[发明专利]基于P2i互连结构的数据中心

摘要

基于P2i循环移数互连结构的数据中心属于数据中心技术领域，其特征在于，是一种基于M个主机、N个交换机、由δ+1种以P2i循环移数方式连接的数据中心，δ值由2^δ≤N＜2^δ+1决定，用2ⁱ表示一种连接方式，i表示其序号，i∈[0，δ]且为整数，交换机的接口总数p满足：k为每台交换机相连的最大主机数，在此结构上，用特征路由路径确定交换机的位置，用特征值确定主机的位置。本发明提供了一种利用多个性能、体积和交换容量相同的交换机实现的一种数据中心，且具有良好的主机数量和数据通信带宽可扩展性、以及较好的容错性能。

主权项

1.基于P2i循环移数互连结构的数据中心，其特征在于是一种基于M台主机、N台交换机、由δ+1种以P2i循环移数方式连接的数据中心，其中N台交换机的编号为0，1，...，N-1，且用二进制数表示，i表示所述交换机之间连接方式的序号，用2ⁱ表示一种连接方式，i∈[0，δ]且为整数，δ值是由2^δ≤N＜2^δ+1决定的整数，δ+1是基于P2i循环移数互连结构的连接方式的总数，对于给定的连接方式i，将编号为j的交换机，j∈[0，N-1]，与编号为(j+2ⁱ)modN的交换机进行连接，表示为：i＝0，2ⁱ＝1，将编号为j的交换机与编号为(j+1)modN的交换机进行连接，并称这些链路为0维链路；i＝1，2ⁱ＝2，将编号为j的交换机与编号为(j+2)modN的交换机进行连接，并称这些链路为1维链路；i＝2，2ⁱ＝4，将编号为j的交换机与编号为(j+4)modN的交换机进行连接，并称这些链路为2维链路；...i＝δ，2ⁱ＝2^δ，将编号为j的交换机与编号为(j+2^δ)modN的交换机进行连接，并称这些链路为δ维链路；所述交换机与主机之间的连接方式为：M台主机分为N组，每组分配1台交换机，每台主机只与一台交换机连接，每台交换机能连接的最大主机数等于每台所述交换机的外部接口数，k≥1，对给定的主机数M，下式成立：N≤M≤kN，为保证每台交换机至少能连接一台主机，则需要满足下列关系：为保证每台交换机最多能连接k台主机，则必须满足下列关系：其中p为交换机的内部接口数；所述的交换机中设有：外连接口模块、数据汇集模块、路由计算模块、数据缓冲队列存储模块、交换模块、调度模块、操作系统和路由管理模块、出口转发模块和内连接口模块，其中：外连接口模块，设有外连接口；数据汇集模块，各数据输入端与所述外连接口模块的各数据输出端相连；路由计算模块，数据输入端与所述数据汇集模块的各数据输出端相连；数据缓冲队列存储模块，各数据输入端与所述路由计算模块的各数据输出端相连；交换模块，各数据输入端分别与所述数据缓冲队列存储模块各数据输出端相连；调度模块，分别与所述数据缓冲队列存储模块、所述交换结构模块互连；操作系统和路由管理模块，与所述路由计算模块、所述调度模块互连；内连接口模块，与所述交换结构模块互连，还设有供交换机之间连接的内连接口；所述路由计算模块，设有用于转发数据包时在各交换机和主机间寻找路径的分段特征路径路由算法，用一个二进制数序列表示数据包的转发路径，称之为特征路径序列，由序列长度为的特征路径路由算法路由和序列长度为的特征值路由连接而成，分别用于各交换机之间的路由计算和各交换机与对应各主机间的路由计算，用所述特征路径路由的二进制数作为目的主机的特征，供转发数据包用，所述特征路径序列中特征的计算公式为[((b-a)+N)mod N]₂，其中b和a表示交换机的编号，特征中值为1的数代表了从交换机a到交换机b的路径，其中当第i位为1时表示第i跳使用2ⁱ维的链路作为路径。