[發(fā)明專(zhuān)利]基于模塊擴(kuò)展的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)的路由方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210005727.X
• 申請(qǐng)日: 2012-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102420775A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧華璽;年秀梅;王琨;趙彥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04L12/56
• 分類(lèi)號(hào): H04L12/56
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專(zhuān)利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于模塊擴(kuò)展的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)的路由方法，包括如下步驟：

(1)采用三維坐標(biāo)為拓?fù)湎到y(tǒng)中的各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備編址：

源服務(wù)器S的地址信息用(S_x，S_y，S_z)表征，目的服務(wù)器D的地址信息用(D_x，D_y，D_z)表征，核心層交換機(jī)C的地址信息用(C_x，C_y，C_z)表征，中間層交換機(jī)I的地址信息用(I_x，I_y，I_z)表征，匯聚層交換機(jī)A的地址信息用(A_x，A_y，A_z)表征，邊緣層交換機(jī)E的地址信息用(E_x，E_y，E_z)表征，其中：

下標(biāo)x用于表征該位為第一維坐標(biāo)，第一維坐標(biāo)代表網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在拓?fù)湎到y(tǒng)中所屬的基本模塊，取值范圍為[0，m-1]，m是拓?fù)湎到y(tǒng)中包括的基本模塊數(shù)；

下標(biāo)y用于表征該位為第二維坐標(biāo)，第二維坐標(biāo)代表網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在基本模塊中所屬的層次，取值范圍為[0，4]；

下標(biāo)z用于表征該位為第三維坐標(biāo)，第三維坐標(biāo)代表網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在基本模塊內(nèi)同層設(shè)備中所處的位置：對(duì)于核心層交換機(jī)，取值范圍為[0，k²/4-1]，對(duì)于中間層交換機(jī)、匯聚層交換機(jī)及邊緣層交換機(jī)，取值范圍均為[0，k²/2-1]；對(duì)于服務(wù)器，取值范圍為[0，k³/4-1]，其中k是基本模塊包括的Pod結(jié)構(gòu)數(shù)，該P(yáng)od結(jié)構(gòu)是由兩層交換機(jī)組成，上層為k/2個(gè)匯聚層的交換機(jī)，下層為k/2個(gè)邊緣層的交換機(jī)；

(2)在各核心層交換機(jī)的每個(gè)增設(shè)端口處設(shè)置2個(gè)虛信道，分別標(biāo)記為0號(hào)虛信道和1號(hào)虛信道；當(dāng)相鄰的兩個(gè)核心層交換機(jī)之間有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，根據(jù)核心層交換機(jī)的地址信息，決定數(shù)據(jù)傳輸信道：當(dāng)兩個(gè)核心層交換機(jī)屬于相同基本模塊時(shí)，編址C_z值小的交換機(jī)通過(guò)0號(hào)虛信道將數(shù)據(jù)傳送至編址C_z值大的交換機(jī)，編址C_z值大的交換機(jī)通過(guò)1號(hào)虛信道將數(shù)據(jù)傳送至編址C_z值小的交換機(jī)；當(dāng)兩個(gè)核心層交換機(jī)屬于不同基本模塊時(shí)，編址C_x值小的交換機(jī)通過(guò)0號(hào)虛信道將數(shù)據(jù)傳送至編址C_x值大的交換機(jī)，編址C_x值大的交換機(jī)通過(guò)1號(hào)虛信道將數(shù)據(jù)傳送至編址C_x值小的交換機(jī)；從而避免在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臋M向環(huán)及縱向環(huán)上選路時(shí)出現(xiàn)路由環(huán)路；

(3)從當(dāng)前設(shè)備的寄存器中讀出設(shè)備的地址信息，根據(jù)地址信息的第二維坐標(biāo)值判定設(shè)備類(lèi)型：若第二維坐標(biāo)值為0，則當(dāng)前設(shè)備為核心層交換機(jī)，執(zhí)行步驟(8)；若第二維坐標(biāo)值為1，則當(dāng)前設(shè)備為中間層交換機(jī)，執(zhí)行步驟(7)；若第二維坐標(biāo)值為2時(shí)，則當(dāng)前設(shè)備為匯聚層交換機(jī)，執(zhí)行步驟(6)；若第二維坐標(biāo)值為3，則當(dāng)前設(shè)備為邊緣層交換機(jī)，執(zhí)行步驟(5)；若第二維坐標(biāo)值為4，則當(dāng)前設(shè)備為服務(wù)器，執(zhí)行步驟(4)；

(4)若服務(wù)器有數(shù)據(jù)需要傳輸，則該服務(wù)器作為源服務(wù)器S產(chǎn)生數(shù)據(jù)分組，將目的服務(wù)器D的地址信息添加到數(shù)據(jù)分組頭中，根據(jù)源服務(wù)器S的地址信息：S_z＝k²/4*i+k/2*j+p，得到三個(gè)中間變量i、j、p，其中i取值范圍為[0，k-1]，j取值范圍為[0，k/2-1]，p取值范圍為[0，k/2-1]；源服務(wù)器S通過(guò)邊緣交換機(jī)E的p號(hào)下行端口將數(shù)據(jù)發(fā)至其直連的邊緣層交換機(jī)E；

(5)邊緣層交換機(jī)E讀取數(shù)據(jù)到達(dá)當(dāng)前設(shè)備時(shí)的輸入端口信息，根據(jù)端口信息確定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑：

若數(shù)據(jù)從邊緣層交換機(jī)E的上行端口輸入，則根據(jù)目的服務(wù)器地址選定邊緣層交換機(jī)E的下行端口為數(shù)據(jù)輸出端口，并將數(shù)據(jù)通過(guò)該下行端口發(fā)送至目的服務(wù)器D，通信結(jié)束；

若數(shù)據(jù)從邊緣層交換機(jī)E的下行端口輸入，且目的服務(wù)器D是邊緣層交換機(jī)E的分支，則根據(jù)目的服務(wù)器地址選定邊緣層交換機(jī)E的下行端口為數(shù)據(jù)輸出端口，并將數(shù)據(jù)通過(guò)該下行端口發(fā)送至目的服務(wù)器D，通信結(jié)束；

若數(shù)據(jù)從邊緣層交換機(jī)E的下行端口輸入，但目的服務(wù)器D不是邊緣層交換機(jī)E的分支，則根據(jù)邊緣層交換機(jī)E的上行端口緩存信息選定E的上行端口為數(shù)據(jù)輸出端口，并將數(shù)據(jù)通過(guò)該上行端口發(fā)送至匯聚層交換機(jī)A；

(6)匯聚層的交換機(jī)A讀取數(shù)據(jù)到達(dá)當(dāng)前設(shè)備時(shí)的輸入端口信息，根據(jù)端口信息確定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)路徑：

若數(shù)據(jù)從匯聚層交換機(jī)A的上行端口輸入，則根據(jù)目的服務(wù)器地址選定A的下行端口為數(shù)據(jù)輸出端口，并將數(shù)據(jù)通過(guò)該下行端口發(fā)送至邊緣層交換機(jī)E，返回步驟(5)；

若數(shù)據(jù)從匯聚層交換機(jī)A的下行端口輸入，且目的服務(wù)器D是匯聚層交換機(jī)A的分支，則根據(jù)目的服務(wù)器地址選定A的下行端口為數(shù)據(jù)輸出端口，并將數(shù)據(jù)通過(guò)該下行端口發(fā)送至邊緣層交換機(jī)E，返回步驟(5)；

若數(shù)據(jù)從匯聚層交換機(jī)A的下行端口輸入，但目的服務(wù)器D不是匯聚層交換機(jī)A的分支，則根據(jù)匯聚層交換機(jī)A的上行端口緩存信息選定A的上行端口為數(shù)據(jù)輸出端口，并將數(shù)據(jù)通過(guò)該上行端口發(fā)送至中間層交換機(jī)I；

(7)中間層的交換機(jī)I讀取數(shù)據(jù)到達(dá)當(dāng)前設(shè)備時(shí)的輸入端口信息，根據(jù)端口信息確定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑：

若數(shù)據(jù)從中間層交換機(jī)I的上行端口輸入，則中間層交換機(jī)讀取其下行端口的緩存信息，優(yōu)先選擇剩余緩存空間最大的下行端口為數(shù)據(jù)輸出端口，再將數(shù)據(jù)通過(guò)該下行端口發(fā)送至匯聚層交換機(jī)A，返回步驟(6)；

若數(shù)據(jù)從中間層交換機(jī)I的下行端口輸入，則中間層交換機(jī)讀取其上行端口的緩存信息，優(yōu)先選擇剩余緩存空間最大的上行端口為數(shù)據(jù)輸出端口，再將數(shù)據(jù)通過(guò)該上行端口發(fā)送至核心層交換機(jī)C；

(8)核心層交換機(jī)C讀取數(shù)據(jù)分組的目的地址信息，根據(jù)目的地址判斷目的服務(wù)器D與核心層交換機(jī)C是否處于同一模塊，再確定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑：

若目的服務(wù)器D與核心層交換機(jī)C屬于相同基本模塊，則根據(jù)目的服務(wù)器D的地址信息確定數(shù)據(jù)輸出的下行端口號(hào)；再根據(jù)該基本模塊內(nèi)各核心層交換機(jī)中選定的下行端口的歸一化剩余緩存空間及路徑跳數(shù)信息，計(jì)算選擇核心層交換機(jī)C及其左右相鄰的核心層交換機(jī)C_左1、C_左2、C_右1、C_右2進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)母怕蔖、P_左1、P_左2、P_右1、P_右2，并將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，優(yōu)先選擇最大概率值相對(duì)應(yīng)的核心層交換機(jī)為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)，若有兩個(gè)以上相同的最大概率值時(shí)，則根據(jù)路徑跳數(shù)小優(yōu)先的原則選擇最大概率值相對(duì)應(yīng)的交換機(jī)，若路徑跳數(shù)也相同時(shí)，則再根據(jù)左優(yōu)先原則選擇數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)；核心層交換機(jī)C將數(shù)據(jù)發(fā)送至選定的核心層交換機(jī)，再通過(guò)選定的核心層交換機(jī)的選定下行端口，將數(shù)據(jù)發(fā)送至中間層交換機(jī)I，返回步驟(7)；

若目的服務(wù)器D與核心層交換機(jī)C屬于不同基本模塊，則根據(jù)|C_x-D_x|與及C_x與D_x的大小關(guān)系，確定數(shù)據(jù)在縱向環(huán)上的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，將數(shù)據(jù)發(fā)送至縱向環(huán)相鄰的核心層交換機(jī)C′，執(zhí)行步驟(8)，其中表示是對(duì)m/2的計(jì)算結(jié)果上取整。