[发明专利]数据中心环境中的多路径通信

说明书

技术领域

本发明涉及数据中心，尤其是数据中心中的多路径通信。

背景技术

数据中心是用于容纳特定企业的计算机系统及相关联的组件的设施。这些系统及相关联的组件包括处理系统(诸如服务器)、数据存储设备、电信系统、网络基础结构设备(诸如交换机和路由器)、及其他系统/组件。通常存在工作流，使得在数据中心中的一个或多个计算设备处生成的数据必须被传输到数据中心中的另一个计算设备以实现特定的任务。通常，通过分组交换网络在数据中心中传输数据，使得在网络基础结构设备之间传输通信流，其中通信流是与一段时间内的特定任务有关的数据分组序列。在某些情形中，通信流是相对大的，诸如当搜索引擎所使用的索引的部分被从若干服务器理想地聚集的时候。在其他情形中，通信流可以是相对小的，但在计算设备之间传递时也可以与相对短的可接受的等待时间相关联。

数据中心设计的一贯主题是使用低成本商用组件来构建高度可用的高性能计算与存储基础结构。具体而言，价格在2000美元以下、以1Gbps提供多达48个端口的低成本交换机是常见的。若干最近的研究建议构想了使用构建在这种商用交换机之上的新颖的基础结构来创建经济的、易于管理的数据中心。因此，使用这些交换机，数据中心中的计算设备(例如服务器)之间的多条通信路径通常存在。

数据中心中的网络基础结构设备被配置为通过使用传输控制协议(TCP)来通信。TCP是被配置为提供数据分组从运行在第一计算设备上的程序到运行在第二计算设备上的程序的可靠、顺序的递送的通信协议。然而，使用TCP的网络上的通信流通常受限于计算设备之间的单个通信路径(即，一系列单独的链路)，即使其他链路具有传输数据的带宽。这在托管搜索引擎的数据中心的上下文中可能是有问题的。例如，诸如与搜索引擎所利用的索引的部分相关联的文件传送的大的流(例如100MB或更大)可能干扰对等待时间敏感的小的流，诸如查询交通。

发明内容

以下是在本文详细描述的主题的简要的发明内容。本发明内容不旨在是关于权利要求的范围的限制。

此处描述的是与数据中心网络中的计算设备之间的通信有关的各种技术。更具体地，此处描述的是便于数据中心网络中的计算设备之间的多路径通信的各种技术。如此处描述的数据中心可包括多个计算设备，该多个计算设备可包括服务器、路由器、交换机、以及通常与数据中心相关联的其他设备。服务器可在数据中心中被委托以运行执行各种计算任务的程序。根据一个特定的示例，数据中心中的服务器可被委托以维护搜索引擎所利用的索引、可被委托以在接收用户查询之后针对该索引进行搜索、以及其他信息检索任务。然而，应当理解的是，可以出于任何合适的目的来委托数据中心中的计算设备。

可以是交换机、路由器、组合交换机/路由器等的网络基础结构装置可从发送者计算设备接收通信流，该通信流被期望传输到接收者计算设备。通信流包括特定序列中的由接收者计算设备期望接收的多个数据分组。例如，接收者计算设备可被配置为根据传输控制协议(TCP)来发送及接收通信。数据中心网络的拓扑结构可以被配置，使得多条通信路径/链路存在于发送者计算设备与接收者计算设备之间。网络基础结构装置可以使通信流跨多条通信链路分布，使得当在发送者计算设备与接收者计算设备之间传输通信流时，网络资源被汇合。具体地，通信流中的第一数据分组可以跨第一通信链路被传输到接收者计算设备，而通信流中的第二数据分组可以跨第二通信链路被传输到接收者计算设备。

根据此处描述的一方面，网络基础结构设备和/或发送者计算设备可被配置为向通信流中的每个数据分组添加熵。通常，网络交换机基于数据分组头部中的内容跨链路分布通信量，使得数据分组头部中从特定发送者到指定接收者的网络通信量跨单个通信信道被传输。基础结构设备可被配置为更改数据中心网络中的接收者计算设备的地址的不重要部分(保留在头部的地址字段中)，由此导致网络基础结构设备跨多条通信链路分布通信流中的数据分组。接收者交换机可包括移除熵的散列算法或其他合适的算法，使得接收者计算设备接收通信流中的数据分组。