JP2020502829A - ネットワークデバイスで使用するためのプログラマブルパケット分類フレームワークを提供するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この特許文献の開示の一部は、著作権保護の対象となる資料を含む。この特許文献または特許開示は特許商標庁の特許ファイルまたは記録に記載されているため、著作権保有者は、何人によるその複写複製に対して異議はないが、その他の場合には如何なるときもすべての著作権を保有する。
この発明の実施形態は概して高性能ネットワークに関し、特に、高性能ネットワークにおけるネットワークデバイスで使用するためのプログラマブルパケット分類フレームワークを提供するためのシステムおよび方法に関する。
高性能ネットワークは、異機種ネットワーク、たとえばイーサネット(登録商標)データセンターおよびインフィニバンド(InfiniBand)データセンターで構築可能であり、イーサネットゲートウェイがこれら2つのタイプのネットワーク間をつないでいる。業界では、高性能ネットワークにおける既存のネットワークの上にオーバーレイネットワークが作成されることを可能にする技術が進化してきた。オーバーレイネットワークは、データセンターが、ネットワークオーバーレイプロトコルを使用して、既存のネットワークの制限を超えてスケーリングすることを可能にする。
一実施形態によれば、ここに説明されるのは、高性能ネットワークにおけるネットワークデバイスで使用するためのプログラマブルパケット分類フレームワークを提供するためのシステムおよび方法である。パケット分類フレームワークは、キー合成プリミティブと、キー合成規則プリミティブと、一致アクション論理構造と、次のアクションプリミティブとを含む、複数のハードウェアベースのプログラマブル分類プリミティブを含み得る。これらの分類プリミティブは、データパケットの処理が完了するまで、ある分類プリミティブからの結果が次の分類プリミティブへ供給されることにより、論理的につなぎ合わされ得る。分類フレームワークは、ステートマシンを使用してデータパケット処理の状態を追跡し、データパケットの処理状態に基づいて分類プリミティブの挙動を動的に調節することができる。プログラマブル分類プリミティブにより、分類フレームワークは、ハードウェア変更をまったく必要とすることなく、複数のプロトコルのデータパケットを再帰的に構文解析することができる。
高性能ネットワークでは、パケット分類とは、同じフローに属するすべてのデータパケットが予め規定されたルールに従い、同じ態様で処理されるように、データパケットを「フロー」へと類別するプロセスを指す。たとえば、パケット分類は、ファイアウォールおよびサービス品質といった非ベストエフォート型サービスにとって必要とされ得る。
インフィニバンド(登録商標)(IB)は、上述のシステムおよび方法が使用され得る例示的な高性能ネットワークである。
Claims (23)
- 高性能ネットワークにおけるネットワークデバイスにおいてプログラマブルパケット分類フレームワークを提供するためのシステムであって、
高性能ネットワークにおけるネットワークデバイスを含み、前記ネットワークデバイスは、キー合成プリミティブと、キー合成規則プリミティブと、1つ以上のルックアップテーブルと、一致アクションテーブルとを含む、複数の分類プリミティブを含み、
前記キー合成プリミティブは、前記キー合成規則プリミティブに基づいてルックアップキーを構築し、前記ルックアップキーをルックアップテーブルへ提示するように構成されており、
前記ルックアップテーブルにおける前記ルックアップキーとの一致は、前記一致アクションテーブルにおけるアクション一致をもたらし、
前記アクション一致は、次のルックアップキーを構築する際に使用するための情報に関連付けられている、システム。 - 複数の分類プリミティブは、前記ネットワークデバイスで受信されたデータパケットの処理が完了するまで、ある分類プリミティブからの結果が次の分類プリミティブへ供給されることにより、論理的につなぎ合わされている、請求項1に記載のシステム。
- 複数の分類プリミティブの各々はプログラマブルであり、三値連想メモリ(TCAM)または静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)に基づいている、請求項2に記載のシステム。
- 前記データパケットは複数のプロトコルのうちの1つに基づいており、前記複数の分類プリミティブによって再帰的に構文解析されるように構成されている、請求項2に記載のシステム。
- 前記キー合成規則プリミティブは、前記ネットワークデバイスにおけるTCAMに存在する構造であり、キーIDと、バイト選択アレイと、前記ルックアップキーの長さと、テーブルIDとを含む、先行する請求項のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記バイト選択アレイは、データパケットにおけるバイト位置を指す索引を含み、前記索引は、前記データパケットの開始位置、または処理中の現在のネットワーク層の開始位置に関連しており、もしくは、一致規則の結果導き出される、請求項5に記載のシステム。
- 前記ネットワークデバイスは、インフィニバンドネットワークまたはイーサネットネットワークにおけるネットワークインターフェイスカードまたはスイッチである、先行する請求項のいずれか1項に記載のシステム。
- データパケット処理の状態を追跡するように構成されたステートマシンをさらに含む、先行する請求項のいずれか1項に記載のシステム。
- 初めに前記ネットワークデバイスによってデータパケットが受信されると、ルックアップキーを構築するために、前記キー合成プリミティブによってデフォルトキー合成規則プリミティブが使用される、先行する請求項のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記デフォルトキー合成規則プリミティブは、少なくとも、前記ネットワークデバイス上の到着ポートに基づいている、請求項9に記載のシステム。
- 高性能ネットワークにおけるネットワークデバイスにおいてプログラマブルパケット分類フレームワークを提供するための方法であって、
高性能ネットワークにおけるネットワークデバイスを提供するステップを含み、前記ネットワークデバイスは、キー合成プリミティブと、キー合成規則プリミティブと、1つ以上のルックアップテーブルと、一致アクションテーブルとを含む、複数の分類プリミティブを含み、前記方法はさらに、
前記キー合成プリミティブを使用して、前記キー合成規則プリミティブに基づいてルックアップキーを構築するステップと、
前記ネットワークデバイスにおけるルックアップテーブルにおいて前記ルックアップキーとの一致を検出するステップと、
前記一致アクションテーブルにおける一致に関連付けられた1つ以上のアクションをトリガするステップとを含み、
前記一致アクションテーブルにおける前記一致は、次のルックアップキーを構築する際に使用するための情報に関連付けられている、方法。 - 複数の分類プリミティブは、前記ネットワークデバイスで受信されたデータパケットの処理が完了するまで、ある分類プリミティブからの結果が次の分類プリミティブへ供給されることにより、論理的につなぎ合わされている、請求項11に記載の方法。
- 複数の分類プリミティブの各々はプログラマブルであり、三値連想メモリ(TCAM)または静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)に基づいている、請求項12に記載の方法。
- 前記データパケットは複数のプロトコルのうちの1つに基づいており、前記複数の分類プリミティブによって再帰的に構文解析されるように構成されている、請求項12に記載の方法。
- 前記キー合成規則プリミティブは、前記ネットワークデバイスにおけるTCAMに存在する構造であり、キーIDと、バイト選択アレイと、前記ルックアップキーの長さと、テーブルIDとを含む、請求項11〜14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記バイト選択アレイは、データパケットにおけるバイト位置を指す索引を含み、前記索引は、前記データパケットの開始位置、または処理中の現在のネットワーク層の開始位置に関連しており、もしくは、一致規則の結果導き出される、請求項15に記載の方法。
- 前記ネットワークデバイスは、インフィニバンドネットワークまたはイーサネットネットワークにおけるネットワークインターフェイスカードまたはスイッチである、請求項11〜16のいずれか1項に記載の方法。
- データパケット処理の状態を追跡するように構成されたステートマシンをさらに含む、請求項11〜17のいずれか1項に記載の方法。
- 初めに前記ネットワークデバイスによってデータパケットが受信されると、ルックアップキーを構築するために、前記キー合成プリミティブによってデフォルトキー合成規則プリミティブが使用される、請求項11〜18のいずれか1項に記載の方法。
- 高性能ネットワークにおけるネットワークデバイスにおいてプログラマブルパケット分類フレームワークを提供するための1組の命令を格納する、非一時的なコンピュータ読取可能記憶媒体であって、前記命令は、1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記1つ以上のプロセッサに複数のステップを実行させ、前記複数のステップは、
キー合成プリミティブと、キー合成規則プリミティブと、1つ以上のルックアップテーブルと、一致アクションテーブルとを含む、複数の分類プリミティブを有する、高性能ネットワークにおけるネットワークデバイスを構成するステップと、
前記キー合成プリミティブを使用して、前記キー合成規則プリミティブに基づいてルックアップキーを構築するステップと、
前記ネットワークデバイスにおけるルックアップテーブルにおいて前記ルックアップキーとの一致を検出するステップと、
前記一致アクションテーブルにおける一致に関連付けられた1つ以上のアクションをトリガするステップとを含み、
前記一致アクションテーブルにおける前記一致は、次のルックアップキーを構築する際に使用するための情報に関連付けられている、非一時的なコンピュータ読取可能記憶媒体。 - コンピュータシステムによって実行されると、前記コンピュータシステムに請求項11〜19のいずれか1項に記載の方法を行なわせる、マシン読取可能フォーマットのプログラム命令を含む、コンピュータプログラム。
- 非一時的なマシン読取可能データ記憶媒体に格納された、請求項21に記載のコンピュータプログラムを含む、コンピュータプログラム製品。
- 請求項11〜19のいずれか1項に記載の方法を行なうための手段を含む、装置。
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