[發(fā)明專利]保持網(wǎng)絡(luò)裝置用的分布式操作系統(tǒng)中的一致性

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711230685.9
• 申請(qǐng)日: 2017-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN108234302B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴維·M·卡茨;羅斯·W·卡隆;斯科特·麥凱;丹尼斯·C·弗格森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 瞻博網(wǎng)絡(luò)公司
• 主分類號(hào): H04L12/703
• 分類號(hào): H04L12/703;G06F9/50;G06F11/14
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;田喜慶

本發(fā)明涉及保持網(wǎng)絡(luò)裝置用的分布式操作系統(tǒng)中的一致性。總體上，描述用于保持網(wǎng)絡(luò)裝置用的分布式操作系統(tǒng)中的一致性的技術(shù)。包括硬件計(jì)算節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)裝置可以被配置為執(zhí)行該技術(shù)。硬件計(jì)算節(jié)點(diǎn)可執(zhí)行分布式操作系統(tǒng)。至少一個(gè)硬件計(jì)算節(jié)點(diǎn)可確定多個(gè)硬件計(jì)算節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)硬件計(jì)算節(jié)點(diǎn)是否已出現(xiàn)故障并且不再支持分布式操作系統(tǒng)的執(zhí)行，并且確定多個(gè)硬件計(jì)算節(jié)點(diǎn)的剩余硬件計(jì)算節(jié)點(diǎn)是否超過(guò)群體閾值。硬件計(jì)算節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)可在多個(gè)硬件計(jì)算節(jié)點(diǎn)的剩余硬件計(jì)算節(jié)點(diǎn)小于群體閾值時(shí)，進(jìn)一步重新啟動(dòng)分布式操作系統(tǒng)。

本申請(qǐng)要求于2016年12月21日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第62/437，369 號(hào)和于2017年3月31日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第62/479，804號(hào)的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容均通過(guò)引用結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及網(wǎng)絡(luò)裝置，并且更具體地，涉及用于網(wǎng)絡(luò)裝置的操作系統(tǒng)。

背景技術(shù)

用于諸如路由器的網(wǎng)絡(luò)裝置的操作系統(tǒng)用于提供其中各種應(yīng)用(諸如，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、維護(hù)接口、虛擬化應(yīng)用等)可以執(zhí)行的執(zhí)行環(huán)境。路由器的操作系統(tǒng)的一個(gè)功能是建立一種方式，通過(guò)該方式可以將狀態(tài)信息傳播到各種組件(或換言之，路由器的計(jì)算節(jié)點(diǎn))，以允許路由器在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)正確地路由網(wǎng)絡(luò)流量。

例如，路由器可以維護(hù)表示路由器與網(wǎng)絡(luò)之間的接口的當(dāng)前狀態(tài)的狀態(tài)信息。這種狀態(tài)信息可以包括表示一個(gè)或多個(gè)IFC的狀態(tài)的信息，例如， IFC的當(dāng)前配置。作為另外的示例，路由器可以維護(hù)表示路由器內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)分組轉(zhuǎn)發(fā)引擎(PFE)、一個(gè)或多個(gè)路由引擎或其他資源的狀態(tài)的狀態(tài)信息。

在路由器內(nèi)操作的被稱為“路由引擎”的控制節(jié)點(diǎn)可以執(zhí)行操作系統(tǒng)的實(shí)例，以將狀態(tài)信息(及其變化)傳播到路由器內(nèi)的各種其他進(jìn)程或組件。這些其他進(jìn)程或組件有時(shí)被稱為“消費(fèi)者”，因?yàn)槠浣邮蘸屠?換言之，“消費(fèi)”)由操作系統(tǒng)的實(shí)例維護(hù)的狀態(tài)信息。這些消費(fèi)者在執(zhí)行各種功能時(shí)利用狀態(tài)信息。

由于近年來(lái)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性增加，所以路由器或其他網(wǎng)絡(luò)裝置內(nèi)的狀態(tài)信息的管理同樣成為重大挑戰(zhàn)。一些現(xiàn)有的用于管理狀態(tài)信息的方法涉及在操作系統(tǒng)的實(shí)例內(nèi)緩存信息，并向在路由器內(nèi)執(zhí)行的消費(fèi)者發(fā)出狀態(tài)更新通知消息。作為響應(yīng)，消費(fèi)者從操作系統(tǒng)的實(shí)例中檢索狀態(tài)信息。

為了增加可靠性，一些路由器可以包括主要路由引擎和一個(gè)或多個(gè)備用路由引擎，每個(gè)引擎可以執(zhí)行操作系統(tǒng)的單獨(dú)的不同實(shí)例，來(lái)管理狀態(tài)信息。在主要路由引擎發(fā)生故障的情況下，一個(gè)備用路由引擎承擔(dān)對(duì)路由資源的控制，以繼續(xù)路由器的操作。在主要路由引擎和備用路由引擎之間切換路由功能的控制處理通常被稱為故障切換。在一些情況下，為了采取適當(dāng)?shù)目刂撇⒋_保操作，備用路由引擎被迫例如通過(guò)將路由器資源電源循環(huán)到已知狀態(tài)來(lái)從每個(gè)資源“重新學(xué)習(xí)”丟失的狀態(tài)信息。由于備用路由引擎執(zhí)行的操作系統(tǒng)實(shí)例重建正確的狀態(tài)信息，因此會(huì)在路由器資源重新啟動(dòng)操作時(shí)導(dǎo)致分組轉(zhuǎn)發(fā)中斷。

路由器不僅發(fā)展得更加可靠，而且滿足日益增長(zhǎng)的帶寬需求。滿足日益增長(zhǎng)的帶寬需求的一種方法是使用多機(jī)箱路由器，即其中多個(gè)路由裝置在物理上耦接并且被配置為作為單個(gè)路由器操作的路由器。例如，多機(jī)箱路由器可以包括多個(gè)線卡機(jī)箱(LCC)，該線卡機(jī)箱包括一個(gè)或多個(gè)IFC 以及在LCC之間轉(zhuǎn)發(fā)分組并且提供多機(jī)箱路由器的自上向下管理的中央交換卡機(jī)箱(SCC)。由于多機(jī)箱路由器組合多個(gè)路由裝置的資源，所以多機(jī)箱路由器通常具有比獨(dú)立路由器高得多的帶寬能力。通過(guò)將路由功能整合到更少的路由器上，使用多機(jī)箱路由器可以簡(jiǎn)化和改善服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)上的路由。

然而，多機(jī)箱路由器可能導(dǎo)致大量不同的組件(例如，路由引擎)，每個(gè)組件執(zhí)行需要正確維護(hù)狀態(tài)信息并將狀態(tài)信息的變化傳送給下游消費(fèi)者的操作系統(tǒng)的不同實(shí)例。即，除了均執(zhí)行操作系統(tǒng)的不同實(shí)例的多個(gè)路由引擎之外，多機(jī)箱路由器還可以包括SCC和LCC，SCC和LCC還包括執(zhí)行操作系統(tǒng)的另一實(shí)例的控制節(jié)點(diǎn)，所有這些都需要狀態(tài)信息的至少一部分并且將狀態(tài)信息傳播給一些(如果不是全部)各種消費(fèi)者。

發(fā)明內(nèi)容