[發明專利]網絡裝置、網絡方法和計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 201711232221.1
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108234306B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）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（專利權）人: 瞻博網絡公司
• 主分類號: H04L12/707
• 分類號: H04L12/707;H04L12/721;H04L12/751;H04L12/24;H04L12/26
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;田喜慶

本發明涉及網絡裝置、網絡方法和計算機可讀存儲介質。總體上，描述了用于網絡裝置的分布式操作系統的組織執行的技術。包括硬件計算節點的裝置可以被配置為執行這些技術。硬件計算節點可以執行協議，通過該協議來發現多個硬件計算節點的拓撲，并且基于拓撲確定多個硬件計算節點的子集，以管理分布式操作系統的執行。多個硬件計算節點的所確定的子集可以執行通信總線，通過該通信總線來在多個硬件計算節點的子集之間同步操作系統狀態信息。硬件計算節點可以進一步基于操作系統狀態信息執行分布式操作系統，以提供其中一個或多個應用執行的執行環境。

本申請要求于2016年12月21日提交的美國臨時申請第62/437，369號和于2017年3月31日提交的美國臨時申請第62/479，804號的權益，其全部內容均通過引用結合于此。

技術領域

本公開涉及網絡裝置，并且更具體地，涉及用于網絡裝置的操作系統。

背景技術

用于諸如路由器的網絡裝置的操作系統用于提供其中各種應用(諸如，網絡協議、維護接口、虛擬化應用等)可以執行的執行環境。路由器的操作系統的一個功能是建立一種方式，通過該方式可以將狀態信息傳播到各種組件(或換言之，路由器的計算節點)，以允許路由器在網絡內正確地路由網絡流量。

例如，路由器可以維護表示路由器與網絡之間的接口的當前狀態的狀態信息。這種狀態信息可以包括表示一個或多個IFC的狀態的信息，例如，IFC的當前配置。作為另外的示例，路由器可以維護表示路由器內的一個或多個分組轉發引擎(PFE)、一個或多個路由引擎或其他資源的狀態的狀態信息。

在路由器內操作的被稱為“路由引擎”的控制節點可以執行操作系統的實例，以將狀態信息(及其變化)傳播到路由器內的各種其他進程或組件。這些其他進程或組件有時被稱為“消費者”，因為其接收和利用(換言之，“消費”)由操作系統的實例維護的狀態信息。這些消費者在執行各種功能時利用狀態信息。

由于近年來傳統網絡的復雜性增加，所以路由器或其他網絡裝置內的狀態信息的管理同樣成為重大挑戰。一些現有的用于管理狀態信息的方法涉及在操作系統的實例內緩存信息，并向在路由器內執行的消費者發出狀態更新通知消息。作為響應，消費者從操作系統的實例中檢索狀態信息。

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或多個備用路由引擎，每個引擎可以執行操作系統的單獨的不同實例，來管理狀態信息。在主要路由引擎發生故障的情況下，一個備用路由引擎承擔對路由資源的控制，以繼續路由器的操作。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，為了采取適當的控制并確保操作，備用路由引擎被迫例如通過將路由器資源電源循環到已知狀態來從每個資源“重新學習”丟失的狀態信息。由于備用路由引擎執行的操作系統實例重建正確的狀態信息，因此會在路由器資源重新啟動操作時導致分組轉發中斷。

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

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

發明內容