Ingress:从静态图分析到动态图分析

Ingress是一个自动增量图处理框架,旨在处理动态大规模图数据,避免静态图处理系统的重新计算开销。通过消息差异驱动机制,Ingress根据图数据变化自动调整计算结果,同时提供了多种消息记录引擎以适应不同图分析算法,减少了内存开销和用户设计复杂性的需求。

本文介绍 GraphScope 团队与东北大学张岩峰教授团队的学术合作项目,可以高效处理动态大规模图数据的自动增量图分析框架 Ingress。该成果论文 Automating Incremental Graph Processing with Flexible Memoization[1] 发表于 VLDB’2021。

背景

随着图数据的迅速增长,对处理大规模图数据的需求也不断增加,也涌现了各种分布式图处理系统,如 Pregel、PowerGraph、GeminiGraph、GraphScope等。但这些分布式图处理系统大多数基于静态图设计,主要用于分析一些大规模静态图数据。而现实生活中,图数据不仅规模巨大,而且不断发生变化,例如下图的场景中,常发生一些点或者边的增加和删除。

动态图示例:网页链接的添加/删除;交易图中的交易创建/取消;社交图中的好友关注/取消关注

图数据的变化往往会导致图数据分析结果的变化,举个例子,在下图中添加一条从点 b 到点 d 且权重为 2 的边(标红显示),则点 a 到点 f 的最短路径从 5 变为 4。

图数据发生变化导致图分析

<think>我们正在讨论Ingress VLAN Filtering是否会对比静态地址的VLAN ID。首先需要明确几个概念: 1. Ingress VLAN Filtering的作用是在数据包进入网桥或交换机的端口时,根据VLAN规则进行过滤。 2. 静态地址通常指的是静态MAC地址表项,即管理员手动配置的MAC地址与端口、VLAN的绑定关系。 问题核心:Ingress VLAN Filtering在过滤时是否会参考静态MAC地址表项中的VLAN ID? 分析过程: 根据引用[1]和引用[2]的描述,Ingress VLAN Filtering的过滤规则基于: - 数据包是否带有VLAN标记(tagged/untagged) - 入端口的VLAN成员关系(即该端口允许哪些VLAN通过) - 入端口的PVID(用于untagged数据包) 而静态MAC地址表项(通常称为静态MAC表)的作用是固定某个MAC地址从某个端口转发,并且通常与特定的VLAN关联。但是,Ingress VLAN Filtering发生在数据包进入端口时,此时交换机需要决定是否允许该数据包进入,而这个过程发生在MAC地址学习之前,更在查MAC表转发之前。 因此,Ingress VLAN Filtering的过滤过程并不涉及静态MAC地址表项。具体来说: - 在入口过滤阶段,交换机只检查数据包的VLAN标记和入端口的VLAN配置(成员关系和PVID),不会去查MAC地址表(无论是静态还是动态)。 - 静态MAC地址表项主要用于转发决策(即决定从哪个端口转发出去),属于出口(egress)处理阶段。 结论:Ingress VLAN Filtering不会对比静态地址的VLAN ID。因为入口过滤发生在转发决策之前,它只关心入端口的VLAN配置,而不关心目的MAC地址对应的端口或VLAN配置(那是后续步骤)。 引用[2]明确说明了入口过滤的流程: - 对于标记帧,检查入端口是否是标记中VLAN的成员。 - 对于未标记帧,使用入端口的PVID打标记,然后检查目的端口是否在同一VLAN(注意:这里的目的端口检查实际上是在入口过滤阶段无法完成的,因为此时还不知道目的端口。因此,引用[2]的描述可能是在描述整个处理流程,但入口过滤只负责第一层过滤,即基于入端口和VLAN成员关系)。 实际上,在入口过滤阶段,交换机还不知道数据包的目的MAC地址,因此无法查询MAC地址表(包括静态表项)。所以,入口过滤不会使用静态MAC地址表项中的VLAN信息。 总结步骤: 1. 数据包进入端口。 2. 执行Ingress VLAN Filtering:基于数据包的VLAN标记和入端口的VLAN配置(允许的VLAN列表和PVID)决定是否允许进入。 3. 如果允许,则进行MAC地址学习(包括检查动态MAC表,静态MAC表也可能影响学习,但学习阶段在过滤之后)。 4. 然后查询MAC地址表(包括静态表项)决定从哪个端口转发(出口处理)。 因此,静态地址的VLAN ID不会在Ingress VLAN Filtering阶段被对比。 引用文献支持: 引用[1]提到过滤点是在`br_handle_frame_finish`(外部数据包)和`br_dev_xmit`(本机数据包)中,这两个函数中会调用`br_allowed_ingress`,而`br_allowed_ingress`的检查只涉及端口和网桥的VLAN设置,不涉及MAC地址表。 引用[2]详细描述了入口过滤的规则,没有提及MAC地址表。 所以,回答用户的问题:Ingress VLAN Filtering不会对比静态地址的VLAN ID。 相关问题: 1. Ingress VLAN Filtering与静态MAC地址表的关系是什么? 2. 静态MAC地址表在交换机的哪个处理阶段起作用? 3. 如何配置静态MAC地址表以保证VLAN隔离? 注意:用户的问题中提到了“静态地址”,在交换机的上下文中,通常指静态MAC地址表项。因此我们按此理解。 </think>### Ingress VLAN Filtering 与静态地址 VLAN ID 的关联分析 Ingress VLAN Filtering **不会直接对比静态地址的 VLAN ID**,两者的作用机制和处理阶段完全不同。以下是详细解释: #### 1. **Ingress VLAN Filtering 的工作机制**(基于引用[1][2]) - **过滤依据**:仅基于数据包的 **VLAN 标记** 和 **端口的 VLAN 配置**(如 PVID 和 VLAN 成员关系) - **处理阶段**: - 对于外部数据包:在 `br_handle_frame_finish` 函数中检查 **物理端口的 VLAN 规则** - 对于本机生成数据包:在 `br_dev_xmit` 函数中检查 **网桥本身的 VLAN 设置规则** - **关键判断**: $$ \begin{cases} \text{标记帧} & \rightarrow \text{检查入端口是否是该 VLAN 成员} \\ \text{未标记帧} & \rightarrow \text{使用 PVID 打标后检查成员关系} \end{cases} $$ 整个过程完全不涉及 MAC 地址表(包括静态地址)[^1][^2]。 #### 2. **静态地址 VLAN ID 的作用位置** - **存储位置**:静态 MAC 地址表(如 `NXM_OF_VLAN_TCI` 记录 VLAN 与 MAC 的绑定[^4]) - **生效阶段**:在 **转发决策(Forwarding Decision)** 阶段: 1. 数据包通过 Ingress VLAN Filtering 进入网桥 2. 交换机查询 MAC 地址表确定出口端口 3. **此时才会检查静态 MAC 地址绑定的 VLAN ID** - **作用**:确保静态地址只能从特定 VLAN 的端口转发,属于 **出口控制(Egress Control)** #### 3. **两者协同工作示例** ```mermaid graph LR A[数据包进入端口] --> B{Ingress VLAN Filtering} B -->|检查 VLAN 标记/PVID| C[丢弃或放行] C -->|通过| D[查询 MAC 地址表] D --> E{静态地址 VLAN ID 匹配?} E -->|是| F[转发到绑定端口] E -->|否| G[丢弃或泛洪] ``` - **关键分离**: - Ingress 过滤(阶段①)仅验证 **入口合法性** - 静态 VLAN ID(阶段②)控制 **出口精确转发** #### 4. **总结结论** - ✅ Ingress VLAN Filtering **不会对比**静态地址 VLAN ID,因其发生在更早的入口过滤层 - ✅ 静态地址 VLAN ID 在后续转发阶段生效,依赖 MAC 地址表查询[^4] - ✅ 两者协同实现端到端隔离: **入口过滤(安全隔离) + 静态绑定(精确转发) = 完整 VLAN 控制** > ⚠️ **注意**:某些高端交换机支持策略(如 VxLAN 的 `ingress-replication`[^3])可能融合两者,但标准实现中仍保持分离。 --- ### 相关问题 1. Ingress VLAN Filtering 与静态 MAC 地址表如何协同工作? 2. 静态地址 VLAN ID 绑定在交换机转发流程中哪个阶段生效? 3. 如何通过 Ingress VLAN Filtering 和静态地址实现端到端 VLAN 隔离?
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