本发明专利技术涉及通信技术领域，具体公开了一种用于资源池化的全光网络系统、装置及控制方法，其中装置包括资源块、全光交换网络、电控制交换网络和网络控制器；网络控制器用于向全光交换网络发送交叉配置命令；电控制交换网络用于实现控制信号在资源块与网络控制器之间的交换；资源块与全光交换网络分别基于控制信号与交叉配置命令实现相互的网络连接。采用本发明专利技术的技术方案能够优化网络性能，减少网络延迟。迟。迟。
【技术实现步骤摘要】
一种用于资源池化的全光网络系统、装置及控制方法
[0001]本专利技术涉及通信
，特别涉及一种用于资源池化的全光网络系统、装置及控制方法。
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(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(计算、存储、加速器等)物理隔离开，每种资源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。
专利
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的之一在于，提供一种用于资源池化的全光网络装置，能够优化网络性能，减少网络延迟。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
[0006]一种用于资源池化的全光网络装置，包括资源块、全光交换网络、电控制交换网络和网络控制器；
[0007]网络控制器用于向全光交换网络发送交叉配置命令；
[0008]电控制交换网络用于实现控制信号在资源块与网络控制器之间的交换；
[0009]资源块与全光交换网络分别基于控制信号与交叉配置命令实现相互的网络连接。
[0010]进一步，所述资源块包括网络接口；全光交换网络包括至少两层全光交叉开关；全光交叉开关包括控制接口和若干端口，网络接口通过光路连接至全光交叉开关的端口上；
[0011]网络控制器与所有全光交叉开关的控制接口互联，向全光交叉开关的控制接口下发交叉配置命令；交叉配置命令包括端口与波长交叉配置；
[0012]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；
[0013]网络接口用于根据控制信号产生不同波长的光信号，根据不同波长的光信号与全
光交叉开关的端口通信。
[0014]进一步，所述网络接口向网络控制器发送的控制信号包括该资源块内部的通信状态与通信请求；网络控制器向资源块发送的控制信号包括波长路由表以及重构命令。
[0015]进一步，所述网络接口包括控制单元、数据通路模块、时钟同步模块、光数据端口和控制端口；
[0016]光数据端口的数量为若干个，光数据端口用于产生波长可调谐光信号；每个光数据端口通过光路与一个全光交叉开关的端口连接；
[0017]控制端口通过光路与电控制交换网络连接，控制信号通过电控制交换网络在控制端口与网络控制器之间交换；
[0018]数据通路模块用于将数据按照不同的目的节点存入不同的队列中；
[0019]时钟同步模块用于通过控制端口与通信的节点进行传输信号时钟与相位的同步；
[0020]控制单元用于根据目前的端口链路对应的目的节点判断是否发送该数据对应的队列，如果目前端口对应的目的节点与数据的目的节点相符，则可以发送；如果目的端口的对应的目的节点与目的节点不相符，则继续存在队列中；
[0021]光数据端口用于将可以发送的队列数据发送至全光交叉开关中。
[0022]进一步，当通信的数据量低于阈值时，数据通路模块还用于将数据先放入对应目的节点的队列中，所有队列对应至少一个光数据端口与一层全光交叉开关；光数据端口用于等待其对应的时隙进行数据发送；
[0023]当通信的数据量高于阈值时，控制端口用于通过电控制交换网络向网络控制器发送光数据端口的通信状态与通信请求，网络控制器用于通过电控制交换网络向控制单元下发重构命令；控制单元用于收到重构命令后查询全光交叉开关该端口对应的波长路由表，配置相应的波长；资源块的控制端口用于通过电控制交换网络与目的资源块进行建路消息的交换；
[0024]网络控制器还用于通过交叉配置命令，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；
[0025]控制端口还用于在通信完成后，向网络控制器发送光数据端口的通信状态，网络控制器还用于通过交叉配置命令，控制全光交换开关拆掉该光路。
[0026]进一步，所述重构命令中包括切路的目的资源块、需要进行的切路的光数据端口序号。
[0027]本专利技术的目的之二在于，提供一种用于资源池化的全光网络系统，使用上述装置。
[0028]本专利技术的目的之三在于，提供一种用于资源池化的全光网络控制方法，包括如下内容：
[0029]步骤1、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d个通信矩阵，每层全光交叉开关对应一个通信矩阵；
[0030]步骤2、为一资源块分配端口与波长；
[0031]步骤3、重复步骤2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；
[0032]步骤4、网络控制器向该层全光交换开关下发交叉配置命令；全光交叉开关基于交叉配置命令对端口进行配置；
[0033]步骤5、重复步骤2
‑
4，直至所有层的全光交叉开关配置完成；
[0034]步骤6、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；
[0035]步骤7、虚拟机开始运行后，资源块之间的通信由控制单元按照目的节点，查询本地波长路由表，并配置本地收发波长；
[0036]当通信的数据量低于阈值时，数据通路模块将其先放入对应目的节点的队列中，所有队列对应至少一个光数据端口与一层全光交叉开关，光数据端口等待其对应的时隙进行数据发送；
[0037]数据量高于阈值时，网络控制器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，并在通信完成后通知网络控制器，网络控制器控制全光交换开关拆掉该光路。
[0038]进一步，所述步骤2中，通过涂色算法分配波长与端口对应关系。
[0039]与现有技术相比，本专利技术优点在于：
[0040]本方案可以实现不同维度的重构，当虚拟机请求到达时，网络控制器本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于资源池化的全光网络装置，其特征在于，包括资源块、全光交换网络、电控制交换网络和网络控制器；网络控制器用于向全光交换网络发送交叉配置命令；电控制交换网络用于实现控制信号在资源块与网络控制器之间的交换；资源块与全光交换网络分别基于控制信号与交叉配置命令实现相互的网络连接。2.根据权利要求1所述的用于资源池化的全光网络装置，其特征在于：所述资源块包括网络接口；全光交换网络包括至少两层全光交叉开关；全光交叉开关包括控制接口和若干端口，网络接口通过光路连接至全光交叉开关的端口上；网络控制器与所有全光交叉开关的控制接口互联，向全光交叉开关的控制接口下发交叉配置命令；交叉配置命令包括端口与波长交叉配置；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；网络接口用于根据控制信号产生不同波长的光信号，根据不同波长的光信号与全光交叉开关的端口通信。3.根据权利要求2所述的用于资源池化的全光网络装置，其特征在于：所述网络接口向网络控制器发送的控制信号包括该资源块内部的通信状态与通信请求；网络控制器向资源块发送的控制信号包括波长路由表以及重构命令。4.根据权利要求3所述的用于资源池化的全光网络装置，其特征在于：所述网络接口包括控制单元、数据通路模块、时钟同步模块、光数据端口和控制端口；光数据端口的数量为若干个，光数据端口用于产生波长可调谐光信号；每个光数据端口通过光路与一个全光交叉开关的端口连接；控制端口通过光路与电控制交换网络连接，控制信号通过电控制交换网络在控制端口与网络控制器之间交换；数据通路模块用于将数据按照不同的目的节点存入不同的队列中；时钟同步模块用于通过控制端口与通信的节点进行传输信号时钟与相位的同步；控制单元用于根据目前的端口链路对应的目的节点判断是否发送该数据对应的队列，如果目前端口对应的目的节点与数据的目的节点相符，则可以发送；如果目的端口的对应的目的节点与目的节点不相符，则继续存在队列中；光数据端口用于将可以发送的队列数据发送至全光交叉开关中。5.根据权利要求4所述的用于资源池化的全光网络装置，其特征在于：当通信的数据量低于阈值时，数据通路模块还用于将数据先放入对应目的节点的队列中，所有队列对应至少一个光数据端口与一层全光交叉开关；光数据端口用于等待其对应的时隙进行数据发送；当通信的数据量高于阈值时，控制端...
【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：
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