[发明专利]一种多级子带交换网络构建方法

权利要求书

1.一种多级子带交换网络构建方法，其特征在于，包括步骤如下：

(1)定义所需构建的交换网络端口数量为M，每个端口包含K个子带，交换网络包括N个交换平面，每个交换平面包含一个端口数量为M，子带数量为的小容量子带交换单元；

(2)为每一个交换输入端口定义子带映射函数，用于将交换输入端口的K个子带划分为N个子集，每个子集中的子带数量为

对于各交换输入端口子带划分后的N个子集，属于同一个子集的子带输入到同一个交换平面的同一个端口，且同一个交换平面的同一个端口输入的子带均来自于同一个交换输入端口的同一个子集；

所述子带映射函数，将同一个交换输入端口的K个子带划分为N个子集，每个子集中的子带数量为且两个不同的子集之间的交集为空集，所有子集的并集为映射前子带集合；

(3)利用N个交换平面，分别对来自M个交换输入端口的N个子集进行交换，其中N个交换平面与每个交换输入端口的N个子集一一对应；

(4)为每个交换输出端口定义子带逆映射函数，用于将发送到同一个交换输出端口的N个子集合成为K个子带，从而完成多级子带交换网络构建。

2.根据权利要求1所述的一种多级子带交换网络构建方法，其特征在于，所述步骤(2)的实现方法如下：

(2.1)对同一个交换输入端口的K个子带进行编号，分别用1、2、3……K表示；

(2.2)为每个交换输入端口定义子带映射函数FC_M，其中为形成第i个子集的子带映射函数；

(2.3)对划分后的子集中个子带进行编号，分别用1、2、3……表示；

(2.4)对划分后的子集中的子带分别利用子带映射函数计算映射前的子带编号：第i个子集的第j个子带的映射前子带编号为

(2.5)根据上述步骤(2.4)计算结果，为每个子集分配子带，将来自同一个交换输入端口的K个子带划分为N个子集。

3.根据权利要求1所述的一种多级子带交换网络构建方法，其特征在于，N个交换平面输出的相同交换输入端口的子带组成N个逆映射前子带集合，子带逆映射函数将这N个逆映射前子带集合合并为包含K个子带的输出子带集合。

4.根据权利要求3所述的一种多级子带交换网络构建方法，其特征在于，所述步骤(4)的实现方法如下：

(4.1)对N个交换平面输出的第h个交换输入端口的子带进行编号，用P,Q二元组表示第P个逆映射前子带集合中的第Q个子带，其中1≤P≤N，

(4.2)对第h个交换输出端口逆映射之后的K个子带进行编号，分别用1、2、3……K表示；

(4.3)定义子带逆映射函数P,Q＝F_IM(X),1≤X≤K；

(4.4)对逆映射之后的子带进行遍历，利用子带逆映射函数F_IM(X)计算出逆映射之后第X个子带对应的逆映射前子带集合编号P和集合中的子带编号Q；

(4.5)根据上述步骤(4.4)计算结果，完成对逆映射前子带集合的合并，将来自N个交换平面输出到同一个交换输出端口的子带合成为K个子带。

5.根据权利要求1所述的一种多级子带交换网络构建方法，其特征在于，子带映射函数和子带逆映射函数F_IM，具体步骤如下

(6.1)定义M行K列的子带映射矩阵A_M×K和子带逆映射矩阵B_M×K；

(6.2)将矩阵A_M×K和B_M×K的全部元素初始化为0，将所有子带交换关系标记为未完成；

(6.3)针对一个未完成映射计算的子带交换关系，(X₁,Y₁)→(X₂,Y₂)，从子带映射矩阵A_M×K中选取第X₁行A_M×K(X₁,:)，寻找第一个为不0的元素，记录列编号Z₁；从子带逆映射矩阵B_M×K中选取第X₂行B_M×K(X₂,:)，如果列编号区间内存在0元素，则记下第一个0元素的列编号Z₂，并将该子带交换关系标记为完成，否则将该子带交换关系标记为失败；

(6.4)针对一个未完成映射计算的子带交换关系，(X₁,Y₁)→(X₂,Y₂)，从子带映射矩阵A_M×K中选取第X₁行A_M×K(X₁,:)，寻找全部不为0的元素，然后随机选取其中的一个，记录列编号Z₁；从子带逆映射矩阵B_M×K中选取第X₂行B_M×K(X₂,:)，寻找所有不为0的元素，如果列编号区间存在0元素，则记录列编号Z₂，并将该子带交换关系标记为完成；否则，随机从寻找一个1元素，记录列编号Z₂，将Z₂对应的子带交换关系(X₃,Y₃)→(X₄,Y₄)的状态设置为失败，将子带交换关系(X₁,Y₁)→(X₂,Y₂)状态设置为完成；

(6.5)对子带交换网络的所有子带交换关系进行遍历，如果存在状态为未完成的子带交换关系，则跳转到步骤(6.3)；如果存在状态为失败的子带交换关系，则跳转到步骤(6.4)；否则，跳转到步骤(6.6)；

(6.6)针对每个状态为已完成的子带交换关系，其对应的子带映射函数值为

(6.7)针对每个状态为已完成的子带交换关系，其对应的子带逆映射函数值为