專利名稱：基于模塊擴(kuò)展的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于模塊擴(kuò)展的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)?？捎糜跇?gòu)建大規(guī)模數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間高效地通信。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)及信息技術(shù)的迅速發(fā)展，使得數(shù)據(jù)中心成為現(xiàn)代社會(huì)中科研單位、金融機(jī)構(gòu)等各行業(yè)的服務(wù)中心，運(yùn)載企業(yè)的核心業(yè)務(wù)，滿足數(shù)據(jù)挖掘、存儲(chǔ)、高性能計(jì)算等服務(wù)要求。 因此，構(gòu)建適用于企業(yè)發(fā)展需求的數(shù)據(jù)中心已成為服務(wù)運(yùn)營(yíng)商、科研單位、各門戶網(wǎng)站等的 IT重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)提升服務(wù)效率、降低運(yùn)營(yíng)成本、提高集中管理效率的目的?，F(xiàn)階段，隨著數(shù)據(jù)中心應(yīng)用范圍的不斷深入，數(shù)據(jù)中心規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，致使數(shù)據(jù)中心設(shè)備成本增加，能耗開銷激增，管理更加復(fù)雜，給企業(yè)發(fā)展帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)；另外，業(yè)務(wù)傳輸量增加，達(dá)P(1015) 級(jí)，甚至z(102°)級(jí)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)服務(wù)質(zhì)量、傳輸速度具有嚴(yán)格要求，上述業(yè)務(wù)特點(diǎn)使得現(xiàn)代企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量、傳輸能力等提出新的要求?；跀?shù)據(jù)中心應(yīng)用的廣泛性及數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，因此構(gòu)建數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要綜合考慮諸多因素網(wǎng)絡(luò)的高可擴(kuò)展性、高對(duì)分帶寬、高容錯(cuò)性能、低時(shí)延、易管理、低成本開銷等?，F(xiàn)有構(gòu)建數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的方法很多，根據(jù)拓?fù)涞脑O(shè)計(jì)思想不同，采用的設(shè)備、互連規(guī)則、擴(kuò)展方式也有所不同，但目標(biāo)都是最大限度地滿足數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的性能要求。目前構(gòu)建數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)時(shí)多采用樹形結(jié)構(gòu)，或傳統(tǒng)樹形結(jié)構(gòu)或胖樹結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)樹形結(jié)構(gòu)采用高性能專用交換設(shè)備，以多根樹方式連接交換機(jī)與服務(wù)器設(shè)備，以縱向擴(kuò)展方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建目標(biāo)，擴(kuò)展規(guī)模與拓?fù)鋵訑?shù)成正相關(guān)，即網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大，則構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋵訑?shù)越高，但傳統(tǒng)樹形結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展規(guī)模受限于高層交換設(shè)備的端口數(shù)量，且結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重的過(guò)載問題，層數(shù)越高，高層過(guò)載問題越嚴(yán)重，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用高性能專用設(shè)備，設(shè)備成本高，下行鏈路唯一，缺乏動(dòng)態(tài)選擇性，單點(diǎn)故障難以避免；胖樹結(jié)構(gòu)采用自上而下核心層、匯聚層、邊緣層的三層結(jié)構(gòu)模式構(gòu)建數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，與傳統(tǒng)樹形結(jié)構(gòu)相比，胖樹結(jié)構(gòu)以商用設(shè)備代替高性能專用設(shè)備，橫向擴(kuò)展取代縱向擴(kuò)展方式，在一定程度上解決傳統(tǒng)樹形結(jié)構(gòu)設(shè)備成本高、 過(guò)載嚴(yán)重的問題，但胖樹結(jié)構(gòu)難以克服傳統(tǒng)樹形結(jié)構(gòu)擴(kuò)展能力受限于核心交換設(shè)備的端口數(shù)量的缺陷，胖樹結(jié)構(gòu)仍存在下行鏈路唯一、缺乏動(dòng)態(tài)選擇性、單點(diǎn)故障等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不足，提出一種基于模塊擴(kuò)展的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以克服網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力受限于交換機(jī)端口數(shù)量的缺陷，提高樹形結(jié)構(gòu)中下行鏈路的動(dòng)態(tài)選擇性，改善網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于模塊擴(kuò)展的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)，包括核心層 (104)、匯聚層(105)及邊緣層(107)，每一層均設(shè)有一組交換機(jī)，匯聚層的交換機(jī)通過(guò)上行端口向上一層交換機(jī)提交數(shù)據(jù)或從上一層交換機(jī)接收數(shù)據(jù)，且下行端口連接邊緣層的交換機(jī)；邊緣層的交換機(jī)通過(guò)其下行端口連接服務(wù)器(108)，對(duì)不同服務(wù)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；所述匯聚層包括k2/2個(gè)交換機(jī)，k是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中Pod結(jié)構(gòu)(109)的數(shù)目，取值為偶數(shù)，Pod結(jié)構(gòu)(109)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)，每個(gè)交換機(jī)包括k/2個(gè)上行端口及k/2個(gè)下行端口 ；所述核心層包括k2/4個(gè)交換機(jī)，每個(gè)交換機(jī)包括k個(gè)下行端口，其特征在于A.在核心層與匯聚層之間引入中間層，該中間層包括k2/2個(gè)交換機(jī)，每個(gè)交換機(jī)包括k/2個(gè)上行端口及k/2個(gè)下行端口，將這些交換機(jī)從左至右均分為k/2組，記作gi，這里，編號(hào)符號(hào)凡出現(xiàn)右下標(biāo)i，則表征該符號(hào)標(biāo)識(shí)的是中間層設(shè)備，從左至右gi標(biāo)記為0， 1，. . .，k/2-l，再分別與核心層和匯聚層進(jìn)行如下連接當(dāng)中間層的交換機(jī)與核心層的交換機(jī)連接時(shí)，為每個(gè)中間層交換機(jī)組內(nèi)的交換機(jī)編號(hào)，記作Wi，從左至右Wi標(biāo)記為0，1，...，k/2-l，將每個(gè)中間層交換機(jī)的上行端口編號(hào)為從左至右1標(biāo)記為k/2，k/2+l，. . .，k-1 ；將k2/4個(gè)核心層的交換機(jī)從左至右均分為 k/2組，記作g。，這里，編號(hào)符號(hào)凡出現(xiàn)右下標(biāo)c，則表征該符號(hào)標(biāo)識(shí)的是核心層設(shè)備，從左至右g。標(biāo)記為0，1，...，k/2-l，將每個(gè)組內(nèi)的交換機(jī)編號(hào)為s。，從左至右S。標(biāo)記0，1，...， k/2-l，將每個(gè)交換機(jī)的下行端口編號(hào)為p。，從左至右ρ。標(biāo)記為0，1，...，k/2-l;當(dāng)且僅當(dāng)核心層的交換機(jī)與中間層的交換機(jī)編號(hào)標(biāo)記滿足g。= gi，s。= qi_k/2，p。= Wi時(shí)互連條件成立，則將中間層的交換機(jī)與核心層的交換機(jī)連接；當(dāng)中間層的交換機(jī)與Pod結(jié)構(gòu)內(nèi)匯聚層交換機(jī)連接時(shí)，將每個(gè)中間層的交換機(jī)組從左至右均分為兩個(gè)小單元，記作Ci,從左至右Ci標(biāo)記為O和1，將每個(gè)小單元內(nèi)的交換機(jī)編號(hào)為Si,從左至右Si標(biāo)記為0，1，...，k/2-l，將每個(gè)交換機(jī)的下行端口編號(hào)為Pi，從左至右Pi標(biāo)記為0，1，...，k/2-l ；將k個(gè)Pod結(jié)構(gòu)從左至右均分為k/2個(gè)Pod結(jié)構(gòu)組，記作 gp，這里，編號(hào)符號(hào)凡出現(xiàn)右下標(biāo)P，則表征該符號(hào)標(biāo)識(shí)的是Pod結(jié)構(gòu)，從左至右gp標(biāo)記為0， 1，...，k/2-l，將每個(gè)組內(nèi)的Pod結(jié)構(gòu)編號(hào)為cp，從左至右Cp標(biāo)記為O和1，將Pod結(jié)構(gòu)內(nèi)匯聚層的交換機(jī)的上行端口編號(hào)為qa，這里，編號(hào)符號(hào)凡出現(xiàn)右下標(biāo)a，則表征該符號(hào)標(biāo)識(shí)的是匯聚層設(shè)備，從左至右qa標(biāo)記為k/2，k/2+l，...，k_l ；當(dāng)且僅當(dāng)中間層的交換機(jī)與Pod 結(jié)構(gòu)內(nèi)匯聚層的交換機(jī)編號(hào)標(biāo)記滿足Si = gp, Ci = cp, Pi = sa, gi = q-k/2時(shí)互連條件成立，則將中間層的交換機(jī)與Pod結(jié)構(gòu)內(nèi)匯聚層交換機(jī)連接；B.將核心層、中間層、匯聚層及邊緣層的交換機(jī)與服務(wù)器連接而成的一個(gè)小網(wǎng)絡(luò)， 記作一個(gè)基本模塊(101)，如此方式構(gòu)建m個(gè)基本模塊，通過(guò)核心層交換機(jī)增設(shè)的4個(gè)端口將各基本模塊連接成一個(gè)整體網(wǎng)絡(luò)；C.采用橫向擴(kuò)展或縱向擴(kuò)展或混合擴(kuò)展三種方式對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)建，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)支持更多服務(wù)器設(shè)備，滿足應(yīng)用發(fā)展需求。2.根據(jù)權(quán)利1所述的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)，其中步驟B所述的通過(guò)核心層交換機(jī)增設(shè)的4個(gè)端口將各基本模塊連接成一個(gè)大的整體網(wǎng)絡(luò)，連接規(guī)則如下將增設(shè)的4個(gè)端口均分為兩組，分別記作h。，v。，其中h。標(biāo)記為k和k+Ι，V。標(biāo)記為 k+2和k+3 ；將m個(gè)基本模塊縱向排列，采用二元組為各模塊內(nèi)部的核心層交換機(jī)編號(hào)，記作 (e, f)，其中e代表網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中基本模塊編號(hào)，自上而下e標(biāo)記為0，1，. . .，m_l，f代表基本模塊內(nèi)核心層交換機(jī)的編號(hào)，從左至右f標(biāo)記為0，1，...，k2/4-l ；對(duì)于任意的兩個(gè)核心層交換機(jī)(e1; 、(e2, f2)，ei、e2代表e的任意兩個(gè)編號(hào)標(biāo)記，f\、f2代表f的任意兩個(gè)編號(hào)標(biāo)記，若ei Φ e2，則將這兩個(gè)核心層的交換機(jī)定義為不同基本模塊，若ei = e2，則將這兩個(gè)核心層的交換機(jī)定義為相同基本模塊；再將增設(shè)的端口分別與不同基本模塊的核心層和相同基本模塊的核心層進(jìn)行如下連接當(dāng)增設(shè)的端口用于連接不同基本模塊的核心層交換機(jī)時(shí)，當(dāng)且僅當(dāng)兩個(gè)核心層交換機(jī)的編號(hào)標(biāo)記滿足e2 = (e^Dmod m, f2 = ，其中ei、e2為e的任意兩個(gè)標(biāo)記，自上而下e標(biāo)記為0，1，. ..，Hi-Lfpf2為f的任意兩個(gè)標(biāo)記，從左至右f標(biāo)記為0，1，. . .，k2/4_l， mod為取模操作，將(e1; 號(hào)核心層交換機(jī)的k+3號(hào)端口連接(e2，f2)號(hào)核心層交換機(jī)的 k+2號(hào)端口 ；通過(guò)增設(shè)端口，以縱向環(huán)(102)實(shí)現(xiàn)不同基本模塊中相鄰的核心層交換機(jī)之間及首尾的核心層交換機(jī)之間的連接；當(dāng)增設(shè)的端口用于連接相同基本模塊的核心層交換機(jī)時(shí)，當(dāng)且僅當(dāng)兩個(gè)核心層交換機(jī)的編號(hào)滿足e2 = ei;f2 = (fi+DmocKk2/^)，其中ei、e2為e的任意兩個(gè)標(biāo)記，自上而下 e標(biāo)記為0，1，. . .，m-1，f\、f2為f的任意兩個(gè)標(biāo)記，從左至右f標(biāo)記為0，1，...，k2/4_l，將 (ei; 號(hào)核心層交換機(jī)的k+Ι號(hào)端口連接(e2，f2)號(hào)核心層交換機(jī)的k號(hào)端口 ；通過(guò)增設(shè)端口，以橫向環(huán)(103)實(shí)現(xiàn)相同基本模塊內(nèi)相鄰的核心層交換機(jī)之間及首尾的核心層交換機(jī)之間的連接。本發(fā)明與現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心樹形網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明由于在胖樹結(jié)構(gòu)的核心層與匯聚層之間引入中間層，保證網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓诰哂卸嗦窂降那疤嵯?，?shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)下行鏈路的動(dòng)態(tài)選擇性。2.本發(fā)明由于采用模塊化設(shè)計(jì)，通過(guò)核心層交換機(jī)增設(shè)的4個(gè)端口連接各基本模塊，實(shí)現(xiàn)構(gòu)建大規(guī)模數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的需求。3.本發(fā)明由于采用橫向擴(kuò)展或縱向擴(kuò)展或混合擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建思想，保證網(wǎng)絡(luò)具有高度可展性，克服網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力受限于網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)設(shè)備端口數(shù)量的限制，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)靈活擴(kuò)建的目的。


圖1是本發(fā)明基于模塊擴(kuò)展的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)示意圖；圖2是本發(fā)明數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中的基本模塊示意圖；圖3是本發(fā)明對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)橫向擴(kuò)展后的結(jié)果示意圖；圖4是本發(fā)明對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)縱向擴(kuò)展后的結(jié)果示意圖；圖5是本發(fā)明對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)混合擴(kuò)展后的結(jié)果示意圖；圖6是本發(fā)明中交換機(jī)各端口的編號(hào)示意圖。
具體實(shí)施例方式為更清楚的介紹本發(fā)明提出的基于模塊擴(kuò)展的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)，下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參照?qǐng)D1，本發(fā)明基于模塊擴(kuò)展的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)，包括m個(gè)基本模塊，每個(gè)基本模塊是由核心層104、中間層105、匯聚層106及邊緣層107的交換機(jī)與服務(wù)器108 連接，形成一個(gè)小網(wǎng)絡(luò)101。核心層包括k2/4個(gè)交換機(jī)，每個(gè)交換機(jī)包括k個(gè)下行端口及4 個(gè)增設(shè)端口 ；中間層、匯聚層及邊緣層各包括k2/2個(gè)交換機(jī)，每個(gè)交換機(jī)包括k/2個(gè)下行端口及k/2個(gè)上行端口，其中k是基本模塊內(nèi)包括的Pod結(jié)構(gòu)的數(shù)量，Pod結(jié)構(gòu)109是由兩層交換機(jī)組成，上層為k/2個(gè)匯聚層交換機(jī)，下層為k/2個(gè)邊緣層交換機(jī)，Pod結(jié)構(gòu)109內(nèi)匯聚層交換機(jī)采用全互連方式與邊緣層交換機(jī)連接；基本模塊內(nèi)各層交換機(jī)數(shù)量及基本模塊所能容納的服務(wù)器數(shù)量均由k值決定，k、m的值均為正整數(shù)，在本實(shí)例中，m = 2，k = 4，但不局限于這個(gè)數(shù)據(jù)。各基本模塊之間的連線如下本實(shí)例中，每個(gè)基本模塊內(nèi)包括4個(gè)核心層交換機(jī)， 每個(gè)核心層交換機(jī)包括4個(gè)增設(shè)端口，增設(shè)端口分別標(biāo)記為4、5、6、7，其中增設(shè)端口標(biāo)記原則如圖6(a)所示；將2個(gè)基本模塊縱向排列，采用二元組為各模塊內(nèi)部的核心層交換機(jī)編號(hào)，標(biāo)記為(0，0)、(0，1)、(0,2), (0,3), (1,0), (1，1)、(1,2), (1，3)，將增設(shè)的端口分別與不同基本模塊的核心層和相同基本模塊的核心層進(jìn)行如下連接當(dāng)增設(shè)的端口用于連接不同基本模塊的核心層交換機(jī)時(shí)，核心層交換機(jī)(0，0)通過(guò)7號(hào)端口連接(1，0)的6號(hào)端口，(1，0)的7號(hào)端口與(0，0)的6號(hào)端口連接，實(shí)現(xiàn)縱向環(huán)102連接，同理，實(shí)現(xiàn)(0,1)與(1，1)、(0,2)與(1,2), (0,3)與(1,3)的縱向環(huán)102連接；當(dāng)增設(shè)的端口用于連接相同基本模塊的核心層的交換機(jī)時(shí)，核心層交換機(jī)(0，0) 通過(guò)5號(hào)端口連接(0，1)的4號(hào)端口，(0，1)的5號(hào)端口與(0，2)的4號(hào)端口連接，(0，2) 的5號(hào)端口與(0，3)的4號(hào)端口連接，(0，3)的5號(hào)端口與(0，0)的4號(hào)端口連接，實(shí)現(xiàn)橫向環(huán)103連接，同理，實(shí)現(xiàn)(1，0)、(1，1)、(1,2), (1,3)之間的橫向環(huán)103連接。參照?qǐng)D2，基本模塊內(nèi)部連線規(guī)則如下基本模塊內(nèi)包括4個(gè)Pod結(jié)構(gòu)，每個(gè)Pod結(jié)構(gòu)是由2個(gè)匯聚層交換機(jī)及2個(gè)邊緣層交換機(jī)構(gòu)成，Pod結(jié)構(gòu)內(nèi)匯聚層交換機(jī)通過(guò)下行端口與邊緣層交換機(jī)以全互連方式連接； 核心層包括4個(gè)交換機(jī)，每個(gè)交換機(jī)包括4個(gè)下行端口及4個(gè)增設(shè)端口，匯聚層及邊緣層各包括8個(gè)交換機(jī)，每個(gè)交換機(jī)包括2個(gè)上行端口及2個(gè)下行端口 ；匯聚層的交換機(jī)通過(guò)上行端口向上一層交換機(jī)提交數(shù)據(jù)或從上一層交換機(jī)接收數(shù)據(jù)，且下行端口連接邊緣層的交換機(jī)；每個(gè)邊緣層交換機(jī)通過(guò)下行端口連接2個(gè)服務(wù)器，對(duì)不同服務(wù)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。其中，為詳細(xì)基本模塊內(nèi)部各層交換機(jī)之間的連線順序，各交換機(jī)的端口編號(hào)規(guī)則參照?qǐng)D6 其中如圖6(a)所示，將每個(gè)邊緣層、匯聚層及中間層的下行端口標(biāo)記為0、1，上行端口標(biāo)記為2、3 ；如圖6(b)所示，將核心層交換機(jī)的下行端口標(biāo)記為0、1、2、3，增設(shè)端口標(biāo)記為4、5、6、7。在核心層與匯聚層之間引入中間層，該中間層包括8個(gè)交換機(jī)，每個(gè)交換機(jī)包括2 個(gè)上行端口及2個(gè)下行端口，將這些交換機(jī)從左至右均分為2組，記作gi，這里，編號(hào)符號(hào)凡出現(xiàn)右下標(biāo)i，則表征該符號(hào)標(biāo)識(shí)的是中間層設(shè)備，從左至右gi標(biāo)記為0和1，中間層交換機(jī)通過(guò)其上行端口及下行端口再分別與核心層和匯聚層進(jìn)行如下連接當(dāng)中間層的交換機(jī)與核心層的交換機(jī)連接時(shí)，分別為每個(gè)中間層交換機(jī)組內(nèi)的中間層交換機(jī)及每個(gè)中間層交換機(jī)的上行端口編號(hào)，即將每個(gè)中間層交換機(jī)組gi內(nèi)的交換機(jī)編號(hào)為&，從左至右Wi標(biāo)記為0，1，2，3，將每個(gè)中間層交換機(jī)Wi的上行端口編號(hào)為qi; Qi標(biāo)記為2和3 ；將4個(gè)核心層的交換機(jī)從左至右均分為2組，記作g。，這里，編號(hào)符號(hào)凡出現(xiàn)右下標(biāo)c，則表征該符號(hào)標(biāo)識(shí)的是核心層設(shè)備，從左至右g。標(biāo)記為0和1，將每個(gè)核心層交換機(jī)組內(nèi)的交換機(jī)編號(hào)為s。，從左至右S。標(biāo)記為0和1，將每個(gè)交換機(jī)的下行端口編號(hào)為p。，Pc 標(biāo)記為0，1,2,3 ；當(dāng)且僅當(dāng)核心層的交換機(jī)與中間層的交換機(jī)編號(hào)標(biāo)記滿足g。= gi, sc =
8qi-2，pc = Wi時(shí)，核心層交換機(jī)與中間層交換機(jī)連接條件成立，則將編號(hào)標(biāo)記滿足該互連條件的中間層的交換機(jī)與核心層的交換機(jī)連接，即根據(jù)核心層交換機(jī)與中間層交換機(jī)的互連條件，0號(hào)核心層交換機(jī)組與0號(hào)中間層交換機(jī)組連接0號(hào)核心層交換機(jī)組的O號(hào)核心層交換機(jī)通過(guò)其0、1、2、3號(hào)下行端口分別與0號(hào)中間層交換機(jī)組內(nèi)的0、1、2、3號(hào)中間層交換機(jī)的2號(hào)上行端口連接，0號(hào)核心層交換機(jī)組的1號(hào)核心層交換機(jī)通過(guò)其0、1、2、3號(hào)下行端口分別與0號(hào)中間層交換機(jī)組內(nèi)的 0、1、2、3號(hào)中間層交換機(jī)的3號(hào)上行端口連接；1號(hào)核心層交換機(jī)組與1號(hào)中間層交換機(jī)組連接1號(hào)核心層交換機(jī)組的0號(hào)核心層交換機(jī)通過(guò)其0、1、2、3號(hào)下行端口分別與1號(hào)中間層交換機(jī)組內(nèi)的0、1、2、3號(hào)中間層交換機(jī)的2號(hào)上行端口連接，1號(hào)核心層交換機(jī)組的1 號(hào)核心層交換機(jī)通過(guò)其0、1、2、3號(hào)下行端口分別與1號(hào)中間層交換機(jī)組內(nèi)的0、1、2、3號(hào)中間層交換機(jī)的3號(hào)上行端口連接。當(dāng)中間層的交換機(jī)與Pod結(jié)構(gòu)內(nèi)匯聚層交換機(jī)連接時(shí)，將每個(gè)中間層的交換機(jī)組從左至右均分為兩個(gè)小單元，記作Ci,從左至右Ci標(biāo)記為O和1，將每個(gè)小單元內(nèi)的交換機(jī)編號(hào)為Si，從左至右Si標(biāo)記為O和1，將每個(gè)交換機(jī)的下行端口編號(hào)為Pi，Pi標(biāo)記為O和1 ； 將4個(gè)Pod結(jié)構(gòu)從左至右均分為2個(gè)Pod結(jié)構(gòu)組，記作gp，這里，編號(hào)符號(hào)凡出現(xiàn)右下標(biāo)p， 則表征該符號(hào)標(biāo)識(shí)的是Pod結(jié)構(gòu)，從左至右gp標(biāo)記O和1，將每個(gè)組內(nèi)的Pod結(jié)構(gòu)編號(hào)為 cp，從左至右Cp標(biāo)記O和1，為Pod結(jié)構(gòu)內(nèi)匯聚層的交換機(jī)的上行端口編號(hào)，記作qa，這里， 編號(hào)符號(hào)凡出現(xiàn)右下標(biāo)a，則表征該符號(hào)標(biāo)識(shí)的是匯聚層設(shè)備，qa標(biāo)記為2和3 ；當(dāng)且僅當(dāng)中間層的交換機(jī)與Pod結(jié)構(gòu)內(nèi)匯聚層的交換機(jī)編號(hào)標(biāo)記滿足Si = gp，Ci = cp, Pi = sa, gi =qa"2時(shí)，中間層交換機(jī)與匯聚層交換機(jī)連接條件成立，則將編號(hào)標(biāo)記滿足該互連條件的中間層的交換機(jī)與Pod結(jié)構(gòu)內(nèi)匯聚層交換機(jī)連接，即根據(jù)中間層交換機(jī)與匯聚層交換機(jī)的互連條件，O號(hào)中間層交換機(jī)組內(nèi)的O號(hào)小單元中的O號(hào)中間層交換機(jī)通過(guò)其O、1號(hào)下行端口連接O號(hào)Pod組內(nèi)的O號(hào)Pod中的O、1 號(hào)匯聚層交換機(jī)的2號(hào)上行端口，O號(hào)中間層交換機(jī)組內(nèi)的O號(hào)小單元中的1號(hào)交換機(jī)通過(guò) 0、1號(hào)下行端口連接1號(hào)Pod組內(nèi)的O號(hào)Pod中的0、1號(hào)匯聚層交換機(jī)的2號(hào)上行端口 ；O 號(hào)中間層交換機(jī)組內(nèi)的1號(hào)小單元中的O號(hào)中間層交換機(jī)通過(guò)其0、1號(hào)下行端口連接O號(hào) Pod組內(nèi)的1號(hào)Pod中的0、1號(hào)匯聚層交換機(jī)的2號(hào)上行端口，O號(hào)中間層交換機(jī)組內(nèi)的1 號(hào)小單元中的1號(hào)交換機(jī)通過(guò)O、1號(hào)下行端口連接1號(hào)Pod組內(nèi)的1號(hào)Pod中的O、1號(hào)匯聚層交換機(jī)的2號(hào)上行端口 ；1號(hào)中間層交換機(jī)組內(nèi)的O號(hào)小單元中的O號(hào)中間層交換機(jī)通過(guò)其0、1號(hào)下行端口連接O號(hào)Pod組內(nèi)的O號(hào)Pod中的0、1號(hào)匯聚層交換機(jī)的3號(hào)上行端口，1號(hào)中間層交換機(jī)組內(nèi)的O號(hào)小單元中的1號(hào)交換機(jī)通過(guò)0、1號(hào)下行端口連接1號(hào) Pod組內(nèi)的O號(hào)Pod中的O、1號(hào)匯聚層交換機(jī)的3號(hào)上行端口 ； 1號(hào)中間層交換機(jī)組內(nèi)的1 號(hào)小單元中的O號(hào)中間層交換機(jī)通過(guò)其O、1號(hào)下行端口連接O號(hào)Pod組內(nèi)的1號(hào)Pod中的 0、1號(hào)匯聚層交換機(jī)的3號(hào)上行端口，1號(hào)中間層交換機(jī)組內(nèi)的1號(hào)小單元中的1號(hào)交換機(jī)通過(guò)O、1號(hào)下行端口連接1號(hào)Pod組內(nèi)的1號(hào)Pod中的O、1號(hào)匯聚層交換機(jī)的3號(hào)上行端根據(jù)上述的基本模塊構(gòu)建原則及基本模塊之間連接規(guī)則構(gòu)建而成的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)，隨著數(shù)據(jù)中心應(yīng)用范圍的不斷深入，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大，為保證網(wǎng)絡(luò)能夠容納更多的服務(wù)器設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)的采用橫向擴(kuò)展或縱向擴(kuò)展或混合擴(kuò)展三種方式對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)建，以滿足應(yīng)用發(fā)展需求，其中橫向擴(kuò)展方式是在保證網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中基本模塊數(shù)不變的前提下，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)建的需要，增加各基本模塊內(nèi)Pod結(jié)構(gòu)的數(shù)量，按如下方法確定各基本模塊增加的Pod結(jié)構(gòu)數(shù)假設(shè)原網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中有m · k3/4個(gè)服務(wù)器，現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)需擴(kuò)建至能容納t個(gè)服務(wù)器，則根據(jù) t = m · (k+2n) 74，得到η值，確定每個(gè)基本模塊內(nèi)增加2η個(gè)Pod結(jié)構(gòu)?？v向擴(kuò)展方式是在保證網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中基本模塊內(nèi)包括的Pod結(jié)構(gòu)數(shù)量不變的前提下，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)建的需要，增加網(wǎng)絡(luò)中基本模塊的數(shù)量，按如下方法確定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中增加的基本模塊數(shù)假設(shè)原網(wǎng)絡(luò)中有m*k3/4個(gè)服務(wù)器，現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)需擴(kuò)建至能容納t個(gè)服務(wù)器，則根據(jù)t= (m+r) 43/4，得到r值，確定增加的基本模塊數(shù)?；旌蠑U(kuò)展方式是綜合橫向擴(kuò)展與縱向擴(kuò)展兩種網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建方式，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)建的需要，同時(shí)增加網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中的基本模塊數(shù)量及基本模塊內(nèi)包括的Pod結(jié)構(gòu)數(shù)量，按如下方法確定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中增加的基本模塊數(shù)及基本模塊內(nèi)增加的Pod結(jié)構(gòu)數(shù)假設(shè)原網(wǎng)絡(luò)有m · k3/4個(gè)服務(wù)器，現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)需擴(kuò)建至能容納t個(gè)服務(wù)器，則根據(jù)t = (m+r) · (k+2n)3/4，選擇適宜的n、r數(shù)值對(duì)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建的目的。參照?qǐng)D3，橫向擴(kuò)展方式具體實(shí)施步驟如下本實(shí)例中，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模由圖1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中容納的32個(gè)服務(wù)器設(shè)備，擴(kuò)建至容納 108個(gè)服務(wù)器，根據(jù)橫向擴(kuò)展方式的規(guī)則，確定每個(gè)基本模塊需容納108/2 = 54 = (4+2) 3/4 個(gè)服務(wù)器，橫向擴(kuò)展后，每個(gè)基本模塊內(nèi)將包括6個(gè)Pod結(jié)構(gòu)，由此確定基本模塊內(nèi)包含的 Pod結(jié)構(gòu)數(shù)由4增至6，使網(wǎng)絡(luò)由2行、4列增變?yōu)?行、9列；對(duì)于各基本模塊內(nèi)的邊緣層、匯聚層及中間層交換機(jī)，分別為每個(gè)交換機(jī)增加1 個(gè)上行端口及1個(gè)下行端口 ；對(duì)于各基本模塊內(nèi)的核心層交換機(jī)，分別為每個(gè)交換機(jī)增加2 個(gè)下行端口；在各基本模塊內(nèi)新增5個(gè)核心層交換機(jī)，每個(gè)核心層的交換機(jī)包括6個(gè)下行端口及4個(gè)增設(shè)端口 ；在各基本模塊內(nèi)的邊緣層、匯聚層及中間層各新增10個(gè)交換機(jī)，每個(gè)交換機(jī)包括3個(gè)上行端口及3個(gè)下行端口 ；在各基本模塊內(nèi)新增38個(gè)服務(wù)器；拆除網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中2個(gè)基本模塊的橫、縱向環(huán)連接，按基本模塊構(gòu)建規(guī)則，將新增的交換機(jī)與服務(wù)器設(shè)備分配到各基本模塊內(nèi)，即每個(gè)核心層交換機(jī)組包括3個(gè)交換機(jī)， 每個(gè)中間層交換機(jī)組內(nèi)包括6個(gè)交換機(jī)，每個(gè)Pod結(jié)構(gòu)內(nèi)包括3個(gè)匯聚層交換機(jī)及3個(gè)邊緣層交換機(jī)，且在每個(gè)基本模塊內(nèi)新增1個(gè)核心層交換機(jī)組、1個(gè)中間層交換機(jī)組及1個(gè)Pod 結(jié)構(gòu)組；按上述編號(hào)規(guī)則，為基本模塊內(nèi)各層交換機(jī)組、各組內(nèi)交換機(jī)及交換機(jī)端口編號(hào)， 根據(jù)基本模塊內(nèi)各層交換機(jī)之間及交換機(jī)與服務(wù)器之間的連線規(guī)則，將各設(shè)備連接成一個(gè)小網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)基本模塊的更新；按基本模塊之間的連線規(guī)則，將更新后的各基本模塊連接成新的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)， 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)建以滿足容納更多服務(wù)器設(shè)備的應(yīng)用需求。參照?qǐng)D4，縱向擴(kuò)展方式具體實(shí)施步驟如下本實(shí)例中，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模由圖1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中容納的32個(gè)服務(wù)器設(shè)備，擴(kuò)建至容納 48個(gè)服務(wù)器，根據(jù)縱向擴(kuò)展方式的規(guī)則，確定擴(kuò)建后的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中將需要48/16 = 3個(gè)基本模塊，由此確定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中基本模塊數(shù)由2增至3，使網(wǎng)絡(luò)由2行、4列增變?yōu)?行、4 列；
在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中新增4個(gè)核心層交換機(jī)，每個(gè)核心層交換機(jī)包括4個(gè)下行端口及4 個(gè)增設(shè)端口 ；在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中新增邊緣層、匯聚層及中間層交換機(jī)各8個(gè)，每個(gè)交換機(jī)包括2 個(gè)上行端口及2個(gè)下行端口 ；在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中新增8個(gè)服務(wù)器；按基本模塊的構(gòu)建規(guī)則，將新增的交換機(jī)及服務(wù)器設(shè)備連接成1個(gè)基本模塊；拆除網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中的2個(gè)基本模塊的橫、縱向環(huán)連接，按基本模塊之間的連線規(guī)則，將新構(gòu)建的1個(gè)基本模塊與原有網(wǎng)絡(luò)中的2個(gè)基本模塊連接成新的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)建以滿足容納更多服務(wù)器設(shè)備的應(yīng)用需求。參照?qǐng)D5，混合擴(kuò)展方式具體實(shí)施步驟如下本實(shí)例中，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模由圖1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中容納的32個(gè)服務(wù)器設(shè)備，擴(kuò)建至容納 162個(gè)服務(wù)器，根據(jù)混合擴(kuò)展方式的規(guī)則，確定擴(kuò)建后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中將包括3個(gè)基本模塊且基本模塊內(nèi)包括6個(gè)Pod結(jié)構(gòu)，由此確定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中的基本模塊數(shù)由2增至3，每個(gè)基本模塊內(nèi)的Pod結(jié)構(gòu)數(shù)量由4增至6，使網(wǎng)絡(luò)由2行、4列增變?yōu)?行、10列；根據(jù)各基本模塊內(nèi)增加的Pod結(jié)構(gòu)數(shù)量，對(duì)于邊緣層、匯聚層及中間層交換機(jī)，分別為每個(gè)交換機(jī)增加1個(gè)上行端口及1個(gè)下行端口，對(duì)于核心層交換機(jī)，分別為每個(gè)交換機(jī)增加2個(gè)下行端口；在各基本模塊內(nèi)新增5個(gè)核心層交換機(jī)，每個(gè)核心層的交換機(jī)包括6個(gè)下行端口及4個(gè)增設(shè)端口 ；在各基本模塊內(nèi)新增10個(gè)的邊緣層交換機(jī)、10個(gè)匯聚層交換機(jī)及10個(gè)中間層交換機(jī)，每個(gè)交換機(jī)包括3個(gè)上行端口及3個(gè)下行端口 ；在各基本模塊內(nèi)新增38個(gè)服務(wù)器；拆除網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中2個(gè)基本模塊的橫、縱向環(huán)連接，按基本模塊構(gòu)建規(guī)則，將新增的交換機(jī)與服務(wù)器設(shè)備分配到各基本模塊內(nèi)，即每個(gè)核心層交換機(jī)組包括3個(gè)交換機(jī)， 每個(gè)中間層交換機(jī)組內(nèi)包括6個(gè)交換機(jī)，每個(gè)Pod結(jié)構(gòu)內(nèi)包括3個(gè)匯聚層交換機(jī)及3個(gè)邊緣層交換機(jī)，且在每個(gè)基本模塊內(nèi)新增1個(gè)核心層交換機(jī)組、1個(gè)中間層交換機(jī)組及1個(gè)Pod 結(jié)構(gòu)組；按上述編號(hào)規(guī)則，為基本模塊內(nèi)各層交換機(jī)組、各組內(nèi)交換機(jī)及交換機(jī)端口編號(hào)， 根據(jù)基本模塊內(nèi)各層交換機(jī)之間及交換機(jī)與服務(wù)器之間的連線規(guī)則，將各設(shè)備連接成一個(gè)小網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)基本模塊的更新；在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中新增9個(gè)核心層交換機(jī)，每個(gè)核心層的交換機(jī)包括6個(gè)下行端口及 4個(gè)增設(shè)端口 ；在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中新增邊緣層、匯聚層及中間層交換機(jī)各18個(gè)，每個(gè)交換機(jī)包括 3個(gè)上行端口及3個(gè)下行端口 ；在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中新增54個(gè)服務(wù)器；按基本模塊構(gòu)建規(guī)則，將這些設(shè)備連接成1個(gè)新的基本模塊；按基本模塊之間的連接規(guī)則，將更新后的2個(gè)基本模塊與新構(gòu)建的1個(gè)基本模塊連接成新的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)建，滿足容納更多服務(wù)器設(shè)備的應(yīng)用需求。
1權(quán)利要求
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)，包括核心層(104)、匯聚層(105)及邊緣層(107)，每一層均設(shè)有一組交換機(jī)，匯聚層的交換機(jī)通過(guò)上行端口向上一層交換機(jī)提交數(shù)據(jù)或從上一層交換機(jī)接收數(shù)據(jù)，且下行端口連接邊緣層的交換機(jī)；邊緣層的交換機(jī)通過(guò)其下行端口連接服務(wù)器(108)，對(duì)不同服務(wù)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；所述匯聚層包括k2/2個(gè)交換機(jī)，k是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中Pod結(jié)構(gòu)(109)的數(shù)目，取值為偶數(shù)，Pod結(jié)構(gòu)(109)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)，每個(gè)交換機(jī)包括k/2 個(gè)上行端口及k/2個(gè)下行端口 ；所述核心層包括k2/4個(gè)交換機(jī)，每個(gè)交換機(jī)包括k個(gè)下行端口，其特征在于A.在核心層與匯聚層之間引入中間層，該中間層包括k2/2個(gè)交換機(jī)，每個(gè)交換機(jī)包括 k/2個(gè)上行端口及k/2個(gè)下行端口，將這些交換機(jī)從左至右均分為k/2組，記作gi，這里，編號(hào)符號(hào)凡出現(xiàn)右下標(biāo)i，則表征該符號(hào)標(biāo)識(shí)的是中間層設(shè)備，從左至右gi標(biāo)記為0，1，...， k/2-l，再分別與核心層和匯聚層進(jìn)行如下連接當(dāng)中間層的交換機(jī)與核心層的交換機(jī)連接時(shí)，為每個(gè)中間層交換機(jī)組內(nèi)的交換機(jī)編號(hào)，記作Wi，從左至右&標(biāo)記為0，1，...，k/2-l，將每個(gè)中間層交換機(jī)的上行端口編號(hào)為qi， 從左至右1標(biāo)記為k/2，k/2+l，. . .，k-1 ；將k2/4個(gè)核心層的交換機(jī)從左至右均分為k/2組， 記作g。，這里，編號(hào)符號(hào)凡出現(xiàn)右下標(biāo)c，則表征該符號(hào)標(biāo)識(shí)的是核心層設(shè)備，從左至右g。標(biāo)記為0，1，...，k/2-l，將每個(gè)組內(nèi)的交換機(jī)編號(hào)為s。，從左至右S。標(biāo)記0，1，...，k/2-l，將每個(gè)交換機(jī)的下行端口編號(hào)為P。，從左至右P。標(biāo)記為0，1，...，k/2-l ；當(dāng)且僅當(dāng)核心層的交換機(jī)與中間層的交換機(jī)編號(hào)標(biāo)記滿足g。= gi, sc = q-k/2, pc = Wi時(shí)互連條件成立，則將中間層的交換機(jī)與核心層的交換機(jī)連接；當(dāng)中間層的交換機(jī)與Pod結(jié)構(gòu)內(nèi)匯聚層交換機(jī)連接時(shí)，將每個(gè)中間層的交換機(jī)組從左至右均分為兩個(gè)小單元，記作Ci，從左至右Ci標(biāo)記為0和1，將每個(gè)小單元內(nèi)的交換機(jī)編號(hào)為Si，從左至右Si標(biāo)記為0，1，. . . Λ/2-1，將每個(gè)交換機(jī)的下行端口編號(hào)為Pi，從左至右Pi 標(biāo)記為0，1，...，k/2-l ；將k個(gè)Pod結(jié)構(gòu)從左至右均分為k/2個(gè)Pod結(jié)構(gòu)組，記作gp，這里， 編號(hào)符號(hào)凡出現(xiàn)右下標(biāo)P，則表征該符號(hào)標(biāo)識(shí)的是Pod結(jié)構(gòu)，從左至右gp標(biāo)記為0，1，...， k/2-l，將每個(gè)組內(nèi)的Pod結(jié)構(gòu)編號(hào)為cp，從左至右Cp標(biāo)記為O和1，將Pod結(jié)構(gòu)內(nèi)匯聚層的交換機(jī)的上行端口編號(hào)為qa，這里，編號(hào)符號(hào)凡出現(xiàn)右下標(biāo)a，則表征該符號(hào)標(biāo)識(shí)的是匯聚層設(shè)備，從左至右qa標(biāo)記為k/2，k/2+l，...，k-1 ；當(dāng)且僅當(dāng)中間層的交換機(jī)與Pod結(jié)構(gòu)內(nèi)匯聚層的交換機(jī)編號(hào)標(biāo)記滿足Si = gp，Ci = cp, Pi = sa, gi = q-k/2時(shí)互連條件成立，則將中間層的交換機(jī)與Pod結(jié)構(gòu)內(nèi)匯聚層交換機(jī)連接；B.將核心層、中間層、匯聚層及邊緣層的交換機(jī)與服務(wù)器連接而成的一個(gè)小網(wǎng)絡(luò)，記作一個(gè)基本模塊(101)，如此方式構(gòu)建m個(gè)基本模塊，通過(guò)核心層交換機(jī)增設(shè)的4個(gè)端口將各基本模塊連接成一個(gè)整體網(wǎng)絡(luò)；C.采用橫向擴(kuò)展或縱向擴(kuò)展或混合擴(kuò)展三種方式對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)建，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)支持更多服務(wù)器設(shè)備，滿足應(yīng)用發(fā)展需求。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)，其中步驟B所述的通過(guò)核心層交換機(jī)增設(shè)的4個(gè)端口將各基本模塊連接成一個(gè)大的整體網(wǎng)絡(luò)，連接規(guī)則如下將增設(shè)的4個(gè)端口均分為兩組，分別記作h。，v。，其中h。標(biāo)記為k和k+Ι，ν。標(biāo)記為k+2 和k+3 ；將m個(gè)基本模塊縱向排列，采用二元組為各模塊內(nèi)部的核心層交換機(jī)編號(hào)，記作(e，f)，其中e代表網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中基本模塊編號(hào)，自上而下e標(biāo)記為0，1，...，m-1, f代表基本模塊內(nèi)核心層交換機(jī)的編號(hào)，從左至右f標(biāo)記為0，1，...，k2/4-l ；對(duì)于任意的兩個(gè)核心層交換機(jī)(e1; 、(e2, f2)，ei、e2代表e的任意兩個(gè)編號(hào)標(biāo)記，f\、f2代表f的任意兩個(gè)編號(hào)標(biāo)記，若ei Φ e2，則將這兩個(gè)核心層的交換機(jī)定義為不同基本模塊，若ei = e2，則將這兩個(gè)核心層的交換機(jī)定義為相同基本模塊；再將增設(shè)的端口分別與不同基本模塊的核心層和相同基本模塊的核心層進(jìn)行如下連接當(dāng)增設(shè)的端口用于連接不同基本模塊的核心層交換機(jī)時(shí)，當(dāng)且僅當(dāng)兩個(gè)核心層交換機(jī)的編號(hào)標(biāo)記滿Me2= (e^Dmod m，f2 = ，其中ei、e2為e的任意兩個(gè)標(biāo)記，自上而下e標(biāo)記為0，1，. . . ,Hi-Lf1^f2為f的任意兩個(gè)標(biāo)記，從左至右f標(biāo)記為0，1，. . .，k2/4-l，mod為取模操作，將(e^fi)號(hào)核心層交換機(jī)的k+3號(hào)端口連接(e2，f2)號(hào)核心層交換機(jī)的k+2號(hào)端口 ；通過(guò)增設(shè)端口，以縱向環(huán)(102)實(shí)現(xiàn)不同基本模塊中相鄰的核心層交換機(jī)之間及首尾的核心層交換機(jī)之間的連接；當(dāng)增設(shè)的端口用于連接相同基本模塊的核心層交換機(jī)時(shí)，當(dāng)且僅當(dāng)兩個(gè)核心層交換機(jī)的編號(hào)滿足e2 = ei; f2 = (fi+DmocKk2/^)，其中θι、e2為e的任意兩個(gè)標(biāo)記，自上而下e 標(biāo)記為0，1，. . .，m-1，f\、f2為f的任意兩個(gè)標(biāo)記，從左至右f標(biāo)記為0，1，...，k2/4-l，將 (ei; 號(hào)核心層交換機(jī)的k+Ι號(hào)端口連接(e2，f2)號(hào)核心層交換機(jī)的k號(hào)端口 ；通過(guò)增設(shè)端口，以橫向環(huán)(103)實(shí)現(xiàn)相同基本模塊內(nèi)相鄰的核心層交換機(jī)之間及首尾的核心層交換機(jī)之間的連接。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)，其中步驟C所述的采用橫向擴(kuò)展，按如下步驟進(jìn)行3a)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建規(guī)模的需要，增加各基本模塊內(nèi)包括的Pod結(jié)構(gòu)數(shù)量，Pod結(jié)構(gòu)即是由k/2個(gè)匯聚層與k/2個(gè)邊緣交換機(jī)連接構(gòu)成，k是基本模塊內(nèi)Pod結(jié)構(gòu)的數(shù)量，基本模塊內(nèi)包含的Pod結(jié)構(gòu)數(shù)由k增至k+2n，確定η值，使網(wǎng)絡(luò)由m行、k2/4列增變?yōu)閙行、(k+2n) 2/4 列；3b)根據(jù)基本模塊內(nèi)增加的Pod結(jié)構(gòu)數(shù)量，對(duì)于各邊緣層、匯聚層及中間層交換機(jī)，分別增加η個(gè)上行端口及η個(gè)下行端口，對(duì)于各核心層交換機(jī)增加2η個(gè)下行端口 ；3c)在各基本模塊內(nèi)新增η · (k+n)個(gè)核心層交換機(jī)，每個(gè)核心層的交換機(jī)包括k+2n 個(gè)下行端口及4個(gè)增設(shè)端口 ；在各基本模塊內(nèi)的邊緣層、匯聚層及中間層各新增2η · (k+n) 個(gè)交換機(jī)，每個(gè)交換機(jī)包括k/2+n個(gè)上行端口及k/2+n個(gè)下行端口 ；在各基本模塊內(nèi)新增 η · (3k2+6nk+4n2)/2 個(gè)服務(wù)器；3d)拆除網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中m個(gè)基本模塊的橫、縱向環(huán)連接，按基本模塊構(gòu)建規(guī)則，將新增的交換機(jī)與服務(wù)器設(shè)備連接到各基本模塊內(nèi)，實(shí)現(xiàn)基本模塊的更新，再按基本模塊之間的連線規(guī)則將更新后的各基本模塊連接成新的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)，其中步驟C所述的采用縱向擴(kuò)展，按如下步驟進(jìn)行4a)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建規(guī)模的需要，增加網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中的基本模塊數(shù)，基本模塊數(shù)由m增至 m+r,確定r值，使網(wǎng)絡(luò)由m行、k2/4列增變?yōu)閙+r行、k2/4列；4b)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中新增r -k2/4個(gè)核心層交換機(jī)，每個(gè)核心層交換機(jī)包括k個(gè)下行端口及4個(gè)增設(shè)端口 將這些增設(shè)端口均分為兩組，分別記作h。，v。，其中h。標(biāo)記為k和k+1，vc標(biāo)記為k+2和k+3 ；在 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中新增邊緣層、匯聚層及中間層交換機(jī)各r -k2/2個(gè)，每個(gè)交換機(jī)包括k/2個(gè)上行端口及k/2個(gè)下行端口 ；在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中新增r · k3/4個(gè)服務(wù)器； 4c)按基本模塊的構(gòu)建規(guī)則，將新增的交換機(jī)及服務(wù)器設(shè)備連接成r個(gè)基本模塊； 4d)拆除網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中的m個(gè)基本模塊的橫、縱向環(huán)連接，按基本模塊之間的連線規(guī)則，將新構(gòu)建的r個(gè)基本模塊與原有的m個(gè)基本模塊連接成新的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。
5.根據(jù)權(quán)利1所述的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)，其中步驟C所述的采用混合擴(kuò)展，按如下步驟進(jìn)行5a)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建規(guī)模的需要，增加網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中基本模塊的個(gè)數(shù)及基本模塊內(nèi)包括的Pod結(jié)構(gòu)數(shù)，基本模塊數(shù)由m增至m+r，Pod結(jié)構(gòu)數(shù)由k增至k+2n，確定r及η值，使網(wǎng)絡(luò)由m行、k2/4列增變?yōu)閙+r行、(k+2n)2/4列；5b)根據(jù)基本模塊內(nèi)增加的Pod結(jié)構(gòu)數(shù)量，對(duì)于邊緣層、匯聚層及中間層交換機(jī)，分別增加η個(gè)上行端口及η個(gè)下行端口，對(duì)于核心層交換機(jī)增加2η個(gè)下行端口 ；5c)在各基本模塊內(nèi)新增η · (k+n)個(gè)核心層交換機(jī)，每個(gè)核心層的交換機(jī)包括k+2n 個(gè)下行端口及4個(gè)增設(shè)端口 ；在各基本模塊內(nèi)的邊緣層、匯聚層及中間層各新增2η · (k+n) 個(gè)交換機(jī)，每個(gè)交換機(jī)包括k/2+n個(gè)上行端口及k/2+n個(gè)下行端口 ；在各基本模塊內(nèi)新增 η · (3k2+6nk+4n2)/2 個(gè)服務(wù)器；5d)拆除網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)中m個(gè)基本模塊的橫、縱向環(huán)連接，按基本模塊連線規(guī)則，將新添的交換機(jī)與服務(wù)器設(shè)備連接到各基本模塊內(nèi)，實(shí)現(xiàn)各基本模塊的更新；5e)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中新增r· (k+2n)2/4個(gè)核心層交換機(jī)，每個(gè)核心層的交換機(jī)包括 k+2n個(gè)下行端口及4個(gè)增設(shè)端口 ；在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中新增邊緣層、匯聚層及中間層交換機(jī)各 r · (k+2n) 2/2個(gè)，每個(gè)交換機(jī)包括k/2+n個(gè)上行端口及k/2+n個(gè)下行端口；在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中新增服務(wù)器r · k3/4個(gè)；按照基本模塊構(gòu)建規(guī)則，將這些設(shè)備連接成r個(gè)基本模塊；5f)按基本模塊之間的連接規(guī)則，將更新后的m個(gè)基本模塊與新構(gòu)建的r個(gè)基本模塊連接成新的數(shù)據(jù)中心時(shí)網(wǎng)絡(luò)。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于模塊擴(kuò)展的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)，主要解決現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心樹形拓?fù)涞臄U(kuò)展能力受限于交換機(jī)設(shè)備端口數(shù)量及下行鏈路缺乏動(dòng)態(tài)選擇性的問題，其實(shí)現(xiàn)步驟是在胖樹結(jié)構(gòu)的核心層與匯聚層之間引入中間層；將各層交換機(jī)與服務(wù)器連接而成的小網(wǎng)絡(luò)記作一個(gè)基本模塊，如此構(gòu)建多個(gè)基本模塊；通過(guò)核心層交換機(jī)的4個(gè)增設(shè)端口將各基本模塊連接成一個(gè)大的整體網(wǎng)絡(luò)，滿足構(gòu)建數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的需求及下行鏈路的動(dòng)態(tài)選擇，提供高對(duì)分帶寬；對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)采用橫向擴(kuò)展或縱向擴(kuò)展或混合擴(kuò)展，靈活地支持網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)建。本發(fā)明具有網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性能高，能夠容納更多服務(wù)器設(shè)備，滿足未來(lái)應(yīng)用擴(kuò)建需求的優(yōu)點(diǎn)，可用于構(gòu)建數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，提供高帶寬數(shù)據(jù)傳輸。
文檔編號(hào)H04L12/56GK102394782SQ20111036151
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者常磊, 年秀梅, 王琨, 顧華璽 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)