JP2007501563A - 適応フローベースのルーティングを使用する多段データ・ネットワークにおいて動的容量および高可用性を達成するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図5
Description
a.仮想接続グリッド
b.サービスとシステム・ノード
c.フロー・ルーティング・フレームワーク
d.システム・マネジメント・フレームワーク
しかしながらここで想起する必要があるが、これらのコンポーネントは例示のみとしてここに与えられている。言い換えると、これらのシステム・コンポーネントについて現時点で好ましい種々の具体例が、本発明の中に織り込まれているコンセプトを読者に習熟させるために述べられている。これらの記述は、本発明の方法と特徴を採用する多段ネットワークのすべての可能な例という意味において包括的ではなく、そのように考えるべきでもない。その逆に、ここに記述され、示されている説明は、本発明を作り、使用する方法ならびにプロセスの完全、明瞭、簡潔な説明を提供するものとして見るべきであり、本件発明者らが当該発明者らの発明とすると特に指摘し、かつ明瞭に主張していると見られるべきは、これに付随する特許請求の範囲である。
i.INODEは、イングレス/エグレス・ノード(ingress/egress node)である。
ii.ANODEは、アプリケーション・ノードである。
iii.MNODEは、マネジメント・ノードである。
iv.FNODEは、フロー・マネジメント・ノード(たとえば、後述するようにフロー・マネジメント機能を実行するように構成された専用ノード、INODE、またはANODE)である。
v.「フロー」は、アプリケーション・コンテキスト(たとえば、トランザクション、アプリケーション・セッション等)内の2つのエンティティ(たとえば、クライアントとサーバ)の間において交換されるパケット列である。
vi.「フロー・マネジメント・モジュール」は、外部ネットワークに接続されたすべてのFNODE内に常駐する。
vii.「フロー分類」は、パケットの多重ストリーム内において個別のフローが識別されるプロセスである。
viii.「フロー・パス」は、アプリケーション・クラスタ(または仮想ネットワーク)に関してネットワーク・エンティティがパケットを処理するシーケンスを定義する。
ix.「フロー・ルート」は、アプリケーション・クラスタ(または仮想ネットワーク)内の特定のノードに関してネットワーク・エンティティがパケットを処理するシーケンスを定義する。
x.「フロー・パス割り当て」は、静的または動的評価基準を基礎として特定パスにフローが向けられるプロセスである。
xi.「フロー複製」は、フローの正確な複製(クローン)が作られ、その複製フロー用に明瞭なフロー・パスが作られるプロセスである。
xii.「フロー分配」は、ノードが、特定のフローの全パケットが転送される次のホップ・ノードを、たとえば機能的等価ノードのリストから選択するプロセスである。次のホップ・ノードの選択は、集中化または分散が許される。
xiii.「適応ルーティング」は、次のホップの決定が動的に変化するメトリクス、たとえばノードのリソース利用等を基礎とするフロー・ルーティングの種類である。
xiv.「静的ルーティング」は、次のホップの決定がパケット・パラメータ、たとえばフローのIDとパケットの種類等を基礎とするフロー・ルーティングの種類である。
xv.「集中化された次のホップの選択」は、フロー・マネジメント・モジュールが、たとえばフローのための入口ポイントとして作用するINODE内で、そのフローのためのエンド−ツー−エンド・ルートをセットアップするプロセスである。
xvi.「分散された次のホップの選択」は、各ノードが、次のホップとして使用するノードのローカルな決定を行うプロセスである。
xvii.「クラスタID」は、MNODEによってANODE、FNODE、INODEの各クラスタに割り当てられる一意的な番号である。
xviii.「ノードID」は、MNODEによってクラスタの各ノードに割り当てられる番号である。この番号は、そのクラスタ内において一意的である。いったん割り当てられると、このノードIDは、そのノードがそのクラスタの外に出されるまで変更されない。
xix.「トポロジ」は、システム内のすべてのクラスタ、それらのクラスタ内の現在アクティブの全ノード、クラスタ間の相互接続のセットである。「トポロジ」は、ノードが故障したときに変化し、またノードのリスタート時に再び変化する。「トポロジ」は、管理者がフロー・パスを修正し、あるいはそれに対する追加もしくは削除を行うことによっても変化する。
xx.「トポロジID」は、MNODEによってシステムのトポロジに割り当てられた番号である。
ここで述べている接続グリッドと結果として得られるフロー分配技法について理解するためには、本発明のゴールの1つが複数のネットワーク・ノード間における管理されたトラフィック・フローのためのフレームワークを作ることであるとの理解が一助となる。言い換えると、過去に行われているように特化されたネットワーク装置とそれらの間のハードワイヤリング相互接続の冗長セットを組み立てること、あるいはデータ・トラフィック・ルータもしくはディスパッチャを多段ネットワークの各段の始まりと終わりに挿入することに代えて、本発明は、柔軟なオーバーレイをネットワーク・ノードのトップに作成することを求めており、当該オーバーレイは、異なるフローのニーズと、現在のネットワーク状態に従った動的フロー・パス割り当てやルーティングを考慮している。したがって、仮想接続グリッドは、1または複数の物理的なローカル・エリア・ネットワーク(LAN)スイッチ(たとえば、Ethernetスイッチ)の直上にソフトウエア的に構成される論理的なアブストラクションである。
a.外部リンク。外部リンクは、1または複数のノード14とスイッチ20上の外部ポート(たとえば、ユーザによって指定される)の間のリンクと考えることができる。外部ポートは、VLANタグ付きまたはタグなしモードで動作することができる。外部インターフェースがタグ付きでない場合には、それが接続されるスイッチ20上のポートが、そのインターフェースに割り当てられた一意的なVLANを伴って構成される。それ以外であれば、ポートがタグ付きモードで動作し、VLANを通過させる。したがって、複数の外部リンク(すなわちサブネット)が単一の外部ポートにわたってサポートされることになる場合には、VLANタグ付きモードが必要である。
b.仮想ケーブル。仮想ケーブルは、2つのノード14の間もしくはノードのクラスタの間、またはノードとノードのクラスタの間におけるポイント−ツー−ポイント・リンクである。ノード・クラスタについては詳細を後述する。
c.仮想スイッチ。前述したとおり仮想スイッチ12は、すべてのメンバに対するマルチキャスト/ブロードキャスト配信、周期的フラッド、ユニキャスト分離を含めて、仮想リンクのすべてのメンバ・ノードの間における従来的なスイッチ付きEthernet接続を提供する。
d.仮想ハブ。仮想ハブは、すべてのメンバ・ノード14の間にハブ類似の接続を提供する。仮想ハブの1または複数のメンバ・ノードは、「仮想混交モード」で動作するように構成可能であり、これらのノードが、その仮想ハブ上のほかのすべてのノードによって送信されたすべてのパケットを受信することを可能にする。従来のEthernetスイッチは、そのスイッチの1または複数のポート上に構成されるVLANの恣意的なセットについて、その種のユニキャスト・トラフィックの「スヌーピング」を提供しない。非混交モードのノードの場合には、ノードのメディア・アドレス・コントローラ(MAC)アドレスに整合しないユニキャスト・パケットが無視される。その種の仮想ハブの使用は、以下に説明するノードのクラスタリングを考慮している。
a.指定のノード間における「マルチポイント−ツー−マルチポイント」(または完全メッシュ)接続。図2Aに示されているが、この種類の接続は、マルチキャスト/ブロードキャスト、周期的フラッド、ユニキャスト分離を含めて、仮想リンクのすべてのメンバ・ノードの間に標準的なスイッチ付きEthernet接続を提供する。マルチポイント−ツー−マルチポイント接続は、コントロール・パスのために使用されることがある。
b.指定ルート・ノードと1または複数のリーフ・ノード(リーフ−ツー−リーフ接続は妨げられる)の間における「ポイント−ツー−マルチポイント」(またはスター)接続。図2Bに示されているが、ポイント−ツー−マルチポイント仮想リンクは、指定ルート・ノードとそのリンクに割り当てられている残りのノード(リーフ・ノードになる)の間におけるフローの交換を可能にする。この種類の仮想リンクは、リーフ・ノードがほかのリーフ・ノードからのブロードキャストまたはマルチキャスト・パケットのフラッドに遭遇しないという点において標準的なVLANとは異なる。「仮想ハブ」機能は、ポイント−ツー−マルチポイント仮想リンクのオプション・モードである。仮想ハブ・モードにおいては、宛先MACアドレスがユニキャスト、マルチキャスト、またはブロードキャストであるか否かによらず、ルート・ノードからのすべてのパケットがリーフ・ノードに対して複製される。これは、1または複数のリーフ・ノードが、クラスタ内のほかのリーフ・ノードによって処理されているフローの「シャドウ」処理もしくはモニタリングを(たとえば、バックアップ能力を提供するために)行う能力を提供する。トランスペアレントなクラスタリングは、この機能を利用する。
c.3つのノード間における「ポイント−ツー−デュアルポイント」(または弾性リンク)接続。この場合、1つのノードがルート・ノードとして指定され、第2のノードがプライマリ・ノードとして指定され、第3のノードがスタンバイ・ノードとして指定される。すべてのノードが動作可能である場合、ルートとプライマリ・ノードの間において接続がイネーブルされる。プライマリ・ノードが故障すると、ルートとスタンバイ・ノードの間における接続がイネーブルされる。図2Cを参照するとわかるが、この種類の仮想リンクは、プライマリ・ノードが故障した場合のスタンバイ・ノードへの自動切り替えを提供する。
d.「クラスタ化リンク」。クラスタ化リンク(図2D参照)は、ルート・ノードから下流ノードのクラスタに対する単方向フローをサポートする。ルート・ノードから送信されたすべてのパケットは、クラスタ内のすべてのノードに対して複製される。ルートから送信されたユニキャスト・パケットがあれば、すべてのクラスタ・ノードに対してブロードキャストされる。受信ノード内のパケットのイングレス処理が、宛先フィールド内にあるそのノードの固有MACアドレスを置換する(このテクニックは、パケット内に、そのアドレスがイングレス上において置換される必要があることを示すユニキャスト・インジケータが埋め込まれていることを必要とする);マルチキャストとブロードキャスト・パケットは変更されない。
e.「クラスタ接続」。図2Eに示されているように、クラスタと隣接するノードの間の接続は、クラスタ化された仮想リンクを使用する。
f.複製リンクも使用することができる。図2Fに示されているが、複製リンクは、任意の実在する一方向リンク上に「タップ」を配置する能力を提供する。複製リンク上においてユニキャスト・パケットを受信するノードは、宛先MACアドレスフィールド内にそれ自身のMACアドレスを見つけることになる(クラスタ化ノードに類似)。
図3を参照すると、各ノード14が概して以下を含む。
a.ハードウエア・プラットフォーム24(たとえば、サーバまたはワークステーション等の汎用コンピュータ、あるいは特化されたハードウエアを伴う専用コンピュータのいずれか);
b.仮想接続グリッドが実装されるハードウエアを構成する1または複数のLANスイッチへの接続に使用される1または複数のLAN(たとえばEthernet)インターフェース(物理ポート18と関連ドライバ26からなる);
c.オペレーティング・システム28(たとえば、Windows(登録商標)、SolarisTM、Linux等の汎用コンピュータ・オペレーティング・システム、または特化された機能を伴う専用オペレーティング・システム);
d.ノード14を仮想接続グリッドに接続する1または複数の仮想インターフェースを生成するドライバ(1または複数)30a、30b、30c等;
e.ノード14から多段ネットワーク内の次段の別のノードへのトラフィック・フローのルーティング、すなわち負荷共有、パフォーマンス、容量、可用性、トラフィック分類等に関係する種々の静的、動的ポリシーを基礎として適応的になされるルーティングを実行する特化されたソフトウエア(たとえば、フロー・ルーティング・モジュール32);
f.「イングレス」/「エグレス」、「アプリケーション]、および/または「マネジメント」ノードによって要求される特化された機能を配信するアプリケーション・ソフトウエア34;
g.ノード14に向けられたコマンドとコントロール・メッセージを受信し、それに作用を及ぼすマネジメント・エージェント(たとえば、ノード・マネジメント・モジュール36)。
a.3つのINODE(冗長構成)。INODE IA−1とIC−1は、それぞれ1つの外部ネットワークに接続しており、INODE IB−1は、2つの外部ネットワークに接続している。
b.3つのアプリケーション・クラスタAA、AB、AC。アプリケーション・クラスタAAは2つのANODE(AA−1、AA−2)を有し、アプリケーション・クラスタABは3つのANODE(AB−1、AB−2、AB−3)を有し、アプリケーション・クラスタACは3つのANODE(AC−1、AC−2、AC−3)を有している。これらのクラスタのすべてのノードは、同一のアプリケーション機能を実行する。
c.2つのMNODE(MA−1、MB−1)。
d.仮想接続グリッド内側の5つの仮想ネットワーク(VN−1、VN−2、VN−3、VN−4、VN−5)。
e.各外部ネットワークがINODEを介して仮想接続グリッドに接続している4つの外部ネットワーク(EN−1、EN−2、EN−3、EN−4)。EN−1はIA−1を介し、EN−2およびEN−3はIB−1を介し、EN−4はIC−1を介してそれぞれ接続している。
フローは、アプリケーション・コンテキスト内における2つのエンティティ間で交換される一連のパケットであり、いくつかの関連接続から構成することができる。これらのエンティティは、通常、クライアントとサーバ、2つのピア・アプリケーション、あるいはセンダと1または複数のレシーバである。アプリケーション・コンテキストは、単純なトランザクション(単一の要求と応答シーケンスからなる)、アプリケーション・セッション(1または複数の単純なトランザクションからなる)、または多重化されたパケットのストリームからフローのパケットの特定シーケンスの選出を助ける任意の評価基準とすることができる。多段ネットワークのいずれのノードが特定フローのパケットを処理することになるかを決定するプロセスは、「フロー・マネジメント」と「フロー・ルーティング」の両方に関係する。したがって、仮想接続グリッドのフロー・ルーティング・フレームワークは、フロー・マネジメント・モジュールとフロー・ルーティング・モジュールを含む。
a.新しいフローの開始、現在のフローの終了、非アクティブのフローの検出;
b.システム・オペレータによって設定された評価基準またはポリシーに基づいたフローの分類;
c.システム・オペレータによって設定された評価基準またはポリシーに基づいた各フローに対するフロー・パスの割り当て;
d.フローとそれぞれに対するパス割り当てのテーブルの維持;
e.ルーティングのスループット、待ち時間、利用、効率といったエンド−ツー−エンドのフロー固有の統計の収集;
f.エンド−ツー−エンドのフロー関連の統計の収集と集計のためのインターフェースの提供;
g.仮想接続グリッドを出るパケットの転送を決定するための、外部ネットワーク内のルータとそのほかのネットワーク・デバイスとのインタラクション。
i.ID−1−>AD−1−>AF−1−>IE−1(フロー・ルート56);
ii.ID−1−>AD−2−>AF−2−>IE−1(フロー・ルート57);
iii.ID−1−>AD−2−>AE−2−>IF−1(フロー・ルート58);
iv.ID−1−>AD−3−>AE−1−>IF−1(フロー・ルート59)。
a.新しいフローの開始、現存するフローの終了の検出、さらには非アクティブ・フローの識別;
b.新しいフローの順方向振り向けのための次のホップ・ノードの選択(次のホップ・ノードの選択に使用可能な方法はいくつか存在する:ラウンド・ロビン、重み付きラウンド・ロビン、アクティブ・フローの数を基礎とするアルゴリズム、利用可能な次のホップ・ノードからのリアルタイム・フィードバックを基礎とするアルゴリズム等);
c.ノードによって管理されるすべてのアクティブ・フローについてのルーティング・テーブルの維持:
i.それぞれの新しいフローのためのエントリを、発信元と宛先のIPアドレス、発信元と宛先のポート番号、プロトコル識別子(5タプル)の一意的なセットによって定義されるとおりに作成する;
ii.フローが受信されたノードのMACアドレスをストアする(これは、フローの逆方向におけるパケットの転送に必要となる);
iii.フローの複製が指定されたノードのMACアドレスをストアする;
iv.フローが終了したとき、またはタイムアウトが生じて非アクティブ・フローが示されたときにエントリを削除する;
d.下流および同胞ノードに対するフローの作成と削除の通知の転送;
e.次のホップ・ノードに対するパケットの転送;
f.複製のためにフローが選択された場合における、1または複数の追加の指定ノードに対するパケットの転送;
g.スループット、待ち時間、パケット数、バイト数等に関するフロー固有の統計と集計済み統計の維持;
h.同胞ノードを含めた近隣ノードへのステータス情報の転送;
i.ノード発見への参加;
j.同胞ノードを含めた近隣ノードからのステータス情報の受信と処理;
k.フロー固有とノードの統計の収集と集計のためのコール・バック・インターフェースの提供;
l.ノードの障害とノードの輻輳を回るフローの再ルーティング。
a.MAC:16ビットの「種類」フィールドからのビットをいくつか使用する;
b.VLAN:「VLANプライオリティ」フィールドの最大4ビットを使用する;
c.IP:「チェックサム」フィールドの16ビット、および/または「バージョン」フィールドの3ないし4ビットを使用する。
これらに代えて、各パケットのVLANタグ・ヘッダとIPヘッダの間、もしくはパケットのエンドのいずれかにフロー記述子を挿入することができる。これは多段ネットワーク内のすべてのノードとスイッチ上のEthernetドライバが、従来的なEthernetサイズより大きいパケットに適合できる場合(たとえば、ノードとスイッチがEthernetジャンボ・フレームに適合している場合)に可能である。この種の情報は、そのパケットがネットワークから出る前に取り除く必要がある。
a.ノードがすべてのアクティブ・フローとそのフローについての以前のホップのMACアドレスのテーブルを維持する(これは、パケット内の発信元Ethernetアドレスである)。これが、すべてのパケットについて行われる。フロー・マッパが、いつ新しいフローが開始し、あるいは終了するかを知る必要はない。エントリがすでにそのフローID用に存在する場合には、単純にそれが上書きされる。フロー・マッパは、両方向の次のホップのMACアドレスを維持する必要がある。この種のアルゴリズムは、適応ルーティングが使用される場合に必要となる。
b.ノードは、フローIDを単純に1からnまでの値にハッシュすることによって次のホップを決定する。その際、nは、逆方向における次のクラスタ(または順方向における手前のクラスタ)内のノードの数である。フローのテーブルを維持する必要はない。このアプローチは、静的フロー・ルーティングの場合に使用することができる。
a.現存するフローのためのパケットを破棄する。このアプローチは、故障したノードが同一クラスタの別のノード内に存在しない何らかのアプリケーション固有の状態を維持していたという前提を基礎とする。したがって、そのフローのパケットが、影響を受けたクラスタ内の別のノードにリダイレクトされた場合であっても、それらのパケットがドロップされる傾向を有する。
b.影響を受けたクラスタ内の別のノードにパケットをリダイレクトする。このプロセスは、故障したノードがそのフローについてのアプリケーション固有状態をまったく維持してなく、したがってほかのネットワーク・ノードは、影響を受けたフローからのパケットを取り扱うことができる場合に使用することができる。
c.クラスタ内の各ノード用のバックアップ・ノードを使用する。このアプローチにおいては、一部もしくはすべてのノードが、それぞれのフローの一部もしくはすべてについてのアプリケーション固有状態情報を維持することになるが、その種の状態情報が純粋にそのフロー内のパケットによって決定されることを仮定する。クラスタ内の各ノード(それぞれのフローについてのプライマリ・ノードと呼ばれる)が、バックアップ・ノードに割り当てられる。プライマリ・ノードによって受信され、処理されるすべてのパケットもまた、そのノードのバックアップ・ノードによって受信され、処理されることになる。しかしながらバックアップ・ノードは、処理済みパケット(またはそのパケットの処理の結果として得られる情報)を、そのパスのさらに先に送る必要がない。それに代えてバックアップ・ノードは、プライマリ・ノードの障害を検出しないか知らされない限り、各パケットをドロップする(すなわち、出力を送出しない)。その種の情況においては、バックアップ・ノードが、影響を受けたフローのためのプライマリ・ノードとなり、パケットのドロップを停止する。実質的にバックアップ・ノードは、故障したプライマリ・ノードからフロー・パスをシームレスに引き継ぎ、フローが終了するまでこの役割を継続する。これは、その後に続いてオリジナルのプライマリ・ノードが再び利用可能となる場合であっても、そのノードがそのフローの状態情報を失ってしまっていることから真となる。ここで注意を要するが、トポロジが変化する場合には(たとえば、ノードの障害に起因して)、特定のプライマリ・ノードのためのバックアップ・ノードもまた変化することがあり、したがっていずれのノードが個々のフロー用に割り当てられているかを追跡するため、トポロジIDがそのフローIDに関連付けされる必要がある。このようにしてノードは、それらの割り当て済みバックアップの役割を、フロー−バイ−フロー・ベースで追跡することが可能になる。
システム・マネジメント・フレームワークによってオペレータは以下のことが可能になる。
a.以下のようなシステム構成オペレーションの実行:
i.システムとサービス・ノード上におけるソフトウエアのインストール、更新、維持;
ii.2もしくはそれを超える数のノードにわたるソフトウエアと構成の変化の同期;
iii.サービスまたはアプリケーション・クラスタの作成と維持、プロセス容量の増加または減少;
iv.仮想ネットワーク・トポロジの作成と維持;
v.外部ネットワークに対する相互接続の作成と維持;
vi.フロー・パスの作成と維持;
vii.ソフトウエアと構成を含めたノード環境の複製;
viii.システムの任意の部分のためのテスト環境の作成;
ix.システムの任意の部分のためのメータとモニタリング・ファシリティのセットアップ;
x.スペアの展開と使用の管理。
b.以下のようなシステム、要素、トラフィックのモニタリング・オペレーションの実行:
i.全体的なシステム、アプリケーション・クラスタ、個別のノード、ソフトウエア要素のステータスのモニタ;
ii.システム・レベル、要素レベル、ネットワーク・レベル等におけるデータ・トラフィックのモニタ;
iii.フロー固有のステータスと統計のモニタ。
c.以下のような診断とトラブルシューティング・オペレーションの実行:
i.フロー・トラフィックの傾向の分析;
ii.システム、クラスタ、要素、ネットワーク、フロー・レベルにおけるスループット、待ち時間、利用度等のキー・メトリクス内の傾向の分析;
iii.エラー状態、パフォーマンス異常、システムのボトルネックの分析。
a.仮想接続グリッドに接続された1または複数のマネジメント・ノード(MNODE);
b.仮想接続グリッドに接続された各ノード内において動作するノード・マネジメント・エージェント;
c.互いに通信する目的のためにMNODE、INODE、ANODEを接続する、仮想接続グリッド内側の1または複数の仮想ネットワーク;
d.すべて内部マネジメント・ネットワークに接続されている、ノード内に常駐するノード・マネジメント・エージェントと、1または複数のシステム・マネジメント・ノードの間において交換される通信メッセージのセット;
e.オペレータが使用するためのマネジメント・コンソールを構成する、仮想接続グリッドの外側の1または複数のワークステーションまたはサーバ・プラットフォーム上において動作するマネジメント・アプリケーションのスーツ;
f.仮想接続グリッド上の指定MNODE、すなわちコンソールに対するシステム・マネジメント・インターフェースを提供するMNODEにマネジメント・コンソールを接続する1または複数の外部ネットワーク;
g.マネジメント・コンソールとシステム・マネジメント・インターフェースを提供するMNODEの間において交換される通信メッセージのセット;
h.オプションとする、外部ネットワークに接続されるワークステーションまたはサーバ・プラットフォーム上において動作するサード・パーティのマネジメント・アプリケーション(たとえば、チボリ(Tivoli)、HPオープンビュー(HP OpenView)、CAユニセンタ(CA Unicenter)、マイクロミューズ・ネットクール(Micromuse NetCool)等);
i.MNODEからサード・パーティのアプリケーションへのシステム・マネジメント関連のデータをエクスポートすることを目的とした、サード・パーティのマネジメント・アプリケーションと、システム・マネジメント・インターフェースを提供するMNODEとの間において交換される通信メッセージのセット。
前述した、仮想接続グリッド、複数のシステムとサービス・ノード、フロー・ルーティング・フレームワーク、システム・マネジメント・フレームワークを含むシステムは、商業的に入手可能なハードウエア上で実現することができる。前述したとおり、仮想接続グリッドは、VLANをサポートする従来のEthernetスイッチ上にオーバーレイすることができる。システムとサービス・ノードは、従来のオペレーティング・システムが動作する従来のコンピュータ・ワークステーションまたはサーバ・コンピュータ上において、ノードをサービス接続として接続するフレームワーク、フロー・ルーティング・フレームワーク、システム・マネジメント・フレームワークのために特化されたソフトウエアの追加を伴って実現することができる。これらのフレームワークは、エージェントまたは、各ノードおよび適切であれば外部コンピュータ内で動作するソフトウエア、それらのエンティティの間において交換される通信メッセージのセットによって表される。
Claims (63)
- 処理ノードのクラスタからなる多段ネットワーク内でフローのためのパスを集中化された態様で決定することと、前記多段ネットワークのすべてのクラスタのためのフロー・パスの決定を表すノード選択情報を前記多段ネットワーク内の各フローのパケット内にエンコードすること、を含む方法。
- 前記パスは、特定のフローのパケットが前記多段ネットワーク内の前記クラスタの特定のものを実際にトラバースすることになるか否かの知識なしに決定される請求項1に記載の方法。
- 前記ノード選択情報が、前記パケット内のほかのヘッダ情報を前記ノード選択情報に置き換えることによって前記パケット内にエンコードされる請求項2に記載の方法。
- 前記ノード選択情報のエンコーディングに先行して存在しているオリジナルのヘッダ情報が、前記多段ネットワークのノードにおいて実行するアプリケーション・プログラムによるパケットの処理に先行して前記パケットにリストアされる請求項3に記載の方法。
- 前記ノード選択情報が、前記パケットに前記ノード選択情報を追加することによってエンコードされる請求項2に記載の方法。
- 前記ノード選択情報が、前記多段ネットワークのノードにおいて実行しているアプリケーション・プログラムによるパケットの処理に先行して取り除かれる請求項5に記載の方法。
- 各クラスタの個別のノードは、負荷バランシング評価基準に従って前記パス内に含めるために選択される請求項2に記載の方法。
- 前記負荷バランシング評価基準は、ラウンド・ロビン選択方法を含む請求項7に記載の方法。
- 前記負荷バランシング評価基準は、重み付きラウンド・ロビン選択方法を含む請求項7に記載の方法。
- 前記負荷バランシング評価基準は、前記多段ネットワークの前記ノードからの現在の負荷状態についてのリアルタイム情報を含む請求項7に記載の方法。
- 前記フローのためのパスの決定に先行して、前記フローが、前記パケット内にある情報のセットを使用し、かつネットワーク管理者によって設定された評価基準に従って分類され、フロー・パスが前記ネットワーク管理者によって設定されたポリシーを基礎として割り当てられる請求項2に記載の方法。
- さらに、前記フローのパケットが前記多段ネットワーク内の前記フロー・パスをトラバースするとき、実際のフロー・ルートをノード−バイ−ノード・ベースで決定することを含む請求項1に記載の方法。
- 前記実際のフロー・ルートは、前記フロー・パス内に指定されたすべてのクラスタを含まない請求項12に記載の方法。
- 前記実際のフロー・ルートに関係する情報が、その後に続く新しいフロー・パスの決定において使用される請求項13に記載の方法。
- 処理ノードのクラスタからなる多段ネットワーク内でフローのためのパスを分散された態様で決定することと、前記フロー・パスの決定を表すノード選択情報を前記多段ネットワーク内の各フローのパケット内にエンコードすること、を含む方法。
- 前記ノード選択情報が、前記パケット内のほかのヘッダ情報を前記ノード選択情報に置き換えることによって前記パケット内にエンコードされる請求項15に記載の方法。
- 前記ノード選択情報のエンコーディングに先行して存在しているオリジナルのヘッダ情報が、前記多段ネットワークのノードにおいて実行するアプリケーション・プログラムによるパケットの処理に先行して前記パケットヘッダにリストアされる請求項15に記載の方法。
- 前記ノード選択情報が、前記パケット内にエンコードされたフロー識別子に対するハッシュ関数の適用を基礎として作られる請求項15に記載の方法。
- 前記ノード選択情報が、各パケットに追加される請求項18に記載の方法。
- 前記ノード選択情報が、前記多段ネットワークの前記ノードにおいて実行しているアプリケーション・プログラムによるパケットの処理に先行して取り除かれる請求項19に記載の方法。
- 前記ノードが種々のクラスタにグループ化され、各クラスタの個別のノードが負荷バランシング評価基準に従って選択される請求項20に記載の方法。
- 前記負荷バランシング評価基準は、ラウンド・ロビン選択方法を含む請求項21に記載の方法。
- 類似のアプリケーション機能を有するノードのクラスタにノードがグループ化された多段ネットワークのノードにおいて、両方向において、全体のフローを複製することと、前記複製フローが作られたオリジナルのフローのためのオリジナルのフロー・パスとは異なり、結果として得られた複製フローのためのフロー・パスを指定すること、を含む方法。
- 前記複製フローが、前記複製フローと前記オリジナルのフローの両方を受信する終了ノードにおいて終了する請求項23に記載の方法。
- 前記終了ノードが、分析のために、前記複製フローと前記オリジナルのフローの内容を記録する請求項24に記載の方法。
- それぞれの物理インターフェースを介して1または複数の物理スイッチにノードが結合されている物理ネットワークにオーバーレイされる仮想接続グリッドを備え、その仮想接続グリッド内に設定された1または複数の仮想ネットワークに対する前記ノードの通信結合が提供されるように、前記仮想接続グリッドが、前記ノードの物理インターフェースにオーバーレイされる仮想インターフェースを含み、前記通信結合が、所望の接続パターンでの物理接続がエミュレートされるように構成された仮想リンクによって形成されることを特徴とするシステム。
- 前記ノードのそれぞれは、フロー・マネジメント決定に応じて前記パケット内に含まれる情報を修正することによって、前記仮想接続グリッド内で送信されるパケットを操作するように構成されたフロー・マネジメント・モジュールを含む請求項26に記載のシステム。
- 前記フロー・マネジメント決定は、1または複数の外部ネットワークに結合され、かつ前記1または複数の外部ネットワークからフローを受信する前記ノードのフロー・マネジメント・モジュールにおいて、集中化された態様で、かつ前記仮想接続グリッド内におけるフロー−バイ−フロー・ベースで行われる請求項27に記載のシステム。
- 前記パケットは、フロー・ルーティング決定を指定する情報を追加することによって操作される請求項28に記載のシステム。
- 前記パケットは、前記パケット内の以前にエンコードされた情報を、前記フロー・ルーティング決定を指定する新しい情報に置き換えることによって操作される請求項28に記載のシステム。
- 前記パケットは、前記パケットにネットワーク・トポロジ状態情報を追加することによって操作され、そのネットワーク・トポロジ状態情報は、前記ノードの前記通信結合を反映する請求項28に記載のシステム。
- 前記パケットは、認証情報を追加することによって操作される請求項28に記載のシステム。
- フロー・パス決定は、いずれのノードを特定のフローが実際にトラバースすることになるかについての知識なしでなされる請求項28に記載のシステム。
- 前記システムは、ソフトウエアがストアされた複数のスタンド−アロン汎用および/または専用コンピュータを前記ノードとして、かつ仮想ローカル・エリア・ネットワーク(VLAN)とジャンボ・フレームをサポートするローカル・エリア・ネットワーク(LAN)スイッチを前記1または複数の物理スイッチとして使用して実現される請求項26に記載のシステム。
- 前記ソフトウエアは、前記コンピュータに、仮想接続グリッドによって定義される多段ネットワークを通るデータ・フローの適応ルーティングを行わせるように構成されたフロー・マネジメント・ソフトウエアを含み、前記多段ネットワークの各段階は、1または複数のネットワーク・サービスを実行する類似に構成されたアプリケーションのクラスタを含む請求項34に記載のシステム。
- 前記コンピュータの少なくとも1つは、リソース・マネジメントとプロビジョニング・ソフトウエアをストアしており、前記コンピュータの残りのそれぞれは、前記コンピュータの残りのそれぞれに、アプリケーション需要、ネットワーク・パフォーマンス、あるいはアプリケーション応答時間によって駆動されるとおりに1または複数のネットワーク・サービスの必要容量の適応プロビジョニングを行わせるように構成されたプロビジョニング・エージェント・ソフトウエアをストアする請求項34に記載のシステム。
- プロビジョニングが、グラフィカル・ユーザ・インターフェースを通じた人間のインタラクションを介して、前記ノードと前記仮想インターフェースを表すアイコンを使用し、それらの間の相互接続を作成することによって行われる請求項36に記載のシステム。
- プロビジョニングが、プログラム・インターフェースを通じた人間のインタラクションを介して、前記ノードと前記仮想インターフェースの属性を提供するデータ・レコードを使用し、それらの間の所望の相互接続を指定することによって行われる請求項36に記載のシステム。
- 前記仮想接続グリッドは、1または複数のブレード・サーバを使用して実現され、前記ブレード・サーバの各ブレードは、前記ノードの1つとして供され、ソフトウエアをストアしている請求項26に記載のシステム。
- 前記ソフトウエアは、前記ブレードのプロセッサに、仮想接続グリッドによって定義される多段ネットワークを通るデータ・フローの適応ルーティングを行わせるように構成されたフロー・マネジメント・ソフトウエアを含み、前記多段ネットワークの各段階は、1または複数のネットワーク・サービスを実行する類似に構成されたアプリケーションのクラスタを含む請求項39に記載のシステム。
- 前記ブレードの少なくとも1つは、リソース・マネジメントとプロビジョニング・ソフトウエアをストアしており、前記ブレードの残りのそれぞれは、前記ブレードのプロセッサの残りのそれぞれに、アプリケーション需要、ネットワーク・パフォーマンス、あるいはアプリケーション応答時間によって駆動されるとおりに1または複数のネットワーク・サービスの必要容量の適応プロビジョニングを行わせるように構成されたプロビジョニング・エージェント・ソフトウエアをストアする請求項39に記載のシステム。
- プロビジョニングが、グラフィカル・ユーザ・インターフェースを通じた人間のインタラクションを介して、前記ノードと前記仮想インターフェースを表すアイコンを使用し、それらの間の相互接続を作成することによって行われる請求項41に記載のシステム。
- プロビジョニングが、プログラム・インターフェースを通じた人間のインタラクションを介して、前記ノードと前記仮想インターフェースの属性を提供するデータ・レコードを使用し、それらの間の所望の相互接続を指定することによって行われる請求項41に記載のシステム。
- 前記仮想接続グリッドは、1または複数のブレード・サーバと1または複数のスタンド−アロン汎用および/または専用コンピュータを前記ノードとして、仮想ローカル・エリア・ネットワーク(VLAN)とジャンボ・フレームをサポートする前記ブレード・サーバの外側のローカル・エリア・ネットワーク(LAN)スイッチを前記1または複数の物理スイッチとして使用することによって実現される請求項26に記載のシステム。
- 前記ブレードと前記コンピュータのそれぞれは、前記ブレードのプロセッサと前記コンピュータに、仮想接続グリッドによって定義される多段ネットワークを通るデータ・フローの適応ルーティングを行わせるように構成されたフロー・マネジメント・ソフトウエアをストアしており、前記多段ネットワークの各段階は、1または複数のネットワーク・サービスを実行する類似に構成されたアプリケーションのクラスタを含む請求項44に記載のシステム。
- 前記コンピュータまたは前記ブレードの少なくとも1つは、リソース・マネジメントとプロビジョニング・ソフトウエアをストアしており、前記コンピュータおよび/または前記ブレードの残りのそれぞれは、前記コンピュータおよび/または前記ブレードのプロセッサの残りのそれぞれに、アプリケーション需要、ネットワーク・パフォーマンス、あるいはアプリケーション応答時間によって駆動されるとおりに1または複数のネットワーク・サービスの必要容量の適応プロビジョニングを行わせるように構成されたプロビジョニング・エージェント・ソフトウエアをストアする請求項44に記載のシステム。
- プロビジョニングが、グラフィカル・ユーザ・インターフェースを通じた人間のインタラクションを介して、前記ノードと前記仮想インターフェースを表すアイコンを使用し、それらの間の相互接続を作成することによって行われる請求項44に記載のシステム。
- プロビジョニングが、プログラム・インターフェースを通じた人間のインタラクションを介して、前記ノードと前記仮想インターフェースの属性を提供するデータ・レコードを使用し、それらの間の所望の相互接続を指定することによって行われる請求項44に記載のシステム。
- コンピュータ・ネットワーク内の第1の数のコンピュータ・システムの間の任意の相互接続を可能にするように構成された仮想接続グリッドを設定することを含み、前記コンピュータ・システムのそれぞれが、前記物理ネットワーク・スイッチング・デバイスのポートにオーバーレイされる1または複数の仮想ネットワーク(VLAN)の構成の結果として、物理ネットワークの接続メカニズムをエミュレートする第2の数の仮想リンクを介し、1または複数の物理ネットワーク・スイッチング・デバイスのそれぞれのポートに通信結合されることを特徴とする方法。
- 前記仮想リンクの少なくとも1つは、前記コンピュータ・システムのうちの2つの間のポイント−ツー−ポイント接続を提供するケーブルを完全なスイッチ付き環境においてエミュレートする請求項49に記載の方法。
- 前記ポイント−ツー−ポイント接続は単方向である請求項50に記載の方法。
- 前記ポイント−ツー−ポイント接続は双方向である請求項50に記載の方法。
- 前記仮想リンクの少なくとも1つは、前記コンピュータ・システムのルート・コンピュータ・システムと前記コンピュータ・システムの複数のリーフ・コンピュータ・システムの間におけるポイント−ツー−マルチポイント接続を提供するケーブルを完全なスイッチ付き環境においてエミュレートする請求項49に記載の方法。
- 前記ポイント−ツー−マルチポイント接続は単方向である請求項53に記載の方法。
- 前記ポイント−ツー−マルチポイント接続は双方向である請求項54に記載の方法。
- 前記仮想リンクの少なくとも1つが、完全なスイッチ付き環境において、前記コンピュータ・システムの、それぞれが混交または非混交モードのいずれかで動作する複数に対するマルチ−アクセス、ブロードキャスト可能な接続を提供するハブをエミュレートする請求項49に記載の方法。
- 前記仮想リンクの少なくとも1つは、ユニキャスト・トラフィック分離を提供しつつ、前記コンピュータ・システムの複数に対するマルチ−アクセス、ブロードキャスト可能な接続を提供するスイッチを完全なスイッチ付き環境においてエミュレートする請求項49に記載の方法。
- 前記仮想リンクの少なくとも1つは、前記仮想接続グリッドの外側のネットワークと前記コンピュータ・システムの複数の間におけるトランスペアレントなブリッジ接続をエミュレートし、前記ブリッジ接続は、前記仮想接続グリッドの外側のネットワーク内のデバイスと前記コンピュータ・システムの複数の間におけるインタラクションのためのデータ・パスのトランスペアレンシーを提供する請求項49に記載の方法。
- 前記仮想リンクの少なくとも1つを横切る送信に先行して、パケットが、それに含まれるオリジナルのヘッダ情報が前記パケットのエンドに追加されるように修正される請求項49に記載の方法。
- 前記仮想リンクの少なくとも1つを横切る送信に先行して、パケットが、前記オリジナルのヘッダ情報に置き換えられる新しいヘッダ情報を有するようにさらに修正される請求項59に記載の方法。
- 前記新しいヘッダ情報は、前記仮想接続グリッド内における前記パケットのためのフロー・パス決定情報を含む請求項60に記載の方法。
- 認証情報が前記パケットに追加され、前記認証情報は、前記コンピュータ・システムのいずれが前記パケットを送信しているかを識別するように機能する請求項59に記載の方法。
- 前記コンピュータ・システムの1つにおける受信時に、パケットが、そのオリジナルのヘッダ情報を、前記パケットのエンドに追加された前記パケットのためのオリジナルのヘッダ情報を用いてリストアする請求項49に記載の方法。
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