用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備流查找管理的技術(shù)的制作方法
【專利說明】用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備流查找管理的技術(shù)
【背景技術(shù)】
[0001] 現(xiàn)代計算設(shè)備已經(jīng)成為供個人、企業(yè)和社會使用的普遍工具。因此，許多現(xiàn)代計算 設(shè)備能夠連接到包括互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的各種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，以在這些網(wǎng)絡(luò)上獲取和發(fā)送/ 接收數(shù)據(jù)通信。為了促進計算設(shè)備之間的通信，網(wǎng)絡(luò)通常包括一個或多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如， 網(wǎng)絡(luò)交換機、網(wǎng)絡(luò)路由器等等），以將通信從一個計算設(shè)備路由到另一個計算設(shè)備。
[0002] 軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN)是可以用于促進跨越網(wǎng)絡(luò)的通信（即，網(wǎng)絡(luò)分組的流動）的這 樣一種網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)。在軟件定義網(wǎng)絡(luò)中，位于外部的SDN控制器連接到網(wǎng)絡(luò)交換/路由設(shè) 備，以針對跨越網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)分組做出網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流邏輯決策，該任務(wù)傳統(tǒng)上是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層 處執(zhí)行的。因此，之前在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的專用網(wǎng)絡(luò)處理器上執(zhí)行的網(wǎng)絡(luò)分組處理(例如，網(wǎng)絡(luò)業(yè) 務(wù)流邏輯)現(xiàn)在可以在通用處理器上進行處理，從而減少了在軟件定義網(wǎng)絡(luò)中所部署的網(wǎng) 絡(luò)設(shè)備所需要的硬件組件的復(fù)雜度，并且實現(xiàn)了獨立于硬件發(fā)布周期來部署新的基于軟件 的特征。另外，軟件定義網(wǎng)絡(luò)允許網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施在規(guī)模上變得比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)更大，這可能導(dǎo)致 與網(wǎng)絡(luò)的每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須管理的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流邏輯有關(guān)的數(shù)據(jù)增加。網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化 (NFV)是另一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概念，其用于使用傳統(tǒng)的服務(wù)器虛擬技術(shù)(例如，虛擬機或VM)來對 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能進行虛擬化，從而實現(xiàn)了在通用處理器上對網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的處理。當將NFV和SDN 基礎(chǔ)設(shè)施進行組合時，網(wǎng)絡(luò)可以在規(guī)模上進一步增加，從而進一步增加了網(wǎng)絡(luò)的每個網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備必須管理的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流邏輯的量。
【附圖說明】
[0003] 在附圖中，通過舉例而非限制性的方式示出了本文所描述的概念。為了說明的簡 單和清楚起見，附圖中所示出的要素不一定按比例繪制。在認為適當?shù)牡胤?，在附圖中重復(fù) 附圖標記以指示相應(yīng)的或相似的要素。
[0004] 圖1是用于對通信進行路由的系統(tǒng)的至少一個實施例的簡化框圖；
[0005] 圖2是圖1的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的至少一個實施例的簡化框圖，其中該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括具有管 芯上高速緩存(〇n-die cache)的處理器；
[0006] 圖3是圖2的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的多級散列表配置的至少一個實施例的簡化框圖；
[0007] 圖4是圖2的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的多級散列表配置的另一個實施例的簡化框圖；
[0008] 圖5是圖2的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的環(huán)境的至少一個實施例的簡化框圖；
[0009] 圖6是圖1的系統(tǒng)的軟件定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的至少一個實施例的簡化框圖；
[0010] 圖7是用于對圖2的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的高速緩存驅(qū)逐策略進行管理的方法的至少一個實 施例的簡化流程圖；以及
[0011] 圖8是用于接收圖1的系統(tǒng)的流策略信息的方法的至少一個實施例的簡化流程圖。
【具體實施方式】
[0012] 雖然本公開內(nèi)容的概念容易有各種修改和替代形式，但是其中的特定實施例已在 附圖中通過示例方式示出，并且將在本文中詳細描述。但是，應(yīng)當理解的是，這并非旨在將 本公開內(nèi)容的概念限制于所公開的特定形式，但是相反地，其目的是要涵蓋與本公開內(nèi)容 和所附權(quán)利要求相一致的所有修改、等效項和替代方案。
[0013] 說明書中對"一個實施例"、"實施例"、"說明性實施例"等的引用，指示所描述的實 施例可以包括特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性，但每個實施例可能包括該特定的特征、結(jié)構(gòu)或特 性，也可能不一定包括該特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性。此外，這種短語不一定指代相同的實施 例。此外，當結(jié)合實施例來描述特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性時，認為結(jié)合其它實施例(無論其是 否被明確地描述)來影響這種特征、結(jié)構(gòu)或特性是在本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識范圍內(nèi)。另外， 應(yīng)當意識到，在以"A、B和C中的至少一個"的形式的列表中所包括的項目可以表示(A)、（B)、 (C)、（A和B)、（A和C)、（B和C)或者(A、B和C)。類似地，以"A、B或C中的至少一個"形式所列出 的項目可以表示(A)、（B)、（C)、(A和B)、(A和C)、（B和C)或者(A、B和C)。
[0014] 在一些情況下，可以在硬件、固件、軟件或者其任意組合中實現(xiàn)所公開的實施例。 所公開的實施例還可以實現(xiàn)為由一個或多個暫時性或非暫時性機器可讀(例如，計算機可 讀)存儲介質(zhì)攜帶或者存儲在所述機器可讀存儲介質(zhì)上的指令，這些指令可以由一個或多 個處理器讀取和執(zhí)行。機器可讀存儲介質(zhì)可以體現(xiàn)為用于存儲或發(fā)送具有機器可讀形式的 信息的任何存儲設(shè)備、機制或其它物理結(jié)構(gòu)（例如，易失性或非易失性存儲器、介質(zhì)光盤或 者其它介質(zhì)設(shè)備）。
[0015] 在附圖中，可以以特定的排列和/或順序來示出一些結(jié)構(gòu)或方法特征。但是，應(yīng)當 意識到，可能不需要這些特定的排列和/或順序。相反，在一些實施例中，可以按照與說明性 附圖中所示出的方式和/或順序不同的方式和/或順序來排列這些特征。另外，在特定的附 圖中包括結(jié)構(gòu)或方法特征并非意在暗示在所有實施例中都需要該特征，并且在一些實施例 中，可以不包括該特征或者其可以將該特征與其它特征組合。
[0016] 現(xiàn)在參考圖1，在說明性實施例中，用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備流查找管理的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)100包 括遠程計算設(shè)備102,其連接到網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備110和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施120。網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備110和 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施120中的每一個都能夠在軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN)架構(gòu)和/或網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化 (NFV)架構(gòu)中進行操作。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施120包括至少一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122，其被說明性地表示為 122a-122h并且在本文中被統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122,以便促進經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)通信路徑124在遠程計 算設(shè)備102和計算設(shè)備130之間傳輸網(wǎng)絡(luò)分組。
[0017] 在使用中，如下面進一步詳細描述的，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122從遠程計算設(shè)備102接收網(wǎng)絡(luò) 分組，基于在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122處所存儲的策略來對該網(wǎng)絡(luò)分組進行處理，并且將該網(wǎng)絡(luò)分組轉(zhuǎn) 發(fā)到傳輸路徑中的下一個計算設(shè)備(例如，另一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122、計算設(shè)備130、遠程計算設(shè) 備102等等）。為了知道哪個計算設(shè)備是傳輸路徑中的下一個計算設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122執(zhí)行查 找操作以確定網(wǎng)絡(luò)流。查找操作對網(wǎng)絡(luò)分組的一部分執(zhí)行散列并且使用該結(jié)果對照流查找 表(即，映射到網(wǎng)絡(luò)流的下一個目的地的散列表)來進行檢查。
[0018] 通常，流查找表存儲在處理器上高速緩存(on-processor cache)中以減少查找操 作的延時，而網(wǎng)絡(luò)流存儲在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122的存儲器中。但是，流查找表可能變得非常大，從而 超出處理器上高速緩存中的可用空間。因此，流查找表的一部分（即，與網(wǎng)絡(luò)流散列條目相 對應(yīng)的高速緩存行)被驅(qū)逐到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122的存儲器，這給查找操作帶來了延時。另外，將哪 些高速緩存行驅(qū)逐到存儲器是由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122使用哪種高速緩存驅(qū)逐算法來 控制的。但是，在多級流散列表中，多級流散列表的某些層級可以存儲在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122的處 理器上高速緩存中，而多級流散列表的其它層級可以存儲在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122的存儲器中。例 如，如下面將進一步詳細描述的，多級流散列表可以包括:第一級流散列表，用于將較高優(yōu) 先級水平的散列存儲在處理器上高速緩存中；以及第二級流散列表，用于將較低優(yōu)先級水 平的散列存儲在主存儲器中。在該實施例中，可以減少由查找操作引起的整體延時，特別是 針對被網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122標識為具有高優(yōu)先級的那些網(wǎng)絡(luò)流散列的整體延時。
[0019] 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施120可以體現(xiàn)為任何類型的有線或無線通信網(wǎng)絡(luò)，包括蜂窩網(wǎng)絡(luò)(例 如，全球移動通信系統(tǒng)(GSM))、數(shù)字用戶線(DSL)網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)、電話網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)或廣域 網(wǎng)、全球網(wǎng)絡(luò)（例如，互聯(lián)網(wǎng)）或者其任意組合。另外，根據(jù)需要，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施120可以包括 任意數(shù)量的額外的設(shè)備以促進相應(yīng)設(shè)備之間的通信。
[0020] 在使用中，基于網(wǎng)絡(luò)流或分組流、沿著將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122進行互連的網(wǎng)絡(luò)通信路徑 124,在遠程計算設(shè)備102和計算設(shè)備130之間傳輸網(wǎng)絡(luò)分組。網(wǎng)絡(luò)流描述了從源到目的地的 分組集合或序列。通常，分組集合共享公共的屬性。網(wǎng)絡(luò)流由每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122用來指示在 對接收到的網(wǎng)絡(luò)分組進行處理之后要將該網(wǎng)絡(luò)分組發(fā)送到何處（即，沿著哪些網(wǎng)絡(luò)通信路 徑124)。例如，網(wǎng)絡(luò)流可以包括諸如與特定的網(wǎng)絡(luò)流相對應(yīng)的流標識符和流元組(例如，源 IP地址、源端口號、目的地IP地址、目的地端口號以及協(xié)議)之類的信息。應(yīng)當意識到，網(wǎng)絡(luò) 流信息可以包括與特定的網(wǎng)絡(luò)流相對應(yīng)的任何其它類型的信息或信息的組合。
[0021] 網(wǎng)絡(luò)通信路徑124可以體現(xiàn)為能夠促進相應(yīng)設(shè)備之間的通信的任何類型的有線或 無線信號路徑。例如，網(wǎng)絡(luò)通信路徑可以體現(xiàn)為任意數(shù)量的電線、印刷電路板跡線、通孔總 線(via bus)、點對點互連、介于中間的設(shè)備等等。取決于例如遠程計算設(shè)備102、計算設(shè)備 130和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122的特定類型或配置，可以使用任何適當?shù)耐ㄐ艆f(xié)議(例如，TCP/IP)來實 現(xiàn)沿著網(wǎng)絡(luò)通信路徑124傳輸網(wǎng)絡(luò)分組。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122可以體現(xiàn)為能夠促進遠程計算設(shè)備 102和計算設(shè)備130之間的通信的任何類型的設(shè)備，例如，路由器、交換機等等。在一些實施 例中，例如在NFV架構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122中的一個或多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以運行一個或多個虛擬 機(VM)，以便用軟件來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122的物理網(wǎng)絡(luò)功能。換言之，可以對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122所執(zhí) 行的功能中的一些功能進行虛擬化。
[0022] 應(yīng)當意識到，對網(wǎng)絡(luò)通信路徑124的說明性的布置旨在指示存在供網(wǎng)絡(luò)分組在網(wǎng) 絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施120內(nèi)移動的多個選項（即，路由），并且不應(yīng)被解釋為對示例性網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施 120的限制。例如，可以向從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122a移動到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122e的網(wǎng)絡(luò)分組分配直接從網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備122a到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122e的網(wǎng)絡(luò)流。在另一個例子中，在某些情況下（例如，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122a 和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122e之間在網(wǎng)絡(luò)通信路徑124上的服務(wù)質(zhì)量(QoS)較差），可以向該相同的網(wǎng)絡(luò) 分組分配用于指示網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122a將該網(wǎng)絡(luò)分組發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122b的網(wǎng)絡(luò)流，繼而可以向 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122b分配用于指示網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122b進一步將該網(wǎng)絡(luò)分組發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122e的網(wǎng) 絡(luò)流。
[0023]網(wǎng)絡(luò)分組管理信息（例如，網(wǎng)絡(luò)流、與網(wǎng)絡(luò)分組類型相對應(yīng)的策略等等）由網(wǎng)絡(luò)應(yīng) 用114進行管理，并提供給在網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備110上運行的網(wǎng)絡(luò)控制器112。為了使網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 114有效地管理網(wǎng)絡(luò)分組管理信息，網(wǎng)絡(luò)控制器112向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用114提供網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施120的 抽象。在一些實施例中，網(wǎng)絡(luò)控制器112可以基于與多個可用的網(wǎng)絡(luò)流相對應(yīng)的QoS或者與 網(wǎng)絡(luò)分組的特定工作負載類型相關(guān)聯(lián)的策略，來對網(wǎng)絡(luò)分組管理信息進行更新。例如，計算 設(shè)備130可以向遠程計算設(shè)備102發(fā)送請求，該請求用于請求遠程計算設(shè)備102提供視頻流 以便在計算設(shè)備130上回放。在接收到該請求之后，遠程計算設(shè)備102然后對該請求進行處 理并且向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122中的一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供網(wǎng)絡(luò)分組，其中該網(wǎng)絡(luò)分組包括與所請求的 視頻流的內(nèi)容相對應(yīng)的數(shù)據(jù)（即，有效載荷數(shù)據(jù)、開銷數(shù)據(jù)等等）。在進行接收的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 122處，對所接收到的網(wǎng)絡(luò)分組進行處理，該操作是在利用目標設(shè)備的標識信息來對經(jīng)處理 的網(wǎng)絡(luò)分組的報頭進行更新之前進行的，其中所述目標設(shè)備是將經(jīng)處理的網(wǎng)絡(luò)分組發(fā)送至 的目標設(shè)備。然后，進行接收的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122根據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制器112所提供的網(wǎng)絡(luò)流，向目標設(shè) 備發(fā)送經(jīng)處理的網(wǎng)絡(luò)分組。取決于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施120中進行接收的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122駐留在何 處，目標設(shè)備可以是另一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122或者發(fā)起請求的計算設(shè)備130。
[0024] 某些網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施120(即，包括成千上萬或者更多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122的數(shù)據(jù)中心)可以 包含足夠大數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122,使得網(wǎng)絡(luò)控制器112所提供的網(wǎng)絡(luò)流的數(shù)量可能在數(shù)目上 太龐大，以至于不能存儲在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122的存儲設(shè)備的優(yōu)先層級中。另外，即使在較小的網(wǎng) 絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施120中，每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備122也可能承載(host)多個虛擬機(VM)，從而進一步增加 了用于通過網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施120來傳輸網(wǎng)絡(luò)分組的可能網(wǎng)絡(luò)流的數(shù)量。
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