KR20210060484A - 결정론적 호스트 학습 및 로컬화된 통합 라우팅 및 브리징을 사용하는 호스트 라우팅 오버레이 - Google Patents

결정론적 호스트 학습 및 로컬화된 통합 라우팅 및 브리징을 사용하는 호스트 라우팅 오버레이 Download PDF

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케이유르 파텔
랜달 부시
씨사바 케스제이
로버트 오스테인
하르샤 바르드한 코브유루
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아르쿠스 인크.
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Abstract

네트워크 컴퓨팅 환경에서 개선된 라우팅 동작을 위한 시스템, 방법 및 디바이스. 시스템은 가상 고객 에지 라우터와 복수의 호스트 가상 머신을 포함하는 호스트 라우팅 오버레이를 포함한다. 시스템은 가상 고객 에지 라우터에서 복수의 리프 노드 중 하나 이상으로 라우팅된 업링크를 포함한다. 시스템은 가상 고객 에지 라우터가 호스트 라우팅 오버레이의 복수 호스트 가상 머신에 대해 로컬화된 통합 라우팅 및 브리징 (IRB) 서비스를 제공하도록 구성된다.

Description

결정론적 호스트 학습 및 로컬화된 통합 라우팅 및 브리징을 사용하는 호스트 라우팅 오버레이
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 "데이터베이스 시스템 방법 및 디바이스"라는 제목으로 2018 년 8 월 23 일에 출원된 미국 가특허 출원 일련 번호 62/722,003에 우선권을 주장하고, 이는 구체적으로 이하에서 제시된 부분을 포함하지만 이에 한정되지 않고, 그 전체가 참조로 본 출원에 통합되고, 이하의 예외를 제외하고 참조에 의한 통합이 이루어진다 : 상기에 언급된 출원의 일부가 본 출원과 일치하지 않는 경우,본 출원은 상기에 언급된 출원을 대체한다.
기술분야
본 개시는 컴퓨팅 네트워크에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 네트워크 라우팅 프로토콜에 관한 것이다.
네트워크 컴퓨팅은 다수의 컴퓨터 또는 노드가 함께 작동하고 네트워크를 통해 서로 통신하는 수단이다. WAN (Wide Area Network)과 LAN (Local Area Network)이 있다. WAN과 LAN 둘 모두 컴퓨터 간의 상호 연결을 허용한다. 근거리 통신망(local area network)은 일반적으로 가정, 기업, 학교 등에서 사용될 수 있는 더 작고 더 로??화된 네트워크에 사용된다. 광역 통신망(wide area network)는 도시와 같은 더 넓은 지역을 커버하며 심지어 다른 국가의 컴퓨터를 연결할 수도 있다. 근거리 통신망은 전형적으로 광역 통신망 보다 빠르고 안전하지만 광역 통신망은 광범위한 연결을 가능하게 한다. LAN은 전형적으로 배치된 조직에서 내부적으로 소유, 제어 및 관리하는 반면, 광역 통신망은 전형적으로 공용 인터넷을 통해 또는 텔레통신 제공자에 의해 수립된 개인 연결을 통해 연결되는 두 개 이상의 구성 LAN을 필요로 한다.
근거리 통신망과 광역 통신망은 컴퓨터를 서로 연결하고 데이터 및 기타 정보를 전송할 수 있도록 한다. 근거리 통신망과 광역 통신망 둘 모두에 대해, 한 컴퓨팅 인스턴스에서 다른 컴퓨팅 인스턴스로 데이터가 전달되는 경로를 결정하는 수단이 있어야 한다. 이를 라우팅(routing)이라고 한다. 라우팅은 네트워크에서 또는 다수의 네트워크 사이 또는 다수의 네트워크를 가로질러 트래픽 경로를 선택하는 프로세스이다. 라우팅 프로세스는 일반적으로 다양한 네트워크 목적지(destination)에 대한 라우트의 레코드(record)를 유지하는 라우팅 테이블을 기반으로 포워딩(forwarding)을 지시한다. 라우팅 테이블은 관리자에 의해 지정되거나, 네트워크 트래픽을 관찰하여 학습되거나, 라우팅 프로토콜을 사용하여 구축될 수 있다.
하나의 네트워크 아키텍처는 멀티 테넌트(multi-tenant) 데이터 센터이다. 멀티 테넌트 데이터 센터는 공중 또는 개인 클라우드 기반 모델에서 서비스 배포에 적합한 단 대 단(end-end) 시스템을 정의한다. 멀티 테넌트 데이터 센터는 광역 네트워크, 여러 제공자 데이터 센터 및 테넌트 리소스를 포함할 수 있다. 멀티 테넌트 데이터 센터는 멀티 계층 하이어레키(hierarchical) 네트워크 모델을 포함할 수 있다. 멀티 계층 하이어레키는 코어 계층, 집성(aggregation) 계층 및 액세스 계층을 포함할 수 있다. 멀티 계층는 L2/L3 경계를 갖는 계층 2 오버레이(overlay) 및 계층 3 오버레이를 포함할 수 있다.
데이터 센터 오버레이 라우팅 아키텍처 중 하나는 중앙 집중식 게이트웨이 아키텍처(centralized gateway architecture)이다. 또 다른 데이터 센터 오버레이 라우팅 아키텍처는 분산형 애니 캐스트 게이트웨이 아키텍처(distributed anycast gateway architecture)이다. 이러한 아키텍처는 본 출원에서 추가로 논의되는 수많은 결점을 가지고 있다. 전술한 바에 비추어, 개선된 라우팅 아키텍처를 위한 시스템, 방법 및 디바이스가 본 출원에 개시된다.
본 개시의 비 제한적이고 비 포괄적인 구현은 이하의 도면을 참조하여 설명되며, 동일한 도면 번호는 달리 명시되지 않는 한 다양한 도면을 통해 동일한 부분을 지칭한다. 본 개시의 장점은 이하의 설명 및 첨부 도면과 관련하여 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 인터넷을 통해 통신하는 네트워크 연결된 디바이스 시스템의 개략도이다.
도 2는 종래 기술에 알려진 중앙 집중식 게이트웨이 데이터 센터 오버레이 라우팅 아키텍처를 이용한 리프-스파인 네트워크 토폴로지의 개략도이다.
도 3은 종래 기술에 알려진 분산형 애니 캐스트 게이트웨이 데이터 센터 오버레이 라우팅 아키텍처를 이용한 리프-스파인 네트워크 토폴로지의 개략도이다.
도 4는 베어 메탈 서버(bare metal server)상의 가상 고객 에지 (CE : customer edge) 라우터 게이트웨이로 푸시(push)되는 L2-L3 경계에서의 오버레이 라우팅을 사용하는 데이터 센터 패브릭 아키텍처의 개략도이다.
도 5는 부팅시 호스트 학습을 예시하는 베어 메탈 서버상의 가상 고객 에지 (CE) 라우터 게이트웨이로 푸시되는 L2-L3 경계에서의 오버레이 라우팅을 사용하는 데이터 센터 패브릭 아키텍처의 개략도이다.
도 6은 로컬 포워딩 상태를 예시하는 베어 메탈 서버상의 가상 고객 에지 (CE) 라우터 게이트웨이로 푸시되는 L2-L3 경계에서 오버레이 라우팅을 사용하는 데이터 센터 패브릭 아키텍처의 개략도이다.
도 7은 원격 포워딩 상태를 예시하는 베어 메탈 서버상의 가상 고객 에지 (CE) 라우터 게이트웨이로 푸시되는 L2-L3 경계에서 오버레이 라우팅을 사용하는 데이터 센터 패브릭 아키텍처의 개략도이다.
도 8a는 인트라-서브넷(intra-subnet) 서버 로컬 흐름을 예시하는 베어 메탈 서버상의 가상 고객 에지 (CE) 라우터 게이트웨이로 푸시되는 L2-L3 경계에서의 오버레이 라우팅을 사용하는 데이터 센터 패브릭 아키텍처의 개략도이다.
도 8b는 인터-서브넷(inter-subnet) 서버 로컬 흐름을 예시하는 베어 메탈 서버상의 가상 고객 에지 (CE) 라우터 게이트웨이로 푸시되는 L2-L3 경계에서 오버레이 라우팅을 사용하는 데이터 센터 패브릭 아키텍처의 개략도이다.
도 9a는 어드레스 12.1.1.4에서 어드레스 12.1.1.2로의 인트라-서브넷 오버레이 흐름을 예시하는 베어 메탈 서버의 가상 고객 에지 (CE) 라우터 게이트웨이로 푸시되는 L2-L3 경계에서 오버레이 라우팅을 사용하는 데이터 센터 패브릭 아키텍처의 개략도이다.
도 9b는 어드레스 12.1.1.4에서 어드레스 10.1.1.2로의 인터-서브넷 오버레이 흐름을 예시하는 베어 메탈 서버의 가상 고객 에지 (CE) 라우터 게이트웨이로 푸시되는 L2-L3 경계에서 오버레이 라우팅을 사용하는 데이터 센터 패브릭 아키텍처의 개략도이다.
도 10은 서버 링크 장애를 예시하는 베어 메탈 서버상의 가상 고객 에지 (CE) 라우터 게이트웨이로 푸시되는 L2-L3 경계에서의 오버레이 라우팅을 사용하는 데이터 센터 패브릭 아키텍처의 개략도이다.
도 11은 예시적인 컴퓨팅 디바이스의 컴포넌트를 예시하는 개략도이다.
본 출원에는 호스트 머신에서 로컬화된 통합 라우팅 및 브리징 (IRB : integrated routing and bridging)을 사용하는 인터넷 프로토콜 (IP) 서브넷 스트레치(stretch)를 위한 라우팅된 오버레이 솔루션을 위한 시스템, 방법 및 디바이스가 개시된다. 본 출원에 개시된 시스템, 방법 및 디바이스는 베어 메탈 서버(bare metal server)의 가상 CE (Customer Edge) 라우터에서 가상의 제 1 홉 게이트웨이를 제공한다. 가상 CE 라우터는 로컬 호스트에 대해 로컬화된 이스트-웨스트 통합 라우팅 및 브리징 (IRB) 서비스를 제공한다. 일 실시예에서, 디폴트 라우팅된 ECMP(equal-cost multipath)는 가상 CE 라우터에서 노스-사우스 및 이스트-웨스트 연결을 위한 리프 노드(leaf node)로 업링크한다.
본 출원에 개시된 시스템, 방법 및 디바이스는 수많은 네트워킹 장점을 가능하게 한다. 이 시스템은 ARP (Address Resolution Protocol) 기반 라우트(route) 학습을 필요로 하지 않으며 결정론적 호스트 학습(deterministic host learning)을 가능하게 한다. 본 출원에 설명된 개선된 시스템은 에이지 아웃(age-out), 프로브 및 동기화를 제거하고 리프 노드에서 미디어 액세스 제어 (MAC : media access control) 엔트리를 필요로 하지 않는다. 개선된 시스템은 리프 노드에서 복잡한 MLAG (Multi-Chassis Link Aggregation) 브리징 기능을 추가로 제거한다. 추가로, 본 출원에서 논의되는 가상 CE 라우터는 리프 노드에 대한 디폴트 ECMP 경로와 함께 로컬 인터넷 프로토콜 (IP) 및 미디어 액세스 제어 (MAC) 어드레스를 저장한다. 또한, 본 출원에 설명된 개선된 시스템은 스트레치된 서브넷에 대해 리프 노드에서 호스트 라우팅을 제공하고 호스트 이동성을 가능하게 한다.
이더넷 가상 사설망 (EVPN : Ethernet virtual private network) 지원 멀티 테넌트 데이터 센터 오버레이에서, 리프 노드에 분산형 애니 캐스트 계층 3 (L3) 게이트웨이를 이용한 아키텍처는 워크로드(workload)에 대한 제 1 홉 게이트웨이 기능을 제공한다. 이것은 서비스 계층 L2-L3 경계 (계층 2에서 계층 3 경계)를 리프 노드로 아래로 푸시한다. 즉, 워크로드 호스트 가상 머신의 모든 인터-서브넷 VPN (virtual private network) 트래픽은 리프 노드에서 라우팅된다. 라우팅된 네트워크 패브릭을 가로질러 계층 2 오버레이를 스트레치함으로써 가상 머신 이동성과 유연한 워크로드 배치가 달성된다. 스트레치된 계층 2 도메인을 통한 인트라-서브넷 트래픽은 리프 노드에서 오버레이 브리지된다. 리프 노드는 직접 연결된 호스트 가상 머신에 EVPN-IRB 서비스를 제공한다. 이것은 모든 오버레이 인터-서브넷 VPN 트래픽을 라우팅하고 라우팅된 패브릭 언더레이(underlay)를 통해 모든 오버레이 인트라-서브넷 VPN 트래픽을 브리징한다.
본 출원에서 논의된 실시예는 리프 노드에서 지원되는 오버레이 브리징 기능에 대한 필요성을 제거한다. 추가로, 본 출원에서 논의된 실시예는 리프 노드와 호스트 사이의 계층 2 MLAG 연결 및 관련된 복잡한 절차에 대한 필요성을 제거한다. 또한, 본 출원에서 논의된 실시예는 리프 노드에서 데이터 플레인(data plane) 및 ARP 기반 호스트 학습에 대한 필요성을 제거한다. 이러한 장점은 본 출원에 개시된 실시예에 의해 가능해지고, 동시에 스트레치된 IP 서브넷을 통한 IP 유니 캐스트 인터-서브넷 및 인트라-서브넷 VPN 연결, 가상 머신 이동성 및 유연한 워크로드 배치를 제공한다.
본 개시의 실시예는 리프 노드로부터 로컬 계층 2 스위칭 및 IRB 기능을 분리하고 그것들을 베어 메탈 서버상의 소형 가상 CE 라우터로 로컬화한다.이것은 이제 호스트 가상 머신의 제 1 홉 게이트웨이 역할을 하고 베어 메탈 서버에 로컬인 가상 머신 간에 로컬 IRB 스위칭을 제공하는 베어 메탈 서버에서 소형 가상 라우터 VM을 실행하여 달성된다. 이 가상 라우터는 리프 노드의 계층 3 라우팅 인터페이스를 통해 다수의 리프 노드에 멀티 홈이 될 수 있는(multi-homed) 기존 CE 라우터 역할을 한다. 패브릭(fabric)의 리프 노드는 계층 2 브리징 또는 IRB 기능이 없는 순수한 계층 3 VPN PE 라우터로 기능한다. DC 오버레이를 통해 계층 3 엔드 포인트(endpoint)의 유연한 배치 및 이동성을 허용하는 동시에 최적의 라우팅을 제공하기 위해, 트래픽은 서브넷 라우팅이 아닌 리프 노드에서 호스트 라우팅될 수 있다. 이것은 EVPN-IRB도 마찬가지다.
본 출원에서 논의된 개선된 라우팅 아키텍처 (도 4-10 참조)는 완전히 라우팅된 네트워크 패브릭의 장점을 제공할 수 있다. 그러나 EVPN 오버레이는 리프 노드에서 라우팅 및 브리징 기능을 모두 제공해야 한다. 리프 노드에서 호스트로의 연결은 계층 2 포트를 통해 이루어지며 리프 노드는 로컬 계층 2 스위칭을 제공해야 한다. 리프 노드는 두 개 이상의 리프 노드에서 멀티 홈 호스트에 대한 독점적인 MLAG 또는 EVPN-LAG 기능을 지원해야 한다. 추가하여, ARP 요청은 호스트 학습을 부트 스트랩(bootstrap)하기 위해 처음에 오버레이를 통해 플러딩되어야 한다.
MLAG (Multi-chassis Link Aggregation) 및 EVPN-LAG (Ethernet Virtual Private Network Link Aggregation) 기반 멀티 호밍(multi-homing)은 리프 노드에서 지원되는 복잡한 계층 2 기능을 필요로 한다. 호스트 MAC은 리프 노드 중 하나의 데이터 플레인에서 학습되고 모든 이중화(redundant) 리프 노드에 걸쳐 동기화되어야 한다. 호스트 ARP 바인딩은 리프 노드 중 하나에서 ARP 플러딩을 통해 학습되고 모든 이중화 리프 노드에서 동기화되어야 한다. 추가하여, 이중화 리프 노드에 걸쳐 스플릿 호라이즌 필터링 메커니즘(split horizon filtering mechanism)을 통해 BUM(broadcast, unknown-unicast) 트래픽에 대해 MLAG 토폴로지로 인한 물리적 루프를 방지해야 한다. 추가하여, 중복된 BUM 패킷이 멀티 홈 호스트로 포워딩되는 것을 방지하기 위해 리프 노드에서 지정된 포워더 선택 메커니즘(forwarder election mechanism)이 지원되어야 한다. EVPN 절차가 상기의 각각에 대해 지정되었지만 EVPN-IRB 기반 솔루션의 전체 구현 및 운영 복잡성이 모든 사용 사례에 바람직하지 않을 수 있다.
본 개시의 이해를 증진시키기 위해, 다수의 네트워킹 컴퓨팅 디바이스 및 프로토콜에 대해 일부 설명이 제공될 것이다.
컴퓨터 네트워크 환경에서 스위치나 라우터와 같은 네트워킹 디바이스는 하나의 목적지에서 최종 목적지로 정보를 송신하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 데이터 패키지 및 메시지는 사람의 집 내의 컴퓨터와 같은 제 1 위치에서 생성될 수 있다. 데이터 패키지 및 메시지는 웹 브라우저와 상호 작용하고 인터넷을 통해 액세스할 수 있는 원격 서버에 정보를 요청하거나 정보를 제공하는 사람으로부터 생성될 수 있다. 예를 들어, 데이터 패키지와 메시지는 인터넷에 연결된 웹 페이지에서 액세스할 수 있는 형태(form)에 사람이 입력한 정보일 수 있다. 데이터 패키지와 메시지는 사람의 컴퓨터에서 지리적으로 매우 멀리 떨어져 있는 원격 서버로 송신되어야 할 수 있다. 그 사람의 집에 있는 라우터와 원격 서버간에 직접적인 통신이 없을 가능성이 크다. 따라서, 데이터 패키지와 메시지는 원격 서버의 최종 목적지에 도달할 때까지 다른 네트워킹 디바이스로 "호핑(hopping)"하여 이동해야 한다. 개인의 집에 있는 라우터는 데이터 패키지와 메시지가 원격 서버의 최종 목적지에 도달할 때까지 인터넷에 연결된 다수의 상이한 디바이스를 통해 데이터 패키지와 메시지를 송신하는 경로를 결정해야 한다.
스위치 (대안적으로 스위칭 허브, 브리징 허브 또는 MAC 브리지라고도 함)는 네트워크를 생성한다. 대부분의 내부 네트워크는 스위치를 사용하여 건물이나 캠퍼스의 컴퓨터, 프린터, 전화, 카메라, 조명 및 서버를 연결한다. 스위치는 네트워크로 연결된 디바이스가 서로 효율적으로 통신할 수 있도록 하는 컨트롤러 역할을 한다. 스위치는 패킷 스위칭을 사용하여 컴퓨터 네트워크의 디바이스를 연결하여 데이터를 수신, 처리 및 목적지 디바이스로 포워딩한다. 네트워크 스위치는 하드웨어 어드레스를 사용하여 OSI (Open Systems Interconnection) 모델의 데이터 링크 계층 (계층 2)에서 데이터를 처리하고 포워딩하는 멀티 포트 네트워크 브리지이다. 일부 스위치는 라우팅 기능을 추가로 통합하여 네트워크 계층 (계층 3)에서 데이터를 처리할 수도 있다. 이러한 스위치는 일반적으로 계층 3 스위치 또는 멀티 계층 스위치로 알려져 있다.
라우터는 네트워크를 연결한다. 스위치와 라우터는 유사한 기능을 수행하지만 각각은 네트워크에서 수행할 고유한 기능이 있다. 라우터는 컴퓨터 네트워크간에 데이터 패킷을 포워딩하는 네트워킹 디바이스이다. 라우터는 인터넷에서 트래픽 전달 기능을 수행한다. 웹 페이지, 이메일 또는 기타 형태의 정보와 같이 인터넷을 통해 발송되는 데이터는 데이터 패킷의 형태로 발송된다. 패킷은 전형적으로 패킷이 목적지 노드에 도달할 때까지 인터 네트워크(internetwork) (예를 들어, 인터넷)를 구성하는 네트워크를 통해 한 라우터에서 다른 라우터로 포워딩된다.라우터는 서로 다른 네트워크의 두 개 이상의 데이터 라인에 연결된다. 데이터 패킷이 라인 중 하나에 들어 오면, 라우터는 패킷의 네트워크 어드레스 정보를 판독하여 최종 목적지를 결정한다. 그런 다음, 라우터의 라우팅 테이블 또는 라우팅 정책에 정보를 사용하여 라우터는 이동 중인 다음 네트워크로 패킷을 보낸다. BGP 스피커는 BGP (Border Gateway Protocol)로 인에이블된 라우터이다.
CE 라우터 (Customer Edge Router)는 고객의 LAN과 제공자의 코어 네트워크 사이에 인터페이스를 제공하는 고객 구내(premise)에 위치된 라우터이다. CE 라우터, 제공자 라우터 및 제공자 에지 라우터는 멀티 프로토콜 라벨 스위칭 아키텍처의 컴포넌트다. 제공자 라우터는 제공자 또는 캐리어 네트워크의 코어에 위치된다. 제공자 에지 라우터는 네트워크 에지에 있다. 고객 에지 라우터는 제공자 에지 라우터에 연결되고 제공자 에지 라우터는 제공자 라우터를 통해 다른 제공자 에지 라우터에 연결된다.
라우팅 테이블 또는 라우팅 정보 베이스 (RIB : routing information base)는 특정 네트워크 목적지에 대한 라우트를 나열하는 라우터 또는 네트워크 연결된 컴퓨터에 저장된 데이터 테이블이다. 일부 경우에, 라우팅 테이블은 거리, 무게 등과 같은 경로에 대한 메트릭(metric)을 포함한다. 라우팅 테이블은 그것이 저장된 라우터 주변의 네트워크 토폴로지에 대한 정보를 포함한다. 라우팅 테이블의 구성은 라우팅 프로토콜의 주요 목표이다. 정적 라우트(static route)는 자동이 아닌 방법으로 라우팅 테이블에 만들어진 엔트리(entry)이며 일부 네트워크 토폴로지 발견 절차의 결과가 아니라 고정된다. 라우팅 테이블은 네트워크 ID, 메트릭, 다음 홉을 위한 필드를 포함하여 적어도 3 개의 정보 필드를 포함할 수 있다. 네트워크 ID는 목적지 서브넷이다. 메트릭은 패킷이 발송되는 경로의 라우팅 메트릭이다. 라우트는 가장 낮은 메트릭을 갖는 게이트웨이 방향으로 진행한다. 다음 홉은 패킷이 최종 목적지로 가는 도중에 발송될 다음 스테이션의 어드레스이다. 라우팅 테이블은 라우트와 관련된 서비스 품질, 라우트와 관련된 필터링 기준 목록에 대한 링크, 이더넷 카드용 인터페이스 등을 더 포함할 수 있다.
개별 홉(hop-by-hop) 라우팅의 경우, 각 라우팅 테이블은 도달 가능한 모든 목적지에 대해 해당 목적지, 즉 다음 홉에 대한 경로를 따라 다음 디바이스의 어드레스를 나열한다. 라우팅 테이블이 일관적이라고 가정하면, 패킷을 목적지의 다음 홉으로 중계(relay)하는 알고리즘은 네트워크의 임의의 위치에 데이터를 배달하는 데 충분하다. 개별 홉(Hop-by-hop)은 IP 인터네트워크 계층(Internetwork Layer) 및 OSI (Open Systems Interconnection) 모델의 특성이다.
일부 네트워크 통신 시스템은 수천 개의 처리 노드가 있는 대규모 엔터프라이즈 레벨(enterprise-level) 네트워크이다. 수천 개의 처리 노드는 다수의 ISP (Internet Service Provider)의 대역폭을 공유하고 상당한 인터넷 트래픽을 처리할 수 있다. 이러한 시스템은 매우 복잡할 수 있으며 수락 가능한 인터넷 성능을 제공하도록 적절하게 구성되어야 한다. 최적의 데이터 송신을 위해 시스템을 올바르게 구성하지 않으면 인터넷 액세스 속도가 느려지고 시스템은 높은 대역폭 소비와 트래픽을 경험할 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 이러한 문제를 제거하거나 줄이기 위한 일련의 서비스가 구현될 수 있다. 이 서비스 세트를 라우팅 제어라고 할 수 있다.
라우팅 제어 메커니즘의 일 실시예는 하드웨어와 소프트웨어로 구성된다. 라우팅 제어 메커니즘은 인터넷 서비스 제공자 (ISP)와의 연결을 통해 나가는 모든 트래픽을 모니터링한다. 라우팅 제어 메커니즘은 효율적인 데이터 송신을 위한 최상의 경로를 선택하는 데 도움이 된다. 라우팅 제어 메커니즘은 모든 ISP의 성능과 효율성을 계산하고 적용 가능한 영역에서 최적으로 수행된 ISP 만 선택할 수 있다. 비용, 성능 및 대역폭과 관련하여 정의된 파라미터에 따라 라우트 제어 디바이스가 구성될 수 있다.
ECMP (Equal Cost Multipath) 라우팅은 단일 목적지로의 다음 홉 패킷 포워딩이 다수의 "최상 경로"를 통해 발생할 수 있는 라우팅 전략이다. 다수의 최상 경로는 라우팅 메트릭 계산을 기반으로 동일하다. 라우팅은 단일 라우터로 제한되는 각 홉별(per-hop) 결정이므로 많은 라우팅 프로토콜과 함께 다수의 경로 라우팅이 사용될 수 있다. 다수의 경로 라우팅은 다수의 경로에 걸쳐 트래픽을 로드 밸런싱(load-balacing)하여 대역폭을 크게 증가시킬 수 있다. 그러나 실제로 전략이 배치될 때 ECMP 라우팅에 대해 알려진 많은 문제가 있다. 개선된 ECMP 라우팅을 위한 시스템, 방법 및 디바이스가 본 출원에 개시된다.
본 개시에 따른 원리의 이해를 촉진하기 위해, 이제 도면에 예시된 실시예가 참조될 것이며, 이를 설명하기 위해 특정 언어가 사용될 것이다. 그럼에도 불구하고 본 개시의 범위의 제한이 의도되지 않음이 이해될 것이다. 본 출원에 예시된 발명 특징의 임의의 변경 및 추가 수정, 및 본 출원에 예시된 개시의 원리의 임의의 추가 적용은 일반적으로 관련 기술 분야의 숙련자에게 발생하고 본 개시를 소유하는 것은 청구된 개시의 범위 내에서 고려되어야 한다.
네트워크 컴퓨팅 환경에서 객체(object)의 수명 주기를 추적하기 위한 구조, 시스템 및 방법이 개시되고 설명되기 전에, 본 개시가 특정 구조, 구성, 프로세스 단계 및 재료는 다소 다를 수 있으므로 본 출원에 개시된 이러한 구조, 구성, 프로세스 단계 및 재료에 제한되지 않음을 이해해야 한다. 또한, 본 출원에 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위한 목적으로만 사용되며 본 개시의 범위가 첨부된 청구 범위 및 그 등가물에 의해서만 제한될 것이기 때문에 제한하려는 의도가 아님을 이해해야 한다.
본 개시의 주제를 설명하고 청구함에 있어서, 다음과 같은 용어는 아래에서 정하는 정의에 따라 사용된다.
본 명세서 및 첨부된 청구 범위에서 사용된, 단수 형태 "a", "an” 및 "the"는 문맥상 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다는 점에 유의해야 한다.
본 출원에서 사용된, 용어 "구성하는", "포함하는", "함유하는", "특징되는” 및 그 문법적 등가물은 추가의, 인용되지 않은 엘리먼트 또는 방법 단계를 배제하지 않는 포괄적이거나 개방적인 용어이다.
본 출원에 사용된, "구성되는(consisting of)"이라는 문구 및 그에 상응하는 문법적 표현은 청구 범위에 명시되지 않은 엘리먼트 또는 단계를 배제한다.
본 출원에 사용된, "본질적으로 구성되는(consisting essentially of)"이라는 문구 및 그의 문법적 등가물은 청구 범위를 특정된 재료 또는 단계 및 청구된 개시의 기본적이고 신규한 특성 또는 특성들에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것들로 제한한다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 디바이스를 인터넷에 연결하기 위한 시스템 (100)의 개략도를 예시한다. 시스템(100)은 본 출원에 논의된 특정 개념을 예시하기 위한 배경 정보로서 제시된다. 시스템 (100)은 스위치 (106)에 의해 연결된 다수의 근거리 통신망 (160)을 포함한다. 다수의 근거리 통신망 (160) 각각은 라우터 (162)를 통해 공중 인터넷을 통해 서로 연결될 수 있다. 도 1에 예시된 예시 시스템(100)에서, 2 개의 근거리 통신망 (160)이 존재한다. 그러나, 공중 인터넷을 통해 서로 연결된 다수의 근거리 통신망 (160)이 있을 수 있음을 이해해야 한다. 각각의 근거리 통신망 (160)은 스위치 (106)를 통해 서로 연결된 다수의 컴퓨팅 디바이스 (108)를 포함한다. 다수의 컴퓨팅 디바이스 (108)는 예를 들어, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱, 프린터, 서버 등을 포함할 수 있다. 근거리 통신망 (160)은 라우터 (162)를 거쳐 공중 인터넷을 통해 다른 네트워크와 통신할 수 있다. 라우터 (162)는 다수의 네트워크를 서로 연결한다. 라우터 (162)는 인터넷 서비스 제공자 (102)에 연결된다. 인터넷 서비스 제공자 (102)는 하나 이상의 네트워크 서비스 제공자 (104)에 연결된다. 네트워크 서비스 제공자 (104)는 도 1에 도시된 바와 같이 다른 로컬 네트워크 서비스 제공자 (104)와 통신한다.
스위치 (106)는 패킷 스위칭을 이용하여 근거리 통신망 (160)에 있는 디바이스를 연결하여 데이터를 수신, 처리하여 목적지 디바이스로 포워딩한다. 스위치 (106)는 예를 들어, 프린터로 향하는 컴퓨터로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 스위치 (106)는 데이터를 수신하고, 데이터를 처리하고, 데이터를 프린터로 발송할 수 있다. 스위치 (106)는 계층 1 스위치, 계층 2 스위치, 계층 3 스위치, 계층 4 스위치, 계층 7 스위치 등일 수 있다. 계층 1 네트워크 디바이스는 데이터를 전송하지만 그것을 통해 들어오는 트래픽을 관리하지 않다. 계층 1 네트워크 디바이스의 예는 이더넷 허브(Ethernet hub)이다. 계층 2 네트워크 디바이스는 하드웨어 어드레스를 사용하여 데이터 링크 계층 (계층 2)에서 데이터를 처리하고 포워딩하는 멀티 포트 디바이스이다. 계층 3 스위치는 라우터에 의해 일반적으로 수행되는 기능의 일부 또는 전부를 수행할 수 있다. 그러나, 일부 네트워크 스위치는 단일 유형의 물리적 네트워크, 전형적으로 이더넷을 지원하는 것으로 제한되는 반면 라우터는 상이한 포트에서 서로 다른 유형의 물리적 네트워크를 지원할 수 있다.
라우터 (162)는 컴퓨터 네트워크간에 데이터 패킷을 포워딩하는 네트워킹 디바이스이다. 도 1에 도시된 예시적인 시스템 (100)에서, 라우터 (162)는 근거리 통신망 (160) 사이에서 데이터 패킷을 포워딩하는 것이다. 그러나, 라우터 (162)는 근거리 통신망 (160) 사이에서 데이터 패킷을 포워딩하는데 반드시 적용되는 것은 아니며 광역 통신망 사이에서 데이터 패킷을 포워딩하는데 사용될 수 있다. 라우터 (162)는 인터넷 상에서 트래픽 방향 기능(traffic direction function)을 수행한다. 라우터 (162)는 구리 케이블, 광섬유 또는 무선 전송과 같은 상이한 유형의 물리 계층 연결을 위한 인터페이스를 가질 수 있다. 라우터 (162)는 상이한 네트워크 계층 송신 표준을 지원할 수 있다. 각각의 네트워크 인터페이스는 데이터 패킷이 한 전송 시스템에서 다른 전송 시스템으로 포워딩되도록 하는데 사용된다. 라우터 (162)는 또한 각각 다른 네트워크 프리픽스를 갖는 서브넷으로 알려진 컴퓨터 디바이스의 둘 이상의 논리적 그룹을 연결하는데 사용될 수 있다. 라우터 (162)는 도 1에 도시된 바와 같이 기업 내, 기업과 인터넷 사이 또는 인터넷 서비스 제공자의 네트워크 사이의 연결을 제공할 수 있다. 일부 라우터 (162)는 다양한 인터넷 서비스 제공자를 상호 연결하도록 구성되거나 대기업 네트워크에서 사용될 수 있다. 더 작은 라우터 (162)는 전형적으로 가정 및 사무실 네트워크를 위한 인터넷 연결을 제공한다. 도 1에 도시된 라우터 (162)는 에지 라우터, 가입자 에지 라우터, 제공자 간(inter-provider) 경계 라우터(border router), 코어 라우터, 인터넷 백본, 포트 포워딩, 음성/데이터/팩스/비디오 처리 라우터 등과 같은 네트워크 송신에 적합한 임의의 라우터를 나타낼 수 있다.
인터넷 서비스 제공자 (ISP) (102)는 인터넷 접속, 사용 또는 참여를 위한 서비스를 제공하는 조직이다. ISP (102)는 상업, 커뮤니티 소유, 비영리 또는 개인 소유와 같은 다양한 형태로 조직될 수 있다. ISP (102)에 의해 전형적으로 제공되는 인터넷 서비스는 인터넷 액세스, 인터넷 트랜짓, 도메인 이름 등록, 웹 호스팅, 유즈넷 서비스(Usenet service) 및 코로케이션(collocation)을 포함한다. 도 1에 도시된 ISP (102)는 호스팅 ISP, 트랜짓(transit) ISP, 가상 ISP, 프리(free) ISP, 무선 ISP 등과 같은 적절한 ISP를 나타낼 수 있다.
네트워크 서비스 제공자 (NSP) (104)는 인터넷 서비스 제공자에게 직접 인터넷 백본 액세스를 제공함으로써 대역폭 또는 네트워크 액세스를 제공하는 조직이다. 네트워크 서비스 제공자는 네트워크 액세스 포인트 (NAP : network access point)에 대한 액세스를 제공할 수 있다. 네트워크 서비스 제공자 (104)는 때때로 백본 제공자 또는 인터넷 제공자로 지칭된다. 네트워크 서비스 제공자 (104)는 고속 인터넷 액세스를 제공하는 텔레통신 회사, 데이터 캐리어, 무선 통신 제공자, 인터넷 서비스 제공자 및 케이블 텔레비전 운영자를 포함할 수 있다. 네트워크 서비스 제공자 (104)는 또한 정보 기술 회사를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 시스템 (100)는 예시 일 뿐이며 네트워크와 컴퓨팅 디바이스 사이에서 데이터를 송신하기 위해 많은 다른 구성 및 시스템이 생성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 네트워크 형성에는 많은 사용자 지정 가능성(customizability)이 있기 때문에 컴퓨터간에 또는 네트워크간에 데이터를 송신하기 위한 최상의 경로를 결정할 때보다 큰 사용자 지정 가능성을 만들고자 한다. 전술한 내용에 비추어, 컴퓨터 또는 특정 기업의 특정 그룹에 잘 맞는 최상의 경로 알고리즘을 결정할 때, 더 큰 사용자 지정 가능성을 가능하게 하기 위해 최상의 경로 계산을 외부 디바이스로 오프로드(offloading)하기 위한 시스템, 방법 및 디바이스가 본 출원에 개시된다.
도 2는 종래 기술에 알려진 중앙 집중식 게이트웨이를 갖는 아키텍처 (200)의 개략도이다. 아키텍처 (200)는 리프-스파인 네트워크 토폴로지의 스파인 노드(spine node) 및 리프 노드(leaf node)를 포함한다. 인터-서브넷 라우팅은 스파인 노드 또는 집성 계층(aggregation layer)에서 수행된다. 리프 노드는 다수의 가상 머신에 연결된다. 중앙 집중식 게이트웨이 아키텍처 (200)는 스파인 계층, 리프 계층 및 액세스 계층을 포함할 수 있다. 집성 계층에 L2-L3 경계가 있을 수 있고 데이터 센터 페리미터(datacenter perimeter)가 코어 계층에 있을 수 있다. 도 2에 예시된 아키텍처에서, 스파인 (S1) 및 스파인 (S2)를 포함하는 스파인 층은 코어 층으로 역할을 할 수 있다. 리프 (집성) 계층에는 EVPN (ethernet virtual private network)을 통한 계층 2 확장이 있다.
중앙 집중식 게이트웨이 아키텍처 (200)에는 많은 단점이 있다. 스파인 층에 스케일 병목 현상(scale bottleneck)을 일으키는 L3-L3 경계가 있을 수 있다.이것은 또한 아키텍처 (200)에서 단일 장애 지점을 야기한다. 또한, 중앙 집중식 게이트웨이 아키텍처 (200)의 리프 노드에는 수많은 운영 복잡성이 존재한다. 한 가지 복잡성은 아키텍처 (200)가 MAC 및 ARP 에이지 아웃, 프로브, 무음 호스트 및 이동의 예측할 수 없는 특성을 처리해야 한다는 것이다. 또한, 아키텍처 (200)는 오버레이 ARP를 플러딩하고 오버레이 브리지를 통해 모든 호스트에 대한 IP 및 MAC 포워딩 엔트리 모두를 채우도록(populate) 구성되어야 한다. 또한, 아키텍처 (200)는 MLAG에 대한 ARP 및 MAC 어드레스를 동기화하고 MLAG에 대한 필터링 및 선택을 수행하도록 구성되어야 한다.
도 3은 종래 기술에서 알려진 분산형 애니 캐스트 라우터상의 분산형 애니 캐스트 L3 게이트웨이를 이용한 아키텍처 (300)의 개략도이다. 아키텍처 (300)는 워크로드에 대한 제 1 홉 게이트웨이 기능을 제공한다. 결과적으로 L2-L3 경계의 서비스 계층은 리프 노드의 분산형 애니 캐스트 라우터에 의해 서비스된다. 즉, 워크로드 호스트 가상 머신의 모든 인터-서브넷 VPN 정보 트래픽은 분산형 애니 캐스트 라우터에서 라우팅된다. 가상 머신 이동성과 유연한 워크로드 배치는 라우팅된 네트워크 패브릭에서 계층 2 오버레이를 스트레치함으로써 달성된다. 스트레치된 계층 2 도메인을 통한 인트라-서브넷 트래픽은 리프 노드에서 오버레이 브리지 대 오버레이 브리지된다. 분산형 애니 캐스트 라우터는 직접 연결된 호스트 가상 머신에 EVPN-IRB 서비스를 제공하여 모든 오버레이 인터-서브넷 VPN 트래픽을 라우팅하고 라우팅된 패브릭 언더 레이를 통해 모든 오버레이 인트라-서브넷 VPN 트래픽을 브리징할 수 있다.
아키텍처 (300)는 완벽하게 라우팅된 네트워크 패브릭을 제공하기 위한 예시적인 아키텍처를 추가로 예시한다. 그러나, 도 2에 도시된 아키텍처 (300)에는 특정한 단점이 존재한다. 예를 들어, EVPN 오버레이는 분산형 애니 캐스트 라우터에서 라우팅 및 브리징 기능 둘 모두를 제공해야 한다. 추가하여, 분산형 애니 캐스트 라우터에서 호스트로의 연결은 계층 2 포트를 통해 이루어지며 리프 노드는 로컬 계층 2 스위칭을 제공해야 한다. 리프 노드는 둘 이상의 분산형 애니 캐스트 라우터에서 멀티 홈 호스트를 수행할 수 있도록 독점 MLAG 또는 EVPN-LAG 기능을 지원해야 한다. ARP 요청은 호스트 학습을 부트 스트랩하기 위해 처음에 오버레이를 통해 플러딩되어야 한다.
특히, MLAG 또는 EVPN-LAG 기반 멀티 호밍은 분산형 애니 캐스트 라우터에서 지원되는 복잡한 계층 2 기능에 대한 필요성을 야기한다. 예를 들어, 호스트 MAC은 리프 노드 중 하나의 데이터 플레인에서 계속 학습되어야 하며 모든 이중화 분산 애니 캐스트 라우터에서 동기화되어야 한다. 유사하게, 호스트 ARP 바인딩(binding)은 분산형 애니 캐스트 라우터 중 하나에서 ARP 플러딩을 통해 학습하고 모든 이중화 분산형 애니 캐스트 라우터에서 동기화되어야 한다. MLAG 토폴로지로 인한 물리적 루프는 이중화 분산형 애니 캐스트 라우터에서 스플릿 호라이즌 필터링 메커니즘을 통해 BUM 트래픽에 대해 방지되어야 한다. 또한 중복된 BUM 패킷이 멀티 홈 호스트로 포워딩되는 것을 방지하기 위해 지정된 포워더 선택 메커니즘이 분산형 애니 캐스트 라우터에서 지원되어야 한다.
위의 각각에 대해 EVPN 절차가 지정되었지만 EVPN-IRB 기반 솔루션의 전체 구현 및 운영 복잡성이 모든 사용 사례에 바람직하지 않을 수 있다. 따라서, 대안 솔루션이 본 출원에 제공되고 논의된다. 예를 들어, 분산형 애니 캐스트 라우터에서 오버레이 브리징 기능을 지원할 필요가 없다. 마찬가지로, 이 아키텍처는 분산형 애니 캐스트 라우터와 호스트 간의 계층 2 MLAG 연결 및 관련 복잡한 절차가 필요하지 않으며 분산형 애니 캐스트 라우터에서 데이터 플레인 및 ARP 기반 호스트 학습이 제거하면서 스트레치된 IP 서브넷에 걸쳐 IP 유니 캐스트 인터-서브넷 및 인트라-서브넷 VPN 연결, VM 이동성 및 유연한 워크로드 배치를 제공한다.
도 4는 호스트 머신의 로컬화된 통합 라우팅 및 브리징 및 결정론적 호스트 학습을 사용하는 호스트 라우팅 오버레이를 위한 아키텍처 (400)의 개략도이다. 아키텍처 (400)는 계층 3 인터페이스 역할을 하는 리프 노드 링크를 갖는 가상 고객 에지 (CE : customer edge) 라우터를 포함한다. 계층 2 PE-CE는 없다. 가상 CE 라우터의 리프 노드 계층 3 서브넷 어드레스는 로컬에서 범위가 지정되며 BGP (Border Gateway Protocol) 라우팅에서 재배포되지 않는다. 도시된 대로, 가상 CE 라우터는 베어 메탈 서버(bare metal server)에 위치되며 베어 메탈 서버에 또한 위치되는 하나 이상의 가상 머신과 통신한다. 일 실시예에서, 가상 CE 라우터 및 하나 이상의 가상 머신은 동일한 물리적 베어 메탈 서버에 위치된다. 가상 CE 라우터는 동일한 베어 메탈 서버에 있는 하나 이상의 가상 머신과 통신한다. 가상 CE 라우터는 리프 스파인 네트워크 토폴로지에서 하나 이상의 리프 노드와 통신한다. 가상 CE 라우터와 통신하는 각각의 리프 노드는 도 4-10에 도시된 가상 CE 라우터에 대한 전용 통신 라인을 갖는다. 계층 2 - 계층 3 경계 (L2/L3 경계)가 가상 CE 라우터에 존재한다.
도 4에 예시된 예에서, 두개의 베어 메탈 서버 각각에 하나의 가상 CE 라우터가 있다. 베어 메탈 서버는 복수의 가상 머신을 추가로 포함한다. 하나의 가상 CE 라우터에는 AGM (Anycast gateway MAC) 10.1.1.1/24 및 12.1.1.1/24를 포함하여 두 개의 서브넷이 있다. 애니 캐스트 게이트웨이 MAC (AGM) 박스는 가상 CE 라우터 내부에 있다. 가상 CE 라우터와 베어 메탈 서버에 있는 하나 이상의 가상 머신 간의 인터페이스는 리눅스(Linux) 하이퍼바이저(hypwervisor)에서 생성될 수 있다. 가상 CE 라우터는 리프 노드에 대한 물리적 연결을 포함한다. 도 4에 도시된 예에서, 하나의 가상 CE 라우터는 리프 노드 L1 및 L2에 대한 물리적 연결을 포함한다. 이것은 어드레스가 15.1.1.2인 가상 CE 라우터에서 종단되는 어드레스가 15.1.1.1 인 리프 L1 간의 물리적 연결로 예시된다. 이것은 어드레스가 14.1.1.2 인 가상 CE 라우터에서 종단되는 어드레스가 14.1.1.1 인 리프 L2 간의 물리적 연결에 의해 추가로 예시된다. 이것은 어드레스가 15.1.1.2 인 가상 CE 라우터에서 종단되는 어드레스가 15.1.1.1 인 리프 L3 간의 물리적 연결에 의해 추가로 예시된다. 이것은 어드레스가 14.1.1.2 인 가상 CE 라우터에서 종단되는 어드레스가 14.1.1.1 인 리프 L4 간의 물리적 연결에 의해 추가로 예시된다.
도 4-10에 예시된 아키텍처는 도 2 및 도 3에 예시된 것을 포함하여 종래 기술에서 알려진 아키텍처에 비해 많은 장점을 가능하게 한다. 전통적으로, 계층 2 링크는 서버와 리프 노드 사이에 생성된다. 이 계층 2 링크는 종래 기술에 알려진 아키텍처에서 수많은 문제를 일으킨다. 도 4-10에 예시된 아키텍처는 L2-L3 경계를 가상 CE 라우터로 이동하고 도 2 및 도 3에 예시된 아키텍처에 존재하는 것으로 알려진 많은 문제를 제거한다. 예를 들어, 동일한 서버 박스에 가상 CE 라우터와 가상 머신을 갖는 것은 기능을 로컬화하고 종래 기술에 알려진 서버에서 리프 노드로의 계층 2 링크를 제거한다. 도 4-10에 도시된 아키텍처는 베어 메탈 서버에서 복수의 리프 노드 각각으로의 계층 3 라우터 링크를 도입한다. 이는 리프 노드 기능을 단순화하여 각각의 리프 노드에서 계층 2 종단 없이 동일한 기능을 달성한다.
아키텍처 (400)는 리프 노드 (L1, L2, L3, L4)와 통신하는 스파인 노드 (S1, S2)를 포함한다. 리프 노드 L1의 어드레스는 15.1.1.1이고, 리프 노드 L2의 어드레스는 14.1.1.1이고, 리프 노드 L3의 어드레스는 15.1.1.1이고, 리프 노드 L4의 어드레스는 14.1.1.1이다. 노드 L1 및 L2는 가상 CE (Customer Edge) 라우터와 통신한다. 가상 CE 라우터는 가상 머신과 함께 베어 메탈 서버에 위치된다. 노드 L3 및 L4는 가상 CE (Customer Edge) 라우터와 통신한다. L2-L3 경계는 가상 CE 라우터 레벨에 존재한다. 가상 CE 라우터는 예시된 바과 같이 VM-a, VM-b, VM-c, VM-d, VM-e, VM-f, VM-g 및 VM-h를 포함한 다수의 가상 머신과 통신한다.
호스트 가상 머신 IP-MAC 바인딩은 전통적으로 ARP를 통해 제 1 홉 게이트웨이에서 학습된다. 그러나 스트레치된 서브넷 시나리오에서, ARP 기반 학습은 오버레이를 통해 ARP 요청을 플러딩하여 로컬 가상 CE 라우터에서 호스트 학습을 부트 스트랩해야 한다. 이를 위해서는 계층 2 오버레이 플러드 도메인이 필요하다. 리프 노드에 걸쳐 계층 2 오버레이를 방지하고 ARP 기반 호스트 학습에 의존하기 위해, 호스트 가상 머신 IP 및 MAC 바인딩은 가상 머신 외부 인터페이스에 구성되어 있으며 하이퍼바이저에 노출되고 있는 그것들을 통해 서버에서 L3DL에 의해 수동으로 학습되어야 한다. 이것은 직접 연결된 호스트 가상 머신 바인딩이 항상 사전에(upfront) 알려지는 것을 보장한다. 이렇게 하면 글린(glean) 처리 및 플러딩이 필요하지 않다. 로컬 VM IP 호스트 라우트 (오버레이 호스트 라우트)는 L3DL을 통해 하이퍼바이저에서 리프 노드로 중계된다.
아키텍처 (400)는 호스트로부터 계층 2를 종단하는 서버 상에 소형 가상 CE 라우터를 도입한다. 가상 CE 라우터는 로컬 호스트 가상 머신에 IRB 서비스를 제공한다. 가상 CE 라우터는 ECMP 계층 3 링크를 통해 외부 호스트 가상 머신으로의 모든 트래픽을 디폴트 라우트를 통해 리프 노드로 라우팅한다. 가상 CE 라우터는 호스트 부팅시 호스트 가상 머신 인터페이스 IP 어드레스 및 MAC 어드레스를 학습한다. 로컬 VM IP 호스트 라우트 (오버레이 호스트 라우트)는 L3DL을 통해 하이퍼바이저에서 리프 노드로 중계된다. 리프 노드는 BGP (Border Gateway Protocol)를 통해 원격 리프 노드에 로컬 호스트 경로를 광고한다.
일 실시예에서, 서브넷 스트레치(stretch)는 리프 노드에서 인트라-서브넷 및 인터-서브넷 흐름 둘 모두의 호스트 라우팅을 통해 인에이블된다. 가상 CE 라우터는 리프 노드를 통해 인트라-서브넷 흐름을 호스트 라우팅하기 위한 프록시 ARP로 구성된다. 가상 CE 라우터는 어디서나 동일한 애니 캐스트 게이트웨이 IP 어드레스 및 MAC 어드레스로 구성될 수 있다. 아키텍처 (400)는 리프 노드에 적용되는 EVPN 호스트 이동성 절차를 제공한다. 아키텍처 (400)은 스트레치된 서브넷에 걸쳐 유연한 워크로드 배치 및 가상 머신 이동성을 가능하게 한다.
아키텍처 (400)에서 단 대 단 호스트 라우팅은 부팅시 셋업된다. 인터-서브넷 및 인트라-서브넷 트래픽 둘 모두 단 대 단 호스트 라우팅을 통해 인에이블된 스트레치된 서브넷을 가로질러 흐른다. 비 결정론적 데이터 플레인 및 ARP 기반 학습에 의존하지 않는다.
아키텍처 (400)는 L3DL을 통해 가상 고객 에지 (가상 CE 라우터) 라우터에 로컬 호스트 학습을 제공한다. EVPN 호스트 라우팅은 오버레이를 통해 수행된다. EVPN는 계층 3 호스트 이동성과 계층 3 대량 인출(mass withdraw) 기능을 가진다. 아키텍처 (400)는 BGP (Border Gateway Protocol)로 재배포되지 않는 개인 서브넷(private subnet)을 제공한다. 아키텍처 (400)에서, 제 1 홉 애니 캐스트 게이트웨이는 로컬 IRB 서비스를 제공한다.
가상 CE 라우터는 인터-서브넷 및 인트라-서브넷 트래픽 흐름이 라우팅될 수 있는 직접 연결된 모든 호스트 가상 머신에 대한 ARP 프록시로 구성될 수 있다. 가상 CE 라우터는 가상 CE 라우터가 멀티 홈이되는 업스트림 리프 노드 세트를 가리키는 디폴트 라우트로 구성될 수 있다. 가상 CE 라우터는 모든 베어 메탈 서버에서 동일한 애니 캐스트 게이트웨이 MAC으로 구성되어 DC 패브릭에 걸쳐 호스트 가상 머신 이동성을 인에이블할 수 있다. 가상 CE 라우터는 서버 링크에서 IP 어드레싱 오버 헤드를 피하기 위해 서버를 향하여(server-facing) 연결된 서브넷을 DC 측 라우팅 프로토콜로 재배포하지 않을 수 있다. 가상 CE 라우터는 VLAN의 호스트 가상 머신에 대한 디폴트 게이트웨이로 프로비저닝된(provision) 하이퍼바이저에 상주할 수 있다. 가상 CE 라우터는 라우터 가상 머신이 VLAN의 호스트 가상 머신에 대한 디폴트 게이트웨이로 프로비저닝되도록 별도의 라우터 가상 머신일 수 있다.
일 실시예에서, 리프 노드는 로컬에 연결된 가상 CE 라우터로부터 학습 된 호스트 라우트를 EVPN 오버레이를 통해 EVPN RT-5로 광고해야 한다. EVPN 이동성 절차는 호스트 가상 머신 이동성을 달성하기 위해 EVPN RT-5로 확장될 수 있다. 보다 빠른 수렴을 위해 EVPN 대량 인출 절차는 EVPN RT-5로 확장될 수 있다.
본 출원에서 논의된 실시예는 리프 노드에서 지원되는 오버레이 브리징 기능에 대한 필요성을 제거한다. 추가로, 본 출원에서 논의된 실시예는 리프 노드와 호스트 사이의 계층 2 MLAG 연결 및 관련된 복잡한 절차에 대한 필요성을 제거한다. 또한, 본 출원에서 논의된 실시예는 리프 노드에서 데이터 플레인 및 ARP 기반 호스트 학습에 대한 필요성을 제거한다. 이러한 장점은 본 출원에 개시된 실시예에 의해 가능해지고 스트레치된 IP 서브넷에 걸쳐 IP 유니 캐스트 인터-서브넷 및 인트라-서브넷 VPN 연결, 가상 머신 이동성 및 유연한 워크로드 배치를 제공한다.
본 개시의 실시예는 리프 노드로부터 로컬 계층 2 스위칭 및 IRB 기능을 분리하고 이를 베어 메탈 서버상의 소형 가상 CE 라우터로 로컬화한다. 이는 이제 호스트 가상 머신의 제 1 홉 게이트웨이 역할을 하고 베어 메탈 서버에 로컬인 가상 머신에 걸쳐 로컬 IRB 스위칭을 제공하는 베어 메탈 서버에서 소형 가상 라우터 VM을 실행하여 달성된다. 이 가상 라우터는 리프 노드의 계층 3 라우팅된 인터페이스를 통해 다수의 리프 노드에 멀티 홈이 될 수 있는 기존 CE 라우터 역할을 한다. 패브릭의 리프 노드는 계층 2 브리징 또는 IRB 기능이 없는 순수한 계층 3 VPN PE 라우터로 기능한다. DC 오버레이를 통해 계층 3 엔드 포인트의 유연한 배치 및 이동성을 허용하는 동시에 최적의 라우팅을 제공하기 위해 트래픽은 서브넷 라우팅이 아닌 리프 노드에서 호스트 라우팅될 수 있다. 이것은 EVPN-IRB에 따른 경우이다.
도 5는 부팅시 호스트 학습을 예시하는 아키텍처 (400)의 개략도이다. L3DL을 통해 학습된 호스트 가상 머신 라우트는 FIB에 설치되고 다음 홉으로 가상 CE 라우터를 가리킨다. 멀티 테넌시 (VPN 없음)가 없는 경우, 호스트 가상 머신 라우트는 BGP 글로벌 라우팅을 통해 원격 리프 노드로 광고된다. 멀티 테넌시의 경우, 호스트 가상 머신 라우트는 VXLAN 또는 MPLS와 같은 VPN 캡슐화를 사용하는 BGP-EVPN RT-5를 통해 원격 리프 노드에 광고된다. 따라서, 임의의 다른 라우팅 프로토콜도 오버레이 라우팅 프로토콜로 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 오버레이를 통한 서브넷 확장은 가상 CE 라우터 및 리프 노드에서 인트라-서브넷 트래픽을 라우팅함으로써 인에이블된다. 가상 CE 라우터에서 계층 2를 종단하기 위해, 가상 CE 라우터는 호스트 가상 머신 서브넷에 대한 ARP 프록시로 구성해야 하며 인트라-서브넷 트래픽과 인터-서브넷 트래픽 둘 모두 가상 CE 라우터에서 그런 다음 리프 노드에서 라우팅될 수 있다.
일 실시예에서, 서버에 대한 계층 3 링크에 사용되는 IP 서브넷은 IP 어드레싱 오버 헤드를 피하기 위해 로컬에서 범위가 지정되어야 한다. 즉, 연결된 서브넷을 향하는 서버는 노스 바운드 라우팅 프로토콜(northbound routing protocol)로 재배포 되어서는 안 된다.
일 실시예에서, 멀티 테넌시를 달성하기 위해, 가상 CE 라우터 제 1 홉 게이트웨이 상의 오버레이 계층 3 VLAN/IRB 인터페이스는 테넌트 VRF에 부착되어야 한다. 또한 가상 CE 라우터와 리프 노드간에 라우팅된 VXLAN/VNI 캡슐화를 사용하여 다수의 테넌트 트래픽을 분리한다. 또한 리프 노드로 발송된 L3DL 오버레이 호스트 라우트가 리프 노드의 올바른 VPN/VRF 테이블에 설치되도록 하려면, L3DL 오버레이 호스트는 또한 계층 3 VNI ID를 포함하여야 한다. 이 VNI ID는 리프 노드에서 사용되어 올바른 VRF에서 라우트를 식별하고 설치한다.
도 6은 PE 분산 애니 캐스트 라우터를 위한 프로토콜 (600)을 도시한다. 도 6은 리프 노드 L1 및 L2에 대한 포워딩 테이블을 추가로 예시한다. 프로토콜 (600)에서, L3DL을 통해 학습된 호스트 가상 머신 라우트는 결과 FIB 상태에서 가상 CE 라우터 다음 홉을 가리키는 FIB에 설치된다. 다수의 테넌시 (VPN 없음)가 없는 경우, 호스트 가상 머신 라우트는 BGP 글로벌 라우팅을 통해 원격 분산 애니 캐스트 라우터에 광고된다. 다수의 테넌시의 경우, 호스트 가상 머신 라우트는 VXLAN 또는 MPLS와 같은 VPN 캡슐화를 사용하는 BGP-EVPN RT-5를 통해 원격 분산 애니 캐스트 라우터에 광고된다.
도 7은 ARP 프록시로서의 가상 CE 라우터를 위한 프로토콜 (700)의 개략도이다. 프로토콜 (700)에서 오버레이에 걸친 서브넷 확장은 가상 CE 라우터와 리프 노드에서 인트라-서브넷 트래픽을 라우팅하여 인에이블된다. 하이퍼바이저 가상 CE 라우터에서 계층 2를 종단하기 위해, 인트라-서브넷 및 인터-서브넷 트래픽은 가상 CE 라우터에서 그런 다음 분산 애니 캐스트 라우터에서 라우팅될 수 있도록 가상 CE 라우터는 호스트 가상 머신 서브넷에 대한 ARP 프록시로 구성되어야 한다.
도 8a 및 8b는 서버 로컬 흐름을 위한 프로토콜을 예시한다. 도 8a는 인트라-서브넷 흐름을 위한 프로토콜을 예시하고 도 8b는 인터-서브넷 흐름을 위한 프로토콜을 예시한다. 가상 CE 라우터는 멀티 홈이 있는 업스트림 리프 노드 세트를 가리키는 디폴트 라우트로 구성된다.
도 8a에 예시된 프로토콜에서, 호스트 대 호스트 흐름은 베어 메탈 서버 프로토콜에 로컬에서 흐르고, 가상 CE 라우터가 모든 호스트 VM 인접성을 학습하고 ARP 프록시로 구성되면, 베어 메탈 서버에 로컬인 호스트 VM을 가로 지르는 인터-서브넷 및 인트라-서브넷 흐름 둘 모두는 가상 CE 라우터에서 계층 2 종단되고 로컬 목적지 호스트 VM으로 라우팅된다. 도 8a에서 애니 캐스트 게이트웨이 (AGW)를 통해 12.1.1.1로 객체를 송신하는 디폴트 게이트웨이 (GW)는 12.1.1.2 → veth2, 애니 캐스트 게이트웨이 미디어 액세스 제어 (AGW_MAC)를 통과한다.
도 8b에 도시된 인터-서브넷 흐름 프로토콜에서, 호스트 대 호스트 흐름은 베어 메탈 서버 프로토콜에 로컬에서 흐르고, 가상 CE 라우터가 모든 호스트 VM 인접성을 학습하고 ARP 프록시로 구성되면, 베어 메탈 서버에 로컬인 호스트 VM을 가로 지르는 인터-서브넷 및 인트라-서브넷 흐름 둘 모두는 가상 CE 라우터에서 계층 2 종단되고 로컬 목적지 호스트 VM으로 라우팅된다.
도 9a 및 9b는 오버레이 흐름에 대한 프로토콜을 예시한다. 도 9a는 12.1.1.4에서 12.1.1.2 로의 인트라-서브넷 오버레이 흐름을 위한 프로토콜을 예시한다. 도 9b는 12.1.1.4에서 10.1.1.2 로의 인터-서브넷 오버레이 흐름을 위한 프로토콜을 예시한다.
도 9b에 예시된 프로토콜에서, 호스트 대 호스트 오버레이 인터-서브넷은 리프 노드를 가로 질러 흐른다. 이 프로토콜에서, 가상 CE 라우터는 멀티 홈에 있는 업스트림 분산 애니 캐스트 라우터 세트를 가리키는 디폴트 라우트로 구성된다. 호스트 VM으로부터의 모든 아웃 바운드 인터-서브넷 및 인트라-서브넷 트래픽은 이제 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 계층 2 LAG를 통해 해시되는 대신 업스트림 리프 노드로 이 가상 CE에 의해 L3 ECMP 링크를 가로질러 라우팅된다. 리프 노드는 계층 2 브리징 또는 IRB 기능이 전혀 없는 순수한 계층 3 라우터 역할을 한다. 동일한 리프 노드에 연결된 서버 간의 이스트-웨스트 흐름은 리프 노드에 의해 로컬에서 목적지 가상 CE 다음 홉으로 라우팅된다.
도 9a 및 9b에 도시된 프로토콜은 리프 노드를 가로 지르는 호스트 대 호스트 오버레이 흐름을 포함할 수 있다. 이 프로토콜에서, 상이한 분산형 애니 캐스트 라우터에 연결된 서버를 가로 질러 이스트-웨스트 흐름 (인터-서브넷 및 인트라-서브넷 둘 모두)은 디폴트 라우트를 통해 가상 CE 라우터에서 로컬 리프 노드로 라우팅된 다음 EVPN RT-5를 통해 학습된 호스트 경로에 기초하여 목적지/다음 홉 리프 노드로 라우팅된 오버레이를 가로질러 리프 노드에서 라우팅된다. 리프 노드 대 리프 노드 라우팅은 서브넷이 오버레이를 통해 스트레치되지 않는 경우에만 호스트 라우트 대신 서머라이즈된(summarized) 또는 서브넷 라우트에 기반될 수 있다. 사우스-노스 흐름 (DC 외부의 목적지로)은 리프 노드의 각 VRF별 디폴트 라우트를 통해 경계 리프/DCI GW를 향해 라우팅될 수 있다.
도 10에 도시된 또 다른 프로토콜은 리프 노드 서버 링크 장애를 식별한다. 이 프로토콜은 대체 이중화 메커니즘으로 사용될 수 있다. 라우팅된 백업 링크는 리프 노드간에 구성되며 서버를 향하는 오버레이 호스트 라우트에 대한 백업 장애 경로로 사전 프로그래밍된다. 백업 경로는 동일한 VLAN (VNI) 캡슐화와 연관된 주어진 VRF에 대해 프리픽스(prefix) 독립적인 방식으로 리프 노드 서버 링크 장애에 기하여 활성화된다.
도 10에 예시된 프로토콜에서, 호스트 VM으로부터의 아웃 바운드(outbound) 트래픽은 링크 장애 후 가상 CE 라우터가 디폴트 라우트 ECMP 경로 세트로부터 장애가 발생한 경로를 제거함으로써 수렴된다. DC 오버레이의 인바운드(inbound) 트래픽은 L3DL 학습 호스트 라우트가 삭제되고 영향을 받은 리프 노드에서 철회된 결과 수렴된다. 그러나 이 수렴(convergence)은 호스트 라우트 규모에 따라 달라진다. EVPN 대량 인출 메커니즘은 프리픽스 독립 수렴을 달성하기 위해 IP 호스트 라우트로 확장되어야 한다. ESI 구성은 이중화 그룹 내에서 분산형 애니 캐스트 라우터의 계층 3 세트와 연관된다. 로컬 ESI 도달 가능성은 각 ESI별 EAD RT-1을 통해 원격 분산 애니 캐스트 라우터에 광고된다. 도 10에 도시된 포워딩 간접(forwarding indirection)이 ESI 장애 후 로컬 분산형 애니 캐스트 라우터에서 인출되는 단일 RT-1에 기한 빠른 수렴을 인에이블 하도록 이 라우트를 통해 원격 분산형 애니 캐스트 라우터에서 수립된다.
도 10에 예시된 프로토콜은 서버 링크 장애시 구현될 수 있다. 호스트 가상 머신으로부터의 아웃 바운드 트래픽은 링크 장애 후 디폴트 라우트 ECMP 경로 세트에서 장애가 발생한 경로를 제거하는 가상 CE 라우터의 결과로 수렴될 수 있다. DC 오버레이의 인바운드 트래픽은 L3DL 학습 호스트 경로가 삭제되고 영향을받은 리프 노드에서 철회된 결과 수렴된다. 그러나 이 수렴은 호스트 경로 규모에 따라 달라진다. EVPN 대량 인출 메커니즘은 프리픽스 독립 수렴을 달성하기 위해 IP 호스트 라우트로 확장되어야 한다. ESI 구성은 이중화 그룹 내 리프 노드의 계층 3 링크 세트와 연관된다. 로컬 ESI 도달 가능성은 각 ESI별 EAD RT-1을 통해 원격 리프 노드에 광고된다. 포워딩 간접이 ESI 장애 후 로컬 분산형 애니 캐스트 라우터에서 인출되는 단일 RT-1에 기한 빠른 수렴을 인에이블 하도록 이 라우트를 통해 원격 분산형 애니 캐스트 라우터에서 수립된다.
호스트 가상 머신의 모든 아웃 바운드 인터-서브넷 및 인트라-서브넷 트래픽은 이제 계층 2 LAG를 가로 질러 해시되는 대신 계층 3 ECMP 링크에 걸친 이 가상 CE 라우터에 의해 업스트림 리프 노드로 라우팅된다. 리프 노드는 계층 2 브리징 또는 IRB 기능이 전혀 없는 순수한 계층 3 라우터 역할을 한다. 동일한 리프 노드에 연결된 서버 간의 이스트-웨스트 흐름은 리프 노드에 의해 로컬에서 목적지 가상 CE 라우터 다음 홉으로 라우팅된다.
상이한 리프 노드에 연결된 서버 간의 이스트-웨스트 흐름 (인터-서브넷 및 인트라-서브넷 둘 모두)은 디폴트 라우트를 통해 가상 CE 라우터에서 로컬 리프 노드로 라우팅된 다음 라우팅된 오버레이를 가로 질러 리프 노드에서 목적지로 라우팅된다. 다음 홉 리프 노드는 EVPN RT-5를 통해 학습된 호스트 경로를 기반으로 한다. 리프 노드 대 리프 노드 라우팅은 서브넷이 오버레이를 통해 스트레치되지 않는 경우에만 호스트 라우트 대신 서머라이즈된 또는 서브넷 라우트를 기반으로 될 수 있다.
DC 외부의 목적지로의 노스-사우스 흐름은 경계 리프를 향하는 리프 노드의 각VRF별 디폴트 라우트를 통해 라우팅될 수 있다.
다른 프로토콜은 단순성 및 스케일링 실시예를 제공한다. 이 실시예에서, 가상 CE에 로컬화된 제 1 홉 GW에 응답하여, 리프 노드는 더 이상 임의의 호스트 MAC 라우트를 설치하지 않으므로 분산형 애니 캐스트 라우터에서 포워딩 자원을 절약할 수 있다. 추가하여, 리프 노드의 디폴트 라우팅을 사용하면 가상 CE는 각각의 베어 메탈 서버에 로컬인 호스트 VM에 대한 인접성을 유지한다. 모든 브리징 및 MLAG 기능이 리프 노드에서 완전히 제거되어 운영이 단순하고 신뢰성이 향상된다. 가상 CE와 분산형 애니 캐스트 라우터 간의 결정론적 프로토콜 기반 호스트 경로 학습을 사용하면, 분산형 애니 캐스트 라우터에서 더 이상 EVPN 앨리어싱 절차(aliasing procedure)가 필요하지 않으며 가상 CE와 리프 노드 간의 결정론적 프로토콜 기반 호스트 경로 학습을 통해 ARP 플러딩이 오버레이에 걸쳐 필요하지 않다. 또한 가상 CE와 분산형 애니 캐스트 라우터 간의 결정론적 프로토콜 기반 호스트 경로 학습을 사용하면, 알려지지 않은 유니 캐스트 플러딩이 필요하지 않다. 마지막으로, 가상 CE와 리프 노드 간의 계층 3 ECMP 링크를 사용하면, EVPN DF 선택 및 스플릿 호라이즌 필터링 절차가 더 이상 필요하지 않다.
이제 도 11을 참조하여, 예시적인 컴퓨팅 디바이스 (1100)의 블록도가 도시되어 있다. 컴퓨팅 디바이스 (1100)는 본 출원에서 논의된 다양한 절차를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 디바이스 (1100)는 비동기 객체 관리자의 기능을 수행하도록 기능할 수 있고 하나 이상의 애플리케이션 프로그램을 실행할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스 (1100)는 데스크톱 컴퓨터, 인-대시(in-dash) 컴퓨터, 차량 제어 시스템, 노트북 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 핸드 헬드 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등과 같은 다양한 컴퓨팅 디바이스 중 임의의 것일 수 있다.
컴퓨팅 디바이스 (1100)는 하나 이상의 프로세서(들) (1102), 하나 이상의 메모리 디바이스(들) (1104), 하나 이상의 인터페이스(들) (1106), 하나 이상의 대용량 스토리지 디바이스(들) (1108), 하나 이상의 입력/출력 (I/O) 디바이스(들) (1102) 및 디스플레이 디바이스 (1130)를 포함하고 이들 모두는 버스 (1112)에 결합된다. 프로세서(들) (1102)는 메모리 디바이스(들) (1104) 및/또는 대용량 스토리지 디바이스(들) (1108)에 저장된 명령을 실행하는 하나 이상의 프로세서 또는 컨트롤러를 포함한다. 프로세서(들) (1102)는 또한 캐시 메모리와 같은 다양한 유형의 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다.
메모리 디바이스(들) (1104)는 휘발성 메모리 (예를 들어, 랜덤 액세스 메모리 (RAM) (1114)) 및/또는 비 휘발성 메모리 (예를 들어, 판독 전용 메모리 (ROM) (1116))와 같은 다양한 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 메모리 디바이스(들) (1104)는 또한 플래시 메모리와 같은 재기록 가능한 ROM을 포함할 수 있다.
대용량 스토리지 디바이스(들) (1108)는 자기 테이프, 자기 디스크, 광 디스크, 솔리드 스테이트 메모리 (예를 들어, 플래시 메모리) 등과 같은 다양한 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 특정 대용량 스토리지 디바이스는 하드 디스크 드라이브 (1124)이다. 다양한 컴퓨터 판독 가능 매체로부터 판독 및/또는 기록을 가능하게 하기 위해 다양한 드라이브가 대용량 스토리지 디바이스(들) (1108)에 포함될 수도 있다. 대용량 스토리지 디바이스(들) (1108)는 착탈 가능한 매체 (1126) 및/또는 착탈 불가능한 매체를 포함한다.
입력/출력 (I/O) 디바이스(들) (1102)는 데이터 및/또는 다른 정보가 컴퓨팅 디바이스 (1100)에 입력되거나 그로부터 검색될 수 있게 하는 다양한 디바이스를 포함한다. 예시적인 I/O 디바이스(들) (1102)는 커서 제어 디바이스, 키보드, 키패드, 마이크, 모니터 또는 다른 디스플레이 디바이스, 스피커, 프린터, 네트워크 인터페이스 카드, 모뎀 등을 포함한다.
디스플레이 디바이스 (1130)는 컴퓨팅 디바이스 (1100)의 한 명 이상의 사용자에게 정보를 디스플레이할 수 있는 임의의 유형의 디바이스를 포함한다. 디스플레이 디바이스 (1130)의 예는 모니터, 디스플레이 단말, 비디오 프로젝션 디바이스 등을 포함한다.
인터페이스(들) (1106)는 컴퓨팅 디바이스 (1100)가 다른 시스템, 디바이스 또는 컴퓨팅 환경과 상호 작용할 수 있도록 하는 다양한 인터페이스를 포함한다. 예시적인 인터페이스(들) (1106)는 근거리 통신망 (LAN), 광역 통신망 (WAN), 무선 네트워크 및 인터넷에 대한 인터페이스와 같은 임의의 수의 상이한 네트워크 인터페이스 (1120)를 포함할 수 있다. 다른 인터페이스(들)는 사용자 인터페이스 (1118) 및 주변 디바이스 인터페이스 (1122)를 포함한다. 인터페이스(들) (1106)는 또한 하나 이상의 사용자 인터페이스 엘리먼트(1118)를 포함할 수 있다. 인터페이스(들) (1106)는 또한 프린터용 인터페이스, 포인팅 디바이스 (마우스, 트랙 패드 또는 이 분야의 통상의 기술자에게 현재 알려져 있거나 나중에 발견되는 임의의 적절한 사용자 인터페이스), 키보드 등과 같은 하나 이상의 주변 인터페이스를 포함할 수 있다.
버스 (1112)는 프로세서(들) (1102), 메모리 디바이스(들) (1104), 인터페이스(들) (1106), 대용량 스토리지 디바이스(들) (1108) 및 I/O 디바이스(들) (1102)가 서로 뿐만 아니라 버스 (1112)에 결합된 다른 디바이스 또는 컴포넌트와 서로 통신할 수 있게 한다. 버스 (1112)는 시스템 버스, PCI 버스, IEEE 버스, USB 버스 등과 같은 여러 유형의 버스 구조 중 하나 이상을 나타낸다.
설명을 위해, 프로그램 및 기타 실행 가능한 프로그램 컴포넌트는 본 명세서에서 별개의 블록으로 도시되어 있지만, 이러한 프로그램 및 컴포넌트는 컴퓨팅 디바이스 (1100)의 서로 다른 저장 컴포넌트에 여러 번 상주 할 수 있고 프로세서(들)(1102)에 의해 실행되는 것으로 이해된다. 대안으로, 본 출원에 설명된 시스템 및 절차는 하드웨어 또는 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 주문형 집적 회로 (ASIC)는 본 출원에 설명된 시스템 및 절차 중 하나 이상을 수행하도록 프로그래밍될 수 있다.
전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시되었다. 개시된 정확한 형태로 개시를 제한하거나 포괄하려는 의도는 아니다. 상기의 교시에 비추어 많은 수정 및 변형이 가능하다. 또한, 전술한 대안적인 구현들 중 임의의 것 또는 전부가 본 개시의 추가적인 하이브리드 구현들을 형성하기 위해 원하는 임의의 조합으로 사용될 수 있다는 것을 유의해야 한다.
또한, 본 개시의 특정 구현이 설명되고 예시되었지만, 본 개시는 그렇게 설명되고 예시된 부분의 특정 형태 또는 배열로 제한되지 않는다. 본 개시의 범위는 본 출원에 첨부된 청구 범위에 의해 정의되며, 그리고 (있는 경우) 상이한 출원에서 제출된 미래의 청구 범위 및 그 등가물에 의해 정의되어야 한다.
예들
이하는 예들은 추가 실시예들에 관한 것이다.
예 1은 시스템이다. 시스템은 서버에 가상 고객 에지 라우터 및 복수의 호스트 가상 머신을 포함하는 호스트 라우팅 오버레이(host routed overlay)를 포함한다. 시스템은 상기 가상 고객 에지 라우터에서 복수의 리프 노드(leaf node) 중 하나 이상으로 라우팅된 업 링크를 포함한다. 시스템은 상기 가상 고객 에지 라우터가 상기 호스트 라우팅 오버레이의 상기 복수의 호스트 가상 머신에 대해 로컬화된 통합 라우팅 및 브리징 (IRB : integrated routing and bridging) 서비스를 제공하도록 구성된다.
예 2는 예 1의 시스템으로서, 상기 호스트 라우팅 오버레이는 EVPN(Ethernet virtual private network) 호스트이다.
예 3은 예 1-2 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 호스트 라우팅 오버레이는 EVPN 계층 3 이동성을 포함한다.
예 4는 예 1-3 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 상기 복수의 리프 노드 중 하나 이상에 대한 제 1 홉 애니 캐스트 게이트웨이(hop anycast gateway)이다.
예 5는 예 1-4 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 리프 노드로의 ECMP (Equal-Cost Multipath) 라우팅 링크를 통해 트래픽을 외부 리프 노드로 라우팅한다.
예 6은 예 1-5 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 상기 호스트 라우팅 오버레이에서 인트라-서브넷 흐름을 호스트 라우팅하기 위한 프록시 ARP(address resolution protocol)로서 구성된다.
예 7은 예 1-6 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 가상 고객 에지 라우터에서 상기 복수의 리프 노드 중 하나 이상으로 라우팅된 업링크는 계층 3 인터페이스이다.
예 8은 예 1-7 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 어드레스를 로컬에 저장하고 BGP (Border Gateway Protocol) 라우팅에서 상기 어드레스를 재배포하지 않는다.
예 9는 예 1-8 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 상기 호스트 라우팅 오버레이에 대한 로컬 인터넷 프로토콜 (IP) 엔트리, 상기 호스트 라우팅 오버레이에 대한 미디어 액세스 제어 (MAC) 엔트리, 또는 상기 호스트 라우팅 오버레이에 대한 디폴트 ECMP 라우팅 중 하나 이상을 저장하는 메모리를 포함한다.
예 10은 예 1-9 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 호스트 라우팅 오버레이는 스트레치된(stretched) 서브넷에 대해 호스트 라우팅을 수행하도록 구성된다.
예 11은 예 1-10 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 단일 테넌트(single tenant) 물리적 서버에 위치된다.
예 12는 예 1-11 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 단일 테넌트 물리적 서버에서 실행되는 가상 라우터 가상 머신이며, 상기 복수의 리프 노드 중 하나 이상을 위한 제 1 홉 게이트웨이로 작동하도록 구성된다.
예 13은 예 1-12 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 복수의 호스트 가상 머신은 단일 테넌트 물리적 서버에 위치된다.
예 14는 예 1-13 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 분산형 애니 캐스트 라우터(distributed anycast router)상의 계층 3 라우팅 인터페이스를 통해 다수의 분산형 애니 캐스트 라우터로 멀티 홈(multi-homed)된다.
예 15는 예 1-14 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 글린 처리(glean processing) 및 ARP 기반 학습에 의존하지 않고 로컬 호스트 가상 머신 라우트를 학습하도록 구성된다.
예 16은 예 1-15 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 직접 연결된 분산형 애니 캐스트 라우터에 로컬 호스트 가상 머신 라우트를 광고하도록 추가로 구성된다.
예 17은 예 1-16 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 LSoE(link state over ethernet)를 통해 상기 복수의 호스트 가상 머신 중 하나 이상에 대한 IP 바인딩(binding) 및 MAC 바인딩을 학습하도록 구성된다.
예 18은 예 1-17 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 메모리를 포함하고, 상기 가상 고객 에지 라우터가 위치된 동일한 베어 메탈 서버에 로컬인 호스트 가상 머신 중 하나 이상에 대한 메모리 인접성을 저장하도록 구성된다.
예 19는 예 1-18 중 어느 하나의 시스템으로서, 분산형 애니 캐스트 라우터를 더 포함하고, 상기 가상 고객 에지 라우터는 상기 가상 고객 에지 라우터와 상기 분산형 애니 캐스트 라우터 사이의 결정론적 프로토콜 기반 호스트 라우트 학습을 실행하도록 구성된다.
예 20은 예 1-19 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 가상 고객 에지 라우터에서 상기 복수의 호스트 머신 중 하나 이상으로 라우팅된 업링크는 계층 3 ECMP (Equal-Cost Multipath) 라우팅 링크이다.
예 21은 예 1-20 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 복수의 리프 노드 중 하나 이상은 가상 사설망-가상 라우팅 및 포워딩 (VPI-VRF : virtual private network-virtual routing and forwarding) 테이블을 포함한다.
예 22는 예 1-21 중 어느 하나의 시스템으로서, 상기 복수의 리프 노드 중 하나 이상은 올바른 가상 라우팅 및 전달 테이블에 라우트를 설치하기 위해 상기 복수의 리프 노드 중 하나 이상에서 사용되는 계층 3 가상 네트워크 식별자 (VNI : virtual network identifier)를 더 포함한다.
전술한 배열, 예 및 실시예의 임의의 특징은 임의의 개시된 배열, 예 및 실시예로부터 취해진 특징의 조합을 포함하는 단일 실시예로 결합될 수 있음을 이해해야 한다.
본 명세서에 개시된 다양한 특징은 당업계에서 상당한 장점 및 개선을 제공한다는 것을 이해할 것이다. 이하의 청구 범위는 이러한 특징 중 일부의 예시이다.
전술한 개시의 상세한 설명에서, 개시의 다양한 특징은 개시를 합리화 할 목적으로 단일 실시예에서 함께 그룹화된다. 이 개시 방법은 청구된 개시가 각각의 청구 범위에서 명시적으로 언급된 것보다 더 많은 특징을 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 창의적인 양태는 하나의 전술한 개시된 실시예의 모든 특징보다 적다.
전술한 배열은 본 개시의 원리의 적용을 단지 예시하는 것임을 이해해야 한다. 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 당업자에 의해 다수의 수정 및 대안적인 배열이 고안될 수 있으며, 첨부된 청구 범위는 그러한 수정 및 배열을 포함하도록 의도된다.
따라서, 본 개시가 도면에 도시되고 상기에서 구체적이고 상세하게 설명되었지만, 본 기술 분야의 통상의 기술자에게는 크기, 재료, 형상, 형태, 기능 및 작동 방식, 조립 및 사용의 변화를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 수정이 본 출원에 개시된 원리와 개념을 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다.
또한, 적절한 경우 본 출원에 설명된 기능은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 디지털 컴포넌트 또는 아날로그 컴포넌트 중 하나 이상에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 ASIC (application specific integrated circuit) 또는 FPGA (field programmable gate array)는 본 출원에 설명된 시스템 및 절차 중 하나 이상을 수행하도록 프로그래밍될 수 있다. 특정 용어가 특정 시스템 컴포넌트를 나타내기 위해 이하의 설명 및 청구 범위 전체에서 사용된다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 컴포넌트는 다른 이름으로 지칭될 수 있다. 본 문서는 이름이 다르지만 기능하지 않는 컴포넌트를 구별하기 위한 것이 아니다.
전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시되었다. 개시된 정확한 형태로 개시를 제한하거나 포괄적 하려는 의도는 아니다. 상기의 교시에 비추어 많은 수정 및 변형이 가능하다. 또한, 임의의 또는 모든 전술한 대체 구현이 본 개시의 추가 하이브리드 구현을 형성하기 위해 원하는 임의의 조합으로 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
또한, 본 개시의 특정 구현이 설명되고 예시되었지만, 본 개시는 이와 같이 설명되고 예시된 부분의 특정 형태 또는 배열로 제한되지 않는다. 본 개시의 범위는 본 출원에 첨부된 청구 범위, 그리고 다른 출원에서 제출된 미래의 청구 범위, 및 그 등가물에 의해 정의되어야 한다.

Claims (20)

  1. 시스템에 있어서,
    서버에 가상 고객 에지 라우터(virtual customer edge router);
    복수의 호스트 가상 머신을 포함하는 호스트 라우팅 오버레이(host routed overlay) 및
    상기 서버에서 복수의 리프 노드(leaf node) 중 하나 이상으로 라우팅된 업링크를 포함하고,
    상기 가상 고객 에지 라우터가 상기 호스트 라우팅 오버레이의 상기 복수의 호스트 가상 머신에 대해 로컬화된 통합 라우팅 및 브리징 (IRB : integrated routing and bridging) 서비스를 제공하도록 구성된, 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 호스트 라우팅 오버레이는 EVPN(Ethernet virtual private network) 호스트인, 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 호스트 라우팅 오버레이는 EVPN 계층 3 이동성을 포함하는, 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 상기 복수의 리프 노드 중 하나 이상에 대한 제 1 홉 애니 캐스트 게이트웨이(hop anycast gateway)인, 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 리프 노드로의 ECMP (Equal-Cost Multipath) 라우팅 링크를 통해 트래픽을 외부 리프 노드로 라우팅하는, 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 상기 호스트 라우팅 오버레이에서 인트라-서브넷(intra-subnet) 흐름을 호스트 라우팅하기 위한 프록시 ARP(address resolution protocol)로서 구성된, 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 가상 고객 에지 라우터에서 상기 복수의 리프 노드 중 하나 이상으로 상기 라우팅된 업링크는 계층 3 인터페이스(layer-3 interface)인, 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 어드레스를 로컬에 저장하고 BGP (Border Gateway Protocol) 라우팅에서 상기 어드레스를 재배포하지 않는, 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 상기 호스트 라우팅 오버레이에 대한 로컬 인터넷 프로토콜 (IP) 엔트리, 상기 호스트 라우팅 오버레이에 대한 미디어 액세스 제어 (MAC) 엔트리, 또는 상기 호스트 라우팅 오버레이에 대한 디폴트 ECMP 라우팅 중 하나 이상을 저장하는 메모리를 포함하는, 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 호스트 라우팅 오버레이는 스트레치된(stretched) 서브넷에 대해 호스트 라우팅을 수행하도록 구성된, 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 서버는 단일 테넌트(single tenant) 물리적 서버인, 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 단일 테넌트 물리적 서버에서 실행되는 가상 라우터 가상 머신이며, 상기 복수의 리프 노드 중 하나 이상을 위한 제 1 홉 게이트웨이로 작동하도록 구성된, 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 복수의 호스트 가상 머신은 상기 단일 테넌트 물리적 서버에 위치되는, 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 분산형 애니 캐스트 라우터(distributed anycast router) 상의 계층 3 라우팅 인터페이스를 통해 다수의 분산형 애니 캐스트 라우터로 멀티 홈(multi-homed)된, 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 직접 연결된 분산형 애니 캐스트 라우터에 로컬 호스트 가상 머신 라우트를 광고하도록 추가로 구성된, 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 가상 고객 에지 라우터는 메모리를 포함하고, 상기 가상 고객 에지 라우터가 위치된 동일한 베어 메탈 서버(bare metal server)에 로컬인 상기 호스트 가상 머신 중 하나 이상에 대한 메모리 인접성을 저장하도록 구성된, 시스템.
  17. 제 1 항에 있어서, 분산형 애니 캐스트 라우터를 더 포함하고, 상기 가상 고객 에지 라우터는 상기 가상 고객 에지 라우터와 상기 분산형 애니 캐스트 라우터 사이의 결정론적 프로토콜 기반 호스트 라우트 학습을 실행하도록 구성된, 시스템.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 가상 고객 에지 라우터에서 상기 복수의 호스트 머신 중 하나 이상으로의 상기 라우팅된 업링크는 계층 3 ECMP (Equal-Cost Multipath) 라우팅 링크인, 시스템.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 리프 노드 중 하나 이상은 가상 사설망-가상 라우팅 및 포워딩 (VPI-VRF : virtual private network-virtual routing and forwarding) 테이블을 포함하는, 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 복수의 리프 노드 중 하나 이상은 올바른 가상 라우팅 및 전달 테이블에 라우트를 설치하기 위해 상기 복수의 리프 노드 중 하나 이상에서 사용되는 계층 3 가상 네트워크 식별자 (VNI : virtual network identifier)를 더 포함하는, 시스템.
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