可重构的互连系统及其拓扑构建方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107094270A(43)申请公布日2017.08.25(21)申请号201710328564.1(22)申请日2017.05.11(71)申请人中国科学院计算技术研究所地址100190北京市海淀区中关村科学院南路6号(72)发明人肖鹏元国军许刚郭嘉梁张少龙王展臧大伟金堰安邵恩(74)专利代理机构北京泛华伟业知识产权代理有限公司11280代理人王勇(51)Int.Cl.H04Q11/00(2006.01)H04J14/02(2006.01)H04L12/721(2013.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称可重构的互连系统及其拓扑构建方法(57)摘要本发明提供了一种可重构的互连系统。该系统包括电域网络层和至少一层光域网络层，其中，所述电域网络层包括用于将电域信号和光信号进行相互转换的收发器，所述光域网络层包括信号复用/分离器以及基于波长选择开关的光交换机，所述收发器连接至所述信号复用/分离器，所述信号复用/分离器连接至所述光域网络层的所述基于波长选择开关的光交换机。本发明的互连系统能够进行灵活的规模拓展和拓扑构建。CN107094270ACN107094270A权利要求书1/1页1.一种可重构的互连系统，其特征在于，所述系统包括电域网络层和至少一层光域网络层，其中，所述电域网络层包括用于将电域信号和光信号进行相互转换的收发器，所述光域网络层包括信号复用/分离器以及基于波长选择开关的光交换机，所述收发器连接至所述信号复用/分离器，所述信号复用/分离器连接至所述光域网络层的所述基于波长选择开关的光交换机。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括两层光域网络层，所述电域网络层中的收发器分为多组，其中一个收发器组用于第一层光域网络的连接，其余收发器组用于第二层光域网络层的多个维度的连接。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光交换机由通过光纤进行部分连接的多个波长选择开关构成。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光交换机由通过光纤进行全连接的多个波长选择开关构成。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，对于由p+1个1：q端口的波长选择开关构成的所述光交换机，连接规则为第i个波长选择开关的第(j-i-1+p)％p个端口连接至第j个波长选择开关的第(i-j-1+p)个端口，其中，q大于等于p。6.一种用于权利要求1至5中任一项所述系统的波长分配方法，包括以下步骤：设置图G(N,E)，将所述系统中的光交换机的端口表示为图中的节点N，将节点间的边表示为E；将数量为n的输入波长表示为颜色集合C，将C中的颜色分配给所述多重图中的边，其中，每个节点引出的边的颜色不相同且每个边至少分配一种颜色。7.根据权利要求6所述的方法，其中，图G(N,E)为多重图，至少一对节点之间有两条或两条以上的边。8.根据权利要求6所述的方法，其中，图G(N,E)为简单图，任意一对节点之间至多有一条边。9.一种用于权利要求1至5中任一项所述的系统的拓扑构建方法，包括以下步骤：步骤1：基于数据中心的通信需求获取所述系统中的电域网络层和光域网络层的通信负载需求；步骤2：获取用于反映所述光域网络层中的光交换机的光路关系的连接矩阵和用于反映光路带宽的带宽优先分配表；步骤3：基于所述连接矩阵和带宽优先分配表为光交换机的端口分配波长，以为所述系统构建光路由。10.根据权利要求9所述的方法，其中，在步骤3中采用权利要求6至8中任一项所述的方法为光交换机的端口分配波长。2CN107094270A说明书1/7页可重构的互连系统及其拓扑构建方法技术领域[0001]本发明涉及计算机互连网络技术领域，尤其涉及一种动态可重构的互连系统以及该互连系统的拓扑构建方法。背景技术[0002]近年来，随着互连网产业的发展，不断推出新兴的网络应用，从而使互连网用户数量快速增加。另一方面，云计算产业的兴起与发展，促使众多企业将业务部署到私有或公有的云计算集群中，使得承载着大数据处理、互连网应用、云计算、科学计算等多种不同类型应用的数据中心规模不断增长。然而，现有数据中心通常使用固定单一的互连网络结构，很难高效地满足多种通信特征的需求和灵活的带宽分配。[0003]目前，有多种光交换技术可以用于计算机互连网络中，例如基于AWG(阵列波导光栅)的光交换技术、基于WSS(波长选择开关)的光交换技术、基于WDM(波分复用)的光传输技术等适合解决光网络动态重构问题。在最典型的数据中心光网络中，例如Helios，光域网络和电域网络均参与全局通信，传统的电域网络作为基础网络，光域网络作为辅助网络，用于传输持续时间长的流，通过控制MEMS(微机电控制)交换机实现光连接切换；在另一种混合网络结构中，例