一种数据交换方法、数据交换节点及数据中心网络技术

数据交换方法、数据交换节点及数据中心网络，应用于包含M个第一类交换节点、N个第二类交换节点、源交换节点、目的交换节点的数据中心网络，M≥1，N≥1。方法包括：源交换节点通过本地保存的第一数据表指示的M个第一类交换节点中的第一交换节点向目的交换节点发送第一请求消息，以指示源交换节点发送完成待发数据包所需总资源，第一数据表用于指示数据中心网络内的交换节点类型；目的交换节点确定指示当前可用资源的第一调度信息；目的交换节点通过M个第一类交换节点和N个第二类交换节点中的至少一个交换节点发送包含第一调度信息的第一响应消息；源交换节点通过第一数据表指示的N个第二类交换节点中的至少一个交换节点发送待发数据包。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种数据交换方法、数据交换节点及数据中心网络
本申请涉及网络通信
，尤其涉及一种数据交换方法、数据交换节点及数据中心网络。
技术介绍
近年来，随着互联网服务、分布式计算等技术的发展，数据中心网络(datercenternetwork，DCN)技术得到了广泛的应用。通过数据中心(datercenter，DC)内的多级(例如两级或三级)交换节点，可以实现DC连接的众多服务器设备的高效互联。在DC内的多级交换节点进行数据传输的过程中，可能出现多个源交换节点向同一目的交换节点发送数据包的情况。若该多个源交换节点发送的数据包最终发往目的交换节点的同一个下级节点，那么多个数据包均传输至目的交换节点的同一输出端口，由于该输出端口对应的输出队列(即缓存队列)的缓存容量限制，该输出端口可能出现拥塞现象，导致缓存溢出，从而导致数据丢包等现象，影响DC的性能。因此，现有技术中，数据中心网络内的数据交换方案存在数据丢包率高、DC性能差的问题。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种数据交换方法、数据交换节点及数据中心网络，用以减小数据中心网络的丢包率，提升数据中心网络的性能。第一方面，本申请实施例提供一种数据交换方法，该方法应用于数据中心网络，该数据中心网络包含M个第一类交换节点、N个第二类交换节点、源交换节点以及目的交换节点，M≥1，N≥1。在该数据中心网络中，源交换节点可以通过M个第一类交换节点以及N个第二类交换节点将待发数据包交换到目的交换节点。具体地，该方法包括如下步骤：源交换节点通过本地保存的第一数据表指示的M个第一类交换节点中的第一交换节点向目的交换节点发送第一请求消息，该第一请求消息用于指示源交换节点发送完成待发数据包所需的总资源，该第一数据表用于指示数据中心网络内的交换节点的类型；源交换节点接收第一响应消息，第一响应消息包含待发数据包的第一调度信息，第一调度信息用于指示待发数据包的当前可用资源；源交换节点根据第一响应消息、通过第一数据表指示的N个第二类交换节点中的至少一个交换节点发送待发数据包。在第一方面提供的方法中，可以将用于实现源交换节点和目的交换节点间的数据转发的M+N个交换节点划分为两类：第一类交换节点和第二类交换节点。具体地，第一类交换节点可以是高规格交换节点，第二类交换节点可以是低规格交换节点。源交换节点和目的交换节点在进行交互时，可以在不同情况下通过不同类别的交换节点进行。因而，对于源交换节点来说，其本地可以保存有第一数据表，该第一数据表用于指示上述M+N个交换节点中每个交换节点的类型，以便源交换节点向目的交换节点发送数据或消息时，选择对应类型的交换节点对数据或消息进行转发。在上述方法中，源交换节点在发送第一请求消息时是通过M个第一类交换节点中的第一交换节点发送的。实际实现时，源交换节点也可以通过第二类交换节点发送第一请求消息，本申请实施例对此不做具体限定。第一方面提供的数据交换方法可应用于第一类交换节点和第二类交换节点混合组网的数据中心网络。在该方法中，在经过目的交换节点调度前，源交换节点发送的第一请求消息是通过第一类交换节点中的第一交换节点发送的，由于第一类交换节点通常拥有较大缓存和较强的处理能力，因而在未经目的交换节点调度前源交换节点通过第一交换节点发送第一请求消息，造成数据中心网络中的交换节点发生拥塞现象的概率较低。此外，在该方法中，由于待发数据包是在经过目的交换节点调度后发送的，目的交换节点通过第一响应消息指示待发数据包的当前可用资源，因而源交换节点在发送待发数据包时，仅基于当前可用资源进行发送，因而造成数据中心网络中的交换节点(比如目的交换节点、第一类交换节点或者第二类交换节点)发生拥塞现象的概率较低。综上，采用第一方面提供的数据交换方法可以减小数据中心网络的丢包率，提升数据中心网络的性能。此外，第一方面提供的数据交换方法应用于第一类交换节点和第二类交换节点混合组网的数据中心网络，这种组网方式与现有技术中各个交换节点均配置为第一类交换节点的组网方式相比，可以降低数据中心网络的部署成本。综上，采用第一方面提供的数据交换方法，可以在节省成本的前提下，基于混合组网方式实现交换节点间的数据交换，减小数据中心网络中的交换节点(比如目的交换节点、第一类交换节点或者第二类交换节点)发生拥塞现象的概率，减小数据中心网络的丢包率，提升数据中心网络的性能。在一种可能的设计中，第一类交换节点可以为高规格交换节点，第二类交换节点可以为低规格交换节点。具体地，源交换节点根据第一响应消息、通过N个第二类交换节点中的至少一个交换节点发送待发数据包，可以通过如下方式实现：源交换节点根据第一响应消息、通过N个第二类交换节点中的至少一个交换节点发送待发数据包的第一子数据包，第一子数据包占用的资源等于第一调度信息指示的当前可用资源，第一调度信息指示的当前可用资源小于第一请求消息指示的总资源。也就是说，当第一调度信息指示的当前可用资源小于第一请求消息指示的总资源时，该待发数据包的发送过程无法通过目的交换节点的一次调度完成，因而可以先发送待发数据包的第一子数据包，待发数据包中除第一子数据包之外的数据流量可通过后续调度过程发送。其中，在上述后续调度过程中，源交换节点执行的操作可以是：在源交换节点接收第一响应消息之后，源交换节点通过M个第一类交换节点和N个第二类交换节点中的至少一个交换节点向目的交换节点发送第二请求消息，第二请求消息用于指示源交换节点发送完成待发数据包所需的总资源；然后，源交换节点接收第二响应消息，第二响应消息包含待发数据包的第二调度信息，第二调度信息用于指示待发数据包的当前可用资源；接着，源交换节点根据第二响应消息、通过N个第二类交换节点中的至少一个交换节点发送待发数据包的第三子数据包，第三子数据包占用的资源等于第二调度信息指示的当前可用资源，第二调度信息指示的当前可用资源小于第二请求消息指示的总资源。该调度过程与基于第一请求消息的调度过程类似，此处不再赘述。在一种可能的设计中，在源交换节点接收第一响应消息之前，源交换节点通过M个第一类交换节点中的第二交换节点发送待发数据包的第二子数据包，第二子数据包占用的资源等于预设阈值。其中，该预设阈值可以是基于对该数据中心网络的架构、配置、主要业务类型、拥塞情况等信息综合评估后确定的具体数值。由于该预设阈值是经过评估后设置的，且第二子数据包的数据流量一般较小，因为在第二子数据包的发送造成数据中心网络发生拥塞现象的概率较低。也就是说，在经过目的交换节点调度之前，源交换节点根据预设阈值的具体数值发送的第二子数据包不会使得目的交换节点或者中间级交换节点(例如第二交换节点)发生拥塞。因此，在调度前即发送第二子数据包，可以在不造成网络拥塞的前提下提高待发数据包的发送效率，减小待发数据包的响应时延。其中，第一交换节点与第二交换节点可以为同一交换节点，该第二子数据包中可携带第一请求消息。也就是说，第一请求消息和第二子数据包可以在同一条消息中发送。例如，源交换节点可以在发送的第二子数据包的包头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据交换方法，其特征在于，所述方法应用于数据中心网络，所述数据中心网络包含M个第一类交换节点、N个第二类交换节点、源交换节点、目的交换节点，M≥1，N≥1；所述方法包括：/n所述源交换节点通过本地保存的第一数据表指示的所述M个第一类交换节点中的第一交换节点向所述目的交换节点发送第一请求消息，所述第一请求消息用于指示所述源交换节点发送完成待发数据包所需的总资源，所述第一数据表用于指示所述数据中心网络内的交换节点的类型；/n所述源交换节点接收第一响应消息，所述第一响应消息包含所述待发数据包的第一调度信息，所述第一调度信息用于指示所述待发数据包的当前可用资源；/n所述源交换节点根据所述第一响应消息、通过所述第一数据表指示的所述N个第二类交换节点中的至少一个交换节点发送所述待发数据包。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】一种数据交换方法，其特征在于，所述方法应用于数据中心网络，所述数据中心网络包含M个第一类交换节点、N个第二类交换节点、源交换节点、目的交换节点，M≥1，N≥1；所述方法包括：
所述源交换节点通过本地保存的第一数据表指示的所述M个第一类交换节点中的第一交换节点向所述目的交换节点发送第一请求消息，所述第一请求消息用于指示所述源交换节点发送完成待发数据包所需的总资源，所述第一数据表用于指示所述数据中心网络内的交换节点的类型；
所述源交换节点接收第一响应消息，所述第一响应消息包含所述待发数据包的第一调度信息，所述第一调度信息用于指示所述待发数据包的当前可用资源；
所述源交换节点根据所述第一响应消息、通过所述第一数据表指示的所述N个第二类交换节点中的至少一个交换节点发送所述待发数据包。


如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述源交换节点根据所述第一响应消息、通过所述N个第二类交换节点中的至少一个交换节点发送所述待发数据包，包括：
所述源交换节点根据所述第一响应消息、通过所述N个第二类交换节点中的至少一个交换节点发送所述待发数据包的第一子数据包，所述第一子数据包占用的资源等于所述第一调度信息指示的当前可用资源，所述第一调度信息指示的当前可用资源小于所述第一请求消息指示的总资源。


如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述源交换节点接收第一响应消息之前，还包括：
所述源交换节点通过所述M个第一类交换节点中的第二交换节点发送所述待发数据包的第二子数据包，所述第二子数据包占用的资源等于预设阈值。


如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一交换节点与所述第二交换节点为同一交换节点，所述第二子数据包携带所述第一请求消息。


如权利要求2～4任一项所述的方法，其特征在于，若所述第一调度信息指示的当前可用资源小于所述第一请求消息指示的总资源，则在所述源交换节点接收第一响应消息之后，还包括：
所述源交换节点通过所述M个第一类交换节点和所述N个第二类交换节点中的至少一个交换节点向所述目的交换节点发送第二请求消息，所述第二请求消息用于指示所述源交换节点发送完成所述待发数据包所需的总资源；
所述源交换节点接收第二响应消息，所述第二响应消息包含所述待发数据包的第二调度信息，所述第二调度信息用于指示所述待发数据包的当前可用资源；
所述源交换节点根据所述第二响应消息、通过所述N个第二类交换节点中的至少一个交换节点发送所述待发数据包的第三子数据包，所述第三子数据包占用的资源等于所述第二调度信息指示的当前可用资源，所述第二调度信息指示的当前可用资源小于所述第二请求消息指示的总资源。


如权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述第一类交换节点为高规格交换节点，所述第二类交换节点为低规格交换节点。


一种数据交换方法，其特征在于，所述方法应用于数据中心网络，所述数据中心网络包含M个第一类交换节点、N个第二类交换节点、源交换节点、目的交换节点，M≥1，N≥1；所述方法包括：
所述目的交换节点接收所述源交换节点通过所述M个第一类交换节点中的第一交换节点发送的第一请求消息，所述第一请求消息用于指示所述源交换节点完成发送待发数据包所需的总资源；
所述目的交换节点确定所述待发数据包的第一调度信息，所述第一调度信息用于指示所述待发数据包的当前可用资源；
所述目的交换节点通过本地保存的第二数据表指示的所述M个第一类交换节点和所述N个第二类交换节点中的至少一个交换节点发送第一响应消息，所述第一响应消息包含所述第一调度信息，所述第二数据表用于指示所述数据中心网络内的交换节点的类型；
所述目的交换节点接收所述源交换节点根据所述第一响应消息、并通过所述N个第二类交换节点中的至少一个交换节点发送的所述待发数据包。


如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述目的交换节点通过所述M个第一类交换节点和所述N个第二类交换节点中的至少一个交换节点发送第一响应消息之后，还包括：
所述目的交换节点接收所述待发数据包的第一子数据包，所述第一子数据包占用的资源等于所述第一调度信息指示的当前可用资源，所述第一调度信息指示的当前可用资源小于所述第一请求消息指示的总资源。


如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在所述目的交换节点接收第一请求消息之前，还包括：
所述目的交换节点接收所述源交换节点通过所述M个第一类交换节点中的第二交换节点发送的、所述待发数据包的第二子数据包，所述第二子数据包占用的资源等于预设阈值。


如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一交换节点与所述第二交换节点为同一交换节点，所述第二子数据包携带所述第一请求消息。


如权利要求8～10任一项所述的方法，其特征在于，若所述第一调度信息指示的当前可用资源小于所述第一请求消息指示的总资源，则在所述目的交换节点发送所述第一响应消息之后，还包括：
所述目的交换节点接收第二请求消息，所述第二请求消息用于指示所述源交换节点完成发送所述待发数据包所需的总资源；
所述目的交换节点根据所述第二请求消息确定所述待发数据包的第二调度信息，所述第二调度信息用于指示所述待发数据包的当前可用资源；
所述目的交换节点通过所述M个第一类交换节点和所述N个第二类交换节点中的至少一个交换节点发送第二响应消息，所述第二响应消息包含所述第二调度信息；
所述目的交换节点接收所述待发数据包的第三子数据包，所述第三子数据包占用的资源等于所述第二调度信息指示的当前可用资源，所述第二调度信息指示的当前可用资源小于所述第二请求消息指示的总资源。


如权利要求7～11任一项所述的方法，其特征在于，所述目的交换节点确定所述待发数据包的第一调度信息，包括：
所述目的交换节点根据以下信息中的至少一种确定所述待发数据包的第一调度信息：
所述第一请求消息的服务质量流QoS的特性；
所述待发数据包对应的输出队列OQ的拥塞程度；
所述待发数据包的流量。


如权利要求7～12任一项所述的方法，其特征在于，所述第一类交换节点为高规格交换节点，所述第二类交换节点为低规格交换节点。


一种数据交换节点，其特征在于，所述数据交换节点应用于数据中心网络，所述数据中心网络包含M个第一类交换节点、N个第二类交换节点、所述数据交换节点、目的交换节点，M≥1，N≥1；所述数据交换节点包括：
发送模块，用于通过本地保存的第一数据表指示的所述M个第一类交换节点中的第一交换节点向所...

【专利技术属性】
技术研发人员：林云，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44