[發明專利]一種多路徑網絡

有效

• 申請號: 200980128858.3
• 申請日: 2009-07-23
• 公開（公告）號: CN102106125A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: D·C·休森;喬恩·比克羅夫特;A·邁克爾·福特;E·J·圖爾納;M·O·霍梅伍德
• 申請（專利權）人: 格諾多有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 張穎玲;武晨燕

技術領域

本發明涉及一種多路徑網絡和一種操作方法，并特別涉及一種具有可擴展網絡地址查詢表的多路徑網絡。所述多路徑網絡和方法適用于，但不限定于，多處理器網絡例如存儲網絡、數據中心和高性能運算。特別的，本發明適用于網橋、交換機、路由器、集線器和類似包括適配于IEEE802標準的數據幀分布或符合未來以太網標準的數據幀的以太網設備。

背景技術

協議層

概念上，為了區分功能以太網絡分為許多虛擬層。最常見和正式的標準化模型是開放系統互連(OSI)參考模型。詳細描述該OSI參考模型的文章是Hubert?Zimmermann撰寫的《OSI參考模型-構建開放系統互聯的ISO模型》(“OSIReference?Model-The?IS?O?Model?of?Architecture?for?Open?Systems”)，IEEE通訊匯刊com-28卷1980年第4期(IEEE?Transactions?on?Communications，Vol.COM-28，NO.4，April?1980)。上述OSI參考模型包括以下網絡系統功能不同的7層：

1、物理層，負責物理信道連接。由那些涉及發送和接收信號的元件，典型的線路驅動器和線路接收器，信號編碼/解碼器和時鐘組成。

2、數據鏈路層，提供服務允許終端站設備之間通過底層的物理介質直接通訊。該層提供組幀，為物理層將設備信息分離成離散的傳輸或幀，封裝更高層的包傳輸協議。它給識別源和目的裝置提供尋址。它提供錯誤偵測以保證數據損壞不會傳往更高層。

3、網絡層，負責網際通信，通過網絡在終端站之間發送信息包。它必須適應多重數據連接技術和拓撲使用各種協議，最常見的是網際協議(IP)。

4、傳輸層，負責端到端通信，防護傳輸時產生的問題影響上面各層，例如中斷的數據、錯誤和由低層介質導致的亂序。該層為應用提供無錯、有序的、可靠的信息傳遞服務，管理終端站之間的數據處理傳遞過程。傳輸控制協議(TCP)和用戶數據報協議(UDP)是最常見的傳輸層協議。

5、會話層，負責建立應用之間的通信連接，處理認證和連接控制。

6、表示層，保證各不同的機器數據表示得到解析。

7、應用層，提供一般功能允許用戶應用通過網絡通信。

為本申請的目的我們并不需要考慮傳輸層以上各層根據此處描述的方法的操作，如果執行良好，就能屏蔽更高層由其轄域及下層出的問題。

網絡互連

在數據鏈路層及其上執行網絡服務的裝置叫做站。物理層因為不能通過協議尋址而排除在該定義之外。通常有兩種形式的站：

1、終端站，是穿過網絡的網絡數據通信的最終源或目的地。

2、中間站，轉發由終端站產生的位于源和目的之間的網絡數據。

位于數據鏈路層完成轉發的中間站通常叫做網橋；位于網絡層轉發的站通常叫做路由器。

依賴于以太網絡的網絡工作站以短序列字節交換數據叫做數據包或協議數據單元(PDU)。PDU由描述PDU目的報頭和包含有效載荷數據的報文組成。在OSI模型中每一協議層PDU具有不同的名稱。物理層PDU叫數據位，數據鏈路層PDU叫數據幀，網絡層PDU叫數據包，傳輸層PDU叫數據段或報文。

PDU在物理以太網硬件傳輸之前被封裝。每一封裝包含對一特定OSI層的信息，以太網數據流封裝成幀，然后幀封裝成數據包，數據包封裝成報文等等。這些封裝，包含了報頭和有效載荷，最后傳過網絡結構并路由至目的地。

在傳輸層，一相關標準，傳輸控制協議(TCP)，通過隱藏底層PDU結構為應用額外提供一簡單界面，負責重排列亂序的PDU并且重傳丟失的數據。TCP協議設計作為一種可靠的數據流傳輸服務；這樣其優選的是準確的數據傳遞而不是性能。TCP協議在等待亂序PDU和數據重傳的極端情況下經常遭遇相對的長時間延遲，降低整體應用性能和當需要考慮最大量協議數據單元傳輸延遲(信號不穩定)時TCP協議變得不適用，文件系統或媒體傳輸，例如。

此外，在TCP/IP層級的最低層，PDU通過網絡傳輸的網絡訪問層，完全適合IEEE802.1D標準介質訪問控制(MAC)網橋將分隔網絡連在一起要求源和目的對的次序保留。

PDU副本是以太網絡另一降低性能的因素。一目的路由還未被網橋認證的單播PDU會被該網橋的所有路由淹沒并同時在多個出站端口緩沖。網絡重構影響從網橋到目的地的最優路由可能導致一PDU副本已經從上一最優路由發出緊接著一PDU副本將從緩沖區發送，二者均達到目的地。再次，更高層的TCP協議處理這些而不會降低整體性能。