將λ 2轉(zhuǎn)發(fā)到輸出模塊耦合器，該耦合器將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至目的服務(wù)器D所在機(jī)架2。光信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到目的機(jī)架2則輸入到耦合器中，耦合器將該光信號(hào)進(jìn)行分割廣播到機(jī)架2內(nèi)每臺(tái)服務(wù)器中，經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換提取出電信號(hào)并檢測(cè)該信號(hào)的目的服務(wù)器地址，若服務(wù)器D發(fā)現(xiàn)該地址是本身則接收，其他服務(wù)器發(fā)現(xiàn)該目的地址非本身則丟棄信息。圖11為本發(fā)明機(jī)架網(wǎng)絡(luò)與ToR連接服務(wù)器的成本和能耗比較結(jié)果圖。
[0077]以上兩個(gè)實(shí)施例描述了兩臺(tái)服務(wù)器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的路徑和經(jīng)歷的過(guò)程。與現(xiàn)有其他光互連數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不同的是，本發(fā)明沒(méi)有使用架頂交換機(jī)，而采用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)將其替代構(gòu)建機(jī)架，因此在機(jī)架內(nèi)的服務(wù)器數(shù)據(jù)通信需要由該光網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于該光網(wǎng)絡(luò)中只采用耦合器模塊連接各服務(wù)器，所以攜帶數(shù)據(jù)的光載波通過(guò)該光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由時(shí)不需要對(duì)光信號(hào)進(jìn)行光電光轉(zhuǎn)換，只需要控制器對(duì)該網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源進(jìn)行協(xié)調(diào)分配就可以實(shí)現(xiàn)透明的光傳輸網(wǎng)絡(luò)。同樣對(duì)于機(jī)架間服務(wù)器通信也基于波長(zhǎng)的路由，數(shù)據(jù)的調(diào)度需要控制平臺(tái)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，包括協(xié)調(diào)調(diào)度路徑和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換等，同樣可實(shí)現(xiàn)透明的光傳輸網(wǎng)絡(luò)。
[0078]最后說(shuō)明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的全光互連數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于:耦合器模塊互連服務(wù)器構(gòu)建服務(wù)器機(jī)架；波長(zhǎng)控制模塊、陣列波導(dǎo)光柵路由器和耦合器分別作為輸入模塊、中間模塊和輸出模塊構(gòu)建光Clos網(wǎng)絡(luò)互連服務(wù)器機(jī)架；機(jī)架內(nèi)軟件定義控制器與機(jī)架間軟件定義控制器以層次結(jié)構(gòu)互連，并分別控制機(jī)架內(nèi)服務(wù)器數(shù)據(jù)通信和解決間服務(wù)器數(shù)據(jù)通信； 所述耦合器模塊連接服務(wù)器構(gòu)建服務(wù)器機(jī)架，每臺(tái)服務(wù)器的光接口配置兩個(gè)波長(zhǎng)固定或波長(zhǎng)可調(diào)諧的小型可插拔光模塊，分別用于機(jī)架內(nèi)服務(wù)器數(shù)據(jù)通信和機(jī)架間服務(wù)器數(shù)據(jù)通信；光(:108網(wǎng)絡(luò)通過(guò)機(jī)架提供的外部接口互連各機(jī)架構(gòu)成光互連數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；機(jī)架內(nèi)服務(wù)器間的通信采用廣播-選擇的工作方式，機(jī)架內(nèi)軟件定義控器對(duì)機(jī)架內(nèi)服務(wù)器的數(shù)據(jù)發(fā)送進(jìn)行控制，若所有用于機(jī)架內(nèi)服務(wù)器通信的光模塊波長(zhǎng)固定且相同，則控制器需運(yùn)行基于軟件定義的帶寬資源分配算法為每臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)發(fā)送進(jìn)行帶寬分配，若該光模塊為波長(zhǎng)可調(diào)諧或彼此波長(zhǎng)不同則無(wú)需進(jìn)行帶寬分配；機(jī)架間軟件定義控制器主要功能是通過(guò)互連機(jī)架內(nèi)控制器對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)進(jìn)行控制器，同時(shí)對(duì)機(jī)架間服務(wù)器的數(shù)據(jù)通信進(jìn)行光信號(hào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的全光互連數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于:所述的耦合器模塊為多端口模塊或是由低端口耦合器級(jí)聯(lián)構(gòu)成的多端口模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的全光互連數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于:所述服務(wù)器上兩個(gè)小型可插拔光模塊分別用于機(jī)架內(nèi)服務(wù)器數(shù)據(jù)通信和機(jī)架間服務(wù)器數(shù)據(jù)通信；用于機(jī)架內(nèi)通信的光模塊可以是波長(zhǎng)固定的也可以是波長(zhǎng)可調(diào)諧的，用于機(jī)架間服務(wù)器數(shù)據(jù)通信光模塊可以是波長(zhǎng)固定的也可以是波長(zhǎng)可調(diào)諧的。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的全光互連數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于:所述的波長(zhǎng)控制模塊由耦合器、帶寬可調(diào)諧濾波器BTF、復(fù)用器和可調(diào)諧波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的全光互連數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于:若機(jī)架內(nèi)所有服務(wù)器上用于內(nèi)部通信的光模塊波長(zhǎng)相同且固定時(shí)，在機(jī)架內(nèi)只有一個(gè)波長(zhǎng)用于內(nèi)部通信，機(jī)架內(nèi)軟件定義控制器運(yùn)行基于軟件定義的帶寬資源分配算法用于解決機(jī)架內(nèi)的波長(zhǎng)碰撞問(wèn)題，保證機(jī)架內(nèi)服務(wù)器數(shù)據(jù)無(wú)差錯(cuò)傳輸；對(duì)于機(jī)架內(nèi)服務(wù)器上用于內(nèi)部通信的光模塊彼此波長(zhǎng)不同或波長(zhǎng)可調(diào)諧的情況，控制器無(wú)需對(duì)其進(jìn)行帶寬分配。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的全光互連數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于:所述機(jī)架內(nèi)軟件定義控制器和機(jī)架間軟件定義控制器基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，分別控制機(jī)架內(nèi)服務(wù)器通信和機(jī)架間服務(wù)器通信；機(jī)架內(nèi)軟件定義控制器與機(jī)架間軟件定義控制器以層次結(jié)構(gòu)互連，機(jī)架內(nèi)控制器連接機(jī)架控制機(jī)架內(nèi)服務(wù)器，機(jī)架間控制器連接機(jī)架內(nèi)控制器，使控制器間形成互連網(wǎng)絡(luò)；每臺(tái)控制器都有其備份控制器以保證在故障時(shí)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行；通過(guò)實(shí)時(shí)的對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、記錄和更新，控制器可對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行精確控制。7.利用權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟一:為每臺(tái)服務(wù)器分配唯一的服務(wù)器地址； 步驟二:源服務(wù)器將需要發(fā)送的信息進(jìn)行封裝，封裝的信息包括有源服務(wù)器的地址信息和目的服務(wù)器的地址信息； 步驟三:機(jī)架內(nèi)控制器檢測(cè)封裝信息目的服務(wù)器地址信息，判斷目的服務(wù)器在機(jī)架內(nèi)或機(jī)架外；若目的服務(wù)器在機(jī)架內(nèi)，則轉(zhuǎn)入步驟四，若目的服務(wù)器在機(jī)架外，則轉(zhuǎn)入步驟五； 步驟四:機(jī)架內(nèi)軟件定義控制器運(yùn)行基于軟件定義的帶寬資源分配算法來(lái)對(duì)機(jī)架內(nèi)各服務(wù)器數(shù)據(jù)的發(fā)送進(jìn)行調(diào)度；若源服務(wù)器此時(shí)無(wú)數(shù)據(jù)發(fā)送權(quán)限，則待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)入服務(wù)器緩存隊(duì)列，否則源服務(wù)器根據(jù)軟件定義控制器的控制，將待傳輸電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)；該光信號(hào)通過(guò)耦合器以廣播的方式發(fā)送到機(jī)架內(nèi)所有的服務(wù)器；當(dāng)接收端服務(wù)器接收到該光信號(hào)之后，經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換提取出電信號(hào)并檢測(cè)該信號(hào)的目的服務(wù)器地址，若服務(wù)器發(fā)現(xiàn)該地址是本身則接收，否則丟棄； 步驟五:源服務(wù)器根據(jù)軟件定義控制器的控制，將源服務(wù)器待傳輸電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)；該光信號(hào)通過(guò)耦合器從源機(jī)架輸出到光Clos網(wǎng)絡(luò)；首先該波長(zhǎng)發(fā)送到Clos網(wǎng)絡(luò)的輸入模塊波長(zhǎng)控制模塊，該模塊將攜帶數(shù)據(jù)的波長(zhǎng)根據(jù)控制平臺(tái)的控制轉(zhuǎn)換到合適的波長(zhǎng)并轉(zhuǎn)發(fā)至中間模塊陣列波導(dǎo)光柵路由器，陣列波導(dǎo)光柵路由器根據(jù)波長(zhǎng)循環(huán)路由特性將光信號(hào)發(fā)送到正確的輸出端口并轉(zhuǎn)發(fā)到輸出模塊耦合器，耦合器將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至目的服務(wù)器所在機(jī)架；光信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到目的機(jī)架則輸入到耦合器中，耦合器將該光信號(hào)進(jìn)行分割廣播到機(jī)架內(nèi)每臺(tái)服務(wù)器中，經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換提取出電信號(hào)并檢測(cè)該信號(hào)的目的服務(wù)器地址，若服務(wù)器發(fā)現(xiàn)該地址是本身則接收，否則丟棄。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:在步驟四和步驟五中，源服務(wù)器在上傳數(shù)據(jù)的過(guò)程中，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)時(shí)采用以下方法:機(jī)架內(nèi)軟件定義控制器根據(jù)待傳輸信息的目的服務(wù)器地址分別控制用于機(jī)架內(nèi)通信和機(jī)架間通信的光模塊產(chǎn)生波長(zhǎng)，再將待傳輸?shù)臋C(jī)架內(nèi)數(shù)據(jù)和機(jī)架外數(shù)據(jù)調(diào)制到光波長(zhǎng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于:在步驟五中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的過(guò)程采用以下方法:耦合器將來(lái)自機(jī)架的部分光信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至機(jī)架間軟件定義控制器，控制器對(duì)其進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并提取數(shù)據(jù)包頭部檢測(cè)該數(shù)據(jù)包的目的地址，控制器獲取數(shù)據(jù)包目的地址后結(jié)合網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)做出控制決策，并將決策信息發(fā)送到可調(diào)諧波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器，可調(diào)諧波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器根據(jù)該控制信號(hào)將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換到合適的波長(zhǎng)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的全光互連數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)通信方法，涉及云計(jì)算與通信技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)中無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)互連服務(wù)器構(gòu)建機(jī)架替代傳統(tǒng)的架頂交換機(jī)，光Clos網(wǎng)絡(luò)互連各機(jī)架構(gòu)建全光互連數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。其中機(jī)架內(nèi)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)由耦合器模塊構(gòu)成；光Clos網(wǎng)絡(luò)由波長(zhǎng)控制模塊、陣列波導(dǎo)光柵路由器和耦合器構(gòu)成。機(jī)架內(nèi)軟件定義控制器和機(jī)架間軟件定義控制器以層次結(jié)構(gòu)互連，分別對(duì)機(jī)架內(nèi)服務(wù)器和機(jī)架間服務(wù)器的數(shù)據(jù)通信進(jìn)行集中式控制，實(shí)現(xiàn)控制與轉(zhuǎn)發(fā)的分離。本發(fā)明具有很好的節(jié)能和成本效益，能夠提高數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的管理效率和網(wǎng)絡(luò)性能。
【IPC分類】H04L12/863, H04L12/851, H04Q11/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105162721
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510466089
【發(fā)明人】蔡岳平, 周麗, 羅森
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年7月31日