КЛАСТЕРНЫЙ МАРШРУТИЗАТОР И СПОСОБ КЛАСТЕРНОЙ МАРШРУТИЗАЦИИ
CLUSTER ROUTER AND CLUSTER ROUTING METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области технологий связи, а в частности к кластерному маршрутизатору и способу кластерной маршрутизации.
Уровень техники
Интернет (Интернет) трафик находится в состоянии постоянного быстрого роста, и рост трафика подталкивает к постоянному развитию сетевых устройств, таких как маршрутизаторы, в сторону высокой производительности. Прежний маршрутизатор относится к маршрутизаторам централизованной обработки, а пересылка пакетов осуществляется одним процессором, но технологические возможности централизованного маршрутизатора ограничены. Появление маршрутизаторов распределенного по шине типа увеличивает технологические возможности маршрутизатора, у маршрутизатора распределенного по шине типа имеется множество вставляемых плат, на каждой вставляемой плате имеется процессор, который может обрабатывать пакеты, вставляемые платы соединены через шину, вставляемая плата использует шину, когда необходимо отправить данные другой вставляемой плате, при этом шина выделяется на период времени, начиная с момента, когда система разрешает завершить передачу, в течение которого другие вставляемые платы не могут отправлять данные. Технологические возможности маршрутизатора распределенного по шине типа складываются из технологических возможностей всех вставляемых плат, полоса пропускания шины является полосой пропускания системы. Фактические централизованные маршрутизаторы и маршрутизаторы шинного типа обычно являются одноблочными устройствами.
Появление коммутируемой сети позволило множеству пар вставляемых плат осуществлять связь друг с другом одновременно, тем самым дополнительно увеличивая возможности системы. Возможности одноблочного устройства значительно увеличились, благодаря архитектуре, сочетающей коммутируемую сеть и распределенную обработку, но в целом скорость роста трафика выше, чем развитие скорости одноблочной пропускной способности, и возможности одноблочного устройства все еще не могут удовлетворить спрос. Поэтому, необходимо увеличить пропускную способность узлов сети посредством многоблочных устройств или множества устройств.
Одним из способов повышения пропускной способности маршрутизаторов, известным из уровня техники, является построение сети с использованием множества устройств, соединение устройств с использованием стандартных линий и замена единственного устройства сетью. На фиг.1 показана схема маршрутизации с межсоединением с использованием множества устройств. Как показано на фиг.1, узел составлен с использованием четырех одинаковых маршрутизаторов (А, В, С, D), а у каждого маршрутизатора имеется шесть стандартных интерфейсов 10GE. Например, шесть интерфейсов маршрутизатора А - это A1, А2, A3, А4, А5 и А6. Интерфейсы четырех устройств соединены в сеть, то есть, интерфейс А4 маршрутизатора А соединен с интерфейсом В4 маршрутизатора В, интерфейс А5 маршрутизатора А соединен с интерфейсом D5 маршрутизатора D, интерфейс А6 соединен с интерфейсом С6 маршрутизатора С,..., у каждого устройства имеется три интерфейса, используемые для внутренней связи (такие как интерфейсы А4, А5, А6 маршрутизатора А), другие три интерфейса используют для обеспечения полосы пропускания наружу (такие как интерфейсы A1, А2, A3 маршрутизатора А), так что четыре устройства, каждое с полосой пропускания 60G, образуют неблокирующую сеть с полосой пропускания 120G, что увеличивает полосу пропускания узла.
Основные недостатки схемы построения сети с использованием множества устройств, приведенной на фиг.1, следующие: 1. Наличие множества устройств приводит к сложной сети и высоким затратам на управление. 2. При прохождении через сеть пакет много раз подвергается обработке, например, если пакет поступает в сеть через интерфейс А1 и выходит из сети через С1, то ему необходимо подвергнуться обработке, осуществляемой, по меньшей мере, двумя маршрутизаторами А и С, работа осуществляется повторно, затраты и энергопотребление высоки.
Другим способом увеличения пропускной способности узла маршрутизации, известным из уровня техники, является установка кластерного маршрутизатора с использованием выделенного центрального коммутирующего блока. На фиг.2 показана схема кластерной маршрутизации с центральной коммутацией. Как показано на фиг.2, один или несколько выделенных центральных коммутирующих блоков соединены с множеством пересылающих блоков с использованием собственных соединительных линий, и пересылающие блоки отвечают за передачу пакетов. Например, пересылающий блок 1 принимает пакет, чтобы осуществить передачу, и решает отправить пакет через пересылающий блок 3, так что пересылающий блок 1 осуществляет запрос на центральный коммутирующий блок на передачу пакета на пересылающий блок 3, а центральный коммутирующий блок перенаправляет пакет между пересылающими блоками в соответствии с запросом пересылающего блока.
Недостатки кластеризации с центральной коммутацией на фиг.2 следующие: 1. Система сложная, реализация коммутируемой сети является сложной, обычно требуется многостадийная коммутация, не гибкое расширение, при этом многие устройства имеют только одностадийную коммутацию из-за ценовых ограничений и не могут использовать кластеризацию. 2. Ограничена возможность расширения коммутируемой сети, а поддерживаемое число пересылающих блоков и поддерживаемое число линейных плат ограничены, так что пропускная способность узла все еще ограничена. 3. Коммутируемая сеть сильно зависит от аппаратного обеспечения, что приводит к слабой совместимости, при этом коммутируемая сеть не может быть совместима с обычным пересылающим блоком при ее обновлении или модернизации, так как обновляется протокол взаимосвязи между коммутирующим узлом и пересылающим узлом, что приводит к недостаточности защиты инвестиций пользователей.
Сущность изобретения
В вариантах осуществления настоящего изобретения предложен кластерный маршрутизатор и способ кластерной маршрутизации.
В соответствии с одним аспектом в варианте осуществления настоящего изобретения предложен кластерный маршрутизатор, где кластерный маршрутизатор включает в себя, по меньшей мере, одно управляющее устройство и, по меньшей мере, два пересылающих устройства. Управляющее устройство соединено с пересылающими устройствами, а пересылающие устройства соединены друг с другом. Управляющее устройство предназначено для того, чтобы вырабатывать и распределять таблицу маршрутизации каждого пересылающего устройства и таблицу преобразования информации об обработке пакетов каждого пересылающего устройства. Таблица преобразования информации об обработке пакетов включает в себя соответствие между информацией об обработке пакетов локального блока, передаваемой в пересылающее устройство, и информацией об обработке пакетов кластера, передаваемой между пересылающими устройствами. Пересылающее устройство сконфигурировано так, чтобы принимать таблицу маршрутизации пересылающего устройства и таблицу преобразования информации об обработке пакетов пересылающего устройства, которые доставляются управляющим устройством; в соответствии с таблицей преобразования информации об обработке пакетов преобразовывать информацию об обработке пакетов локального блока в информацию об обработке пакетов кластера; переносить информацию об обработке пакетов кластера в пакет данных, полученный извне, и отправлять пакет данных, полученный извне, на другое пересылающее устройство; либо в соответствии с таблицей преобразования информации об обработке пакетов преобразовывать информацию об обработке пакетов кластера в информацию об обработке пакетов локального блока; переносить информацию об обработке пакетов локального блока в пакет данных, полученный извне, и передавать пакет данных, полученный извне, в пересылающее устройство.
В соответствии с другим аспектом в варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ кластерной маршрутизации. Способ включает в себя следующее: вырабатывают и распределяют таблицу маршрутизации каждого пересылающего устройства в кластерном маршрутизаторе и таблицу преобразования информации об обработке пакетов каждого пересылающего устройства в кластерном маршрутизаторе, где таблица преобразования информации об обработке пакетов включает в себя соответствие между информацией об обработке пакетов локального блока, передаваемой в пересылающее устройство, и информацией об обработке пакетов кластера, передаваемой между пересылающими устройствами; в соответствии с таблицей преобразования информации об обработке пакетов преобразовывают информацию об обработке пакетов локального блока в информацию об обработке пакетов кластера; переносят информацию об обработке пакетов кластера в пакет данных, полученный извне, и отправляют пакет данных, полученный извне, на другое пересылающее устройство; либо в соответствии с таблицей преобразования информации об обработке пакетов преобразовывают информацию об обработке пакетов кластера в информацию об обработке пакетов локального блока; переносят информацию об обработке пакетов локального блока в пакет данных, полученный извне, и передают пакет данных, полученный извне, в пересылающее устройство.
Пересылающее устройство кластерного маршрутизатора в варианте осуществления обрабатывает пакет данных после получения внешнего пакета данных, чтобы получить данные о маршрутизации, и чтобы предотвратить повторную обработку пакета данных другим пересылающим устройством, пересылающее устройство преобразует информацию, необходимую для повторной обработки (информацию об обработке пакетов локального блока), в информацию об обработке пакетов кластера, которая передается между пересылающими устройствами, инкапсулирует информацию об обработке пакетов кластера и пакет данных в кадр канального уровня и передает кадр канального уровня другому пересылающему устройству, другое пересылающее устройство преобразует информацию об обработке пакетов кластера в информацию об обработке пакетов локального блока, которую может распознать пересылающее устройство, и таким образом нет необходимости, чтобы каждое пересылающее устройство осуществляло повторную обработку пакета данных. Приняв на вооружение способ кластерной маршрутизации в варианте осуществления, всему кластерному маршрутизатору необходимо только один раз провести обработку при получении пакета данных, и при этом не нужно, чтобы каждое пересылающее устройство выполняло повторную обработку пакета данных, а весь кластерный маршрутизатор эквивалентен одному узлу, решая, таким образом, задачу, заключающуюся в том, что существующему кластерному маршрутизатору необходимо неоднократно выполнять обработку пакета данных.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана схема маршрутизации с межсоединением с использованием множества устройств при существующем уровне техники;
на фиг.2 показана схема кластерной маршрутизации с центральной коммутацией при существующем уровне техники;
на фиг.3 показана принципиальная блок-схема кластерного маршрутизатора в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг.4 показана первая блок-схема соединений кластерного маршрутизатора в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг.5 показана вторая блок-схема соединений кластерного маршрутизатора в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг.6 показана третья блок-схема соединений кластерного маршрутизатора в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг.7 показана подробная функциональная блок-схема каскадной платы 321 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг.8 показана подробная функциональная блок-схема управляющего устройства 31 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг.9 показана принципиальная блок-схема обновленного кластерного маршрутизатора в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и
на фиг.10 показана блок-схема последовательности операций способа кластерной маршрутизации в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Для того чтобы сделать цели, технические решения и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения более понятными, технические решения в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения ясно и полностью описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи в вариантах осуществления настоящего изобретения. Очевидно, что описываемые варианты осуществления представляют собой только часть, а не все варианты осуществления настоящего изобретения. Все другие варианты осуществления, полученные без творческих усилий специалистами в этой области техники, исходя из вариантов осуществления настоящего изобретения, попадают под объем настоящего изобретения.
В вариантах осуществления настоящего изобретения предложен кластерный маршрутизатор и способ кластерной маршрутизации, чтобы устранить недостатки существующей схемы построения сетей и схемы кластерной маршрутизации с центральной коммутацией, при этом варианты осуществления позволяют получить следующие виды положительного эффекта: а) использование стандартных каналов для взаимного соединения обеспечивает гибкую наращиваемость и совместимость и не ограничено возможностями наращивания коммутируемой сети, а коммутируемая сеть все еще может быть совместима с обычным устройством при ее обновлении или модернизации. b) предложен единый вид сети: несмотря на то, что узел сформирован множеством физических блоков, с точки зрения управления он рассматривается как устройство, тем самым упрощая управление, с) предложен одноинтервальный способ пересылки: используется выделенная линейная плата взаимосвязи; при получении внешнего пакета данных, когда пакет проходит через узел, обработку надо производить только один раз, чтобы получить данные о маршрутизации, что отличается от существующей схемы построения сети, в которой каждому пересылающему устройству необходимо осуществить повторную обработку пакета данных.
На фиг.3 показана принципиальная блок-схема кластерного маршрутизатора в соответствии с вариантом осуществления. Как показано на фиг.3, в этом варианте осуществления кластерный маршрутизатор включает в себя, по меньшей мере, одно управляющее устройство 31 и, по меньшей мере, два пересылающих устройства 32, управляющее устройство31 соединено с пересылающими устройствами 32, а пересылающие устройства 32 соединены друг с другом. Как вариант, между управляющим устройством 31 и пересылающими устройствами 32 в этом варианте осуществления установлен управляющий канал или общедоступный канал данных, чтобы передавать управляющие данные.
Управляющее устройство 31 сконфигурировано так, чтобы вырабатывать и распределять таблицу маршрутизации каждого пересылающего устройства 32 и таблицу преобразования информации об обработке пакетов каждого пересылающего устройства 32, а таблица преобразования информации об обработке пакетов включает в себя соответствие между информацией об обработке пакетов локального блока, передаваемой в пересылающее устройство 32, и информацией об обработке пакетов кластера, передаваемой между пересылающими устройствами 32. Пересылающее устройство 32 сконфигурировано так, чтобы принимать таблицу маршрутизации пересылающего устройства и таблицу преобразования информации об обработке пакетов пересылающего устройства, которые доставляются управляющим устройством 31; в соответствии с таблицей преобразования информации об обработке пакетов преобразовывать информацию об обработке пакетов локального блока в информацию об обработке пакетов кластера; переносить информацию об обработке пакетов кластера в пакет данных, полученный извне, и отправлять пакет данных, полученный извне, на другое пересылающее устройство; либо в соответствии с таблицей преобразования информации об обработке пакетов преобразовывать информацию об обработке пакетов кластера в информацию об обработке пакетов локального блока; переносить информацию об обработке пакетов локального блока в пакет данных, полученный извне, и передавать пакет данных, полученный извне, в пересылающее устройство. Способ, в соответствии с которым управляющее устройство 31 вырабатывает таблицу маршрутизации и таблицу преобразования информации об обработке пакетов, подробно описан на примере ниже.
Как вариант, управляющее устройство 31 в этом варианте осуществления вырабатывает соответствующую таблицу маршрутизации и таблицу преобразования информации об обработке пакетов для каждого пересылающего устройства 32 и доставляет выработанные таблицы множеству пересылающих устройств 32. Способ доставки может представлять собой унифицированную доставку соответствующим пересылающим устройствам 32, при запуске управляющего устройства 31. Как вариант, управляющее устройство 31 может периодически детектировать, обновлено ли содержимое записи в таблице, и активно доставляет обновленную таблицу пересылающему устройству 32.
Как показано на фиг.3, опционально, пересылающее устройство 32 в этом варианте осуществления включает в себя: каскадную плату 321 и коммутирующий модуль 322. Коммутирующий модуль 322 соединен с каскадной платой 321; пересылающие устройства 32 соединены друг с другом каскадными платами 321 через каскадные каналы. Каскадный канал сконфигурирован так, чтобы передавать пакет данных между пересылающими устройствами 32, а также, чтобы передавать управляющие данные. Каскадный канал является стандартным каналом, таким как канал 10G и 10G POS, что может увеличить совместимость. Даже если коммутирующие модули в двух пересылающих устройствах различны, также может быть принят способ кластеризации этого варианта осуществления.
Каскадная плата 321 сконфигурирована так, чтобы принимать и сохранять таблицу преобразования информации об обработке пакетов пересылающего устройства 32, реализовывать взаимное преобразование между информацией об обработке пакетов локального блока и информацией об обработке пакетов кластера в соответствии с таблицей преобразования информации об обработке пакетов и реализовывать обмен данными с каскадным каналом. Коммутирующий модуль 322 сконфигурирован так, чтобы принимать и сохранять таблицу маршрутизации пересылающего устройства 32 и информацию об обработке пакетов локального блока, преобразованную каскадными платами 321 в соответствии с принятой таблицей маршрутизации и информацией об обработке пакетов локального блока.
Как показано на фиг.3, опционально, пересылающее устройство 32 в этом варианте осуществления дополнительно включает в себя: линейную плату 323, присоединенную к коммутирующему модулю 322 и сконфигурированную так, чтобы получать пакет данных извне кластерного маршрутизатора и обрабатывать полученный пакет данных так, чтобы получить информацию об обработке пакетов локального блока. Коммутирующий модуль 322 дополнительно сконфигурирован так, чтобы в соответствии с полученной таблицей маршрутизации и информацией об обработке пакетов локального блока выполнять обмен данными между линейными платами 323 и между линейными платами 323 и каскадными платами 321.
Таким образом, пересылающее устройство 32 в этом варианте осуществления включает в себя, по меньшей мере, одну каскадную плату 321, по меньшей мере, один коммутирующий модуль 322 и может дополнительно включать в себя множество линейных плат 323. Коммутирующий модуль 322 отвечает за обмен данными между линейными платами 323, между каскадными платами 321 и между линейной платой 323 и каскадной платой 321 в пересылающем устройстве 32. Линейная плата 323 отвечает за обработку пакетов, например, за внешний интерфейс, получение и отправление данных и пересылку. Каскадная плата 321 отвечает за предоставление интерфейса каскадного канала и за соединение каждого пересылающего устройства 32 кластерного маршрутизатора.
На фиг.3 приведена только схематическая блок-схема соединений пересылающего устройства, пересылающее устройство также может быть составным, способ соединения не ограничен способом, показанным на фиг.3, а также могут быть применены такие виды, как полносвязная решетка, неполносвязная решетка, звездоообразное соединение, древовидное соединение и иерархическое, как показано на фиг. с 4 по 6. На фиг. с 4 по 6 не показана специфическая архитектура пересылающего устройства и управляющего модуля пересылающего устройства, а показана только схематическая диаграмма топологии соединения пересылающего устройства. На фиг.4 показано соединение - полносвязная решетка или неполносвязная решетка, на фиг.5 - соединение звездообразного типа, а на фиг.6 - соединение древовидного или иерархического типа. В способах соединения, показанных на фиг.4-6, пересылающее устройство в центральной позиции или на верхней позиции может не иметь линейной платы, а иметь только каскадную плату и коммутирующий модуль. Все пересылающие устройства могут быть соединены через каскадные платы, а также могут быть соединены частично через каскадные платы и частично через линейные платы.
В этом варианте осуществления термин "восходящий" относится к такому направлению потока, в котором принимается пакет данных, и пакет данных передается на коммутирующий модуль через линейную плату или каскадную плату, а термин "нисходящий" относится к такому направлению потока, в котором пакет данных отправляется на другое пересылающее устройство от коммутирующего модуля через линейную плату или каскадную плату. Таблица преобразования информации об обработке пакетов в этом варианте осуществления может быть дополнительно разделена на нисходящую таблицу преобразования информации об обработке пакетов (Таблицу 1) и восходящую таблицу преобразования информации об обработке пакетов (Таблицу 2).
Нисходящая таблица преобразования информации об обработке пакетов - это таблица, предназначенная для преобразования информации об обработке пакетов локального блока в информацию об обработке пакетов кластера, в которой ключевое слово поиска - информация об обработке пакетов локального блока, а результат поиска - информация об обработке пакетов кластера. Восходящая таблица преобразования информации об обработке пакетов - это таблица, предназначенная для преобразования информации об обработке пакетов кластера в информацию об обработке пакетов локального блока, в которой ключевое слово поиска - информация об обработке пакетов кластера, а результат поиска - информация об обработке пакетов локального блока. Информация об обработке пакетов кластера - это формат данных, передаваемый между пересылающими модулями, информация об обработке пакетов локального блока - это формат, распознаваемый пересылающим модулем, то есть, формат данных, передаваемый внутри пересылающего модуля. В соответствии с таблицей преобразования информации об обработке пакетов пересылающий модуль требует выполнения преобразования формата между информацией об обработке пакетов кластера и информацией об обработке пакетов локального блока.
Как вариант, нисходящая таблица преобразования информации об обработке пакетов в этом варианте осуществления может дополнительно включать в себя данные о распределении между блоками, которые используют, когда пакет данных отправляют из пересылающего устройства на другое пересылающее устройство в кластерном маршрутизаторе через каскадную плату. Данные о распределении между блоками могут включать в себя такую информацию, как пересылающее устройство, которому отправлен пакет данных, интерфейс каскадного канала, из которого пакет данных отправлен, и данные об управлении трафиком и данные инкапсуляции, когда пакет данных отправляет интерфейс каскадного канала.
Таблица 1
Нисходящая таблица преобразования информации об обработке пакетов
Ключевое слово (информация об обработке пакетов локального блока)
Информация об обработке пакетов кластера
Данные о распределении между блоками
Информация 1 об обработке пакетов локального блока
Информация 1 об обработке пакетов кластера
Данные 1 о распределении между блоками
Информация 2 об обработке пакетов локального блока
Информация 2 об обработке пакетов кластера
Данные 2 о распределении между блоками
…
…
…
Таблица 2
Восходящая таблица преобразования информации об обработке пакетов
Ключевое слово (Информация об обработке пакетов кластера)
Информация об обработке пакетов локального блока
Информация 1 об обработке пакетов кластера
Информация 1 об обработке пакетов локального блока
Информация 2 об обработке пакетов кластера
Информация 2 об обработке пакетов локального блока
…
…
На фиг.7 показана подробная функциональная блок-схема каскадной платы 321 в соответствии с этим вариантом осуществления. Как показано на фиг 7, каскадная плата 321 включает в себя: нисходящий модуль 70 преобразования информации об обработке пакетов, сконфигурированный так, чтобы в соответствии с таблицей преобразования информации об обработке пакетов (нисходящей таблицей 701 преобразования информации об обработке пакетов) преобразовывать информацию об обработке пакетов локального блока, содержащуюся в пакете данных, полученном от коммутирующего модуля 322, в информацию об обработке пакетов кластера; восходящий модуль 71 преобразования информации об обработке пакетов, сконфигурированный так, чтобы в соответствии с таблицей преобразования информации об обработке пакетов (восходящей таблицей 711 преобразования информации об обработке пакетов) преобразовывать информацию об обработке пакетов кластера, содержащуюся в пакете данных, полученном из каскадного канала, в информацию об обработке пакетов локального блока; и интерфейсный модуль 72 каскадного канала, сконфигурированный так, чтобы осуществлять обмен данными с каскадным каналом. Интерфейс каскадного канала в этом варианте осуществления является стандартным интерфейсом канала, таким как 10GE и 10G POS. У каскадной платы может быть один или несколько интерфейсов каскадного канала, а два пересылающих блока могут быть соединены через множество пар каскадных плат.
Как вариант, таблица преобразования информации об обработке пакетов (Таблица 1) дополнительно включает в себя: данные о распределении между блоками; а интерфейсный модуль 72 каскадного канала дополнительно сконфигурирован так, чтобы в соответствии с данными о распределении между блоками определять отправляющий порт пакета данных и целевое пересылающее устройство отправления. Как вариант, каскадная плата 321 дополнительно включает в себя: управляющий интерфейсный модуль 73, сконфигурированный так, чтобы получать команду управляющего устройства и обновлять таблицу преобразования информации об обработке пакетов и таблицу маршрутизации этого пересылающего устройства. Например, если управляющее устройство 31 обнаруживает, что таблица маршрутизации или таблица преобразования информации об обработке пакетов обновлена, то управляющее устройство 31 активно отправляет обновленную таблицу на управляющий интерфейсный модуль 73 посредством команды обновления, а управляющий интерфейсный модуль 73 в соответствии с обновленной таблицей, включенной в команду обновления, производит обновление таблицы преобразования информации об обработке пакетов и таблицы маршрутизации в пересылающем устройстве.
Принцип работы каскадной платы пересылающего устройства в этом варианте осуществления подробно описан ниже.
Пакет данных, переданный в этом варианте осуществления, включает в себя: IP-пакет, MPLS-пакет или другой пользовательский пакет данных. Информация об обработке пакетов локального блока в этом варианте осуществления включает в себя, но не ограничивается этим: данные для управления обработкой пакетов между модулями в пересылающем устройстве, решение о пересылке пакета (как например, номер целевого слота и номер выходного интерфейса), решение QoS (как например, идентификация потока и тип QoS). Информацию об обработке пакетов локального блока вырабатывают, когда линейная плата обрабатывает внешний пакет данных, а сгенерированная информация об обработке пакетов локального блока содержится в пакете данных. Пакет данных и соответствующую информацию об обработке пакетов локального блока передают между каждым модулем в этом пересылающем устройстве, чтобы дать команду следующему модулю обработать пакет. Из-за технических ограничений информация об обработке пакетов локального блока может быть распознана только коммутирующим модулем, каскадной платой и линейной платой этого пересылающего устройства и не может быть распознана другим пересылающим устройством. Поэтому информация об обработке пакетов локального блока должна быть преобразована в информацию об обработке пакетов кластера, передаваемую между пересылающими устройствами, а затем каждое пересылающее устройство в соответствии со своей таблицей преобразования информации об обработке пакетов преобразует информацию об обработке пакетов кластера в информацию об обработке пакетов локального узла, которая может быть распознана пересылающим устройством.
Целью этого преобразования в информацию об обработке пакетов кластера является предотвращение повторной пересылки и классификации транспортных потоков после того, как пакет попадает в другое пересылающее устройство, то есть, такую информацию, как решение о пересылке и решение QoS отправляют вместе с IP-пакетом для перехода на другое пересылающее устройство. Соответствие между информацией об обработке пакетов локального блока и информацией об обработке пакетов кластера вырабатывается управляющим устройством, сохраняется в восходящей таблице преобразования информации об обработке пакетов каскадной платы и в нисходящей таблице преобразования информации об обработке пакетов каскадной платы и используется восходящим модулем преобразования информации об обработке пакетов и нисходящим модулем преобразования информации об обработке пакетов. Информация об обработке пакетов кластера может представлять собой просто определение скалярных или структурированных данных.
Нисходящий модуль 70 преобразования информации об обработке пакетов каскадной платы в этом варианте осуществления специально сконфигурирован так, чтобы принимать нисходящий пакет данных и информацию об обработке пакетов локального блока от коммутирующего модуля этого пересылающего устройства, просматривать нисходящую таблицу преобразования информации об обработке пакетов, преобразовывать информацию об обработке пакетов локального блока в информацию об обработке пакетов кластера, которая может быть распознана каскадной платой другого пересылающего устройства, получать данные о распределении между блоками, а затем передавать пакет данных и информацию для обработки на интерфейсный модуль каскадного канала.
Восходящий модуль 71 преобразования информации об обработке пакетов каскадной платы в этом варианте осуществления специально сконфигурирован так, чтобы принимать восходящий пакет данных от интерфейсного модуля каскадного канала, где восходящий пакет данных содержит информацию об обработке пакетов кластера; и преобразовывать информацию об обработке пакетов кластера в информацию об обработке пакетов локального блока, которая может быть распознана коммутирующим модулем, коммутирующим интерфейсным модулем и каскадной платой этого пересылающего устройства.
Управляющий интерфейсный модуль 73 каскадной платы в этом варианте осуществления специально сконфигурирован так, чтобы принимать от управляющего модуля команду на обновление восходящей таблицы преобразования информации об обработке пакетов, нисходящей таблицы преобразования информации об обработке пакетов и таблицы маршрутизации.
Коммутирующий интерфейсный модуль 74 локального блока каскадной платы в этом варианте осуществления отвечает за интерфейс коммутирующего модуля и управление трафиком этого пересылающего устройства.
Интерфейсный модуль 72 каскадного канала каскадной платы в этом варианте осуществления отвечает за отправление и получение пакета данных от каскадной платы в каскадный канал, включая инкапсуляцию вместе с информацией об обработке пакетов кластера и пакета данных, чтобы сформировать кадр канального уровня, интерфейсный модуль каскадного канала может также включать в себя функцию управления трафиком.
На фиг.8 показана подробная функциональная блок-схема управляющего устройства 31 в соответствии с этим вариантом осуществления. Функцией управляющего устройства 31 является построение и поддержание восходящей и нисходящей таблиц преобразования информации об обработке пакетов каждого пересылающего устройства. Другой функцией управляющего устройства 31 является разделение унифицированного представления маршрутизации, известного кластерному маршрутизатору, на маршрутизацию, которая может быть распознана каждым пересылающим устройством, декомпозиция представления интерфейса кластера на интерфейсы, которые могут быть распознаны каждым пересылающим устройством, и интеграция информации в таблице маршрутизации каждого пересылающего устройства.
Как показано на фиг.8, управляющее устройство 31 включает в себя: модуль 80 представления маршрутизации, сконфигурированный так, чтобы получать представление кластерной маршрутизации кластерного маршрутизатора; модуль 81 представления интерфейса, сконфигурированный, чтобы получать представление кластерного интерфейса кластерного маршрутизатора; и модуль 82 разделения и преобразования, сконфигурированный, чтобы разделять представление кластерной маршрутизации и представление кластерного интерфейса для получения таблицы маршрутизации и таблицы преобразования информации об обработке пакетов, соответствующих каждому пересылающему устройству, и распределения таблицы маршрутизации и таблицы преобразования информации об обработке пакетов между всеми пересылающими устройствами.
Управляющее устройство 31 в этом варианте осуществления отвечает за унифицированное управление и контроль всего кластерного маршрутизатора, так что кластерный маршрутизатор, сформированный множеством пересылающих устройств, представляется единым узлом, например представляется как узел маршрутизации относительно протокола маршрутизации, и представляется в виде единого устройства относительно сетевого администрирования. Управляющее устройство может быть расположено внутри пересылающего устройства или может располагаться во множестве пересылающих устройств, а также может представлять собой независимое управляющее устройство. Для осуществления связи между управляющим устройством и пересылающим устройством может использоваться выделенный канал управления, а для передачи используют внеполосный способ; или канал может разделиться с пакетом данных и использоваться внутриполосный способ для передачи.
Процесс, в котором кластерный маршрутизатор в этом варианте осуществления используют для осуществления обмена данными, описан на следующем примере. На фиг.9 показана принципиальная блок-схема обновленного кластерного маршрутизатора. Как показано на фиг.9, кластерный маршрутизатор имеет три пересылающих устройства (специфическая структура пересылающего устройства 3 не изображена) и управляющее устройство 31. Сеть 1 присоединена к линейной плате 1 пересылающего устройства 1 через линию абонента, сеть 2 присоединена к линейной плате 1 пересылающего устройства 2 через линию абонента, пересылающее устройство 1 и пересылающее устройство 2 соединены через пару каскадных плат. Линейная плата и каскадная плата в этом варианте осуществления дополнительно включают в себя множество интерфейсов (не показаны на фигуре).
Представление кластерной маршрутизации, известное управляющему модулю 31 в этом варианте осуществления, показано в таблице 3.
Таблица 3
Таблица кластерной маршрутизации
Адресат
Выходной интерфейс
Следующий шаг
Сеть 1
Интерфейс 1 линейной платы 1 пересылающего устройства 1
xxx
Сеть 2
Интерфейс 1 линейной платы 1 пересылающего устройства 2
xxx
…
…
…
Управляющему устройству надо разделить Таблицу 3 на таблицы маршрутизации, которые могут быть распознаны каждым пересылающим устройством, где таблицы маршрутизации используются линейной платой, а после разделения таблицы маршрутизации приведены в Таблице 4 и Таблице 5:
Таблица 4
Таблица маршрутизации пересылающего устройства 1
Адресат
Выходной интерфейс
Следующий шаг
Сеть 1
Интерфейс 1 канальной платы 1
xxx
Сеть 2
Интерфейс 1 каскадной платы 1
xxx
…
…
…
Таблица 5
Таблица маршрутизации пересылающего устройства 2
Адресат
Выходной интерфейс
Следующий шаг
Сеть 1
Интерфейс 1 каскадной платы 1
xxx
Сеть 2
Интерфейс 1 канальной платы 1
xxx
…
…
…
Управляющему устройству 31 также надо выработать и поддерживать восходящую таблицу преобразования информации об обработке пакетов и нисходящую таблицу преобразования информации об обработке пакетов, которые используются каскадной платой, и которые показаны в Таблице 1 и Таблице 2. Аналогично способу выработки таблицы маршрутизации в этом варианте осуществления управляющий модуль предварительно сохраняет таблицу соответствия между информацией об обработке пакетов локального блока и информацией об обработке пакетов кластера всех пересылающих устройств кластерного маршрутизатора, и в соответствии с представлением интерфейса кластерного маршрутизатора разделяет полную таблицу на восходящую таблицу преобразования информации об обработке пакетов и нисходящую таблицу преобразования информации об обработке пакетов, которые соответствуют каждому пересылающему устройству.
Преобразование из информации об обработке пакетов локального блока в информацию об обработке пакетов кластера включает в себя: преобразование из внутриблочной маршрутизации в межблочную маршрутизацию и преобразование внутриблочного QoS в межблочное QoS. Ключевыми словами в Таблице 1 и Таблице 2 может быть индекс преобразования, пересылающее устройство 32 в соответствии с индексом преобразования ищет соответствующую запись в таблице преобразования информации об обработке пакетов, преобразует информацию, которую надо повторно обработать (информацию об обработке пакетов локального блока), в информацию об обработке пакетов кластера, которую может распознать другое пересылающее устройство, инкапсулирует информацию об обработке пакетов кластера и пакет данных в кадр канального уровня и передает кадр канального уровня другому пересылающему устройству, другое пересылающее устройство преобразует информацию об обработке пакетов кластера в информацию об обработке пакетов локального блока, которую может распознать пересылающее устройство, и таким образом нет необходимости, чтобы каждое пересылающее устройство осуществляло обработку пакета данных.
Как вариант, кластерный маршрутизатор в этом варианте осуществления может выступать в роли пересылающего устройства большого кластера, то есть, множество кластерных маршрутизаторов в этом варианте осуществления могут формировать большой кластер путем кластеризации посредством каскадных плат.
Кластерный маршрутизатор в этом варианте осуществления выполняет многоблочное расширение с использованием каскадной платы, управляющее устройство преобразует единственное представление кластерной маршрутизации и представление кластерного интерфейса в информацию об обработке пакетов, которая может быть распознана каждым пересылающим устройством, каждое пересылающее устройство соединено с помощью каскадной платы, каскадная плата преобразует повторно обрабатываемые данные, которые надо пропустить (информацию об обработке пакетов локального блока), в информацию об обработке пакетов кластера, инкапсулирует информацию об обработке пакетов кластера и пакет данных в кадр канального уровня и передает кадр канального уровня другому пересылающему устройству, другое пересылающее устройство преобразует информацию об обработке пакетов кластера в информацию, которую может распознать пересылающее устройство, и кластерный маршрутизатор в этом варианте осуществления управляет множеством каскадных пересылающих устройств посредством управляющего устройства, чтобы выполнить обмен данными кластерного маршрутизатора.
Кластерный маршрутизатор в варианте осуществления настоящего изобретения может дать следующий положительный эффект: 1) Представление кластеризованного узла: Кластерный маршрутизатор в этом варианте осуществления имеет управляющий модуль, так что весь кластер представлен для внешнего мира в виде единого узла. 2) Гибкое расширение: преобразуя информацию об обработке пакетов локального блока в информацию об обработке пакетов кластера, кластерный маршрутизатор в этом варианте осуществления позволяет гибко расширять узел, а для множества устройств, которые не поддерживают кластер, или устройств с ограниченной возможностью кластеризации, узел может быть расширен, чтобы увеличить полосу пропускания узла путем добавления управляющего устройства 31 и использования способа построения каскада с помощью каскадных плат.3) Низкие затраты: В этом варианте осуществления используется каскадная плата, так что требуется выполнить только преобразование информации об обработке пакетов локального блока и информации об обработке пакетов кластера, что проще, чем пересылка, при этом затраты низки. При осуществлении соединения через обычные линейные платы может возникнуть задача многократной пересылки, и затраты высоки. Кластерный маршрутизатор в этом варианте осуществления может использоваться во всех системах обработки IP-пакетов, чтобы улучшить увеличивающуюся полосу пропускания узла, такого как коммутатор 3-го уровня, брандмауэр и GGSN.
В варианте осуществления дополнительно предлагается способ кластерной маршрутизации, а на фиг.10 показана блок-схема последовательности операций способа кластерной маршрутизации в соответствии с вариантом осуществления. Как показано на фиг.10, способ включает в себя:
S1001: Вырабатывают и распределяют таблицу маршрутизации каждого пересылающего устройства кластерного маршрутизатора и таблицу преобразования информации об обработке пакетов каждого пересылающего устройства кластерного маршрутизатора, где таблица преобразования информации об обработке пакетов включает в себя соответствие между информацией об обработке пакетов локального блока, передаваемой внутри пересылающего устройства, и информацией об обработке пакетов кластера, передаваемой между пересылающими устройствами;
Как вариант, S1001 специально включает в себя следующее: получают представление кластерной маршрутизации кластерного маршрутизатора; получают представление кластерного интерфейса кластерного маршрутизатора; разделяют представление кластерной маршрутизации и представление кластерного интерфейса, вырабатывают таблицу маршрутизации и таблицу преобразования информации об обработке пакетов, которые соответствуют каждому пересылающему устройству, и распределяют таблицу маршрутизации и таблицу преобразования информации об обработке пакетов между всеми пересылающими устройствами.
Как вариант S1001 дополнительно включает в себя следующее: обновляют таблицу преобразования информации об обработке пакетов и таблицу маршрутизации.
S1002: Согласно таблице преобразования информации об обработке пакетов преобразуют информацию об обработке пакетов локального блока в информацию об обработке пакетов кластера; переносят информацию об обработке пакетов кластера в пакет данных, полученный извне, и отправляют пакет данных, полученный извне, на другое пересылающее устройство; либо в соответствии с таблицей преобразования информации об обработке пакетов преобразовывают информацию об обработке пакетов кластера в информацию об обработке пакетов локального блока; переносят информацию об обработке пакетов локального блока в пакет данных, полученный извне, и передают пакет данных, полученный извне, в пересылающее устройство.
Как вариант, таблица преобразования информации об обработке пакетов дополнительно включает в себя: данные о распределении между блоками; S1002 дополнительно включает в себя: определение отправляющего порта и адресата пакета данных в соответствии с данными о распределении между блоками.
Как вариант, S1002 дополнительно включает в себя: получение пакета данных извне кластерного маршрутизатора и обработку полученного пакета данных так, чтобы получить информацию об обработке пакетов локального блока.
В способе кластерной маршрутизации в этом варианте осуществления пересылающее устройство кластерного маршрутизатора после получения внешнего пакета данных получает данные о маршрутизации, и чтобы предотвратить повторную обработку пакета данных другим пересылающим устройством, пересылающее устройство преобразует информацию, необходимую для повторной обработки (информацию об обработке пакетов локального блока), в информацию об обработке пакетов кластера, которую может распознать другое пересылающее устройство, инкапсулирует информацию об обработке пакетов кластера и пакет данных в кадр канального уровня и передает кадр канального уровня другому пересылающему устройству, а другое пересылающее устройство преобразует информацию об обработке пакетов кластера в информацию об обработке пакетов локального блока, которую может распознать пересылающее устройство. Приняв на вооружение способ, всему кластерному маршрутизатору необходимо только единожды провести обработку при получении пакета данных, и при этом не нужно, чтобы каждое пересылающее устройство выполняло повторную обработку пакета данных, а весь кластерный маршрутизатор для внешнего мира эквивалентен одному узлу, при этом, таким образом, решается задача, заключающаяся в том, что существующему кластерному маршрутизатору необходимо неоднократно выполнять обработку пакета данных.
Специалисты в этой области техники должны понимать, что все или часть этапов вариантов осуществления вышеприведенного способа могут быть реализованы программируемым аппаратным обеспечением. Программа может храниться на машинном носителе информации. При выполнении программы выполняются этапы вариантов осуществления вышеприведенного способа. Носитель информации может быть любым носителем, который может хранить программные коды, таким как ROM, RAM, магнитный диск или оптический диск.
Наконец, необходимо отметить, что вышеприведенные варианты осуществления предложены только для описания технических решений в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, но не предполагалось ограничивать технические решения в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Специалисты в этой области техники должны понимать, что в описанные в вариантах осуществления технические решения еще могут быть внесены модификации, либо могут быть сделаны эквивалентные замены в части технических признаков в технических решениях; тем не менее эти модификации или замены не составляют суть соответствующих технических решений отдельно от объема технических решений в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.