一种全光交换网络控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及通信技术领域，具体公开了一种全光交换网络控制系统及方法，其中方法包括：S1、根据虚拟机内的应用类型生成虚拟机内所有通信请求，并分割成若干个通信矩阵，每层全光交叉开关对应一个通信矩阵；S2、为一资源块分配端口与波长；S3、重复步骤S2为其他资源块分配端口与波长，直至所有通信关系配置结束；S4、向该层全光交换开关下发交叉配置命令，使全光交叉开关基于交叉配置命令对端口进行配置；S5、重复步骤S2

【技术实现步骤摘要】
一种全光交换网络控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及通信
，特别涉及一种全光交换网络控制系统及方法。

技术介绍

[0002]目前的大多数的数据中心或超算中心是基于服务器为中心(server
‑
centric)的架构，在服务器内各种资源块(如CPU、RAM和加速器等)的比例是固定的，然而在数据中心中许多应用或者虚拟机(Virtual Machine，VM)对资源块的要求与该比例并不匹配，这导致了大量资源的浪费，造成了能耗的浪费。此外，当代的数据中心不断朝着高度并行化的方向发展，一些新型的数据密集型的应用需要使用大量服务器中的计算和内存/外存资源，资源冗余分配的问题对整体性能影响加剧。此外，数据中心中技术的升级需要整个服务器级别升级，无法为某种资源单独进行升级替换，因此对于大型的数据中心升级的成本非常高。
[0003]资源池化(Resource Pooling)架构的出现可以打破这一瓶颈。资源池化将资源块(计算、存储、加速器等)物理隔离开，每种资源块部署在一个独立的资源刀片(blade)上，并通过高度互连的网络连接这些资源刀片。然而对于资源池化系统来说，原本在一个服务器(刀片)内部完成的通信可能需要整个数据中心的网络来传送。这对模块之间的互联网络提出了更高的要求，尤其是如CPU
‑
RAM之间的通信指标将直接影响应用数据中心应用的性能。传统的多级电互联网络，在每级交换机都会引入排队等时延，尤其当数据量很大的情况下，网络性能恶化严重。
[0004]为此，需要一种能够降低大业务流延时，提升网络性能的全光交换网络控制系统及方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于，提供一种全光交换网络控制方法，能够降低大业务流延时，提升网络性能。
[0006]为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
[0007]一种全光交换网络控制方法，包括：
[0008]S0、接收虚拟机请求，并分配资源块；
[0009]还包括如下内容：
[0010]S1、根据虚拟机内的应用类型生成虚拟机内所有通信请求，并分割成若干个通信矩阵，每层全光交叉开关对应一个通信矩阵；
[0011]S2、为一资源块分配端口与波长；
[0012]S3、重复步骤S2为其他资源块分配端口与波长，直至所有通信关系配置结束，形成包括端口与波长交叉配置的交叉配置命令；
[0013]S4、向该层全光交换开关下发交叉配置命令，使全光交叉开关基于交叉配置命令对端口进行配置；
[0014]S5、重复步骤S2
‑
S4，直至所有层的全光交叉开关配置完成；
[0015]S6、对全光交叉开关配置结束后，全光交叉开关将端口产生的特定波长的光信号按照配置交换至指定端口，从而实现数据交换。
[0016]进一步，还包括步骤S7、当通信的数据量高于阈值时，控制全光交换开关的一个端口进行即时的波长切换，为该数据量高于阈值的业务流建立光路，在通信完成控制全光交换开关拆掉该光路。
[0017]进一步，所述步骤S1分割通信矩阵时，将通信发生间隔小于1ms的通信请求分入不同的通信矩阵。
[0018]进一步，所述步骤S1中，通信矩阵表示为：
[0019][0020]C
yx
＝C
xy
,x<y,x,y＝1
…
n
[0021]其中，资源块之间有通信设置为1，无通信设置为0。
[0022]进一步，所述步骤S2中，基于同一端口与不同端口使用不同波长的原则进行波长分配，且端口互联关系Cxy与Cyx使用相同的波长，其中x,y为端口号。
[0023]进一步，所述步骤S2中，通过涂色算法分配波长与端口对应关系；
[0024]对于分配的资源块ba，其通信关系集合为COMM{commay，Cay＝1，a<y}，其中ay为端口号，其未被分配的波长W{λb,λb+1,
…
,λw}；
[0025]按照y的序号顺序为commay顺序分配波长为λb,λb+1
…
；
[0026]在波长分配结束后，将ay端口设置为通过波长λ互联。
[0027]本专利技术的目的之二在于，提供一种全光交换网络控制系统，使用上述方法，包括全光交换网络和网络控制器；
[0028]网络控制器用于向全光交换网络发送交叉配置命令；交叉配置命令包括端口与波长交叉配置；
[0029]全光交换网络包括至少两层全光交叉开关，全光交叉开关用于根据交叉配置命令配置端口与波长，配置后的端口之间通过特定波长光信号相互通信。
[0030]进一步，所述网络控制器还用于在通信的数据量高于阈值时，通过交叉配置命令，控制全光交换开关的一个端口进行即时的波长切换，为该数据量高于阈值的业务流建立光路；
[0031]网络控制器还用于在通信完成后，通过交叉配置命令，控制全光交换开关拆掉该光路。
[0032]与现有技术相比，本专利技术优点在于：
[0033]当应用或虚拟机请求到达时，网络控制器重配置全光交叉开关，从而重构资源块的之间的连接关系，在虚拟机运行过程中，网络控制器进行全光交叉开关的配置与重构的决策。当遇到大业务流时，全光交叉开关改变端口之间的连接关系，即对全光交换网络进行动态的重构，保证大业务流的正常通过，与现有的排队等待相比，能有效降低延时。
附图说明
[0034]图1为实施例一一种全光交换网络控制方法的流程图；
[0035]图2为实施例二中全光交换网络架构图；
[0036]图3为实施例二中全光交换网络的网络配置示意图；
[0037]图4为实施例二中全光交换网络的资源块内部网络接口示意图。
具体实施方式
[0038]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0039]实施例一
[0040]如图1所示，本实施例的一种全光交换网络控制方法，包括如下步骤：
[0041]S0、接收新的VM请求Rq{C，M，S，
……
}，现有的资源调度器分配资源块：AL{b1,b2,b3,
…
,bn}；
[0042]S1、网络控制器根据虚拟机内的应用类型生成虚拟机内所有通信请求，并分割成若干个通信矩阵，每层全光交叉开关对应一个通信矩阵；将并行度高的通信请求分入不同的通信矩阵。本实施例中，并行度高指通信发生间隔小于1ms。
[0043]通信矩阵表示为：
[0044][0045]C
yx
＝C
xy
,x<y,x,y＝1
…
n
[0046]其中，资源块之间有通信设置为1，无通信设置为0。
[0047]S2、为一资源块分配端口与波长；基于同一端口与不同端口使用不同波长的原则进行波长分配，且端口互联关系Cxy与Cyx使用相同的波长，其中x,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全光交换网络控制方法，包括:S0、接收虚拟机请求，并分配资源块；其特征在于，还包括如下内容：S1、根据虚拟机内的应用类型生成虚拟机内所有通信请求，并分割成若干个通信矩阵，每层全光交叉开关对应一个通信矩阵；S2、为一资源块分配端口与波长；S3、重复步骤S2为其他资源块分配端口与波长，直至所有通信关系配置结束，形成包括端口与波长交叉配置的交叉配置命令；S4、向该层全光交换开关下发交叉配置命令，使全光交叉开关基于交叉配置命令对端口进行配置；S5、重复步骤S2
‑
S4，直至所有层的全光交叉开关配置完成；S6、对全光交叉开关配置结束后，全光交叉开关将端口产生的特定波长的光信号按照配置交换至指定端口，从而实现数据交换。2.根据权利要求1所述的全光交换网络控制方法，其特征在于：还包括步骤S7、当通信的数据量高于阈值时，控制全光交换开关的一个端口进行即时的波长切换，为该数据量高于阈值的业务流建立光路，在通信完成控制全光交换开关拆掉该光路。3.根据权利要求1所述的全光交换网络控制方法，其特征在于：所述步骤S1分割通信矩阵时，将通信发生间隔小于1ms的通信请求分入不同的通信矩阵。4.根据权利要求3所述的全光交换网络控制方法，其特征在于：所述步骤S1中，通信矩阵表示为：C
yx
＝C
xy
,x<y,x,y＝1.....n其中，资源块之间有通信设置为1，无通信设置为0。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文喆，元国军，黄萍萍，王展，谭光明，
申请(专利权)人：中科计算技术西部研究院，
类型：发明
国别省市：