问题,通过Overlay网络层和Underlay网络层的转发分离,在各自的网络层分别维护ECMP表信息,当任何一层ECMP路由成员发生变化时,只需要更新本层的ECMP成员信息即可,不需要进行刷表。通过采用层次化ECMP后可大量节约表项资源和节省转发带宽,并且由于不是采用环回的方式实现转发分离,因此也不存在芯片内部带宽以及转发带宽消耗大的问题。
附图说明
图1是本发明实施例一种层次化ECMP的实现方法的实现逻辑示意图;
图2是本发明实施例一种层次化ECMP的实现方法所应用的Vxlan报文的格式示意图。
具体实施方式
现有技术的ECMP实现方法,是将数据中心网络中的隧道技术网络Overlay和数据中心网络底层网络Underlay生成的等价多路径路由进行合并计算。ECMP方法将Overlay网络层计算得到的ECMP等价路由和Underlay网络层产生的ECMP等价路由进行合并。由于进行了合并,任何一层网络路由发生变化时,如ARP变化时,都需要刷新关联的表项,同时会导致ECMP成员表项变大,浪费表项资源。另一种实现思路是,通过将报文转发在Overlay网络层和Underlay网络层进行分离从而解决上述的问题。具体来说,是报文根据Inner IPDA生成ECMP信息进行选路后,在出口处理引擎(Egress Process Engine,EPE)对报文进行Overlay层报文封装后,再通过芯片内部环回到入口处理引擎(Ingress Process Engine,IPE),然后IPE再根据Overlay网络层的IPDA进行路由查找,从而得到Underlay网络的ECMP信息进行转发。该技术方案虽然能够实现报文的转发分离,但是由于使用了环回,所以会消耗芯片大量的内部带宽,也间接地消耗了芯片的转发带宽。
本发明实施例公开了一种层次化ECMP的实现方法,针对现有技术中,ECMP路由实现方案中,表项资源浪费大,或者芯片内部带宽以及转发带宽消耗大的问题,通过Overlay网络层和Underlay网络层的转发分离,在各自的网络层分别维护ECMP表信息,当任何一层ECMP路由成员发生变化时,只需要更新本层的ECMP成员信息即可,不需要进行刷表。通过采用层次化ECMP后可大量节约表项资源和节省转发带宽,并且由于不是采用环回的方式实现转发分离,因此也不存在芯片内部带宽以及转发带宽消耗大的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本实施例的一种应用于芯片的层次化ECMP的实现方法。本实施例中所指芯片不仅局限于现在被广泛应用的ASIC芯片,还包括其他芯片,如FPGA或NP等。同时本实施例的层次化ECMP的实现方法可广泛应用于隧道相关的网络,如Vlxan,NVGRE,IP Tunnel等。为了说明方便起见,本实施例以Vlxan进行说明。
本发明实施例的一种层次化ECMP的实现方法包括:
步骤S101,报文在IPE端,根据Overlay网络的ECMP组表项,得到Overlay网络的ECMP成员表项;
如图1所示,报文进入入口处理引擎(Ingress Process Engine即IPE),并通过Inner IPDA查询,得到Overlay网络层的ECMP组GroupId=1。通过该GroupId,可得到对应的Overlay网络的ECMP组表项DsEcmpGroup表。DsEcmpGroup表中,包含了几个重要信息{mem_num,member_base},其中mem_num表示在一个Ecmp组中包含的成员数;member_base表示对应的成员表DsEcmpMember的起始索引。
报文根据在IPE得到的hash值,通过将hash值%mem_num+member_base,可索引得到Overlay网络的ECMP成员表项DsEcmpMember表的信息。
步骤S102,根据下层ECMP路径信息标识位是否有效,获得Underlay网络的成员表项,或者直接获取报文的出口信息;
通过步骤S101得到的Overlay网络成员表DsEcmpMember中,包括了字段:{ecmp_en,groupId/port,nexthopPtr,underlayEditPtr}。其中:
(1)ecmp_en表示是否存在下层ECMP路径信息;
(2)groupId/port,表示下一层Underlay网络ECMP信息或出口信息,当ecmp_en=1表示下层groupId,否则表示报文出口信息;
(3)nexthopPtr表示报文从IPE传到EPE编辑报文的表项索引;
(4)underlayEditPtr在EPE时索引underlay网络的编辑信息(即Underlay网络的ARP信息)。
如图1所示,本实施例中,通过得到上述的ecmp_en的值为1,即所述第一ECMP成员表项中的下层ECMP路径信息标识位为有效,可判定groupId/port字段的值,即为下层Underlay网络的ECMP的GroupId,进而可根据GroupId,继续索引下一层Underlay网络层ECMP组信息。
与步骤S101中类似的,获取Underlay网络的ECMP组表项DsEcmpGroup后,进一步的,根据DsEcmpGroup中的{mem_num,member_base},以及报文在IPE得到的hash值,通过将hash值%mem_num+member_base,可索引得到Underlay网络的ECMP成员表项DsEcmpMember表的信息。此时DsEcmpMember表中的groupId/port字段表示的是报文的出口信息。
如果Overlay网络ECMP成员表项中的ecmp_en的值为0,即所述第一ECMP成员表项中的下层ECMP路径信息标识位无效,说明不存在下层ECMP路径信息,因此可判定groupId/port字段的值即报文的出口信息,直接获取报文的出口信息。
步骤S103,根据所述第一ECMP成员表项中的表项索引信息,通过在EPE端索引,得到完成Overlay层封装所需的相关信息。
如图1所示,报文根据在Overlay网络的DsEcmpMember得到在EPE编辑报文的所述表项索引信息nexthopPtr,从而在出口处理引擎(Egress Process Engine,EPE)端索引得到DsNexthop表。
所述DsNexthop表中,包括字段{ecmp_en,groupId/underlayEditPtr,OverlayEditPtr,L2ditPtr}:
(1)ecmp_en表示是否存在下层ECMP路径信息;
(2)groupId/underlayEditPtr,表示Underlay网络ECMP信息或underlay网络编辑信息,当ecmp_en=1表示下层groupId,否则表示编辑underlay网络的索引信息;
(3)OverlayEditPtr表示编辑Overlay网络的索引信息;
(4)L2ditPtr表示内层报文Inner Ethernet Header信息。
报文根据所述DsNexthop表中的DsL2Edit以及DsOverlayEdit信息,编辑Vxlan报文所需的Innner Ethernet Header,VxlanHeader,Outer IP/UDP Header信息。
同时与步骤S101和步骤S102中的做法类似,根据DsNexthop表中ecmp_en等于1和groupId=100,在EPE端,继续索引的下一层Underlay网络层ECMP组DsEcmpGroup信息,并通过IPE产生的hash值%mem_num+member_base索引得到下一层Underlay网络层ECMP成员表DsEcmpMember的信息。而DsEcmpMember中包括了用于在EPE时,索引Underlay网络的编辑信息(即Underlay网络的ARP信息)的underlayEditPtr字段,因此根据该字段,可索引DsUnderlayEdit表编辑Vxlan报文的OuterEthernet Header信息。最终完成Overlay层封装所需的相关信息,形成如图2所示的Vxlan报文格式。
本实施例通过一种层次化ECMP的实现方法以及表项串联关系,实现了Overlay网络层和Underlay网络层的转发分离,该方法不仅不消耗ECMP的表项空间,也不需要在UnderLay网络层的ARP更新去刷新表项,同时也不多消耗芯片的转发带宽。
与本发明实施例的一种层次化ECMP的实现方法相对的,本发明还提出了一种层次化ECMP的实现装置,包括:
IPE端处理单元,用于报文在IPE端,根据Overlay网络的第一ECMP组表项,得到第一ECMP成员表项;当所述第一ECMP成员表项中的下层ECMP路径信息标识位为有效时,通过所述第一ECMP成员表项中的下层ECMP组ID,得到Underlay网络的第二ECMP组表项,从而得到Underlay网络的第二成员表项,进而获取报文的出口信息;否则,直接获取报文的出口信息;EPE端处理单元,用于根据所述第一ECMP成员表项中的表项索引信息,通过在EPE端索引,得到完成Overlay层封装所需的相关信息。
在具体实施中,所述第一ECMP组表项包含{mem_num,member_base};所述mem_num表示第一ECMP组中包含的成员数;所述member_base表示所述第一ECMP成员表项的起始索引;所述IPE端处理单元根据在IPE得到的hash值,通过hash值%mem_num+member_base索引得到所述第一ECMP成员表项。
在具体实施中,所述第二ECMP组表项包含{mem_num,member_base};所述mem_num表示第二ECMP组中包含的成员数;所述member_base表示所述第二ECMP成员表项的起始索引;所述IPE端处理单元根据根据在IPE得到的hash值,通过hash值%mem_num+member_base索引得到Underlay网络的所述第二ECMP成员表项。
在具体实施中,所述EPE端处理单元用于根据所述表项索引信息,索引得到DsNexthop表;以及,根据所述DsNexthop表中的DsL2Edit以及DsOverlayEdit信息,编辑Vxlan报文所需的Innner Ethernet Header,VxlanHeader,Outer IP/UDP Header信息。
在具体实施中,所述EPE端处理单元用于通过在IPE端产生的hash值%mem_num+member_base,索引得到所述第二ECMP成员表的信息;所述第二ECMP组表项包含{mem_num,member_base};所述mem_num表示第二ECMP组中包含的成员数;所述member_base表示所述第二ECMP成员表项的起始索引;以及,根据所述第二ECMP成员表中的UnderlayEditPtr索引DsUnderlayEdit表项,从而通过Underlay网络的编辑信息,编辑Vxlan报文的OuterEthernet Header信息。
本领域技术人员可以理解的是,本实施例的一种层次化ECMP的实现装置与前述的一种层次化ECMP的实现方法为基于同一发明构思,因此关于相关实施例的内容可以参照前文相应内容处,此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种层次化ECMP的实现方法,其特征在于,包括:
报文在IPE端,根据Overlay网络的第一ECMP组表项,得到第一ECMP成员表项;
当所述第一ECMP成员表项中的下层ECMP路径信息标识位为有效时,通过所述第一ECMP成员表项中的下层ECMP组ID,得到Underlay网络的第二ECMP组表项,从而得到Underlay网络的第二成员表项,进而获取报文的出口信息;否则,直接获取报文的出口信息;
根据所述第一ECMP成员表项中的表项索引信息,通过在EPE端索引,得到完成Overlay层封装所需的相关信息。
2.如权利要求1所述的层次化ECMP的实现方法,其特征在于,
所述第一ECMP组表项包含{mem_num,member_base};所述mem_num表示第一ECMP组中包含的成员数;所述member_base表示所述第一ECMP成员表项的起始索引;
所述根据Overlay网络的第一ECMP组表项,得到第一ECMP成员表项包括:根据在IPE得到的hash值,通过hash值%mem_num+member_base索引得到所述第一ECMP成员表项。
3.如权利要求1所述的层次化ECMP的实现方法,其特征在于,
所述第二ECMP组表项包含{mem_num,member_base};所述mem_num表示第二ECMP组中包含的成员数;所述member_base表示所述第二ECMP成员表项的起始索引;
所述得到Underlay网络的第二ECMP组表项,从而得到Underlay网络的第二成员表项,进而获取报文的出口信息包括:
根据在IPE得到的hash值,通过hash值%mem_num+member_base索引得到Underlay网络的所述第二ECMP成员表项。
4.如权利要求1所述的层次化ECMP的实现方法,其特征在于,所述根据所述第一ECMP成员表项中的表项索引信息,通过在EPE端索引,得到完成Overlay层封装所需的相关信息包括:
报文根据所述表项索引信息,索引得到DsNexthop表;
根据所述DsNexthop表中的DsL2Edit以及DsOverlayEdit信息,编辑Vxlan报文所需的Innner Ethernet Header,VxlanHeader,Outer IP/UDP Header信息。
5.如权利要求1所述的层次化ECMP的实现方法,其特征在于,所述根据所述第一ECMP成员表项中的表项索引信息,通过在EPE端索引,得到完成Overlay层封装所需的相关信息包括:
通过在IPE端产生的hash值%mem_num+member_base,索引得到所述第二ECMP成员表的信息;所述第二ECMP组表项包含{mem_num,member_base};所述mem_num表示第二ECMP组中包含的成员数;所述member_base表示所述第二ECMP成员表项的起始索引;
根据所述第二ECMP成员表中的UnderlayEditPtr索引DsUnderlayEdit表项,从而通过Underlay网络的编辑信息,编辑Vxlan报文的OuterEthernet Header信息。
6.一种层次化ECMP的实现装置,其特征在于,包括:
IPE端处理单元,用于报文在IPE端,根据Overlay网络的第一ECMP组表项,得到第一ECMP成员表项;
当所述第一ECMP成员表项中的下层ECMP路径信息标识位为有效时,通过所述第一ECMP成员表项中的下层ECMP组ID,得到Underlay网络的第二ECMP组表项,从而得到Underlay网络的第二成员表项,进而获取报文的出口信息;否则,直接获取报文的出口信息;
EPE端处理单元,用于根据所述第一ECMP成员表项中的表项索引信息,通过在EPE端索引,得到完成Overlay层封装所需的相关信息。
7.如权利要求6所述的层次化ECMP的实现装置,其特征在于,
所述第一ECMP组表项包含{mem_num,member_base};所述mem_num表示第一ECMP组中包含的成员数;所述member_base表示所述第一ECMP成员表项的起始索引;
所述IPE端处理单元根据在IPE得到的hash值,通过hash值%mem_num+member_base索引得到所述第一ECMP成员表项。
8.如权利要求6所述的层次化ECMP的实现装置,其特征在于,
所述第二ECMP组表项包含{mem_num,member_base};所述mem_num表示第二ECMP组中包含的成员数;所述member_base表示所述第二ECMP成员表项的起始索引;
所述IPE端处理单元根据根据在IPE得到的hash值,通过hash值%mem_num+member_base索引得到Underlay网络的所述第二ECMP成员表项。
9.如权利要求6所述的层次化ECMP的实现装置,其特征在于,所述EPE端处理单元用于根据所述表项索引信息,索引得到DsNexthop表;以及,
根据所述DsNexthop表中的DsL2Edit以及DsOverlayEdit信息,编辑Vxlan报文所需的Innner Ethernet Header,VxlanHeader,Outer IP/UDP Header信息。
10.如权利要求6所述的层次化ECMP的实现装置,其特征在于,所述EPE端处理单元用于通过在IPE端产生的hash值%mem_num+member_base,索引得到所述第二ECMP成员表的信息;所述第二ECMP组表项包含{mem_num,member_base};所述mem_num表示第二ECMP组中包含的成员数;所述member_base表示所述第二ECMP成员表项的起始索引;以及,
根据所述第二ECMP成员表中的UnderlayEditPtr索引DsUnderlayEdit表项,从而通过Underlay网络的编辑信息,编辑Vxlan报文的OuterEthernet Header信息。
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