[发明专利]用于网络交换机的负载平衡哈希计算

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年11月30日提交的、题为“Load Balancing Hash Computation for Networks”的美国临时专利申请号61/418,362的权益，在此通过参考而明确地并入其整体内容。

本申请涉及2009年8月6日提交的、题为“Hash Computation for Network Switches”的美国专利申请号12/537,078的权益，在此通过参考而明确地并入其整体内容。

技术领域

本公开整体上涉及通信系统，以及更具体地涉及在计算设备或网络设备处计算用于数据单元的哈希值。

背景技术

现今，哈希函数广泛用于向较小集合中的值映射较大集合中的数据的各种计算应用中。例如，相对较长的比特序列可以作为针对数学函数的输入而被提供，以便生成用作针对数据库表的索引的较短比特序列。

哈希尤其适用的一个应用领域是网络交换。通常，网络交换机(switch)可以通过多个端口接收并传输数据分组。在某些情况下，可以存在为了将数据分组适当地转发至其目的地而经由其传输分组的不止一个可能的网络链路。而且，网络链路有时会有目的地进行聚集，以便在通信设备或网络之间提供更多的带宽。为了定义较宽的通信信道而将链路归组在一起公知为链路聚集(LAG)。在多个链路向网络交换机呈现均等地有吸引力的路由选择的那些情况下，路由技术典型地称为等开销多路径(ECMP)路由。

发明内容

一种用于避免通信网络中的极化的方法的实施方式包括：在包括在通信网络中的网络设备处接收数据单元，其中网络设备与包括在通信网络中并具有多个通信链路的链路聚集群组相关联。该方法进一步包括基于包括在数据单元中的信息来确定初始关键码；基于初始关键码，通过使用在通信网络内对于网络设备而言是唯一的去极化器来生成去极化的初始关键码；以及在去极化的初始关键码上执行哈希函数，以获得用于数据单元的哈希值。该方法附加地包括基于哈希值来确定链路聚集群组中的特定通信链路；以及引起数据单元通过特定通信链路进行传输，从而减小通信网络中的极化。

一种用于避免通信网络中的极化的网络设备的实施方式包括：第一网络接口，配置用于接收数据单元，以及哈希值生成器，配置用于基于数据单元来生成哈希值。哈希值生成器包括去极化的关键码生成器，配置用于基于向初始关键码应用的去极化函数来生成去极化的初始关键码，其中初始关键码基于包括在数据单元中的信息的至少部分，以及去极化函数这样定义，以使得针对相同业务流的不同数据单元生成去极化的初始关键码。哈希值生成器附加地包括哈希函数，配置用于基于去极化的初始关键码和数据单元来生成哈希值。此外，网络设备包括选择器，配置用于基于哈希值来选择特定通信链路，以及第二网络接口，用于经由特定通信链路从网络设备传出数据单元。

一种用于避免通信网络中的极化的系统的实施方式包括：通信网络中的多个网络设备，其中每个网络设备包括网络接口，用于接收数据单元，以及哈希值生成器，用于基于数据单元来生成哈希值。哈希值生成器包括去极化的关键码生成器，用于基于向初始关键码应用的去极化函数来生成去极化的初始关键码，其中初始关键码基于包括在数据单元中的信息的至少部分，以及其中去极化函数在通信网络内对于每个网络设备而言是唯一的。哈希值生成器进一步包括哈希函数，用于基于去极化的初始关键码和数据单元来生成哈希值。该系统附加地包括链路选择器，用于基于哈希值来选择通信链路，以从每个网络设备传出数据单元。

附图说明

图1是根据一个实施方式、其中的网络设备应用在此处讨论的哈希计算技术的通信网络的框图。

图2是根据一个实施方式、在图1的网络设备中实现的示例哈希值生成器的框图。

图3A和图3B是根据一个实施方式、示出了包括在图2的哈希值生成器中的重映射(remapping)函数或表的示例的框图。

图4是根据一个实施方式、示出了由图2的哈希值生成器生成的哈希值的示例应用的框图。

图5是根据一个实施方式、在图1的网络设备中实现的示例哈希值修改器的框图。

图6是根据一个实施方式、由图1的一个或若干网络设备实现的、用于避免通信网络中的极化(polarization)的示例方法的流程图。

图7是根据一个实施方式、由图1的一个或若干网络设备实现的、用于对通信网络中的业务进行负载平衡的示例方法的流程图。