[发明专利]数据中心结构网络中的内联数据包追踪

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年11月18日递交的美国临时申请No.62/081,061的优先权，该申请的内容通过引用全部结合于此。

技术领域

本公开涉及数据中心结构网络。

背景技术

数据中心结构解决方案，例如，叶脊架构涉及复杂的路由和负载均衡算法，以将数据包从数据中心结构中的一个节点发送到另一个节点。在使用动态负载均衡方案的结构中，相同的数据包流可以基于它消耗的带宽而在不同时刻采用不同的路径。传统的数据包追踪设施将数据包注射向期望的目的地，但是因为数据包散列可能不匹配，所以可能无法追踪实际的数据包流。

附图说明

图1是示出根据本文给出的示例实施例的数据中心结构网络的框图，其中，在该数据中心结构网络中执行数据包追踪；

图2是示出根据本文给出的示例实施例的被配置为执行数据包追踪的网络控制器和相应数据中心节点(例如，交换机)的组件的更具体的框图；

图3是类似于图1的、示出根据本文给出的示例实施例的动态负载均衡如何改变数据包路径、以及数据包追踪技术如何适用于这种动态负载均衡(以及新路径中的数据包丢弃)的示意图；

图4是描绘根据本文给出的示例实施例的用于数据包追踪的过程的流程图。

具体的实施方式

概括

本文给出了用于追踪数据包流在数据中心结构网络中的路径的实施例。针对特定数据包流的过滤器(filter)被配置在数据中心结构网络的节点(例如，交换机)上。大量的这种过滤器可以被配置在这些节点中的每一个节点上，每个过滤器针对不同的数据包流。当过滤器检测到匹配时，向网络控制器输出发生匹配的日志。网络控制器使用从节点发送的日志数据以及网络拓扑的知识(随网络中发生的改变而更新)来确定特定数据包流在数据中心结构网络中的路径。

因此，从网络控制器的角度来看，提供了一种方法，其中，追踪特定数据包流的过滤器配置信息被生成，该过滤器配置信息包括特定数据包流的一个或多个参数。过滤器配置信息被发送到多个节点，以便在多个节点中的每一个节点处配置针对特定数据包流的过滤器。网络控制器从多个节点中的、发生过滤器匹配的一个或多个节点接收输出，该输出指示匹配针对特定数据包流的过滤器的过滤器配置信息的数据包通过相关节点。网络控制器分析从多个节点中的、发生过滤器匹配的一个或多个节点接收的输出，来确定特定数据包流通过网络的路径。

示例的实施例

不存在能够在当前的高级数据中心结构网络中精确地追踪具体数据包流的可用技术。根据本文给出的实施例，数据包路径追踪可以在数据中心结构网络中针对实际的数据包流自身“内联地”进行。这避免了注射新数据包的需求。执行内联数据包路径追踪还可以快速精准地确定数据包流在网络中的哪里被丢弃以及为什么被丢弃(如果是由于转发丢弃的话)。

该技术涉及在网络交换机(数据中心节点)中使用过滤器并且利用网络拓扑信息分析过滤器输出，来生成(“缝合”)数据包在网络中的路径。

首先参考图1。图1示出了包括被布置在叶脊架构中的多个数据中心交换机(更一般地称为数据中心节点)的数据中心结构网络10。例如，该数据中心结构包括脊节点S1、S2和S3以及叶节点L1、L2、L3和L4。在脊节点和叶节点之间的连接是这样的：每个叶节点被连接到一个或多个脊节点。脊节点S1、S2和S3被示出在参考标号20(1)、20(2)和20(3)处，并且叶节点被示出在参考标号22(1)、22(2)、22(3)和22(4)处。这是简化图，并且应当理解的是在实际的网络部署中通常存在大量的更多的节点。

网络控制器30与每个脊节点S1、S2和S3以及每个叶节点L1、L2、L3和L4通信。用户(例如，网络管理员)可以从用户终端40(本地或经由互联网远程地)登录网络控制器。用户终端40可以是台式计算机、服务器、膝上型计算机或具有网络连接和用户接口的任何计算/用户设备。

结构网络的拓扑可以随着一些节点发生故障而动态改变。链路层发现协议(LLDP)通常在这些节点之间运行，当前的拓扑在网络控制器30处通常是可用的。除了拓扑改变以外，这些节点还可以执行动态负载均衡技术，以避免网络中的路径拥堵。这两个因素都会改变数据包流所采用的路径。