用于lag接口上網(wǎng)絡(luò)流的動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于負(fù)載平衡的方法和系統(tǒng)。具體地說，實(shí)施例涉及用于通 過鏈路聚合接口重新分布數(shù)據(jù)流以改進(jìn)吞吐量的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 鏈路聚合是在計(jì)算機(jī)連網(wǎng)領(lǐng)域中用于描述平行（即，以聚合方式）使用多個(gè)連接 (即，鏈路)增大網(wǎng)絡(luò)元件的吞吐量的過程。使用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接以替代單個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接，這提供 了比單個(gè)連接能夠保持的更高的吞吐量。鏈路聚合的使用也提供了冗余以防止鏈路之一失 效。就單鏈路失效而言，可減少吞吐量，但將不丟失連接性，這是因?yàn)槠渌溌防^續(xù)服務(wù)于 在其中支持鏈路聚合的來源與目的地節(jié)點(diǎn)之間的通信。
[0003] 如電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE)標(biāo)準(zhǔn)802. 3ad中所述的鏈路聚合將網(wǎng)絡(luò)元件的 多個(gè)物理端口綁定成稱為鏈路聚合群組（LAG)的單個(gè)更大容量邏輯端口。在進(jìn)入數(shù)據(jù)流與 特定網(wǎng)絡(luò)元件中LAG之間的接口能夠稱為LAG接口。LAG能夠服務(wù)于任何數(shù)量的數(shù)據(jù)流(即， 一般在特定來源節(jié)點(diǎn)與目的地節(jié)點(diǎn)之間的有關(guān)數(shù)據(jù)分組集)。通常，通過散列函數(shù)跨LAG接 口的構(gòu)成鏈路分布數(shù)據(jù)流。到散列函數(shù)的輸入是N元組，N元組從像第2級(jí)和第3級(jí)（L2/ L3)報(bào)頭字段等分組的一些固定屬性推導(dǎo)。其中，第2級(jí)和第3級(jí)指開放系統(tǒng)互連（OSI)模 型。一旦數(shù)據(jù)流綁定到LAG的輸出端口，直到它處于活動(dòng)狀態(tài)，它都保持與該端口相關(guān)聯(lián)。 散列方法和固定數(shù)據(jù)流輸出端口綁定確保不存在由于通過聚合接口的傳送造成的分組重 新排序。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在一個(gè)實(shí)施例中，一種方法由網(wǎng)絡(luò)元件實(shí)現(xiàn)以通過將數(shù)據(jù)流重新分布到與鏈路聚 合群組相關(guān)聯(lián)的端口集中更不擁塞的端口，為鏈路聚合群組改進(jìn)負(fù)載分擔(dān)。網(wǎng)絡(luò)元件在網(wǎng) 絡(luò)元件的入口端口接收數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)分組。執(zhí)行負(fù)載分擔(dān)過程以選擇網(wǎng)絡(luò)元件的出口端 口。檢查選擇的出口端口是否擁塞。檢查自收到數(shù)據(jù)流中前一數(shù)據(jù)分組以來的時(shí)間是否超 過閾值。識(shí)別端口集中更不擁塞的出口端口。更新流表以將數(shù)據(jù)流綁定到更不擁塞的出口 端口，并且將數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)到更不擁塞的出口端口。
[0005] 在另一實(shí)施例中，另一方法由網(wǎng)絡(luò)元件實(shí)現(xiàn)以通過將數(shù)據(jù)流重新分布到與鏈路聚 合群組相關(guān)聯(lián)的端口集中更不擁塞的端口，為鏈路聚合群組改進(jìn)負(fù)載分擔(dān)。在此方法中，在 網(wǎng)絡(luò)元件的入口端口接收數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)分組。執(zhí)行負(fù)載分擔(dān)過程以選擇鏈路聚合群組的 出口端口。使用擁塞監(jiān)視數(shù)據(jù)庫，檢查識(shí)別的出口端口是否擁塞。檢查在數(shù)據(jù)流中當(dāng)前時(shí) 間與前一數(shù)據(jù)分組的時(shí)戳之間的差是否超過閾值。使用擁塞監(jiān)視數(shù)據(jù)，選擇鏈路聚合群組 的端口集中的新出口端口。更新流表以將數(shù)據(jù)流綁定到新出口端口，并且將數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā) 到鏈路聚合群組的新出口端口。
[0006] 在一個(gè)實(shí)施例中，一種網(wǎng)絡(luò)元件通過將數(shù)據(jù)流重新分布到與鏈路聚合群組相關(guān) 聯(lián)的端口集中更不擁塞的端口，為鏈路聚合群組改進(jìn)負(fù)載分擔(dān)。網(wǎng)絡(luò)元件包括：第一線路 卡，包括配置為鏈路聚合群組的一部分的端口集；耦合到第一線路卡的交換結(jié)構(gòu)（switch fabric)，交換結(jié)構(gòu)配置成允許在網(wǎng)絡(luò)元件的線路卡之間的通信；以及耦合到交換結(jié)構(gòu)的 第二線路卡，第二線路卡包括端口集、L2和L3處理器及結(jié)構(gòu)接入處理器（fabric access processor)。端口集配置成接收數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)分組。L2和L3處理器配置成執(zhí)行負(fù)載分 擔(dān)過程以選擇鏈路聚合群組的出口端口，使用擁塞監(jiān)視數(shù)據(jù)庫檢查識(shí)別的出口端口是否擁 塞，檢查在數(shù)據(jù)流中當(dāng)前時(shí)間與前一數(shù)據(jù)分組的時(shí)戳之間的差是否超過閾值，使用擁塞監(jiān) 視數(shù)據(jù)選擇鏈路聚合群組的端口集中的新出口端口，并且更新流表以將數(shù)據(jù)流綁定到新出 口端口。結(jié)構(gòu)接入處理器配置成將數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)到鏈路聚合群組的新出口端口。
【附圖說明】
[0007] 本發(fā)明通過示例方式而不是限制的方式在附圖的圖形中示出，圖中相似的標(biāo)號(hào)表 示類似的元件。應(yīng)注意的是，在此公開內(nèi)容中對"一"或"一個(gè)"實(shí)施例的不同引用不一定 是指相同的實(shí)施例，并且此類引用是指至少一個(gè)。此外，在結(jié)合實(shí)某個(gè)實(shí)施例描述某個(gè)特定 特征、結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，認(rèn)為結(jié)合無論是否明確描述的其它實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)此類特征、結(jié)構(gòu)或特 性是在本領(lǐng)域技術(shù)人員的認(rèn)知之內(nèi)。
[0008] 圖1是用于為鏈路聚合群組實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡的過程的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
[0009] 圖2是實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡和鏈路聚合群組的網(wǎng)絡(luò)元件的一個(gè)實(shí)施例的圖。
[0010] 圖3是用于為鏈路聚合群組實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡的過程的另一實(shí)施例的流程圖。
[0011] 圖4是分布式鏈路聚合群組的一個(gè)示例實(shí)施例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 在下面的描述中，陳述了許多特定細(xì)節(jié)。然而，要理解的是，實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施例 可無需這些特定細(xì)節(jié)。在其它情況下，公知的電路、結(jié)構(gòu)和技術(shù)未詳細(xì)顯示以免混淆對此描 述的理解。其它情況下，控制結(jié)構(gòu)、門級(jí)電路和全軟件指令序列未詳細(xì)示出以免混淆本發(fā) 明。通過包括的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠在不進(jìn)行不當(dāng)實(shí)驗(yàn)的情況下實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)墓δ?性。
[0013] 在下面的說明和權(quán)利要求中，可使用術(shù)語"耦合"和"連接"及其衍生詞。應(yīng)理解， 這些術(shù)語無意作為彼此的同義詞。"耦合"用于指示可相互直接物理或電接觸或不直接物理 或電接觸的兩個(gè)或更多個(gè)元件相互協(xié)作或交互。"連接"用于指示在相互耦合的兩個(gè)或更多 個(gè)元件之間通信的建立。
[0014] 為便于理解實(shí)施例，虛線在圖中用于表示某些項(xiàng)目的可選性質(zhì)（例如，本發(fā)明的給 定實(shí)施例不支持的特征；給定實(shí)施例支持但在一些情況下使用并且在其它情況下不使用的 特征)。
[0015] 圖中所示技術(shù)能使用在一個(gè)或更多個(gè)電子裝置上存儲(chǔ)和執(zhí)行的代碼和數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)。 此類電子裝置使用非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)（例如，磁盤、光盤、只讀存儲(chǔ)器、閃存存儲(chǔ) 器裝置、相變存儲(chǔ)器）和暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀通信介質(zhì)（例如，電氣、光學(xué)、聲學(xué)或其它形式傳 播信號(hào)_如載波、紅外信號(hào)、數(shù)字信號(hào)）存儲(chǔ)和傳遞(在內(nèi)部和/或通過網(wǎng)絡(luò)與其它電子裝 置）代碼和數(shù)據(jù)。另外，此類電子裝置一般情況下包括與諸如存儲(chǔ)裝置、一個(gè)或更多個(gè)輸入 /輸出裝置(例如，鍵盤、觸摸屏和/或顯示器)和網(wǎng)絡(luò)連接等一個(gè)或更多個(gè)其它組件耦合的 一個(gè)或更多個(gè)處理器的集合。處理器的集合與其它組件的耦合一般情況下是通過一個(gè)或更 多個(gè)總線或橋接器(也稱為總線控制器)。存儲(chǔ)裝置和攜帶網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的信號(hào)分別表示一個(gè)或 更多個(gè)非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀通信介質(zhì)。因此，給定電子 裝置的存儲(chǔ)裝置一般情況下存儲(chǔ)代碼和/或數(shù)據(jù)以便在該電子裝置的一個(gè)或更多個(gè)處理 器的集合上執(zhí)行。當(dāng)然，本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)部分可使用軟件、固件和/或硬件 的不同組合來實(shí)現(xiàn)。
[0016] 以下縮略詞在本文中經(jīng)常使用，并且在此提供以便參考：鏈路聚合群組（LAG)、虛 擬輸出排隊(duì)（VOQ)、量化的擁塞通知（QCN)、擁塞點(diǎn)（CP)、擁塞通知標(biāo)記（CNTAG)及擁塞通知 消息（CNM)。
[0017] 本發(fā)明的實(shí)施例提供用于在交換機(jī)和路由器上的鏈路聚合接口的更佳帶寬利用 級(jí)別、用于交換機(jī)和路由器的增大吞吐量、更佳的網(wǎng)絡(luò)性能及更高的用戶滿意度。實(shí)施例提 供與新興連網(wǎng)趨勢一致的這些改進(jìn)，包括更高的帶寬要求、更多分組化、增大的機(jī)器到機(jī)器 (M2M)業(yè)務(wù)、頻繁的視頻業(yè)務(wù)爆發(fā)、擴(kuò)展的基于因特網(wǎng)協(xié)議（IP)的服務(wù)和增大在服務(wù)器與 最終用戶節(jié)點(diǎn)之間突發(fā)業(yè)務(wù)的頻率的類似連網(wǎng)趨勢。
[0018] 現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)包括雖然鏈路聚合組合了端口，但情況不一