Swan：实现网络中的高利用率的制作方法
【专利说明】SWAN:实现网络中的高利用率
[0001]背景
[0002]能够在两个或更多计算设备之间传输计算机可读数据有着大量优点。通常，此类传输是通过跨计算设备的网络交换通信来最方便地执行的。由此，跨计算设备网络传输的数据量持续增加。为了支持传输这一不断增加的数据量，计算机网络服务的提供者向计算机联网硬件投入大量资源。最大化此类计算机联网硬件的利用率从效率的观点来看因此可以是合乎需要的。
[0003]不幸的是，生成网络数据话务的消费者经常不知道彼此，并且简单地利用网络来传输其数据，只要他们想要这样做。通常，此类消费者寻求在相同的时间段期间跨计算设备网络传输大量数据，由此使网络负担非常繁重。即使一个或多个消费者可具有将他们的传输延迟至另一时间的选项，此类重叠传输也可能发生，因为未提供可用于将此类数据传输在时间上移至更方便的时间的机制。因此，这样的不灵活性不仅可导致过多网络负担时段，而且还可导致其间此类消费者大多数是空闲的其他时间段，这可导致网络利用率不足。因此，计算机网络服务的提供者经常被迫在知道昂贵的计算机联网硬件将很有可能在其大部分使用寿命中仍然未被充分利用的情况下购置此类昂贵的计算机联网硬件来适应网络服务的多个消费者全都寻求在相同的时间段期间传输大量数据的情况。
[0004]概述
[0005]在一个实施例中，集中式控制器可以从寻求访问网络服务的消费者接收请求。此类请求可指示将要传输的数据对于传输该数据的具体时间是否是不敏感的。该集中式控制器还可接收关于网络拓扑、统计数据和故障的信息。利用此类信息，集中式控制器可以向一个或多个消费者或一种或多种类型的消费者分配可用网络服务的预定部分，并且这些消费者可将他们对所请求的网络服务的利用限于分配给他们的部分。
[0006]在又一实施例中，在网络未被充分利用的时段期间，集中式控制器可将可用网络服务的更大部分分配给其数据对传输数据的具体时间不敏感的消费者。分配给消费者的网络服务的各部分可由一个或多个中介发放给各个消费者，由此提供了用于高效地处理更大量的消费者和请求的分层结构。
[0007]在又一实施例中，可基于可被分配并且然后用作分配可用网络服务的基础的权重或优先级来遵循服务级目标和优先级。类似地，在分配网络服务时，可通过将较低优先级的数据传输移至稍后时间来遵循诸如绝限之类的基于时间的特定约束。
[0008]在另一实施例中，集中式控制器可以从消费者可用于跨计算机网络传送数据的通过计算设备网络的多条路径中进行选择。这些路径可通过集中式控制器接收到的网络拓扑信息来告知，并且集中式控制器可根据此类联网服务的消费者请求跨该网络传送的数据的类型和量来动态地重新配置这些路径。
[0009]在又一实施例中，网络重新配置可由集中式控制器通过分组标记机制来实现，藉由该分组标记机制，集中式控制器可生成用于标识和标记相关分组的一系列规则，并且还可生成供输入到流表中的一系列规则，该流表可以就将有多少分组跨网络传送告知一个或多个交换机或类似联网计算设备。
[0010]在又一实施例中，可以在增量基础上执行网络重新配置以避免使任何网络路径或链路过载。可保留过剩容量以适应这一重新配置。或者，可以在任何时间传送的后台数据的传输可被推迟以有利于其他时间要求更严格的话务，由此提供用于增量式网络重新配置的过剩容量。
[0011]提供本概述是为了以精简的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。
[0012]当参考附图阅读以下详细描述时，将使得其它特征和优点是显而易见的。
[0013]附图简述
[0014]以下详细描述在结合附图参考时可得到最佳的理解，附图中:
[0015]图1是提供更高网络利用率的示例性体系结构的框图；
[0016]图2是适应请求并提高网络利用率的网络服务的示例性配置的框图；
[0017]图3是示例性增量式网络重新配置的框图；
[0018]图4是用于提供更高网络利用率的示例性配置过程的流程图；以及
[0019]图5是示出示例性通用计算设备的框图。
[0020]详细描述
[0021]以下描述涉及软件控制的网络，其中通过根据要传输的数据的类型以及网络服务和资源的消费者的类型对此类网络服务和资源进行动态网络重新配置和分配来实现更高的网络利用率。对实时用户体验是关键的交互数据能够以传统方式通过网络传送。对具体传输时间可以是不敏感但并非不可知的弹性数据可根据可响应于预先提交的请求而授予的网络资源分配来传送。可利用分层系统，藉此来自低层的请求可以在被提供给上层之前聚集，并且从上层接收到的分配可被分发给低层。为了最大化网络利用率，可通过标识将以特定方式标记的特定类型的分组并且然后通过进一步标识将在跨网络传送此类分组时应用的特定路由规则来重新配置或重定向贯穿网络的路径。可以在增量基础上执行网络重新配置以避免使路径或链路过载，并且可沿着一条或多条路径或链路保留容量以防止此类过载。对具体传输时间可以是不可知的后台数据也可用于通过减少分配给此类后台数据的网络服务部分来防止此类过载。
[0022]本文描述的技术参考特定类型的网络服务和特定类型的网络消费者。例如，以下描述将主要涉及网络带宽的供应。然而，这些参考是严格地示例性的，并且是为了描述和陈述清楚且为了易于理解而做出的。的确，本文描述的技术是同等地可适用的，而不修改其它类型的网络服务的供应，诸如满足指定等待时间要求的数据传输、满足指定丢失要求的数据传输以及其他类似的可定义网络服务。
[0023]虽然未作要求，但以下描述的各方面将在诸如程序模块等正由计算设备执行的计算机可执行指令的一般上下文中提供。更具体而言，除非另外指明，否则描述的各方面将参考一个或多个计算设备或外围设备所执行的动作以及其所执行的操作的符号表示。由此，应当理解，有时被称作计算机可执行的这种动作和操作包括处理单元对以结构化形式表示数据的电信号的操纵。这种操纵转换了数据或将其维持在存储器的位置中，这就以本领域技术人员所熟知的方式来重新配置或更改计算设备或外设的操作。数据被维护在其中的数据结构是具有由数据形式所定义的特定属性的物理位置。
[0024]—般而言，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。此外，本领域技术人员将会认识到这些计算设备不必限于常规服务器计算机架或常规个人计算机，并且包括其他计算配置，包括手持式设备、多处理器系统、基于微处理器的或可编程消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机等等。类似地，这些计算设备不必限于独立计算设备，因为各机制也可以在通过通信网络链接的分布式计算环境中实现。在分布式计算环境中，程序模块可位于本地和远程存储器存储设备两者中。
[0025]参考图1，示出了包括计算设备的网络190的示例性系统100。出于为以下描述提供示例性基础的目的，网络190被示为包括以图1所示的方式互连的交换机131、132、133、134和135的形式的多个专用计算设备。诸如计算设备111、112、113、121、122和123等一个或多个计算设备可执行计算机可执行指令，这些指令可生成并消费数据并由此可充当网络190的消费者。例如，计算设备111和121可执行涉及在线销售产品的网站的计算机可执行指令。计算设备111可在其上存储计算机可读数据形式的姓以字母A-M开始的用户的帐户信息。类似地，计算设备121可在其上存储姓以字母N-Z开始的用户的帐户信息。如果姓以字母A开始的用户与计算设备121建立通信并且然后寻求访问其帐户，则计算设备121可通过网络190向计算设备111请求关于这一用户的帐户信息，并且作为响应计算设备111可通过网络190提供表示这一用户的帐户的数据。以这样的方式，在计算设备111和121上执行的计算机可读指令可以是网络190所提供的服务的消费者。
[0026]在一个实施例中，在利用网络190的服务之前(诸如在跨网络190传送某一量的数据之前)，消费者可首先请求被分配网络资源的某一部分以传送这某一量的数据。例如，如果计算设备112和122正在执行涉及搜索引擎的计算机可执行指令且计算设备112寻求向计算设备122传输十太字节的数据，则与在计算设备112上执行的搜索引擎相关联的进程可以向诸如服务中介151等服务中介做出诸如个体服务请求171之一等服务请求，以请求跨网络190传输1TB数据。在做出这一个体服务请求171时，不仅可指定将跨网络190传输的数据量，而且还可指定关于将要传输的这些数据的附加元数据。例如，正由计算设备112执行的搜索引擎可作为个