经扩展的标记联网的制作方法
【专利说明】经扩展的标记联网
[0001]相关串请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年3月15日提交的序号为13/838，713的美国专利申请，其全部内容通过引用被结合于此。
技术领域
[0003]本公开中所提及的实施例一般涉及计算机联网，更具体地，涉及用于提供经扩展的标记联网的技术，该技术包括与标记流量流的分组相关联的功能。
【背景技术】
[0004]多协议标签交换(MPLS)是高性能电信网络中基于短路径标签(而不是长网络地址)将数据从一个网络节点指示到下一网络节点的机制，它避免了在路由表中进行复杂查找。标签标识远距离节点(而不是端点)之间的虚拟链接(例如，路径)。MPLS可对各种网络协议的分组进行封装。网络协议是数字消息格式及在计算系统之内或之间、以及在通信中交换这些消息的规则组成的系统。协议可有格式描述。协议可包括信令、认证和错误检测及校正能力。
[0005]MPLS网络具有基于标签堆栈的隐式层次结构。标签堆栈是在一个MPLS分组内对另一 MPLS分组的封装。堆栈的结果是将一个MPLS标签交换路径(LSP)隧道至另一 LSP内的能力，具有流量工程(TE)和/或其他MPLS特征的MPLS。在MPLS网络中，标签交换路径是通过由信令协议建立的MPLS网络的路径。该路径基于转发等价类(FEC)中的标准被建立。
[0006]路径从标签边缘路由器(LER)处开始，该标签边缘路由器基于合适的FEC决定将哪一标签作为分组的前缀。标签边缘路由器随后将分组转发到路径中的下一个路由器，该下一个路由器将分组的外部标签交换为另一标签，并将其转发到下一路由器。路径中的最后一个路由器将标签从分组中删除，并且基于分组的下一层的报头(例如，IPv4)来转发该分组。由于通过LSP对分组的转发对较高网络层不透明，因此LSP有时也被称为MPLS隧道。
[0007]遗憾的是，在网络堆栈中没有用于标签流量的通用机制(例如，网络协议的软件实施方式)。MPLS使用标签以路由或认证分组。然而，MPLS使能的节点(例如，交换机)仅在分组前面的顶部标签中查找MPLS标签。另外，从网络程序员在能够使用MPLS报头处理流量的方式上受到限制的意义上来说，MPLS报头较为严格。
【附图说明】
[0008]为了更详细地理解本发明的上述特征，本公开的更为详细的描述(以上文被简要概括)可以通过参考实施例而获得，部分实施例在附图中被示出。但是，应当注意的是，因为本发明可以承认其他等效的实施例，附图仅对示出了本发明的典型实施例，因此不应当被视为限制本公开的范围。
[0009]图1为根据一个实施例的包括标记的示例性分组的概念图。
[0010]图2为根据本公开的某些实施例的示例性数据中心的示图。
[0011]图3为根据本公开的某些实施例的包含单个平台套件的数据中心的概念图。
[0012]图4为根据一个实施例的用于网络的管理操作的概念图。
[0013]图5根据一个实施例示出了针对经扩展的标记联网的示例性方法。
[0014]图6根据一个实施例示出了网络设备的示例性架构。
【具体实施方式】
[0015]本文所提及的实施例提供了用于改善网络流量流的可定制通用标签(例如标记)。单个平台套件扩展了路由器和/或控制器的能力，以使这些设备可检查分组的内容，包括分组中的标记。在转发分组的同时，路由器可根据被预先配置成处理标记的应用的逻辑来添加和/或更改标记。也就是说，本文所提及的实施例支持对网络流量进行标记，以使运行于路由器上的可编程应用基于标签来管理流量流。例如，这种方法(其可被称为软件定义网络(SDN))将数据联网的可编程性直接带入网络元件中。单个平台套件提供了编程结构(例如，应用编程接口(API))，该编程结构提取各种网络功能，并支持分组标记操作以及基于被分配到给定数据流的分组的标记的操作。
[0016]为了简明起见，术语“分组”在本文中被用于一般指代数据分组和数据帧。除了帧通常指第二层数据(例如，所谓的以太网帧或媒体访问控制(MAC)帧)，并且通常包括报头和报尾二者，而第三层分组(例如，互联网协议(IP)分组)不包括报尾以外，帧与分组相似。
[0017]图1为根据一个实施例的包括标记106的示例性分组100的概念图。分组100包括被附接到分组100开头处或顶部的一个或多个报头102上的数据104。在一个实施方式中，标记106位于数据104之间。一个或多个报头102可包括例如互联网协议(IP)报头和/或多协议标签交换(MPLS)报头。传统的IP分组转发利用分组报头中的IP目标地址在网络中的每个路由器处做出独立的转发决定。这些逐跳决定基于网络层路由协议，例如，开放最短路径优先(OSPF)或边界网关协议(BGP)。这些路由协议被设计用于找到通过网络的最短路径，而不考虑其他因素，例如，延迟或流量拥塞。MPLS创建覆盖在IP路由网络的传统无连接框架上的、基于连接的模型。然而，从网络程序员在能够使用MPLS报头处理流量的方式上受到限制的意义上来说，MPLS报头较为严格。例如，网络程序员无法在运行期间在网络节点上实施既可对MPLS标签做出响应，并且又是可定制的应用。
[0018]单个平台套件(如下文参照图3-6所讨论的)的框架内的标记106使网络程序员能够在任意、自动地和/或在运行期间实施既可对标记106做出响应并且又是可定制的应用(例如，安全等服务)。当标记(例如，标记106)与响应于标记的扩展网络行为的功能相耦合时，该标记可用于多种用途。例如，通过利用本方法的标记功能，网络程序员可提供各种网络服务，例如，安全、服务质量(QoS)保证、QoS反馈环路，和/或在网络堆栈中运行新的层。一般来说，根据本方法的标记提供了小块每分组标签，以随着分组传达信息。下面将参照图4和图5对这种标记功能进行进一步地讨论。
[0019]标记功能可通过例如使路由器能够利用单个平台套件动态地查找特定标记并在流量流中添加额外的任意行为来进行扩展。标记功能还可通过在分组100中附连MPLS报头被通用化。这样做将允许网络应用开发者使用MPLS。
[0020]多标签和分层标签路由与常规方法(例如，MPLS)相比，有利地允许对分组流进行更为细粒度的控制。利用单个平台套件内的标记功能，网络变为较少尝试解释网络流量，而更多地对标记所标识的流量起作用。即，标记提供了用以向分组添加信息的通用机制。因此，标记变为与整个网络(例如，处于分组的传输路径上的任何网络设备)通信的通用方法。另外，网络程序员可在购买交换机并将其安装到网络上之后，针对特定流量定义协议。网络程序员甚至可以动态方式建立和设置协议(例如，在网络运行期间)。
[0021]以下说明的目的在于使本领域的普通技术人员能够制造并利用所提出的技术。对特定实施例和应用的描述仅被提供作为示例，对本领域的技术人员显而易见的是，还可做出各种修改。在不脱离本公开的范围的情况下，本文所描述的基本原理可被应用于其他实施例和应用。因此，本公开并不限于所示出的实施例，而应根据符合本文所描述的原理和特征的最大范围。为了清晰起见，与所提出的理念相关的技术领域中的已知技术材料的相关特征在本文中不再详细叙述。
[0022]数据中心概述
[0023]图2为根据本发明的某些实施例的示例性数据中心200的示图。数据中心200包括基于多层分层网络模型的网络。一般来说，这种模型实施了三层层次:核心层201、聚合层202和访问层203。这种分层模型的优势包括可扩展性、恢复力、性能、可维护性和可管理性。分层设计表现了一种建立基础结构的结构化方法，其允许在模块化增加中相对简单的扩展。每层的冗余节点(网络设备)和链路(例如，网络设备之间的连接)保证基本上没有单独的故障点，同时链路聚合(例如，网络设备之间的连接的组合)可被设计用于通过聚合层和核心层的最佳带宽和性能。每层内的设备执行相同功能；这种一致性简化了故障处理和配置。
[0024]在本文讨论的情况下，“设备”一般包括硬件或硬件与软件的组合。“组件”一般为设备的一部分，并且包括硬件或硬件与软件的组合。
[0025]核心层201包括与管理控制台207耦合的核心网络206，该管理控制台207使网络管理员能够对数据中心200进行管理。核心层201包括用于在聚合层202的多个聚合模块之间进行高速分组交换的网络设备的(例如，路由器和/或交换机)结构。核心层201充当网关以连接其他模块(包括例如外联网、广域网(WAN)和/或互联网边缘等)。连接数据中心核心层201的链路被终止与第六层，并且该链路通常采用例如20GigE接口用来支持高水平的吞吐量、高水平的性能，并达到超额水平。核心层201