[发明专利]用于在网络设备内处理分组的设备及方法、计算机可读介质

说明书

本发明公开了分组转发路径元素的节点表示。在一个示例中，一种方法包括：通过用于内部转发路径的转发管理器，从网络设备的控制单元接收一个或多个分组处理操作，所述内部转发路径由网络设备的转发单元的至少一个分组处理器执行；通过转发管理器，基于一个或多个分组处理操作生成多个节点，每个节点包括唯一令牌，其中，所述多个节点中的第一节点包括设置为所述多个节点中的第二节点的令牌的值的令牌参考；通过转发管理器，基于节点配置转发路径以包括用于多个节点的相应转发路径元素；以及通过分组处理器，通过执行转发路径元素处理由转发单元接收的分组。

技术领域

本公开涉及基于分组的计算机网络，并且更具体地，涉及在网络设备内处理分组。

背景技术

计算机网络是可以交换数据和共享资源的互连计算设备的集合。示例网络设备包括在开放系统互连(OSI)参考模型的第二层(即，数据链路层)内运行的第二层设备，以及在OSI参考模型的第三层(即，网络层) 内运行的第三层设备。计算机网络内的网络设备通常包括为网络设备提供控制平面功能的控制单元和用于路由或交换数据单元(例如分组)的一个或多个转发单元。在一些情况下，例如，网络设备可以包括多个分组处理器和交换结构，它们共同提供用于转发网络流量的转发平面。

网络设备提供的控制平面功能包括以路由信息库(RIB)的形式存储网络拓扑、执行路由协议以与对等路由设备通信以维护和更新RIB，以及提供管理接口以允许用户的访问和网络设备的配置。控制单元维护表示网络的整体拓扑的路由信息，并将路由定义到网络内的目的地前缀。

控制单元导出转发信息库(FIB)，该转发信息库(FIB)定义用于分组查找的转发路径元素以及由转发单元执行的其他处理操作，FIB由控制单元根据路由信息和控制信息生成。控制单元将FIB安装在转发平面内以编程方式配置转发单元。存储到转发单元的FIB的表示可以称为硬件FIB。

构成转发路径元素的数据和指令可以连接并布置到转发拓扑中，该转发拓扑为网络设备接收的每个输入分组定义内部转发路径。例如，为了生成转发路径元素的路由表查找，控制单元选择由网络拓扑定义的路由，并将分组密钥信息(例如，来自分组报头的目的地信息和其他选择信息)映射到一个或多个特定的下一跳网络设备，并最终映射到网络设备的接口卡的一个或多个特定输出接口。在一些情况下，控制单元可以将转发路径元素安装到每个转发单元中以更新每个转发单元内的FIB并控制转发平面内的流量转发。对于给定分组，转发单元执行由用于分组的转发单元的内部转发路径定义的转发路径元素，以执行由转发单元内的控制单元定义和配置的动作。分叉控制和转发平面功能允许更新每个转发单元中的FIB，而不会降低网络设备的分组转发性能。

发明内容

总体而言，本公开描述了用于使用元素节点表示网络设备转发平面的转发路径元素的技术。在一些示例中，元素节点包括对应的标识令牌，其可用于将元素节点和对应的转发路径元素连接成用于构成网络设备转发平面的转发单元的内部分组转发路径的转发拓扑。元素节点(下文中，“节点”)可以表示不同类型的转发路径元素，诸如简单动作(例如，计数器、策略器、丢弃)和对诸如表、树和查找的复杂构造的条件。节点的令牌是唯一标识该节点和所表示的转发路径元素的值。网络设备可以使用令牌作为唯一参考，用于为转发路径内的节点或查找类型节点的条目指定下一个 (或下游)节点。

例如，网络设备转发单元可以执行服务器模块，该服务器模块提供对其内部转发路径的编程访问。服务器模块暴露接口，该接口使服务器模块的客户端能够通过从服务器模块请求新节点然后使用节点令牌作为参考向服务器模块指定新节点之间的连接来利用转发路径元素配置内部转发路径。服务器模块的一个或多个客户端通过按照节点和条目描述转发路径来编程底层转发路径，其中每个节点和条目可以具有一个或多个依赖关系，这些依赖关系是由节点的相应和唯一令牌参考的其他节点的关系。使用节点令牌和令牌参考，服务器模块可以管理节点和条目依赖关系，并在客户端更改节点时更新依赖关系。