[发明专利]一种基于立方体结构的数据中心网络拓扑结构及构建方法

摘要

本发明涉及一种基于立方体结构的数据中心网络拓扑结构，以立方体结构为基础，将其进行扩展为多立方体堆叠的立方体结构；单纯的立方体结构是一个正六面体，每个节点与相邻的三个节点直接相连；而通过堆叠之后立方体结构（Heap of Cube,HCube）将构成一个三维的立体空间，空间中的每个节点具有6个邻居节点（即直接相连的节点）。HCube结构本质也是一个图，图中的每个节点最大度为6。其中，图中一个节点度值节点多连接的边的数量。其使用图结构进行抽象可以很好的利用大量图理论中优秀的数学理论成果帮助设计内联网络结构。

主权项

1.一种基于立方体结构的数据中心网络拓扑结构，其特征在于：以立方体结构为基础，将其进行扩展为多立方体堆叠的立方体结构；单纯的立方体结构是一个正六面体，每个节点与相邻的三个节点直接相连；而通过堆叠之后立方体结构(Heap of Cube,HCube)将构成一个三维的立体空间，空间中的每个节点具有6个邻居节点(即直接相连的节点)；HCube结构中每个节点被赋予一个逻辑地址，该逻辑地址是一个三元组(x1,x2,x3)，其中xi(i＝1,2,3)是整数,对于结构中任意相邻的两个节点u和v，两个节点的逻辑地址中有且只有一位不同，两个不相同位的差的绝对值为1,若一个节点的逻辑地址为(x1,x2,x3)，则其邻居节点的地址是： ( x 1 + 1 , x 2 , x 3 ) , ( x 1 - 1 , x 2 , x 3 ) ( x 1 , x 2 + 1 , x 3 ) , ( x 1 , x 2 - 1 , x 3 ) ( x 1 , x 2 , x 3 + 1 ) , ( x 1 , x 2 , x 3 - 1 ) ]]>在此基础上，按照HCube结构连接路由设备，构造数据中心的路由设备网络；对于每个路由设备，其所有的通信接口分为两个部分,第一部分，称为P端口，共6个接口，用于连接其他路由设备，构造路由设备网络；第二部分，称为S端口，路由器除P端口外的所有余接口，用于连接多个服务器；HCube结构中的每台服务器也将被赋予一个逻辑地址，该逻辑地址是一个四元组(x1,x2,x3，a)，其中xi(i＝1,2,3)是整数，a是正整数,这里，服务器的逻辑地址分为两部分，第一部分有四元组中的前三位组成，标识了当前服务器所属的路由器的地址，由于HCube网络结构是一个基于立方体构建的三维结构，因此每个服务器作为网络中的一个节点在网络结构的三个维度上分别使用一个整数xi标识其三个维度上的位置；第二部分的标识符a是当前服务器在该路由器所连接的所有服务器中的序号，每个路由器中使用其S端口连接服务器，为了区分同一路由器连接的不同服务器，使用