用于增加计算机网络中的带宽的系统和方法技术方案

提供用于增加计算机网络中的带宽的系统和方法。计算机网络可以包括第一下层交换机，所述第一下层交换机具有第一端口和第二端口。计算机网络可以包括第二下层交换机，所述第二下层交换机具有第一端口和第二端口。计算机网络可以包括上层交换机，具有直接耦合到第一下层交换机和第二下层交换机的端口的相应端口。所述上层交换机的第三端口可以耦合到无源光分路器的第一端口。无源光分路器可以具有耦合到第一下层交换机和第二下层交换机的相应端口的第二端口和第三端口。无源光分路器可以被配置成传送在其第一端口处接收到的信号作为其第二端口和第三端口二者上的输出信号。

Systems and methods for increasing bandwidth in computer networks

【技术实现步骤摘要】
用于增加计算机网络中的带宽的系统和方法本申请是分案申请，原案的申请号是201580011552.5，申请日是2015年1月30日，专利技术名称是“用于增加计算机网络中的带宽的系统和方法”。相关申请的交叉引用本专利申请要求2014年1月31日提交的题为“SYSTEMSANDMETHODFORINCREASINGBANDWIDTHINACOMPUTERNETWORK(用于增加计算机网络中的带宽的系统和方法)”的美国技术申请No.14/169,734的优先权，其已被转让给本专利技术的受让人，并在此明确通过引用将其合并于此。
本申请涉及用于增加计算机网络中的带宽的系统和方法。
技术介绍
基于云计算的服务被实现并运行在由大量个体计算机组成的数据中心网络上。通常，希望递送尽可能多的带宽给数据中心中的每个计算机。但是，互相物理连接数据中心中的每个计算机会过分昂贵且复杂。而且，数据中心内的带宽需求会根据时间而变化巨大。因此，仅增加物理连接数目可能不足以增加数据中心内的带宽。
技术实现思路
本公开的方面和实施方式涉及用于增加计算机网络中的带宽的系统和方法。至少一个方面指向一种计算机网络。所述计算机网络包括第一下层交换机，所述第一下层交换机具有第一端口和第二端口。所述计算机网络包括第二下层交换机，所述第二下层交换机具有第一端口和第二端口。所述计算机网络包括上层交换机，所述上层交换机具有第一端口和第二端口，其第一端口直接耦合到所述第一下层交换机的第一端口，其第二端口直接耦合到所述第二下层交换机的第一端口。所述计算机网络还包括无源光分路器，所述无源光分路器具有第一端口、第二端口、和第三端口，其第一端口耦合到所述上层交换机的第三端口，其第二端口耦合到所述第一下层交换机的第二端口，其第三端口耦合到是下层交换机的第二端口。所述无源光分路器被配置成传送在其第一端口处接收的信号作为其第二端口和第三端口上的输出信号。所述计算机网络还包括控制器，所述控制器耦合到所述第一下层交换机、所述第二下层交换机、以及所述上层交换机。所述控制器被配置成控制所述第一下层交换机、所述第二下层交换机、和所述上层交换机的数据的传输。至少一个方面指向一种用于在计算机网络中传送数据的方法。所述方法包括由上层交换机在直接通信链路上将第一数据分组传送到第一下层交换机。所述方法包括由所述上层交换机通过光分路器将第二数据分组传送到所述第一下层交换机，所述光分路器由共享通信链路耦合到所述上层交换机、所述第一下层交换机、和第二下层交换机。所述方法包括由所述上层交换机通过所述光分路器将第三数据分组传送到所述第二下层交换机。至少一个方面指向一种计算机可读介质。所述计算机可读介质编码有指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行方法。所述方法包括由上层交换机在直接通信链路上将第一数据分组到传送第一下层交换机。所述方法包括由所述上层交换机通过光分路器将第二数据分组传送到所述第一下层交换机，所述光分路器由共享通信链路耦合到所述上层交换机、所述第一下层交换机、和第二下层交换机。所述方法包括由上层交换机通过光分路器将第三数据分组传送到所述第二下层交换机。下面详细讨论这些和其他方面和实施例。前面的信息和下面的具体实施方式包括各种方面和实施例的说明性示例，并且提供用于理解所要求保护的方面和实施例的特性和特点的概览或框架。附图提供了对各种方面和实施例的说明和进一步的理解，且并入并构成本说明书的一部分。附图说明附图并不旨在按比例绘制。各个附图中的类似的附图标记和指示表示类似的元件。为了清楚，可以不在每个图中标注每个组件。图1是示例的基于光分路器的计算机网络。图2A是根据说明性实施方式的图1中所示的控制器的框图。图2B是根据说明性实施方式的图1中示出的上层交换机的框图。图3是用于在计算机网络中传送数据的过程的流程图。图4是将共享通信链路均匀分布在下层交换机之间的示例计算机网络。图5是将共享通信链路在多于两个的下层交换机上分布的示例计算机网络。图6A是包括无源光分路器的示例计算机网络。图6B是包括四个无源光分路器的示例计算机网络。图7是包括四个无源光分路器的第二示例计算机网络。具体实施方式下面是对涉及用于增加计算机网络中的带宽的系统和方法的各种概念及其实施方式的更详细描述。上面引入且在下面更详细描述的各种概念可以以多种方式中的任何方式来实现，因为所述的概念不限于任何特定方式的实施方式。主要为了说明性目的而提供特定实施方式和应用的示例。图1是示例的基于光分路器的计算机网络100。网络100包括上层交换机105、两个下层交换机110a和110b(通常称为下层交换机110)、无源光分路器115、和控制器120。连接上层交换机105、下层交换机110、光分路器115、和控制器120的线表示网络100内的通信链路。上层交换机105包括两个直接通信链路，每个耦合到各个下层交换机110。来自上层交换机105的第三通信链路耦合到光分路器115。光分路器115还耦合到每个下层交换机110。直接通信链路中的一个直接通信链路将第一下层交换机110a的端口111耦合到上层交换机105的端口106。另一直接通信链路将第二下层交换机的端口114耦合到上层交换机的端口108。共享通信链路将上层交换机的端口107耦合到光分路器115。从上层交换机105的端口107传送的信号被光发射器115分割且传送到第一下层交换机110a(经由端口112)和第二下层交换机110b(经由端口113)二者。在一些实施方式中，从上层交换机105到下层交换机110的直接通信链路由多模光纤电缆形成，而从上层交换机105到光分路器115以及从光分路器115到下层交换机110的通信链路由单模光纤电缆形成。多模光纤电缆可以比单模光纤电缆便宜。多模光纤电缆的光属性也适于用于直接通信链路，且因此多模光纤电缆形成直接通信链路的使用可以降低网络100的整体成本。相对于多模光纤电缆，单模光纤电缆可以提供由诸如光分路器115的无源光分路器所分割的光信号的更可靠传输。光分路器115准许网络100中的带宽被重新分配以满足变化的带宽需求。例如，光分路器115可以从上层交换机105接收光信号。光分路器115随后可以无源地输出所接收的信号到两个下层交换机110二者。共享链路通过光分路器115所提供的带宽因此可以被分配给第一下层交换机110a或第二下层交换机110b。在一些实施方式中，控制器120可以分配更大百分比的共享链路的带宽给正在经历更高带宽需求的下层交换机110。共享链路可以由两个下层交换机110二者来使用，例如通过采用用于下层交换机110和上层交换机105之间的通信的时域复用技术。在一些实施方式中，1x2光分路器115可以使用2x2无源光分路器来实现。2x2无源光分路器是在许多光学通信网络中找得到的通常使用的设备，且易于从若干制造商处获得。其包括两个上端口和两个下端口。在上端口中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算机网络，包括：/n第一下层交换机；/n第一上层交换机；/n第二上层交换机；/n第一无源光分路器，所述第一无源光分路器具有直接耦合到所述第一上层交换机的第一端口、直接耦合到所述第二上层交换机的第二端口、第三端口和第四端口；/n第二无源光分路器，所述第二无源光分路器具有直接耦合到所述第一无源光分路器的所述第四端口的第一端口、第二端口、直接耦合到所述第一下层交换机的第三端口、以及第四端口；以及/n第一镜子，所述第一镜子耦合到所述第二无源光分路器的所述第四端口，并且被配置为：通过所述第二无源光分路器和所述第一无源光分路器，将从所述第二无源光分路器接收的光信号反射至所述第一上层交换机和所述第二上层交换机，/n其中所述第一无源光分路器和所述第二无源光分路器中的每个被配置为：传送在其第一端口和第二端口之一处接收的信号作为在其第三端口和第四端口二者上的输出信号，并且传送在其第三端口和第四端口之一处接收的信号作为在其第一端口和第二端口二者上的输出信号。/n

【技术特征摘要】
20140131 US 14/169,7341.一种计算机网络，包括：
第一下层交换机；
第一上层交换机；
第二上层交换机；
第一无源光分路器，所述第一无源光分路器具有直接耦合到所述第一上层交换机的第一端口、直接耦合到所述第二上层交换机的第二端口、第三端口和第四端口；
第二无源光分路器，所述第二无源光分路器具有直接耦合到所述第一无源光分路器的所述第四端口的第一端口、第二端口、直接耦合到所述第一下层交换机的第三端口、以及第四端口；以及
第一镜子，所述第一镜子耦合到所述第二无源光分路器的所述第四端口，并且被配置为：通过所述第二无源光分路器和所述第一无源光分路器，将从所述第二无源光分路器接收的光信号反射至所述第一上层交换机和所述第二上层交换机，
其中所述第一无源光分路器和所述第二无源光分路器中的每个被配置为：传送在其第一端口和第二端口之一处接收的信号作为在其第三端口和第四端口二者上的输出信号，并且传送在其第三端口和第四端口之一处接收的信号作为在其第一端口和第二端口二者上的输出信号。


2.根据权利要求1所述的计算机网络，其中所述第一下层交换机是数据中心中的架顶式交换机。


3.根据权利要求1所述的计算机网络，其中所述第一下层交换机、所述第一上层交换机和所述第二上层交换机中的每个通过相应的循环器耦合到所述第一光分路器和所述第二光分路器之一的相应端口。


4.根据权利要求1所述的计算机网络，其中所述第一下层交换机、所述第一上层交换机和所述第二上层交换机中的每个被配置为：允许向和从所述第一光分路器和所述第二光分路器之一的相应端口进行双向通信。


5.根据权利要求1所述的计算机网络，还包括：
第二下层交换机；
第三下层交换机；
第三上层交换机；
第三无源光分路器，所述第三无源光分路器具有直接耦合到所述第三上层交换机的第一端口、第二端口、第三端口以及直接耦合到所述第二无源光分路器的所述第二端口的第四端口；
第四无源光分路器，所述第四无源光分路器具有直接耦合到所述第一无源光分路器的所述第三端口的第一端口、直接耦合到所述第三无源光分路器的所述第三端口的第二端口、直接耦合到所述第二下层交换机的第三端口以及直接耦合到所述第三下层交换机的第四端口，
其中所述第三无源光分路器和所述第四无源光分路器中的每个被配置为：传送在其第一端口和第二端口之一处接收的信号作为在其第三端口和第四端口二者上的输出信号，并且传送在其第三端口和第四端口之一处接收的信号作为在其第一端口和第二端口二者上的输出信号。


6.根据权利要求5所述的计算机网络，还包括：
第二镜子，所述第二镜子耦合到所述第三无源光分路器的所述第二端口，并且被配置为：通过所述第三无源光分路器和所述第四无源光分路器，将从所述第三光分路器接收的光信号反射到所述第一下层交换机、所述第二下层交换机和所述第三下层交换机。


7.根据权利要求5所述的计算机网络，其中所述第二下层交换机和所述第三下层交换机是数据中心中的架顶式交换机。


8.根据权利要求5所述的计算机网络，其中所述第二下层交换机、所述第三下层交换机和所述第三上层交换机中的每个通过相应的循环器耦合到所述第三光分路器和第四光分路器之一的相应端口。


9.根据权利要求5所述的计算机网络，其中所述第二下层交换机、所述第三下层交换机和所述第三上层交换机中的每个被配置为：允许向和从所述第三光分路器和所述第四光分路器之一的相应端口进行双向通信。


10.一种用于在计算机网络中传送数据的方法，所述方法包括：
通过耦合到第一上层交换机的第一光分路器和耦合到所述第一光分路器、第一下层交换机和第一镜子的第二光分路器，由所述第一上层交换机将第一数据分组传送到所述第一下层交换机和所述第一镜子；以及
通过所述第二光分路器和所述第一光分路器，通过所述第一镜子的反射将所述第一数据分组传送到耦合至所述第一光分路器的第二上层交换机。


11.根据权利要求10所述的方法，其中：
由所述第一上层交换机传送所述第一数据分组包括：
由所述第一光分路器传送在所述第一光分路器的两个上端口之一处接收的所述第一数据分组作为在所述第一光分路器的两个下端口上的输出信号；以及
由所述第二光分路器传送在所述第二光分路器的两个上端口之一处接收的所述第一数据分组作为在所述第二光分路器的两个下端口上的输出信号，以及
通过所述第一镜子的反射传送所述第一数据分组包括：
由所述第二光分路器传送在所述第二光分路器的两个下端口之一处接收的所述第一数据分组作为在所述第二光分路器的两个上端口上的输出信号；以及
由所述第一光分路器传送在所述第一光分路器的两个下端口之一处接收的所述第一数据分组作为在所述第一光分路器的两个上端口...

【专利技术属性】
技术研发人员：浦田良平，刘红，阿明·瓦达特，克里斯托弗·莱勒·约翰森，周峻岚，亚历山大·施瑞尔，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US