[发明专利]无分组重排序的动态负载均衡

说明书

技术领域

本公开涉及分组排队以便分组被递送至诸如端口通道的成员、端口、链路、线程或核之类的资源。

背景技术

网络设备中的容量缩放涉及在多个路径或多个资源(例如，网络链路、交换机端口、交换结构、处理核、或线程等)间分布网络流量。维持分组排序约束了流量分布的方式，经常导致链路或其他资源的不均匀的负载分布和次优利用。随着对诸如端口通道和多核中央处理单元之类的聚合链路的使用的不断增长，存在改善流量分布尤其是提供动态流量分布的空间。

发明内容

分组流被动态映射到资源队列。分组流在网络设备处被接收以在网络中从该网络设备进行路由。每个流包括要从源发送至连接的分组。为队列分配表存储数据，该队列分配表维护要被指派所接收的流的分组的多个桶，并且表明为各个桶分配多个资源队列中的哪个资源队列。对于流中的每个分组，从分组的头部中的值计算哈希函数，并且基于所计算的哈希函数，该分组被指派给多个桶中的一个桶。为基于所计算的哈希函数被指派了分组的每个桶分配多个资源队列中的一个资源队列。

附图说明

图1是被配置来将分组流动态地映射到资源的诸如路由器或交换机之类的网络设备的框图。

图2是图示地描绘了本申请所描述的用于将分组流动态地映射到资源队列的技术的示意图。

图3是示出了用于将分组流动态地映射到资源队列的队列分配表中的示例条目的示意图。

图4是描绘了将流中的分组指派给桶(bucket)的操作的流程图。

图5是描绘了在将分组流动态地映射到资源队列期间周期性地执行的操作的流程图。

图6是描绘了用于后台轮询例程(polling routine)对不使用的桶解除分配的操作的流程图。

图7是描绘了用于确定每个资源队列的容量并创建/更新用于选择资源队列的轮叫(robin)列表的操作的流程图。

图8是描绘了用于对熟知的粗流(thick flow)进行专门处理的操作的流程图。

图9是描绘了用于将分组流动态地映射到资源队列的整体操作的流程图。

具体实施方式

示例实施例

首先参照图1，图1示出了示例网络设备10的框图。如本申请所描述的，网络设备10被配置来对分组流执行不会丢失分组的排序的动态负载均衡。网络设备10可以是聚合交换机、数据中心交换机、边缘交换机、和路由器(集成服务、载体服务等)。网络设备10具有用于分组转发或分组处理目的的多个资源12(1)-12(N)。资源12(1)-12(N)的示例有端口、端口通道的成员、链路、多核中央处理单元(CPU)的核、处理线程等。可以经由资源12(1)-12(N)中的任意资源在网络设备10处接收分组，并且然后将这些分组从网络设备10经由资源12(1)-12(N)中的任意资源从网络设备10进行路由。

网络设备10还包括分组路由单元14。分组路由单元14可以由一个或多个建立有(固定的或可编程的)数字逻辑(例如，硬件或固件)的固定的或可编程的专用集成电路(ASIC)来配备，以针对进出分组流执行分组路由操作和相关分组处理操作。具有耦合于分组路由单元14的处理器16。处理器16是诸如微处理器或微控制器之类的可编程处理设备，用作网络设备10的控制器。处理器16被耦合于存储器18。存储器18用来存储由处理器16运行的工作数据和指令。为此，该存储器可以存储用于动态负载均衡处理逻辑20的指令。

存储器18可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质设备、光存储介质设备、闪速存储器设备、电学或光学或其他实体的/有形的存储器存储设备。因而，通常，存储器18可以包括一个或多个采用包括计算机可执行指令的软件进行编码的有形的(非暂时性的)计算机可读存储介质(例如，存储器设备)，并且当软件被(处理器16)运行时，处理器16可结合动态负载均衡处理逻辑20进行操作以执行本申请所描述的操作。当处理器运行动态负载均衡处理逻辑20时，处理器执行本申请所描述的操作。作为替代，分组路由单元14可以通过合适的数字逻辑进行配置来执行本申请所描述的动态负载均衡处理逻辑20的操作。图1示出了网络设备10通过分组路由单元14或处理器16的操作动态地映射到资源12(1)-12(N)的分组流30。

当前的分组排队技术使用静态哈希方案来将分组进行分类并分发到不同队列。这种方案具有不能基于负载来分发分组的缺点。