[发明专利]一种数据中心网络拓扑结构及其路由方法

权利要求书

1.一种数据中心网络拓扑结构，包括交换机和服务器，其特征在于，所述每个服务器包含有两个网卡端口，所述交换机带有n个端口，一个交换机与n个服务器连接后构成拓扑结构最底层的分区结构；

将n个低一层分区结构中各自的一半未被使用的服务器网卡端口分别连接到各个交换机上，构成高一层的分区结构，其中所述各个交换机上所连接的n个服务器网卡端口分别来自于n个低一层分区结构中；以此递归地逐层构成整个拓扑结构。

2.根据权利要求1所述的数据中心网络拓扑结构，其特征在于，所述n为4，即所述交换机带有4个端口；所述拓扑结构的分区结构最低层为最底层，即0层，最高层为K层；其中K层的分区结构由n个K-1层分区结构和(n/2)^K个交换机连接组成，其中每个K-1层分区结构中(n/2)^K个未被使用的服务器网卡端口分别与(n/2)^K个交换机连接，K为大于等于1的整数。

3.根据权利要求2所述的数据中心网络拓扑结构，其特征在于，所述数据中心网络拓扑结构中的服务器编号用元组或标识符来表示；所述元组为[a_K,a_K-1,...,a_i,...,a₁,a₀]，a₀表示服务器在最底层分区结构中的位置；a_i表示服务器位于第a_i个i-1层分区结构，其中1≤i≤K；所述标识符为一个无符号的整数，其取值范围是[0,t_K)，其中t_K为服务器的总数。

4.根据权利要求2所述的数据中心网络拓扑结构，其特征在于，所述交换机的编号表示为(u-b_K-u,b_K-u+1,...,b_i,...,b₁,b₀)，u为交换机所属的最低层次分区结构，b₀表示交换机位于u层分区结构中的位置，其中1≤i≤K-u，b_i表示交换机位于第b_i个u+i-1层分区结构中。

5.一种基于权利要求1所述的数据中心网络拓扑结构的路由方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）检测当前服务器和目的服务器是否连接到同一交换机上；

若是，则将目的服务器作为下一跳服务器，路由寻找结束；

若否，则找出当前服务器和目的服务器共同所属的一个最低层次的分区结构；进入步骤（2）；

（2）在当前服务器和目的服务器共同所属的最低层次的分区结构中找到一条路径，该路径将当前服务器所属的分区结构和目的服务器所属的分区结构连接起来；该路径的一端连接当前服务器所属分区结构的服务器，将该服务器作为当前服务器的临时目的服务器；

（3）检测当前服务器和临时目的服务器是否连接到同一交换机上；

若是，则进入步骤（5）；

若否，则进入步骤（4）；

（4）找到当前服务器和临时目的服务器共同所属的一个最低层次的分区结构，在该分区结构中找到一条路径，通过该路径将当前服务器所属的分区结构和临时目的服务器所属的分区结构连接起来，其中将该路径一端连接的并且属于当前服务器所在分区结构的服务器，作为当前服务器新的临时目的服务器，然后进入步骤（3）；

（5）将临时目的服务器作为下一跳服务器，然后将下一跳服务器作为当前服务器，进入步骤（1）。

6.根据权利要求5所述的数据中心网络拓扑结构的路由方法，其特征在于，所述交换机和服务器之间的链路，按照该链路所连接的交换机所属最低层次来定义其级别，将包含所有级别链路的分区结构定义为一个广播域。

7.根据权利要求6所述的数据中心网络拓扑结构的路由方法，其特征在于，将包含有所有级别链路的分区结构中规模最小的分区结构定义为一个广播域。

8.根据权利要求6或7所述的数据中心网络拓扑结构的路由方法，其特征在于，每个广播域内的所有服务器共享相互之间的链路状态，所述链路状态的传播采用洪泛的方式。

9.根据权利要求8所述的数据中心网络拓扑结构的路由方法，其特征在于，所述链路状态为空闲状态、忙碌状态或故障状态。

10.根据权利要求8所述的数据中心网络拓扑结构的路由方法，其特征在于，当链路中发生故障时，与故障链路相连的服务器侦测到故障并将故障信息广播到相同广播域内的其它服务器。