Способ и система обновления выделения диалогов в агрегировании линий связи

Способ и система обновления выделения диалогов в агрегировании линий связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Варианты осуществления данного изобретения в общем смысле относятся к агрегированию линий связи, и, более конкретно, относятся к способам и устройствам для основывающегося на диалогах подбора для группы агрегирования линий связи (LAG).

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Как это демонстрируется на Фиг. 1A, агрегирование линий связи представляет собой конфигурирование сети, и процесс используется для агрегирования множественных линий связи между парой узлов 120, 122 в сети для того, чтобы позволять передачу пользовательских данных на каждом из линий связи, участвующих в группе 101 агрегирования линий связи (LAG, Link Aggregation Group) (см., например, Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), Стандарт 802.1AX). Агрегирование множественных сетевых соединений, таким образом, может увеличивать пропускную способность, не говоря о том, что единственное соединение может способствовать, и/или может использоваться, чтобы предоставлять отказоустойчивость в случае перебоя одного из линий связи. “Распределенное отказоустойчивое межсоединение сети” (DRNI, Distributed Resilient Network Interconnect) 102 (см. Статью 8 из IEEE 802.1AX-REV/D1.0) точно описывает расширения агрегирования линий связи с тем, чтобы она имела возможность использовать агрегирование линий связи на сетевом интерфейсе даже между более чем двумя узлами, например, между четырьмя узлами K, L, М. и O, которые демонстрируются на Фиг. 1B.

Как показано на Фиг. 1B, LAG формируется между сетью 150 и сетью 152. Более конкретно, LAG формируется между виртуальными узлами, или “порталами” 112, 114, в LAG. Первый виртуальный узел, или портал 112, в LAG включает в себя первый узел (K) и второй узел (L). Второй виртуальный узел, или портал 114, в LAG включает в себя третий узел (M) и четвертый узел (O). Эти узлы могут также упоминаться как “портальные системы”. Заметим, что как первый, так и второй виртуальные узлы, или порталы 112, 114, в LAG могут включать в себя единственный узел, или больше двух узлов, в портале. Узлы K и М в LAG соединяются как равноправные узлы, и узлы L и O в LAG, также соединяются как равноправные узлы. Как это используется в данной заявке, термин “виртуальный узел в LAG” ссылается на портал DRNI в документации IEEE, обсужденной выше (то есть, это два, или больше узлов, которые представляются как единственный узел, для своих соответствующих равноправных узлов). Дополнительно, формулировка, что виртуальный узел, или портал 112, “включает в себя” два узла K, L, означает, что виртуальный узел, или портал 112, эмулируется узлами K, L, на это можно ссылаться как на “эмулированную систему”. Аналогично, формулировка, что виртуальный узел, или портал 114, “включает в себя” два узла М и O, означает, что виртуальный узел, или портал 114, эмулируется узлами М и O. Заметим, что группа 161 агрегирования линий связи формируется также между линиями связи K-M и L-O.

Множественные узлы, участвующие в LAG, представляются в качестве одного и того же виртуального узла, или портала, с единственным системным ID, для их равноправного партнера в LAG. Системный ID используется, чтобы идентифицировать любой узел (например, узел K, узел L, узел М и узел O). Системный ID включается в состав блоков данных протокола управления агрегированием линий связи (LACPDU), отправляемых между индивидуальными партнерскими узлами LAG (например, между K и М, или между L и O). Системный ID может генерироваться на основе идентификаторов составных узлов портала, используя любой индивидуальный идентификатор, или любую их комбинацию. Общий, и уникальный системный ID для соответствующего виртуального узла или портала в LAG может, согласованным образом, генерироваться. Следовательно, как это показано на Фиг. 1B, узел K и узел L принадлежат одной и той же сети 150, и они являются частью одного и того же DRNI-портала 112 (то есть одного и того же виртуального узла в LAG), и используют общий системный ID “K” для эмулированного виртуального узла 112 в LAG. Аналогично Узлы М и O в сети 152 рассматриваются узлами K и L в качестве единственного виртуального узла, или портала 114, в LAG, с системным ID “M”.

Фиг. 1B также показывает выделение линии связи DRNI (см. полужирный линия связи между K и М. на Фиг. 1B). Выделение службы интерфейса может подразумевать виртуальную локальную сеть (VLAN), и идентификатор для службы может представлять собой идентификатор VLAN (VID), такой, как служебный VID (то есть, “S-VID”) (обычно идентифицирующий службы на интерфейсах Сеть-Сеть (NNI)), или VID для потребителей (то есть «C-VID») (обычно идентифицирующий службы на интерфейсах Пользователь-Сеть (UNI)). (Заметим, что B-VIDs являются неотличимыми от S-VIDs, поскольку у них обладают одним и тем же Ethertype.) В примере на Фиг. 1B, служба выделяется верхнему линии связи (между верхними узлами K, M). Верхний линия связи, следовательно, выбирается в качестве «рабочего» линии связи, и более нижний линия связи (между узлами L, O) представляет собой “резервный” линия связи, или линия связи “для обеспечения безопасности”. Выделение линии связи службы, то есть использование одного и того же физического линии связи для передачи кадров, как в прямом, так и в обратном, направлении, является крайне желательным.

Передаваемые кадры могут динамически перераспределяться, и такое перераспределение может быть результатом перемещения или добавления линии связи, или изменения в схеме, балансирующей нагрузку. Перераспределение трафика, происходящее в середине потока трафика, может вызывать нарушение порядка кадров. Чтобы гарантировать то, что кадры не дублируются, или не переупорядочиваются, вследствие этого перераспределения, агрегирование линий связи использует протокол маркировки. Цель использования протокола маркировки состоит в том, чтобы обнаруживать, когда абсолютно все кадры данного потока трафика успешно принимаются на удаленном равноправном узле. Для достижения этого, LACP передает блоки данных протокола маркировки (PDUs, Marker Protocol Data Units), на каждом из линий связи канала порта. Партнерская система откликается на принятый PDU маркировки сразу, как только она принимает абсолютно все кадры, передаваемые на этом линии связи перед PDU маркировки. Партнерская система затем отправляет PDU отклика на маркировку, для каждой принятого PDU маркировки. Как только PDU-блоки отклика на маркировку принимаются локальной системой на всех соучаствующих линиях связи портала, локальная система может перераспределять кадры в потоке трафика, избегая, таким образом, какого-либо риска нарушения порядка кадров. Несмотря на это, может оказаться проблематичным гарантировать, чтобы PDU отклика на маркировку работала надлежащим образом в DRNI, в которой один, или оба равноправных узла в LAG могут содержать в себе множественные системы. Меры, поэтому, должны быть приняты для того, чтобы гарантировать то, что упорядочивание кадров обеспечивается, для некоторых последовательностей обменов кадрами,- известных как диалоги,- между портами в таких группах LAG.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Раскрыт способ обновления выделения диалогов в агрегировании линий связи. Способ воплощается при помощи сетевого устройства для обновления выделения диалогов по линиям связи группы агрегирования линий связи. Сетевое устройство коммуникационно связано с портами агрегирования, через линии связи группы агрегирования линий связи, и оно обрабатывает диалоги, состоящие из упорядоченных последовательностей кадров. Способ начинается с проверки того, что воплощение, протокола управления агрегированием линий связи (LACP, Link Aggregation Control Protocol), зависящего от диалогов, является действующим. Затем определяется то, что действия, при помощи улучшенных блоков данных протокола управления агрегированием линий связи (LACPDU), являются возможными. Улучшенные LACPDU могут использоваться для обновления информации о выделении диалогов, и определение является основанным, по меньшей мере, частично, на проверке совместимости между первым набором рабочих параметров сетевого устройства и вторым набором рабочих параметров партнерского сетевого устройства, где партнерское сетевое устройство представляет собой удаленное сетевое устройство, из группы агрегирования линий связи, коммуникативно-сопряженное с сетевым устройством. Затем состояние выделения диалогов, для порта агрегирования группы агрегирования линий связи, обновляется, на основе определения того, что состояние выделения диалогов является некорректным, где состояние выделения диалогов, для порта агрегирования группы агрегирования линий связи, указывает список диалогов, передающихся через порт агрегирования.

Раскрыто сетевое устройство, выполненное с возможностью обновлять выделение диалогов при агрегировании линий связи. Сетевое устройство выполняется с возможностью быть коммуникативно-сопряженным с портами агрегирования, через линии связи группы агрегирования линий связи, и сетевое устройство выполняется с возможностью обрабатывать диалоги, и, при этом, каждый диалог состоит из упорядоченной последовательности кадров. Сетевое устройство содержит контроллер порта агрегирования, выполненный с возможностью передавать кадры к портам агрегирования группы агрегирования линий связи, (и принимать кадры от них), и процессор сети. Сетевой процессор включает в себя контроллер агрегирования, выполненный с возможностью проверять, что воплощение протокола управления агрегированием линий связи (LACP), зависящего от диалогов, является действующим; определять, что действия, при помощи улучшенных блоков данных протокола управления агрегированием линий связи (LACPDU), являются возможными, где улучшенные LACPDU могут использоваться для обновления информации о выделении диалогов, где определение является основанным на проверке совместимости между первым набором рабочих параметров сетевого устройства и вторым набором рабочих параметров партнерского сетевого устройства, и где партнерское сетевое устройство представляет собой удаленное сетевое устройство, из группы агрегирования действующих параметров линий связи, коммуникативно-сопряженное с сетевым устройством; обновлять состояние выделения диалогов, для порта агрегирования группы агрегирования линий связи, на основе определения того, что состояние выделения диалогов является некорректным, где состояние выделения диалогов, для порта агрегирования группы агрегирования линий связи, указывает список диалогов, передающихся через порт агрегирования.

Раскрыт долговременный машиночитаемый носитель, на котором сохранены инструкции, которые при их исполнении процессором предписывают процессору выполнять операции по обновлению выделения диалогов при агрегировании линий связи. Действия воплощаются при помощи сетевого устройства, для обновления выделения диалогов по линиям связи группы агрегирования линий связи. Сетевое устройство выполняется с возможностью быть коммуникативно-сопряженным с портами агрегирования, через линии связи группы агрегирования линий связи, и оно выполняется с возможностью обрабатывать диалоги, состоящие из упорядоченных последовательностей кадров. Действия начинаются с проверки того, что воплощение протокола управления агрегированием линий связи (LACP), зависящего от диалогов, является действующим. Затем определяется то, что действия, при помощи улучшенных блоков данных протокола управления агрегированием линий связи (LACPDU), являются возможными. Улучшенные LACPDU могут использоваться для обновления информации о выделении диалогов, и определение является основанным, по меньшей мере, частично, на проверке совместимости между первым набором рабочих параметров сетевого устройства и вторым набором рабочих параметров партнерского сетевого устройства, где партнерское сетевое устройство представляет собой удаленное сетевое устройство, из группы агрегирования линий связи, коммуникативно-сопряженное с сетевым устройством. Затем состояние выделения диалогов, для порта агрегирования группы агрегирования линий связи, обновляется, на основе определения того, что состояние выделения диалогов является некорректным, где состояние выделения диалогов, для порта агрегирования группы агрегирования линий связи, указывает список диалогов, передающихся через порт агрегирования.

Компьютерная программа, имеющая инструкции, которые при их исполнении процессором предписывают процессору выполнять операции, воплощаемые при помощи сетевого устройства, для обновления выделения диалогов по линиям связи группы агрегирования линий связи. Действия воплощаются сетевым устройством для обновления выделения диалогов по линиям связи группы агрегирования линий связи. Сетевое устройство выполняется с возможностью быть коммуникативно-сопряженным с портами агрегирования, через линии связи группы агрегирования линий связи, и выполняется с возможностью обрабатывать диалоги, состоящие из упорядоченных последовательностей кадров. Действия начинаются с проверки того, что воплощение протокола управления агрегированием линий связи (LACP), зависящего от диалогов, является действующим. Затем определяется то, что действия, при помощи улучшенных блоков данных протокола управления агрегированием линий связи (LACPDU), являются возможными. Улучшенные LACPDU могут использоваться для обновления информации о выделении диалогов, и определение является основанным, по меньшей мере, частично, на проверке совместимости между первым набором рабочих параметров сетевого устройства и вторым набором рабочих параметров партнерского сетевого устройства, где партнерское сетевое устройство представляет собой удаленное сетевое устройство, из группы агрегирования линий связи, коммуникативно-сопряженное с сетевым устройством. Затем состояние выделения диалогов, для порта агрегирования группы агрегирования линий связи, обновляется, на основе определения того, что состояние выделения диалогов является некорректным, где состояние выделения диалогов, для порта агрегирования группы агрегирования линий связи, указывает список диалогов, передающихся через порт агрегирования.

Носитель содержит вышеупомянутую компьютерную программу, при этом носитель представляет собой одно из следующего: электронный сигнал, оптический сигнал, радиосигнал, или машиночитаемый носитель информации.

Варианты осуществления изобретения предоставляют механизмы для того, чтобы обновлять выделение диалогов для портов в группах агрегирования линий связи между сетевыми устройствами так, чтобы упорядочивание кадров для последовательностей обменов кадрами могло сохраняться по сетевым устройствам. Варианты осуществления изобретения могут употребляться на сетевых устройствах, воплощающих группы агрегирования линий связи между парой узлов, или портальных систем, содержащих множественные узлы на каждом портале, таких как системы DRNI.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение может лучше всего быть понято, со ссылками на последующее описание и сопроводительные чертежи, которые используются, чтобы продемонстрировать варианты осуществления изобретения. На чертежах:

Фиг. 1A представляет собой графическое изображение одного варианта осуществления группы агрегирования линий связи между двумя сетевыми устройствами.

Фиг. 1B представляет собой графическое изображение одного варианта осуществления двух порталов, соединяющих две сети через группу агрегирования линий связи.

Фиг. 2 представляет собой графическое изображение одного варианта осуществления подуровня агрегирования линий связи.

Фиг. 3 представляет собой карту последовательных операций, демонстрирующую процесс обновления выделения диалогов, для порта агрегирования, согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 4A демонстрирует TLV маски диалогов, для порта агрегирования, согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 4B демонстрирует поле «Состояние маски диалогов», находящееся внутри TLV маски диалогов, TLV порта агрегирования, согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 4C демонстрирует маску диалогов, действующую в порту, для порта агрегирования группы агрегирования линий связи, на сетевом устройстве, согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 5A представляет собой графическое изображение одного варианта осуществления TLV порта соответствий служб с диалогами.

Фиг. 5B представляет собой графическое изображение одного варианта осуществления агрегированной административной карты соответствий служб с диалогами.

Фиг. 6 представляет собой еще одну карту последовательных операций, демонстрирующую процесс обновления выделения диалогов, для порта агрегирования, согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 7 представляет собой карту последовательных операций, демонстрирующую обновление маски диалогов, для порта агрегирования, после получения длинного LACPDU, согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 8A-D демонстрирует последовательность обновления маски диалогов, для порта агрегирования, согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 9 представляет собой карту последовательных операций одного варианта осуществления процесса для основывающегося на диалогах подбора для группы агрегирования линий связи.

Фиг. 10 представляет собой карту последовательных операций еще одного варианта осуществления процесса для основывающегося на диалогах подбора для группы агрегирования линий связи.

Фиг. 11 представляет собой графическое изображение одного варианта осуществления сетевого устройства, воплощающего основывающийся на диалогах подбор для группы агрегирования линий связи.

Фиг. 12A-C демонстрируют кортежи TLV маски диалогов -1, маски диалогов -2 и маски диалогов -3, для порта агрегирования, согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг. 13 демонстрирует набор TLV, требуемых для того, чтобы поддерживать функциональные средства для основывающегося на диалогах подбора кадров, и их распределения, согласно одному варианту осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

В последующем описании излагаются многочисленные специфические подробные данные. Несмотря на это, подразумевается, что варианты осуществления изобретения могут быть реализованы на практике и без этих специфических подробных данных. В других случаях, известные схемы, структуры и оснащения не показаны в подробностях, чтобы не затемнять понимание этого описания.

Несмотря на это, искушенные специалисты в данной области техники должны оценить то, что изобретение может быть реализовано на практике без таких специфических подробных данных. В других случаях, структуры управления, схемы на уровне логических вентилей и полные последовательности предписаний программного обеспечения не показаны в подробностях, чтобы не затемнять изобретение. Обычные специалисты в данной области техники, при помощи прилагаемых описаний, смогут воплощать надлежащие функциональные средства без чрезмерного экспериментирования.

Ссылки в описании на “один вариант осуществления», “вариант осуществления», “образцовый вариант осуществления изобретения” и т.д. указывают, что описанный вариант осуществления может включать в себя конкретный признак, структуру, или характеристику, но каждый вариант осуществления, возможно, не обязан включать в себя конкретный признак, структуру, или характеристику. Кроме того, такие словосочетания необязательно ссылаются на один и тот же вариант осуществления. Дополнительно, когда конкретный признак, структура или характеристика описываются в связи с вариантом осуществления, представляется, что это в пределах познаний искушенных специалистов в данной области техники, имитировать такой признак, структуру, или характеристику, в связи с дополнительными вариантами осуществления, описанными явно или нет.

Термины

Последующие термины могут использоваться в описании.

Действующий субъект: локальная компонента (то есть, узел или сетевое устройство) при обмене данными по протоколам управления агрегированием линий связи (LACP).

Ключ агрегирования: параметр, сопоставляемый с каждым портом агрегирования, и с каждым агрегатором системы агрегирования, идентифицирующий те порты агрегирования, которые могут быть совместно агрегированы. Порты агрегирования в системе агрегирования, которые разделяют одно и то же значение ключа агрегирования, потенциально в состоянии агрегироваться совместно.

Порт агрегирования: точка доступа к службе (SAP) в системе агрегирования, которая поддерживается агрегатором.

Система агрегирования: единственным образом идентифицируемая компонента, содержащая в себе (помимо прочего) любое группирование одного, или нескольких портов агрегирования, с целью агрегирования. Экземпляр агрегированного линии связи всегда происходит между двумя системами агрегирования. Физическое устройство может содержать в себе единственную систему агрегирования, или более чем одну систему агрегирования.

Клиент агрегирования: многоуровневая компонента, непосредственно выше подуровня агрегирования линий связи, для которого подуровень агрегирования линий связи предоставляет экземпляр внутренних служб подуровня (ISS).

Агрегатор: логический адрес управления доступом к среде (MAC), привязанный к одному, или к нескольким портам агрегирования, через которые клиенту агрегатора предоставляется доступ к физическим средам.

Диалог: набор кадров, передаваемых от одной оконечной станции к другой, где абсолютно все кадры формируют упорядоченную последовательность, и где, обменивающиеся информацией, оконечные станции требуются для того, чтобы упорядочивание обеспечивалось среди обмениваемого набора кадров.

Оконечные аппаратные средства данных (DTE): любой источник или пункт предназначения данных, соединенный с локальной сетью.

Распределенный ретранслятор (DR): функциональная компонента, распределенная по порталу посредством функции DR в каждой из систем агрегирования, содержащих в себе портал, который распределяет исходящие кадры от шлюзов к агрегаторам, и распределяет входящие кадры от агрегаторов к шлюзам.

Распределенное отказоустойчивое межсоединение сети (DRNI, Distributed Resilient Network Interconnect): агрегирование линий связи, расширяемое так, чтобы включать в себя либо портал и систему агрегирования, либо два портала.

Функция DR: часть распределенного ретранслятора, располагающаяся в пределах единственной портальной системы.

Шлюз: соединение, обычно виртуальное (это не физический линия связи между системами) соединение распределенного ретранслятора с системой, состоящее из линии связи шлюза и двух портов шлюза.

Внутренняя служба подуровня (ISS, Internal Sublayer Service): пополненная версия MAC-службы, определенной в IEEE Std 802.1AC-2012.

Группа агрегирования линий связи (LAG): группа линий связи, которые представляются для клиента агрегатора, как если бы они являлись единственной линией связи. Группа агрегирования линий связи может соединять две системы агрегирования, систему агрегирования и портал, или два портала. Один или несколько диалогов могут сопоставляться с каждой связи, который представляет собой часть группы агрегирования линий связи.

Партнер: удаленная компонента (то есть, узел или сетевое устройство) при обмене данными по протоколам управления агрегированием линий связи.

Идентификатор (ID) диалогов порта: значение идентификатора диалогов, которое используется, чтобы осуществлять отбор кадров, проходящих через порт агрегирования.

Портал: один конец DRNI; включающий в себя одну, или несколько систем агрегирования, каждая с физическими линиями связи, которые, вместе взятые, содержат в себе группу агрегирования линий связи. Системы агрегирования портала сотрудничают, чтобы эмулировать присутствие единственной системы агрегирования, к которой подсоединяется вся группа агрегирования линий связи.

Тип/Длина/Значение (TLV): короткое, с переменной длиной, кодирование информационного элемента, состоящего из последовательных полей типа, длины и значения, где поле «Тип» идентифицирует тип информации, поле «Длина» указывает длину информационного поля в октетах, и поле «Значение» содержит непосредственно информацию. Значение поля «Тип» является локально определяемым, и оно должно быть уникальным в пределах протокола, определенного в этом стандарте.

В последующем описании и формуле изобретения, термины “сопряженный ” и “соединенный”, наряду с их производными, могут быть используемыми. Нужно подразумевать, что эти термины не предназначаются в качестве синонимов друг для друга. Термин “сопряженный” используется для того, чтобы указывать на то, что два, или большее количество элементов, которые могут находиться, или, возможно, не находятся, в прямом физическом или электрическом контакте друг с другом, сотрудничают или взаимодействуют друг с другом. “Соединенный” используется для указания на то, что установлен обмен информацией между двумя, или большим количеством элементов, которые являются сопряженными друг с другом. Термин “набор” используется в данном документе как ссылка на любое определенное полное количество отдельных предметов, включая в себя и один отдельный предмет.

Электронное устройство (например, оконечная станция, сетевое устройство) сохраняет и передает (внутренне и/или при помощи других электронных устройств в сети) программный код (составленный из предписаний программного обеспечения) и данные, используя машиночитаемые среды, такие как энергонезависимые машиночитаемые среды (например, машиночитаемые среды хранения, такие как магнитные диски; оптические диски; постоянное запоминающее устройство; устройства флэш-памяти; память на фазовых переходах) и энергозависимые машиночитаемые среды передачи данных (например, электрическая, оптическая, акустическая или другая форма распространяющихся сигналов - таких, как несущие волны, инфракрасные сигналы). Кроме того, такие электронные устройства включают в себя аппаратное обеспечение, такое как набор одного, или нескольких процессоров, сопряженных с одной, или с несколькими дополнительными компонентами - например, с одной, или с несколькими энергонезависимыми машиночитаемыми средами хранения (чтобы сохранять программный код и/или данные) и сетевые соединения (чтобы передавать программный код и/или данные, используя распространяющиеся сигналы), так же как и устройства ввода/вывода данных пользователем (например, клавиатура, сенсорный экран, и/или устройство показа), в некоторых случаях. Сопряжение набора процессоров и дополнительных компонент обычно осуществляется через одно, или через несколько межсоединений, находящихся внутри электронных устройств (например, шин, и, вероятно, сетевых мостов). Следовательно, энергонезависимая машиночитаемая среда данного электронного устройства обычно сохраняет предписания для исполнения на одном, или на нескольких процессорах этого электронного устройства. Одна, или несколько частей варианта осуществления изобретения могут быть воплощены, используя различающиеся комбинации программного обеспечения, встроенных программ, и/или аппаратного обеспечения.

Как это используется в данном документе, сетевое устройство (например, устройство маршрутизации, коммутатор, сетевой мост) представляет собой часть сетевого оборудования, включая в себя аппаратное и программное обеспечение, которое коммуникативно межсоединяется с другими аппаратными средствами на сети (например, другими сетевыми устройствами, оконечными станциями). Некоторые сетевые устройства представляют собой «устройства с многочисленными сетевыми функциями», которые оказывают поддержку для многочисленных сетевых функций (например, маршрутизация, мостовые соединения, коммутация, агрегирование уровня 2, управление границами сеансов, качество обслуживания, и/или администрирование абонентов), и/или оказывают поддержку для множественных служб приложений (например, данные, голос, и видео). Абонентские оконечные станции (например, серверы, рабочие станции, ноутбуки, нетбуки, наладонники, мобильные телефоны, смартфоны, мультимедийные телефоны, телефоны с передачей речи по протоколу IP (VOIP), пользовательские аппаратные средства, терминалы, мобильные медиапроигрыватели, модули GPS, игровые системы, телевизионные приставки) получают доступ к содержимому/службам, предоставляемым по сети Интернет, и/или к содержимому/службам, предоставляемым на виртуальных частных сетях (VPN), накладываемых на (например, туннелируемых через) Интернет. Содержимое и/или службы, обычно, предоставляются одной, или несколькими оконечными станциями (например, серверными оконечными станциями), принадлежащими службе или поставщику содержимого, или оконечными станциями, участвующими в службе равноправных пользователей (P2P), и могут включать в себя, например, общедоступные веб-страницы (например, бесплатное содержимое, витрины магазинов, поисковые службы), частные веб-страницы (например, веб-страницы с предоставлением доступа по имени пользователя/паролю, предоставляющие службы электронной почты), и/или корпоративные сети по VPN-сетям. Как правило, абонентские оконечные станции являются сопряженными (например, при помощи аппаратных средств, принадлежащих пользователю и сопряженных с сетью доступа (при помощи проводных или беспроводных технологий)) с устройствами пограничной сети, которые являются сопряженными (например, при помощи одного, или нескольких основных сетевых устройств) с другими устройствам пограничной сети, которые сопрягаются с другими оконечными станциями (например, серверными оконечными станциями).

Сетевые устройства обычно разделяются на плоскость управления и плоскость данных (иногда на нее ссылаются как на плоскость переадресации или плоскость сред). В случае, в котором сетевое устройство представляет собой устройство маршрутизации (или воплощает функциональные средства устройства маршрутизации), плоскость управления обычно определяет, каким образом данные (например, пакеты) следует маршрутизировать (например, следующий скачок для данных и исходящий порт для этих данных), и плоскость данных является ответственной за переадресацию этих данных. Например, плоскость управления, обычно, включает в себя один или несколько протоколов маршрутизации (например, протокол внешнего шлюза, такой как протокол граничной маршрутизации (BGP) (RFC 4271), протокол (ы) внутреннего шлюза (IGP) (например, сначала открывать кратчайший маршрут (OSPF) (RFC 2328 и 5340), промежуточная система к промежуточной системе (IS-IS) (RFC 1142), протокол информации о маршрутизации (RIP) (версия 1 RFC 1058, версия 2 RFC 2453, и следующее поколение RFC 2080)), протокол распределения меток (LDP) (RFC 5036), протокол резервирования ресурсов (RSVP) (RFC 2205, 2210, 2211, 2212, так же как и RSVP-организация трафика (TE): расширения для RSVP для туннелей LSP RFC 3209, обобщенная многопротокольная коммутация по меткам (GMPLS) передача сигналов RSVP-TE RFC 3473, RFC 3936, 4495 и 4558)), которые обмениваются информацией с другими сетевыми устройствами, для обмена данными маршрутов и осуществления отбора таких маршрутов, на основе одной, или нескольких метрик маршрутизации. В добавление, плоскость управления также, обычно, включает в себя протоколы ISO управления уровня 2, такие как быстродействующий протокол связующего дерева (RSTP), множественный протокол связующего дерева (MSTP), и SPB (соединения по кратчайшему пути), которые были стандартизированы различными органами стандартизации (например, SPB был определен в IEEE Std 802.1aq-2012).

Маршруты и смежности сохраняются в одной, или в нескольких структурах маршрутизации (например, в базе данных маршрутизации (RIB), базе данных о метках (LIB), одной, или многих структур смежностей) на плоскости управления. Плоскость управления программирует плоскость данных при помощи информации (например, смежности и маршрутная информация) на основе структуры (структур) маршрутизации. Например, плоскость управления программирует смежности и маршрутную информацию в одной, или в нескольких структурах переадресации (например, в базе данных переадресации (FIB), базе данных переадресации меток (LFIB), и в одной, или нескольких структурах смежностей) на плоскости данных. Плоскость данных использует эти структуры переадресации и смежностей, когда производит переадресацию трафика.

Каждый из протоколов маршрутизации пересылает маршрутные записи в главную базу RIB на основе некоторых маршрутных метрик (метрики могут быть различными для различных протоколов маршрутизации). Любой из протоколов маршрутизации может сохранять маршрутные записи, включающие в себя маршрутные записи, которые не пересылаются на главную RIB, в локальной RIB (например, локальной RIB OSPF). Модуль RIB, который администрирует главную RIB, осуществляет отбор маршрутов из маршрутов, пересылаемых протоколами маршрутизации (основывающимися на наборе метрик), и пересылает эти отобранные маршруты (иногда на них ссылаются как на активные маршрутные записи) на плоскость данных. Модуль RIB может также побуждать, чтобы маршруты были перераспределенными между протоколами маршрутизации. Для переадресации уровня 2, сетевое устройство может сохранять одну, или несколько таблиц мостовых соединений, которые используются, чтобы переадресовывать данные, на основе информации уровня 2 в этих данных.

Как правило, сетевое устройство включает в себя набор одной или нескольких линейных плат, набор одной или нескольких плат управления, и, по необязательному выбору, набора одной, или нескольких служебных плат (иногда на них ссылаются как на платы ресурсов). Эти платы совместно сопрягаются, при помощи одного, или нескольких процедур межсоединений (например, первая полная ячейка, сопрягаемая с линейными платами и вторая полная ячейка, сопрягаемая со всеми платами). Набор линейных плат образует плоскость данных, в то время как набор плат управления предоставляет плоскость управления, и обменивается пакетами данных с внешними сетевыми устройствами через линейные платы. Набор служебных плат может предоставлять специализированную обработку (например, службы от уровня 4 вплоть до уровня 7 (например, межсетевой экран, безопасность по протоколу Интернет (IPsec) (RFC 4301 и 4309), система обнаружения вторжения (IDS), служба равноправных пользователей (P2P), контроллер границ сеансов передачи речи по протоколу IP (VoIP), мобильные беспроводные шлюзы (узел поддержки (GGSN, Support Node) службы пакетной передачи данных через радиоинтерфейс (GPRS), шлюз ядра пакетной сети (EPC))). В качестве примера, служебная плата может использоваться для того, чтобы заканчивать туннели IPsec и исполнять сопутствующую аутентификацию и алгоритмы шифрования.

Как это используется в данном документе, узел передает пакеты IP на основе части информации в заголовке IP в пакете IP; где информация заголовка IP включает в себя исходный IP-адрес, IP-адрес пункта предназначения, исходный порт, порт пункта назначения (где термины “исходный порт” и “порт пункта предназначения” ссылаются, в данном документе, на порты протокола, в противоположность физическим портам сетевого устройства), транспортный протокол (например, протокол пользовательских дейтаграмм (UDP) (RFC 768, 2460, 2675, 4113 и 5405), протокол управления передачами (TCP) (RFC 793 и 1180), и значения дифференцированных служб (DSCP) (RFC 2474, 2475, 2597, 2983, 3086, 3140, 3246, 3247, 3260, 4594, 5865, 3289, 3290 и 3317). Узлы воплощаются в сетевых устройствах. Физический узел воплощается непосредственно на сетевом устройстве, тогда как виртуальный узел представляет собой программное обеспечение, и, вероятно, технические средства, абстрактную конструкцию, воплощенную на сетевом устройстве. Следовательно, множественные виртуальные узлы могут быть воплощенными на единственном сетевом устройстве.

Сетевой интерфейс может быть физическим или виртуальным; и адрес интерфейса представляет собой IP-адрес, приписываемый к сетевому интерфейсу, будь то физический сетевой интерфейс или виртуальный сетевой интерфейс. Физический сетевой интерфейс представляет собой технические средства, на сетевом устройстве, через которые сетевое соединение осуществляется (например, при помощи беспроводных технологий, через адаптер интерфейса беспроводной сети (WNIC) или с помощью подключения кабеля к порту, соединенному с адаптером сетевого интерфейса (NIC)). Как правило, у сетевого устройства имеются множественные физические сетевые интерфейсы. Виртуальный сетевой интерфе