管理動態網絡架構中的匯聚點冗餘的製作方法

2023-06-09 07:45:36

本公開提出的實施例一般地涉及處理網絡結構中的多目的地流量。更具體地，本文公開的實施例利用用於路由多目的地流量的共享樹來建立和管理匯聚點。

背景技術：

雙向協議獨立多播(Bidir PIM)是還包括密集模式、稀疏模式以及源特定多播(SSM)的一系列多播路由協議的成員之一。Bidir PIM被開發以幫助部署依賴於多對多應用模型的新興通信和金融應用。Bidir PIM允許這些應用通過消除對源狀態的維護來容易地擴展到非常大量的組和資源。

傳統的PIM協議(密集模式和稀疏模式)提供兩個用於轉發多播分組的模型：源樹、以及共享樹。源樹根植於流量的源，而共享樹根植於匯聚點。每個模型具有其自身的特徵集合，並可針對不同類型的應用來優化。源樹模型提供網絡中的最優路由，而共享樹提供更具可擴展性的解決方案。源樹以額外的路由信息(例如，多播路由表中每個源的路由條目)為代價實現每個接收器(或接受者)與源之間的最優路徑。這在具有有限數目的源的應用中是可接受的。像直播和距離學習之類的應用是其中僅一個或數個源是活躍的應用的某些示例。換句話說，共享樹為所有活躍的源提供單一分發樹。這表示來自不同源的流量穿過同一分發樹到達感興趣的接收器，從而減少網絡中路由狀態的數目。Bidir PIM(PIM稀疏模式的變體)使用這些共享樹作為其主要轉發機制。

附圖說明

為了可以詳細地理解本公開的上述特徵，參考實施例可提供本公開的更具體的描述(在上面被簡要總結)，實施例中的一些在附圖中被示出。然而，注意到的是，附圖僅示出了本公開的典型實施例並因此不被視為對本公開的範圍的限制，因為本公開可認同其他等同的有效實施例。

圖1根據本文描述的一個實施例示出了網絡結構中的匯聚點及相應的共享樹；

圖2根據本文描述的一個實施例示出了與幻象匯聚點相關聯的主要和輔助匯聚點；

圖3根據本文描述的一個實施例示出了具有網絡結構的數據中心；

圖4根據本文描述的一個實施例示出了用於定義用於處理網絡結構中的多目的地流量的參數的圖形用戶界面；

圖5是根據本文描述的一個實施例的用於基於所定義的參數啟動網絡設備的流程圖；

圖6根據本文描述的一個實施例示出了包括多個幻象匯聚點的網絡結構配置圖表；

圖7是根據本文描述的一個實施例的用於動態地改變物理匯聚點上的環回接口的掩碼值的流程圖；

圖8根據本文描述的一個實施例示出了包括與圖6中示出的圖表有關的改變的掩碼值的網絡結構配置圖表；

圖9是根據本文描述的一個實施例的用於動態地改變過載匯聚點的環回接口的掩碼值的流程圖；

圖10根據本文描述的一個實施例示出了包括過載匯聚點的改變的掩碼值的網絡結構配置圖表。

為了有助於理解，在可能的情況下，相同的參考標號已被用於指定附圖所共有的相同要素。預期的是，一個實施例中所公開的要素在沒有具體敘述的情況下可被有益地用於其他實施例。

具體實施方式

概覽

本公開提出的一個實施例是用於生成用於配置網絡結構中的網絡設備的一個或多個模板的方法。該方法包括接收用於建立網絡結構中的幻象匯聚點(RP)的參數並在幻象RP中分配多個多播組。該方法還包括基於參數使用相應子網掩碼的不同值來針對每個幻象RP建立至少一個主要RP和輔助RP，並基於分配和建立步驟來生成一個或多個模板。當網絡設備被添加到網絡結構時，模板可用於配置網絡設備以執行多播分組路由。

本公開提出的另一實施例是用於生成用於配置網絡結構中的網絡設備的一個或多個模板的電腦程式產品。該電腦程式產品包括接收用於建立網絡結構中的幻象RP的參數並在幻象RP中分配多個多播組的計算機代碼。該電腦程式產品還包括基於參數使用相應子網掩碼的不同值來針對每個幻象RP建立至少一個主要RP和輔助RP，並基於分配和建立步驟來生成一個或多個模板的計算機代碼。當網絡設備被添加到網絡結構時，模板可用於配置網絡設備以執行多播分組路由。

本公開提出的一個實施例是用於在網絡結構中建立多播分組路由的方法。該方法包括當網絡設備被添加到網絡結構時使用一個或多個模板來配置多個網絡設備以執行多播分組路由，其中，模板是基於用於在網絡結構中建立幻象RP的參數的。在使用一個或多個模板配置多個網絡設備之後，多個多播組在幻象RP中被分配，並且每個幻象RP基於相應子網掩碼的不同值具有主要RP和輔助RP。該方法包括接收網絡結構中的多目的地流量，並基於被分配給多目的地流量的多播組來將多目的地流量轉發到至少一個主要RP。

示例實施例

網絡結構中的多目的地幀可被封裝在UDP/IP多播分組中。網絡結構可使用IP多播技術(例如，PIM協議)來轉發被封裝在IP分組中的多目的地幀。如本文所使用的，多目的地流量可包括廣播流量、多播流量、以及具有未知目的地的單播流量。

虛擬可擴展LAN(VXLAN)是改善與大型雲計算部署相關聯的可擴展性問題的網絡虛擬化技術。VXLAN使用VLAN類封裝技術來利用層3UDP/IP分組來封裝層2乙太網幀。VXLAN利用VXLAN頭部和所使用的UDP/IP分組來封裝客戶幀以對幀進行傳輸。VXLAN頭部包括VXLAN段ID或VXLAN網絡標識符(24-位欄位)以標識被分配給不同客戶或租戶的虛擬網絡段。VXLAN中的多目的地幀被封裝在使用多播組地址作為目的地IP位址的IP多播分組中。多播組地址可被分配給一個VXLAN段(即，24-位頭部的一個具體的值)或在多個VXLAN段中共享。在一個實施例中，為了路由包括多目的地幀的IP多播分組，網絡結構使用PIM協議，例如，Bidir PIM。

如上面討論的，Bidir PIM可包括共享樹，該共享樹被分派將多目的地流量路由到網絡結構中適當目的地的任務。為此，系統管理員可建立用作共享樹的匯聚點(RP)的一個或多個網絡設備。此外，為了提供冗餘，系統管理員可使用包括多個物理RP的幻象RP，其中，RP之一用作主要RP並且其他RP用作輔助RP(例如，備份RP)。替代系統管理員手動配置幻象RP並將不同的多播組分配給幻象RP，本文的實施例描述了用於自動配置網絡結構的技術。例如，系統管理員可使用圖形用戶界面(GUI)來提供被分配給多目的地流量的多播組、期望的幻象RP(或物理RP)的數目、以及期望的RP冗餘(例如，每個幻象RP中輔助RP的數目)。基於這些參數，數據中心管理器生成一個或多個模板，這些模板用於當網絡設備被添加到網絡結構時來自動配置(即，無進一步的用戶輸入)結構中的網絡設備。

在其他實施例中，網絡結構在網絡設備已被啟動並且多播流量流經結構之後可動態地改變物理RP的設定。例如，當主要RP發生故障時，多播流量隨後被發送到引起暫時流量分發的輔助RP。然而，若主要RP返回在線(例如，在重啟之後)，則流量將再次被中斷，因為多播流量被重新路由到主要RP。為了防止該額外的流量分發，網絡結構提升之前的輔助RP(當前是主要RP)以便比發生故障的主要RP具有更長的掩碼。因此，即使發生故障的主要RP返回在線，與幻象RP相關聯的多播流量繼續路由到之前的輔助RP(即，當前的主要RP)。若需要，當網絡流量較低時(例如，在維護時間段期間)，幻象RP的原始配置可被恢復，因此對多播流量的任意分發被改善。

動態改變物理RP的設定的另一示例是改變特定幻象RP的輔助RP的優先級。假設幻象RP具有多個輔助RP(例如，備份主要RP的多個RP)，若那些輔助RP中的一個過載，則網絡結構可改變輔助RP中的優先級以便過載RP不太可能變成主要RP。例如，若過載RP當前是在主要RP發生故障時的「下一個」主要RP，則網絡結構可改變優先級以便另一輔助RP是下一個主要RP。因此，對於要變成主要RP的過載RP，當前主要RP和下一個輔助RP二者必須發生故障。

圖1根據本文描述的一個實施例示出了網絡結構中的匯聚點及相應的共享樹100。儘管圖1示出了一個共享樹，網絡結構100可使用Bidir PIM來建立多個RP，每個RP具有多個共享樹100。共享樹100中的每個圓或節點表示網絡結構中的網絡設備。源設備(未示出)將IP多播分組轉發到對應於多播組ID的RP。也就是說，每個多播組被分配給RP。一旦多播分組被接收，RP評估分組中的多播地址並選擇應使用哪個共享樹100。根據哪個共享樹100被使用來確定多播分組的接受者(標記為「r」)。圖1中的箭頭示出了多播分組到共享樹100中的每個接受者的傳播。每個多播地址可指定唯一的共享樹100或多個地址可對應於同一共享樹100。通過建立共享樹100，Bidir PIM提供用於將IP多播分組路由到網絡結構中相應的接受者的機制。

在VXLAN環境中使用Bidir PIM表示封裝在IP多播分組中的多目的地流量可使用網絡結構中的各個RP和共享樹來路由。例如，當結構中的網絡設備接收到多目的地流量時，網絡設備將多目的地流量封裝到IP多播分組中並選擇被分配給多目的地流量的多播組ID。基於組ID，接收多目的地流量的網絡設備將IP多播分組轉發到相應的RP，該RP然後選擇適當的共享樹100。以這種方式，多目的地流量被轉發到預期的接受者。

圖2根據本文描述的一個實施例示出了與幻象RP相關聯的主要和輔助RP。為了提供冗餘，Bidir PIM協議許可幻象RP的使用，幻象RP是不直接對應於物理網絡設備的邏輯RP。相反，幻象RP使用屬於特定子網但不與任何物理接口相關聯的IP位址。如圖1所示，幻象RP 200被分配IP位址1.1.1.2。在此示例中，幻象RP 200包括主要RP 205(標記為「P」)和輔助RP 210(標記為「S」)。不同於幻象RP 200，主要和輔助RP 205、210對應於物理網絡設備上的物理接口。

主要和輔助RP 205、210二者具有被分配有與幻象RP 200的IP位址相同的子網中具有不同子網掩碼的IP位址的環回接口。如所示出的，主要RP 205的IP位址是1.1.1.1 255.255.255.252，並且輔助RP 210的IP位址是1.1.1.1 255.255.255.248。在本公開中，掩碼值通過子網掩碼值的二進位表示中1的數目來速記引用。因此，掩碼值255.255.255.252是30(即，具有30個二進位1)，而255.255.255.248是29(即，具有29個二進位1)。此配置實現了「單播路由最長匹配路徑查找」以保證到RP的一致路徑。在該情況下，RP地址仍然是「幻象」地址(即，它不與任何物理實體相關聯)。僅需要確保存在到RP的路徑以維護RP可達性，這通過在具有不同子網掩碼長度的主要和輔助RP 250、210中採用環回接口來完成。主要和輔助RP 205、210二者使用不同的子網掩碼來通知幻象RP 200的路徑。單播路由最長匹配算法通常挑選主要RP 205而不是輔助RP 210。主要RP 205通過宣布最長匹配路徑(即，針對RP地址具有30個掩碼的路徑)相對於宣布較不具體路徑(即，針對同一匯聚點地址為29個掩碼)的輔助RP將通常是優選的。在圖2所示的示例中，主要RP 205通知30路徑，而輔助RP 210通知具有較短掩碼的路徑(還包括RP地址的29路徑)。只要存在主要和輔助RP 205、210二者(託管環回接口的兩個網絡設備是開啟並可用的)，單播路由將選擇最長匹配並匯聚到主要RP 205。輔助RP的所通知的路徑僅當託管主要RP 205的網絡設備離線或其所有接口故障時被選擇。

圖3根據本文描述的一個實施例示出了具有網絡結構305的數據中心300。數據中心300可包括單一物理位置(例如，建築)或位於不同地理位置的多個建築。數據中心300包括用於在伺服器320之間傳輸數據的網絡結構305。如所示出的，網絡結構305包括脊柱-葉架構，其中每個葉網絡設備310(例如，路由器、交換機、集線器等)被連接於脊柱網絡設備315(例如，路由器、交換機、集線器等)中的每一個。儘管網絡結構305包括相同數目的葉網絡設備310和脊柱網絡設備315，但這不是要求，因為網絡設備310和315之間的任意比率是可能的。

在一個實施例中，網絡結構305使用VXLAN來隔離流經網絡設備310、315的數據流量。通過將24-位VXLAN頭部添加到網絡流量，結構305能夠通過160萬個不同的VXLAN段來建立，160萬個不同的VXLAN段可對應於數據中心300的相同數目的不同客戶或租戶。使用VXLAN比被限制於大約4000個獨特VLAN的某些之前版本的VLAN提供更多靈活性。

當葉網絡設備310從伺服器(例如，伺服器320A)接收多目的地幀(例如，廣播流量、多播流量、以及具有未知目的地的單播流量)時，葉網絡設備310將多目的地幀封裝到IP多播分組中，並將分組分配給被分配給多目的地流量的多播組。例如，葉設備310可使用某些標準(例如，幀在哪個入口埠上被接收或幀被標記到的原始VLAN)來確定幀屬於哪個VXLAN段。由於每個VXLAN段可被分配給特定的多播組，以這種方式，葉網絡設備310確定所分配的多播組。使用所分配的多播組，葉網絡設備310然後將IP多播分組轉發到相應的RP(例如，脊柱網絡設備315中的一個)，該RP使用與圖1中示出的共享樹相似的共享樹來將多播分組轉發到多播組的成員(即，接受者)。例如，RP將多播分組發送到一個或多個葉網絡設備310，葉網絡設備310然後反向封裝過程並將多目的地幀提供給所連接的伺服器-例如，伺服器320B。

儘管圖3示出了具有脊柱-葉架構的網絡結構，本文描述的實施例不被限制於此。相反，本文討論的技術可適用於使用RP來路由IP多播數據的任意網絡結構。例如，替代具有僅一個脊柱層，可存在多層(或層級)脊柱網絡設備，或脊柱網絡設備可被互連，這可表示葉網絡設備不再必須連接到每個脊柱網絡設備。

數據中心300包括配置並管理網絡結構305的數據中心管理器325。數據中心管理器325提供管理的中心點以便易於操作。管理器325可以是在包括一個或多個處理器、硬體元件、或軟體和硬體二者的混合的計算設備上執行的軟體應用。在一個實施例中，管理器325以下述兩種方式配置結構305中的網絡設備：自動配設-例如，上電自動配設(POAP)-以及自動配置。自動配設可使用包括用於在葉和脊柱網絡設備310、315上電或啟動時(例如，當網絡設備被添加到網絡結構305時)對其進行配置的參數的模板。當結構305中的網絡設備的至少一些已啟動並且當前正操作以在伺服器320之間路由數據時，數據中心管理器325可使用自動配置文件來執行自動配置。例如，自動配置文件可用於在運行時間期間優化網絡結構300的性能以最小化流量分發。這些自動配置簡檔的兩個示例將在下面圖7和9中討論。

圖4根據本文描述的一個實施例示出了用於定義用於處理網絡結構中的多目的地流量的參數的圖形用戶界面(GUI)400。GUI 400可被顯示在任意顯示設備上，例如，與臺式計算機、平板計算機、膝上型計算機、行動電話等相關聯的監視器。在一個實施例中，GUI 400由數據中心管理器生成。例如，數據中心管理器可以是在使用GUI 400來與系統管理員交互的計算設備上執行的應用。系統管理員可使用諸如鍵盤、滑鼠、集成觸控螢幕等之類的I/O設備來向使用GUI 400的數據中心管理器提供參數值。

如所示出的，GUI 400包括三個不同區域用於接收以下參數中的每個參數：例如，多播組列表405、物理RP的數目、以及期望的RP冗餘。多播組列表405顯示被分配給VXLAN多目的地流量的多播組。如上面討論的，當葉網絡設備接收到多目的地流量時，將多目的地流量封裝在UDP/IP多播分組中並將分組分配給從列表405中選擇的特定多播組。系統管理員可通過添加、刪除、和/或編輯列表405中的多播組來控制用於路由多目的地流量的多播組的數目。為此，管理員可選擇列表405中的特定多播組並使用相應的按鈕(未示出)來編輯或刪除組。類似地，為了添加新多播組，管理員可選擇「添加按鈕」(未示出)，該添加按鈕許可管理員輸入關於組的信息，例如，組成員、與組相關聯的IP多播地址等。

系統管理員使用I/O元件410來設定網絡結構中物理RP的數目。在一個實施例中，物理RP的數目與網絡結構中幻象RP的數目相關-例如，若用戶規定五個物理RP，則數據中心管理器建立五個幻象RP。如所示出的，I/O元件410包括管理員用於例如使用光標或觸摸界面來調整物理RP的數目的向上和向下箭頭。在另一實施例中，I/O元件410許可系統管理員通過鍵入期望的RP的數目或使用下拉菜單來改變物理RP的數目。通常，許可系統管理員來控制物理RP的數目的任意類型的I/O元件是預期的。

系統管理員使用I/O元件415來設定期望的RP冗餘，這確定了每個幻象RP的環回接口的數目。若環回接口各自位於不同的物理RP上，則I/O元件415中示出的值控制作為每個幻象RP的一部分的物理RP的數目。例如，對於3-路冗餘，每個幻象RP具有三個環回接口，該三個環回接口可各自位於三個相應的物理網絡設備上-即，一個主要RP和兩個輔助RP。以這種方式，I/O元件415中設定的值確定被用於備份每個幻象RP中的主要RP的輔助RP的數目。儘管圖4示出了I/O元件415和I/O元件410是相同的類型，但這不是要求。實際上，I/O元件415可以是許可系統管理員來控制RP冗餘的任意類型的I/O元件。

圖5是根據本文描述的一個實施例的用於基於所定義的參數來啟動網絡設備的流程圖500。在方框505處，數據中心管理器接收用於處理多目的地流量的IP多播參數。在一個實施例中，IP多播參數包括使用圖4中示出的GUI 400來設定的至少三個參數-即，多播組列表、物理RP的數目、以及期望的RP冗餘。

在方框510處，數據中心管理器將被分配給多目的地流量的多播組分配給幻象RP。也就是說，數據中心管理器確定在方框505處接收的列表中的多播組的總數，並將該總數除以幻象RP的數目。如上面討論的，幻象RP的數目可通過系統管理員所指定的物理RP的數目來設定。例如，若系統管理員將100個多播組分配給多目的地流量並指定五個物理網絡設備用作五個物理RP，則數據中心管理器向每個幻象RP分配二十個多播組。在一個實施例中，數據中心管理器決定數據中心中的哪五個網絡設備將用作RP，但在其他實施例中，被選作五個物理RP的網絡設備可由系統管理員來指定。

在一個實施例中，多播組到幻象RP的分配被提供給葉網絡設備，以便這些網絡設備知道哪個RP應基於其相關聯的組來接收IP多播分組。也就是說，IP多播分組所屬的多播組確定多個幻象RP中的哪個幻象RP接收IP多播分組。通過在幻象RP中劃分多播組，數據中心管理器能夠在若干不同的物理RP中分散(例如，負載平衡)轉發多目的地流量的任務。

在一個實施例中，數據中心管理器生成一個或多個腳本，該一個或多個腳本基於幻象RP的數目將多播組劃分為子集(例如，五個子集)。此外，數據中心管理器還可生成用於配置葉網絡設備的模板，該模板規定哪個子組被分配給哪個幻象RP。例如，假設幻象RP分別被分配IP位址1.1.1.2、1.2.1.2、1.3.1.2、1.4.1.2、以及1.5.1.2，則模板通知網絡設備五個子集中的哪個子集被分配給幻象RP中的哪一個幻象RP。如在下面將被更詳細討論的，當網絡設備被啟動時，數據中心管理器可使用模板來配置網絡設備以使用Bidir PIM協議來處理多目的地流量。

在方框515處，數據中心管理器生成針對與幻象RP相關聯的網絡設備的環回接口配置。如上面討論的，每個幻象RP的環回接口的數目是基於系統管理員所提供的RP冗餘值。例如，若期望3-路RP冗餘，則數據中心管理器針對每個幻象RP生成三個環回接口-一個接口用於主要RP並且兩個接口用於兩個輔助RP。

圖6根據本文描述的一個實施例示出了包括多個幻象RP的網絡結構配置圖表600。具體地，圖6示出了基於期望的RP冗餘來將環回接口分配給物理RP(例如，物理網絡設備)。圖表600的頂行列出了網絡結構中幻象RP的數目及其相關聯的IP位址。圖表600的最左列列出了系統管理員所指定的物理RP的數目。在此示例中，物理RP(即，網絡設備)的數據和幻象RP的數目是相同的。也就是說，在該示出的算法中，數據中心管理器創建M×M的表，其中，行和列的數目(M)由系統管理員所指定的物理RP的數目來確定。

圖表600的內部列出了幻象RP和物理RP的環回接口。為了實現3-路冗餘，每個脊柱網絡設備315被分配三個環回接口。例如，脊柱網絡設備315A被分配了幻象RP 1.1.1.2、幻象RP 1.2.1.2、以及幻象RP 1.3.1.2的環回接口。因此，脊柱網絡設備315A是幻象RP 1.1.1.2的主要RP、幻象RP 1.2.1.2的輔助RP、以及幻象RP 1.3.1.2的輔助RP。每個幻象RP包括由三個不同的脊柱網絡設備(一個主要RP和兩個輔助RP)託管的三個環回接口。為了建立環回接口之間的優先級(例如，哪個物理RP是主要的以及哪些是輔助的)，數據中心管理器將不同的子網掩碼分配給環回接口的IP位址。如前面討論的，主要和輔助RP使用不同的子網掩碼來通知幻象RP的路徑。根據單播路由最長匹配路徑查找，具有最長掩碼的路徑是被選擇到達幻象RP的路徑。因此，數據中心管理器基於管理器想要哪個脊柱網絡設備315是主要RP以及想要哪個脊柱網絡設備315是輔助RP來為幻象RP的每個環回接口分配不同長度的掩碼。

如圖表600所示，每個幻象RP具有擁有不同子網掩碼長度(即，29、28、以及27)的三個環回接口。由於具有29掩碼的環回接口是最長的，在其上託管該環回接口的網絡設備是主要RP。具有28掩碼的環回接口位於用作主要RP的直接備份的輔助RP上。也即是說，若主要RP發生故障(例如，不再通知環回接口的IP位址)，則葉網絡設備替代地將被分配給該幻象RP的IP多播分組發送到具有28掩碼值的輔助RP(在本文被稱為匯聚的過程)。此外，具有27掩碼的環回接口位於用作具有28掩碼的輔助RP的備份的另一輔助RP上。因此，若具有29和28掩碼的RP二者發生故障，則葉網絡設備替代地將IP多播分組發送到通知27掩碼的輔助RP。因此，對於幻象RP 1.1.1.2，脊柱網絡設備315A是主要RP，脊柱網絡設備315E是直接備份脊柱網絡設備315A的輔助RP，並且脊柱網絡設備315D是直接備份脊柱網絡設備315E的輔助RP。

換句話說，在示出的實施例中，數據中心管理器使用系統管理員所指定的期望冗餘(N)來分配掩碼長度。例如，在第一行，開始於掩碼長度29，數據中心管理器在每一列中分配掩碼長度直到掩碼長度為(30-N)。在圖表600中，由於N是3，三個列被分配掩碼長度29、28、以及27。針對後續行繼續該算法，數據中心管理器分配相同的三個掩碼長度但向右移動一列。若到達最後一列，則剩餘的掩碼長度回到第一列，這在圖表600的第4和5行中發生。基於使用該算法來將環回接口分配給網絡設備315，數據中心管理器然後可生成當網絡設備315被啟動或被添加到網絡結構時可用於配置這些設備的模板。

圖表600僅示出了數據中心管理器可用來將物理RP分配為幻象RP的主要和輔助RP的一個適當的模式。在一個實施例中，模式可以是滿足系統管理員所提供的參數(例如，五個物理RP被用於形成具有3-路冗餘的幻象RP)的任意適當的模式。此外，模式可均勻地分配環回接口以便每個物理網絡設備具有相同數目的環回接口，但這不是要求。在另一實施例中，網絡設備可不都具有相同的硬體或軟體能力。在這種情況下，可期望具有最多計算資源的網絡設備作為多個幻象RP的主要RP。例如，脊柱網絡設備315A可以是幻象RP 1.1.1.2和1.2.1.2二者的主要RP(例如，設備315A被分配具有掩碼＝29的環回接口1.2.1.1，替代如所示出的具有掩碼＝28的環回接口1.2.1.1)，而脊柱網絡設備315B是這兩個幻象RP的輔助RP(例如，設備315B被分配具有掩碼＝28的環回接口1.2.1.1，替代如所示出的具有掩碼＝29的環回接口1.2.1.1)。

當然，若系統管理員提供的參數改變，則圖表600中示出的環回接口的分配還可改變。例如，若期望四-路冗餘，則每個物理RP可被分配四個環回接口，而不是三個。若系統管理員請求僅四個物理RP，則數據中心管理器創建四個幻象RP，這些幻象RP的環回接口在四個網絡設備上被託管。然而，可能具有不等數目的幻象RP和物理RP。若幻象RP多於物理RP，則一個物理RP將用作多個幻象RP的主要RP。若物理RP多於幻象RP，則不是每個物理RP將是主要RP。

儘管圖表600示出了使用脊柱網絡設備315作為物理RP，但這不是要求。例如，葉網絡設備(或葉和脊柱網絡設備二者的組合)可被用作物理RP。同樣地，不是網絡結構中的每個脊柱網絡設備必須是RP。例如，圖表600示出了圖2中示出的5個脊柱網絡設備都用作主要和輔助RP，但這不是要求。例如，網絡結構可包括數百個脊柱網絡設備315，但那些設備中的僅五個設備被用作處理IP多播分組的RP。

返回方法500的方框515，數據中心管理器可將環回接口分配保存在啟動結構中的網絡設備時所使用的模板中。在方框520處，被選作物理RP的脊柱網絡設備在啟動時使用方框510和/或方框515處生成的接口來為環回接口配置適當的IP位址和子網掩碼。這些RP然後基於相應的IP位址來開始通知與環回接口相關聯的路徑。此外，使用方框510和/或方框515處生成的模板，葉網絡設備可在啟動時生成路由信息以將封裝在IP多播分組中的多目的地流量轉發到適當的RP。如流程圖500所示，數據中心管理器使用系統管理員所提供的參數來生成用於配置網絡設備並使能網絡結構(例如，VXLAN環境)中IP多播分組路由的模板。

圖7是根據本文描述的一個實施例的用於動態地改變物理RP上的環回接口的掩碼值的流程圖700。也就是說，不同於圖5中示出的在網絡設備已被配置(例如，啟動)之前可被執行的流程圖500，流程圖700在網絡設備正在操作並轉發多目的地流量時發生。在方框705處，數據中心管理器確定輔助RP是否正被用作主要RP。如之前討論的，主要RP和(一個或多個)輔助RP二者通知與其環回接口相對應的路徑。當主要RP發生故障時(例如，不再通知路徑)，接收多目的地流量的葉網絡設備自動開始將流量轉發到具有下一最長子網掩碼的輔助RP。儘管這自動地發生，然而，主要RP中的故障在多目的地流量匯聚到輔助RP上之前導致可持續數秒的流量中斷。

若發生故障的主要RP返回在線(例如，在網絡設備中的系統或應用被重啟之後)並開始再次通知相應的環回接口的路徑，由於其環回接口具有最長的子網掩碼，則葉網絡設備然後將自動地開始將多目的地流量發送回原始的主要RP。該從輔助RP回到原始主要RP的切換導致另一流量中斷。

為了防止該第二流量中斷，一旦檢測到第一流量中斷(例如，數據中心管理器確定輔助RP正用作主要RP)，則在方框710處，數據中心管理器增加輔助RP的掩碼以超過主要RP的掩碼的值。現在，輔助RP所通知的路徑具有最長的子網掩碼，並且因此，其路徑被葉網絡設備選擇，即使原始的主要RP返回在線並開始通知其環回接口的路徑。

圖8在圖表800中示出了包括改變的掩碼值以防止第二流量中斷的網絡結構配置。在圖表800中，脊柱網絡設備315A發生故障(導致第一流量中斷)並停止通知與具有掩碼＝29的環回接口1.1.1.1相對應的路徑。作為響應，葉網絡設備自動地匯聚到脊柱網絡設備315E上具有掩碼＝28的環回接口1.1.1.1。也就是說，當IP多播分組具有被分配給幻象RP 1.1.1.2的多播組ID時，接收分組的網絡設備將分組轉發到脊柱網絡設備315E而不是脊柱網絡設備315A。為了防止若脊柱網絡設備315A返回在線而可能發生的第二中斷，數據中心管理器將脊柱網絡設備315E上的環回接口1.1.1.1的掩碼值810從28增加到30。因此，即使脊柱網絡設備315A從其故障恢復並再次開始通知與環回接口1.1.1.1相關聯的路徑，子網掩碼具有短於30的長度，並且因此，網絡設備不會再次匯聚回脊柱網絡設備315A並且第二流量中斷被避免。當然，若數據中心管理器將設備315A的環回接口的掩碼值減少到少於28的值(例如，26)，則將發生相同的結果。

返回流程圖700，在方框715處，管理器確定網絡結構是否在維護窗口內。例如，數據中心可留出網絡流量處於最小值並且流量中斷將對客戶危害較小的一天的某一部分(例如，清晨或深夜)來執行維護操作。替代地，數據中心管理器可基於測量與數據中心相關聯的當前分析來標識維護窗口。不管用於標識維護窗口的技術，在方框720處，數據中心管理器在維護窗口期間將輔助RP的掩碼設定復原到其原始值，例如，將子網掩碼長度變回28。一旦脊柱網絡設備315E開始通知具有原始子網掩碼長度(少於設備315A的掩碼長度)的路徑，葉網絡設備重新匯聚到脊柱網絡設備315A上的環回接口。儘管這可能導致輕微的流量中斷，由於其在維護窗口期間發生，任何負面影響被改善。此外，儘管這麼做導致輕微的流量中斷，但將掩碼設定恢復回其原始值可提供更好的負載均衡，這是由於脊柱網絡設備315E不再用作兩個不同的幻象RP(即，幻象RP 1.1.1.2和1.5.1.2)的主要RP。

圖9是根據本文描述的一個實施例的用於動態地改變過載RP的環回接口的掩碼值的流程圖900。如同流程圖700，流程圖900可在網絡設備正在操作並轉發多目的地流量時發生。在方框905處，數據中心管理器確定物理RP過載。在一個實施例中，物理RP將警告發送給管理器，該警告通知管理器網絡設備無法跟上任務或可能很快無法執行其所有任務。物理RP可使用各種指示器來確定其是否過載。例如，RP可評估緩衝利用率、數據分組流入和流出RP的速率、處理器利用率、過熱等來確定RP是否過載。替代地，不同於RP發送警告，數據中心管理器可監測這些不同的指示器以確定RP是否過載。

在確定物理RP中的一個過載時，在方框910處，數據中心管理器確定過載RP是否被分配為至少一個幻想RP的輔助RP。若是，則在方框915處，數據中心管理器確定針對幻象RP是否存在多個輔助RP。也就是說，數據中心管理器確定幻象RP是否具有主要RP的多個備份RP。若是，則在方框920處，數據中心管理器減少過載RP的環回接口的掩碼值，以便另一輔助RP上的環回接口的掩碼值是更大的。這通過比較圖6的圖表600和圖10中的圖表1000被圖形地示出。

圖10示出了包括過載RP的改變的掩碼值的網絡結構配置圖表1000。如所示出的，脊柱網絡設備315E被標識為過載RP 1005。作為響應，數據中心管理器改變與圖6的圖表600中示出的掩碼值有關的掩碼值1010和1015。特別地，數據中心管理器將過載RP 315E的掩碼值1010從28減少到27，並將脊柱網絡設備315D的掩碼值1015從27增加到28。這麼做不會導致流量中斷，這是由於具有最長子網的環回接口保持不變-即，多播分組仍被傳輸到脊柱網絡設備315A，因為它是主要RP。本質上，脊柱網絡設備315D和315E的環回接口交換優先級狀態。也就是說，替代脊柱網絡設備315E作為主要RP(即，脊柱網絡設備315A)的直接備份，現在脊柱網絡設備315D是直接備份。因此，若脊柱網絡設備315A發生故障並且不再通知具有掩碼＝29的環回接口1.1.1.1的路徑，則葉網絡設備自動匯聚到脊柱網絡設備315D上的具有掩碼＝28的環回接口1.1.1.1，而不是脊柱網絡設備315E上的環回接口。通過這麼做，數據中心管理器減少脊柱網絡設備315E將被提升為幻象RP 1.1.1.2的主要RP(這將進一步過載設備315E並可能中斷流量)的可能性。替代地，僅當脊柱網絡設備315A和315D二者上的環回接口停止通知其路徑時，網絡設備315E變為幻象RP 1.1.1.2的主要RP。

在一個實施例中，過載RP 1005的多個環回接口可減少其掩碼值。例如，假設替代圖表1000所示的三-路冗餘，網絡結構建立四-路冗餘，其中，每個脊柱網絡設備315是一個幻象RP的主要RP以及三個幻象RP的輔助RP。使用圖表1000中建立的場景，數據中心管理器可改變脊柱網絡設備315E上的環回接口中的兩個的掩碼值，以確保環回接口是幻象RP的最低優先級接口。因此，僅當主要RP和輔助RP二者停止通知其路徑時，脊柱網絡設備315E將變為主要RP。

在另一實施例中，過載PP 1005上用作主要RP的環回接口的掩碼值可被減少，即使這導致流量中斷。例如，若過載RP 1005不斷導致流量中斷，則數據中心管理器可決定將用作主要RP的環回接口降級為輔助RP。在這種情況下，管理器將把脊柱網絡設備315E的環回接口1.5.1.1子網掩碼從29減少到28或27。同時，數據中心管理器可增加脊柱網絡設備315D和/或脊柱網絡設備315C上的環回接口1.5.1.1掩碼。例如，管理器可將脊柱網絡設備315D上的環回接口1.5.1.1掩碼從28增加到29，以及將脊柱網絡設備315C上的環回接口1.5.1.1掩碼從27增加到28。儘管在葉網絡設備匯聚到脊柱網絡設備315D上的環回接口1.5.1.1上時這將導致流量中斷，但這相比於許可脊柱網絡設備315E在其過載狀態中繼續作為幻象1.5.1.2的主要RP可以是優選的。

在前面，參考了本公開提出的實施例。然而，本公開的範圍不被限制於具體描述的實施例。相反，無論是否與不同的實施例有關，所描述的特徵和要素的任意組合預期實現和實施預期的實施例。此外，儘管本文公開的實施例相比於其他可能的解決方案或相比於現有技術可實現優勢，但具體優勢是否被給定實施實現不是本公開的範圍的限制。因此，前面的方面、特徵、實施例以及優勢僅是示意性的且不被視為所附權利要求的要素或限制，除非在(一個或多個)權利要求中被明確地敘述。

如將被本領域技術人員理解的，本文公開的實施例可被體現為系統、方法或電腦程式產品。因此，各方面可採取下列形式：完全硬體實施例、完全軟體實施例(包括固件、常駐軟體、微代碼等)或結合在本文可全部一般地被稱為「電路」、「模塊」或「系統」的軟體和硬體方面的實施例。此外，各方面可採取體現在具有體現在一個或多個計算機可讀介質中的電腦程式產品的形式，該一個或多個計算機可讀介質具有體現其上的計算機可讀程序代碼。

一個或多個計算機可讀介質的任意組合可被利用。計算機可讀介質可以是計算機可讀信號介質或計算機可讀存儲介質。例如，計算機可讀存儲介質可以是但不限於：電、磁、光、電磁、紅外、或半導體系統、裝置、或設備、或前述項的任意適當的組合。計算機可讀存儲介質的更具體的示例(非詳盡列表)將包括下列項：具有一個或多個電線的電氣連接、可攜式計算機軟盤、硬碟、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)可擦除可編程只讀存儲器(EPROM或閃速存儲器)、光纖、可攜式光碟只讀存儲器(CD-ROM)、光存儲設備、磁存儲設備、或前述項的任意適當的組合。在本文件的上下文中，計算機可讀存儲介質是可以包括、或存儲由指令執行系統、裝置或設備使用或結合指令執行系統、裝置或設備使用的程序的任意有形介質。

計算機可讀信號介質可包括其中體現有(例如，在基帶中或作為載波的一部分)計算機可讀程序代碼的傳播數據信號。這樣的傳播信號可採取任意各種形式，包括但不限於：電磁、光、或其中的任意適當的組合。計算機可讀信號介質可以是不是計算機可讀存儲介質並且可以傳送、傳播或傳輸由指令執行系統、裝置、或設備使用或結合指令執行系統、裝置、或設備使用的程序的任意計算機可讀介質。

體現在計算機可讀介質上的程序代碼可使用任意適當的介質來傳輸，包括但不限於：無線、有線、光纖電纜、RF等、或前述項的任意適當的組合。

用於執行本公開的各方面的操作的電腦程式代碼可以以一個或多個程式語言的任意組合來編寫，包括面向對象程式語言(例如，Java、Smalltalk、C++等)和傳統的程序化程式語言(例如，「C」程式語言或類似的程式語言)。程序代碼可完全地在用戶的計算機上、部分地在用戶的計算機上、作為獨立的軟體程序包、部分地在用戶的計算機上並且部分地在遠程計算機上或完全地在遠程計算機或伺服器上來執行。在後面的場景中，遠程計算機可通過任意類型的網絡連接於用戶的計算機，包括區域網(LAN)或廣域網(WAN)、或可連接於外部計算機的連接(例如，通過使用網際網路服務提供商的網際網路)。

本公開的各方面根據本公開提出的實施例，參考方法、裝置(系統)以及電腦程式產品的流程圖和/或框圖在下面被描述。將理解的是，流程圖和/或框圖的每個方框，以及流程圖和/或框圖中方框的組合可通過電腦程式指令來實現。這些電腦程式指令可被提供給通用計算機、專用計算機、或其他可編程數據處理裝置的處理器以生產機器，以便經由計算機或其他可編程數據處理裝置的處理來器執行的指令創建用於實現一個或多個流程圖和/或框圖方框中指定的功能/動作的方法。

這些電腦程式指令還可被存儲在計算機可讀介質中，計算機可讀介質可指示計算機、其他可編程數據處理裝置、或其他設備以特定方式運行，以便存儲在計算機可讀介質中的指令生產包括實現一個或多個流程圖和/或框圖方框中指定的功能/動作的指令的製造品。

電腦程式指令還可被加載到計算機、其他可編程數據處理裝置、或其他設備上，以使得一系列的操作步驟在計算機、其他可編程裝置或其他設備上被執行以生產計算機實現的處理，以便在計算機或其他可編程裝置上執行的指令提供用於實現一個或多個流程圖和/或框圖方框中指定的功能/動作的處理。

本發明的實施例可通過雲計算基礎設施被提供給終端用戶。雲計算通常指通過網絡提供可擴展計算資源作為服務。更正式地，雲計算可被定義為提供計算資源及其潛在的技術架構(例如，伺服器、存儲設備、網絡)之間的抽象的計算能力，使能對在最少管理工作或服務提供商交互的情況下可被快速提供和釋放的可配置計算資源的共享池的方便、按需的網絡訪問。因此，雲計算允許用戶訪問「雲」中的虛擬計算資源(例如，存儲設備、數據、應用、以及甚至完全虛擬的計算系統)，而不用考慮用於提供計算資源的潛在物理系統(或那些系統的位置)。

通常，雲計算資源基於每次使用付費被提供給用戶，其中，用戶僅針對實際使用的計算資源(例如，用戶消耗的存儲設備空間的數量或用戶實體化的虛擬系統的數目)被收費。用戶可以在任意時間、以及從任何地方通過網際網路來訪問駐留在雲中的任意資源。在本發明的上下文中，用戶可以向上面討論的作為雲的一部分的數據中心和網絡結構發送信息。

附圖中的流程圖和框圖根據各個實施例示出了系統、方法以及電腦程式產品的可能的實現方式的架構、功能以及操作。在這方面，流程圖或框圖中的每個方框可表示代碼的模塊、片段或一部分，該代碼包括用於實現(一個或多個)指定邏輯功能的一個或多個可執行指令。還應注意的是，在某些替代實施例中，方框中標註的功能可以以圖中標註的順序之外的順序發生。例如，實際上，被連續示出的兩個方框可實質上被同時執行，或方框有時可以以相反的順序被執行，取決於所涉及的功能。還將注意的是，框圖和/或流程圖的每個方框，以及框圖和/或流程圖中的方框的組合可通過執行指定功能或動作的專用基於硬體的系統、或專用硬體和計算機指令的組合來實現。

鑑於以上所述，本公開的範圍由下列權利要求確定。