JP6781266B2 - 輻輳を考慮したロードバランシングのための仮想トンネルエンドポイント - Google Patents
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Description
複数のデータセンタネットワークは、概して、多数のマルチ経路によって特徴付けられるマルチルートトポロジを採用する。例えば、複数の物理サーバは、パケット転送の代替経路を提供する多数のスイッチを用いて相互に接続される。物理サーバが別の物理サーバに送信するデータを有する場合、複数の経路のうちの1つが選択されて、データが複数のパケットのフローとして送信される。実際には、トラフィックは、異なる経路間で均等に分配されないことがあり、1つの経路の過剰利用と別の経路の利用不足の原因となる。ロードバランシングは、トラフィックをできるだけ均等に分散させて輻輳を減らし且つネットワークパフォーマンスを向上させるために重要である。
本開示の例によれば、輻輳を考慮したロードバランシングのアプローチは、関連する「EP−A」102に気付かれない方法で「VTEP−A」110によって実施され得る。上述した従来のアプローチとは異なり、本開示の例は、MPTCPを実施するための「EP−A」102の変更、または新しいロードバランシングスキームを実施するための中間スイッチ130〜160の変更を必要とせずに具体化され得る。さらに、制御プレーンロードバランシングメカニズムとは異なり、中央制御装置を設けて輻輳監視を実行し且つ中間スイッチ130〜160に転送ルールをプッシュする必要がない。
図3は、第1の例によるデータセンタネットワーク100内の輻輳状態情報190を学習するための送信元VTEP110の例示的な第1のプロセス300のフローチャートである。例示的なプロセス300は、310〜365などの1つまたは複数のブロックによって示される1つまたは複数の工程、機能、または動作を含み得る。様々なブロックは、より少数のブロックに組み合わされ、追加のブロックに分割され、および/または所望の実施形態に応じて除去され得る。図1の例を用いて、例示的なプロセス300は、「VTEP−A」110によって実行され得る。
本開示の例によれば、ロードバランシングは、TCPなどのトランスポート層プロトコルに関連するパケット並べ替え問題を回避または改善するために、複数のフローレットの粒度(granularity of flowlets)で実行され得る。これは、複数のパケットのフローを「フローレット(flowlet)」と呼称される複数のより小さいグループに分割することによって達成され得る。本明細書で使用される用語「フローレット」は、概して、フロー内のパケットのグループまたはバースト(burst)に言及する。
Claims (15)
- 送信元仮想トンネルエンドポイント(VTEP)が、該送信元仮想トンネルエンドポイント、送信先仮想トンネルエンドポイント、送信元エンドポイント、送信先エンドポイント、複数の中間スイッチを含むデータセンタネットワークにおいて輻輳を考慮したロードバランシングを実行する方法であって、
前記送信先仮想トンネルエンドポイントからの複数の第1のパケットに基づいて、前記送信元仮想トンネルエンドポイントが、前記送信元仮想トンネルエンドポイントを前記送信先仮想トンネルエンドポイントに接続する対応する複数の中間スイッチによって提供される複数の経路に関連付けられた輻輳状態情報を学習することであって、前記輻輳状態情報は、前記複数の経路と、前記複数の経路に対応する複数の外部送信元ポート番号と、前記複数の経路の輻輳状態とのマッピングを含む、前記輻輳状態情報を学習すること、
前記送信元仮想トンネルエンドポイントが、前記送信元エンドポイントによって送信され且つ前記送信先仮想トンネルエンドポイントに関連付けられた送信先エンドポイント宛ての複数の第2のパケットを受信すること、
前記送信元仮想トンネルエンドポイントが、前記輻輳状態情報に基づいて前記複数の経路から特定の経路を選択すること、
前記送信元仮想トンネルエンドポイントが、前記特定の経路に関連付けられたタプルセットを含むヘッダ情報を有する前記複数の第2のパケットの各々をカプセル化することによってカプセル化された複数の第2のパケットを生成することであって、前記複数の第2のパケットの各々をカプセル化することは、前記複数の外部送信元ポート番号から、前記特定の経路に関連付けられた特定の外部送信元ポート番号を決定すること、前記特定の送信元ポート番号を含むため、前記複数の第2のパケットの各々において前記ヘッダ情報のタプルセットを構成すること、を含む、前記複数の第2のパケットを生成すること、
前記カプセル化された複数の第2のパケットが前記タプルセットに基づいた前記特定の経路を介して転送されるように、前記送信元仮想トンネルエンドポイントが、前記カプセル化された複数の第2のパケットを前記送信先エンドポイントに送信すること、を備える方法。 - 前記輻輳状態情報を学習することは、
前記送信先仮想トンネルエンドポイントからの特定の第1のパケットに基づいて前記特定の経路に関連付けられた輻輳フラグを決定することを含み、
前記特定の第1のパケットは、
前記特定の経路が輻輳しているかどうかを示すための前記複数の中間スイッチのうちの少なくとも1つからの輻輳通知を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記輻輳状態情報を学習することは、
前記送信先仮想トンネルエンドポイントからの特定の第1のパケットの受信時刻、および前記特定の第1のパケットをトリガするための前記送信元仮想トンネルエンドポイントによって送信されたプローブパケットの送信時刻に基づいて、前記特定の経路に関連付けられたラウンドトリップタイムを決定することを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記輻輳状態情報を学習することは、
前記特定の経路を選択する前に、前記送信先仮想トンネルエンドポイントからの特定の第1のパケットに基づいて、選択の可能性を増加または低下させるために前記特定の経路に関連付けられた重み付けを決定すること、を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記送信先エンドポイント宛ての前記現在の第2のパケットと以前の第2のパケットとの間のパケット間ギャップに基づいて、現在の第2のパケットである前記複数の第2のパケットのそれぞれをフローレットに割り当てること、
前記特定の経路に関連付けられた特定の外部送信元ポート番号に前記フローレットを関連付けるフローレット情報を記憶すること、をさらに備える請求項1に記載の方法。 - 1組の命令を含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、
前記1組の命令は、ホストのプロセッサによって実行されると、
前記プロセッサに送信元仮想トンネルエンドポイント(VTEP)を実行させて、前記送信元仮想トンネルエンドポイント、送信先仮想トンネルエンドポイント、送信元エンドポイント、送信先エンドポイント、複数の中間スイッチを含むデータセンタネットワークにおいて輻輳を考慮したロードバランシングの方法を実行し、前記ホストは、前記送信元仮想トンネルエンドポイントをサポートし、
前記方法は、
前記送信先仮想トンネルエンドポイントからの複数の第1のパケットに基づいて、前記送信元仮想トンネルエンドポイントが、前記送信元仮想トンネルエンドポイントを前記送信先仮想トンネルエンドポイントに接続する対応する複数の中間スイッチによって提供される複数の経路に関連付けられた輻輳状態情報を学習することであって、前記輻輳状態情報は、前記複数の経路と、前記複数の経路に対応する複数の外部送信元ポート番号と、前記複数の経路の輻輳状態とのマッピングを含む、前記輻輳状態情報を学習すること、
前記送信元仮想トンネルエンドポイントが、前記送信元エンドポイントによって送信され且つ前記送信先仮想トンネルエンドポイントに関連付けられた送信先エンドポイント宛ての複数の第2のパケットを受信すること、
前記送信元仮想トンネルエンドポイントが、前記輻輳状態情報に基づいて前記複数の経路から特定の経路を選択すること、
前記送信元仮想トンネルエンドポイントが、前記特定の経路に関連付けられたタプルセットを含むヘッダ情報を有する前記複数の第2のパケットの各々をカプセル化することによってカプセル化された複数の第2のパケットを生成することであって、前記複数の第2のパケットの各々をカプセル化することは、前記複数の外部送信元ポート番号から、前記特定の経路に関連付けられた特定の外部送信元ポート番号を決定すること、前記特定の送信元ポート番号を含むため、前記複数の第2のパケットの各々において前記ヘッダ情報のタプルセットを構成すること、を含む、前記複数の第2のパケットを生成すること、
前記カプセル化された複数の第2のパケットが前記タプルセットに基づいた前記特定の経路を介して転送されるように、前記送信元仮想トンネルエンドポイントが、前記カプセル化された複数の第2のパケットを前記送信先エンドポイントに送信すること、を備える、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記輻輳状態情報を学習することは、
前記送信先仮想トンネルエンドポイントからの特定の第1のパケットに基づいて前記特定の経路に関連付けられた輻輳フラグを決定することを含み、
前記特定の第1のパケットは、
前記特定の経路が輻輳しているかどうかを示すための前記複数の中間スイッチのうちの少なくとも1つからの輻輳通知を含む、請求項6に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記輻輳状態情報を学習することは、
前記送信先仮想トンネルエンドポイントからの特定の第1のパケットの受信時刻、および前記特定の第1のパケットをトリガするための前記送信元仮想トンネルエンドポイントによって送信されたプローブパケットの送信時刻に基づいて、前記特定の経路に関連付けられたラウンドトリップタイムを決定することを含む、請求項6に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記輻輳状態情報を学習することは、
前記特定の経路を選択する前に、前記送信先仮想トンネルエンドポイントからの特定の第1のパケットに基づいて、選択の可能性を増加または低下させるために前記特定の経路に関連付けられた重み付けを決定することを含む、請求項6に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記送信先エンドポイント宛ての前記現在の第2のパケットと以前の第2のパケットとの間のパケット間ギャップに基づいて、現在の第2のパケットである前記複数の第2のパケットのそれぞれをフローレットに割り当てること、
前記特定の経路に関連付けられた特定の外部送信元ポート番号に前記フローレットを関連付けるフローレット情報を記憶すること、をさらに備える請求項6に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 送信元仮想トンネルエンドポイント(VTEP)を実装して、データセンタネットワークにおいて輻輳を考慮したロードバランシングを実行するように構成されたスイッチであって、
前記送信元仮想トンネルエンドポイントを送信先仮想トンネルエンドポイントに接続する対応する複数の中間スイッチによって提供される複数の経路を介して前記送信元仮想トンネルエンドポイントに接続される前記送信先仮想トンネルエンドポイントから複数の第1のパケットを受信するための1つまたは複数の第1のポートと、
送信元エンドポイントによって送信され且つ前記送信先仮想トンネルエンドポイントに関連付けられた送信先エンドポイント宛ての複数の第2のパケットを受信するための第2のポートと、を備え、
前記スイッチは、
前記複数の第1のパケットに基づいて前記複数の経路に関連付けられた輻輳状態情報を学習することであって、前記輻輳状態情報は、前記複数の経路と、前記複数の経路に対応する複数の外部送信元ポート番号と、前記複数の経路の輻輳状態とのマッピングを含む、前記輻輳状態情報を学習すること、
前記複数の第2のパケットを受信することに応答して、前記輻輳状態情報に基づいて前記複数の経路から特定の経路を選択すること、
前記特定の経路に関連付けられたタプルセットを含むヘッダ情報を有する前記複数の第2のパケットの各々をカプセル化することによってカプセル化された複数の第2のパケットを生成することであって、前記複数の第2のパケットの各々をカプセル化することは、前記複数の外部送信元ポート番号から、前記特定の経路に関連付けられた特定の外部送信元ポート番号を決定すること、前記特定の送信元ポート番号を含むため、前記複数の第2のパケットの各々において前記ヘッダ情報のタプルセットを構成すること、を含む、前記複数の第2のパケットを生成すること、
前記カプセル化された複数の第2のパケットが前記タプルセットに基づいた前記特定の経路を介して転送されるように、前記カプセル化された複数の第2のパケットを前記送信先エンドポイントに送信すること、を実行するように構成される、スイッチ。 - 前記スイッチは、
前記送信先仮想トンネルエンドポイントからの特定の第1のパケットに基づいて前記特定の経路に関連付けられた輻輳フラグを決定することによって、前記輻輳状態情報を学習するように構成され、
前記特定の第1のパケットは、
前記特定の経路が輻輳しているかどうかを示すための前記複数の中間スイッチのうちの少なくとも1つからの輻輳通知を含む、請求項11に記載のスイッチ。 - 前記スイッチは、
前記送信先仮想トンネルエンドポイントからの特定の第1のパケットの受信時刻、および前記特定の第1のパケットをトリガするための前記送信元仮想トンネルエンドポイントによって送信されたプローブパケットの送信時刻に基づいて、前記特定の経路に関連付けられたラウンドトリップタイムを決定することによって、前記輻輳状態情報を学習するように構成される、請求項11に記載のスイッチ。 - 前記スイッチは、
前記特定の経路を選択する前に、前記送信先仮想トンネルエンドポイントからの特定の第1のパケットに基づいて、選択の可能性を増加または低下させるために前記特定の経路に関連付けられた重み付けを決定することによって、前記輻輳状態情報を学習するように構成される、請求項11に記載のスイッチ。 - 前記スイッチは、
前記現在の第2のパケットと前記送信先エンドポイント宛ての以前の第2のパケットとの間のパケット間ギャップに基づいて、現在の第2のパケットである前記第2のパケットのそれぞれをフローレットに割り当てること、
前記特定の経路に関連付けられた特定の外部送信元ポート番号に前記フローレットを関連付けるフローレット情報を記憶すること、をさらに実行するように構成される、請求項11に記載のスイッチ。
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