[发明专利]灵活的数据中心网络体系结构

说明书

背景技术

传统数据中心网络体系结构具有一些设计不足，这些设计不足会降低其灵活性(即它们将数据中心网络的任何服务器分配给任何服务的能力)。首先，传统网络的配置通常本质上是树形的，并包括相对昂贵的设备。这可能导致拥塞和计算热点的发展——即便在网络的其他地方有空余能力可用。其次，传统数据中心网络在防止一个服务中的流量泛滥影响它周围的其他服务方面做得不多。当一个服务经历流量泛滥时，共享相同网络子树的所有那些服务经受波及损害是常见的。再次，传统数据中心网络中的路由设计通常通过为服务器分配在拓扑结构上显著的网际协议(IP)地址并将服务器在各虚拟局域网间划分来实现缩放。然而，当在各服务间重新分配服务器并且从而进一步分割数据中心的资源时，这可能带来巨大的配置负担。而且，在这些重新配置中通常需要人类的参与，从而限制了这一过程的速度。最后，诸如配置传统数据中心网络的难度和在这些网络中使用的设备的成本等其他考量也会对这些网络的灵活性带来负面影响。

概述

本专利申请尤其涉及可在数据中心中利用的灵活的网络体系结构。一种实现提供连接诸如第三层(layer-3)基础结构的服务器等机器的虚拟第二层(layer-2)网络。

另一种实现包括经由多个交换机来通信耦合的多个计算设备。各单独的计算设备可与应用地址相关联。一单独的计算设备可被配置以担当源而另一单独的计算设备可被配置以担当目的地。源计算设备可被配置成向目的地计算设备的应用地址发送分组。该实现还可包括灵活代理，该灵活代理被配置成截取该分组并标识与目的地计算设备相关联的位置地址并选择通过其向该位置地址发送分组的单独的交换机。

上面所列的实现是为介绍的目的提供的，并且不包括和/或限制所要求保护的主题的全部。

附图说明

附图示出了本申请中传达的概念的实现。所示实现的特征可通过参考以下结合附图的描述来更容易地理解。只要可行，各附图中相同的附图标记用来指代相同的元素。此外，每一个如图标记的最左边的数字传达其中首次引入该附图标记的附图及相关联的讨论。

图1-6示出根据本发明概念的一些实现的灵活网络体系结构的示例。

图7-9示出根据本发明概念的一些实现的灵活网络数据中心布局的示例。

图10是可根据本发明概念的一些实现来实现的灵活网络方法的流程图。

具体实施方式

概览

本专利申请尤其涉及可在数据中心中利用的灵活的网络体系结构。云服务驱动着可能保持数十万服务器的大型数据中心的创建。这些数据中心可同时支持很大数量且数量变化的不同服务(web应用、电子邮件、映射化简(map-reduce)集群等)。云服务数据中心的实现可依赖于横向扩展(scale-out)设计：通过可根据需要在各服务间快速重新分配的大的资源(例如，服务器)池来实现可靠性和性能。将数据中心网络的任何服务器分配到任何服务的能力可被认为是数据中心网络的灵活性。为了有效利用数据中心的优势(其与巨大的成本相关联)，网络灵活性可能是有价值的。没有了网络灵活性，数据中心服务器资源会搁浅，因此钱被浪费。

第一示例灵活网络体系结构

为了介绍目的，考虑图1-2，图1-2示出了灵活网络体系结构100的示例。灵活数据网络体系结构100可包括多个服务器侧计算设备，诸如服务器102(1)、102(2)、102(3)和102(N)。

术语“服务器”和“机器”应当被理解为是指可发送或接收数据的任何设备。例如，这些术语应当被理解为是指以下任何一种：物理服务器、在服务器上运行的虚拟机(例如，使用虚拟化技术)、运行单个操作系统的计算设备、运行多于一个操作系统的计算设备、运行不同操作系统(例如，Microsoft Windows，Linux，FreeBSD)的计算设备、除了服务器以外的计算设备(例如，膝上型计算机、可寻址电源)、或计算设备的一部分(例如，网络附连磁盘、网络附连存储器、存储子系统、存储区域网络(SAN)、图形处理单元、数字加速度计、量子计算设备)。

相对于服务器的数量，灵活网络体系结构100可提升可缩放性。一种可实现可缩放性的方式是通过利用应用地址为服务器102(1)-102(N)创建类似以太网的平面地址(flat addressing)。以太网第二层语义可与实现支持平面地址的网络状态相关联，其中任何网际协议(IP)地址可被分配给连接到任何网络端口的任何服务器——就像这些服务器在局域网(LAN)上一样。