[发明专利]计算机网络中的端到端流监控

说明书

本申请涉及计算机网络中的端到端流监控。在本公开中，在包括多个网络设备的网络中，一种网络设备包括处理电路，该处理电路被配置为：接收对应于源自第一设备的网络流的分组数据，该分组数据去往第二设备；生成熵标签以添加到分组数据的标签栈，其中，熵标签是根据对应于源自第一设备并去往第二设备的网络流的一个或多个属性生成；生成包括该熵标签的流记录，其中，熵标签识别网络中多个网络流中的网络流；以及向该网络的控制器发送流记录，其中，控制器基于对应于源自第一设备并且去往第二设备的网络流的熵标签来识别流记录。

技术领域

本公开涉及计算机网络监控，并且尤其涉及计算机网络中的端到端流监控。

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。在基于分组的网络中，计算设备通过将数据分成称为分组的小块来传送数据，这些小块通过网络从源设备单独路由到目的地设备。目的地设备从分组中提取数据，并将数据组装成原始形式。

某些设备(即节点)，如路由器，维护描述网络路由的路由信息。“路由”通常可以定义为网络上两个位置之间的路径。接收到输入分组后，路由器会检查分组中的关键字信息，以识别分组的目的地。基于目的地，路由器根据路由信息转发分组。

基于分组的网络越来越多地将标签交换协议用于流量工程和其他目的。多协议标签交换(MPLS)是一种机制，用于根据网络中路由器维护的路由信息在互联网协议(IP)网络中设计流量模式。通过使用MPLS协议，标签交换路由器(LSR)可以使用预先添加到流量的标签，沿着特定路径(即标签交换路径)通过网络将流量转发到目的地设备。LSP定义了一条通过网络的不同路径，以将MPLS分组从源设备传送到目的地设备。

发明内容

一般而言，本公开描述了使用熵标签在计算机网络中实现端到端流量监控的技术。为了举例说明计算机网络，MPLS网络可以执行涉及负载均衡决策的标签分配，并分配熵标签(例如，哈希值)，以确保相同网络流的分组数据沿着多条路径中的相同路径被转发，如Kompella等人的“MPLS转发中熵标签的使用”(可在http://tools.ietf.org/html/rfc6790获得)，RFC 6790，2012年11月，在此引入作为参考(在此称为“RFC 6790”)。例如，入口路由器可以确定输入分组的网络流(例如，该分组所属的应用)，并在熵标签中捕获流信息。中转路由器可以使用熵标签来执行负载均衡，以确保分组数据在多条路径上的同一路径上负载均衡。

根据本文描述的技术，网络控制器可以使用熵标签作为存储在数据结构(例如，数据库)中的网络流信息的索引。因为在MPLS网络中分配的标签是唯一的，所以一些技术利用这种质量来使用熵标签作为监控和跟踪特定网络流的关键字。

本文描述的一些技术在沿着计算机网络转发分组数据的多个路由器中的一个或多个中实现。每个路由器可以被配置为重新调整熵标签的用途，用于端到端网络流监控。例如，入口路由器可以导出用于计算熵标签的关键字信息，这使得网络控制器能够区分网络流。当接收到具有熵标签的分组数据时，MPLS网络中的每个路由器可以生成流记录，以包括熵标签(作为主关键字)和与流相关联的任何有用信息。通过这样做，每个路由器可以被熵标签触发，以使用熵标签作为记录的索引关键字将其流记录导出到网络控制器。网络控制器可以从每个路由器收集(例如，合并)流记录，并继续使用相同的熵标签作为这些流记录的关键字。网络控制器可以使用与给定熵标签相关联的流记录来检测网络流中的故障。例如，如果网络流停止，网络控制器可以识别先前输出具有熵标签的流记录的路由器，并且识别那些路由器中的哪个当前没有输出流记录。

在以下描述中，本公开提出了对计算机网络的功能的改进，并且本文描述的技术将该改进集成到实际应用中。以下描述(例如，包括以下示例)公开了网络设备(例如，路由器)和网络控制器的附加细节以及它们对端到端流监控的熵标签的再利用。如本文所述，网络控制器受益于通过使用熵标签作为标识相应网络流的索引关键字来实现端到端流监控。此外，网络设备(例如，包括中转路由器的路由器)受益于分组处理任务的减少，因为熵标签的使用消除了对深度分组检查以识别网络流的需要。