一种BENES网络路由投机求解方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种BENES网络路由投机求解方法和装置，方法包括以下步骤：S1：构建一个N

【技术实现步骤摘要】
一种BENES网络路由投机求解方法和装置


[0001]本专利技术涉及路由计算领域，更具体地，涉及一种BENES网络路由投机求解方法和装置。

技术介绍

[0002]网络交换机是一种用于电/光信号转发的网络设备，可以为任意两个接入的网络交换节点提供通路。网络交换架构分为受限阻塞型、重排无阻塞型和严格无阻塞型架构，三者所使用的开关单元数目包括级数是递增的。其中Benes网络属于重排无阻塞型架构，即当有新的输入
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输出端口连接建立时，所有路径需重新规划、开关单元状态经过重新规划后可以满足全部连接需求。相较于严格无阻塞型网络架构，Benes网络的规模更小、路由时经过的级数更少。得益于Benes网络架构带来的器件低损耗、小尺寸，其在光交换网络结构中得到了广泛应用，但是此网络架构下的路径切换算法较为复杂，因此需要重点关注。
[0003]BENES网络的问题在于路由求解困难，现有最好的硬件实现仍然需要100ns的求解时间(针对16x16 BENES网络)，相比于光开关的切换时间几个ns来说，过于慢了。
[0004]短期内针对BENES网络路由求解的算法不会有突破提升，同时最好的硬件实现方法也已将潜能压榨殆尽，目前进一步降低求解时间的方式只能依靠先进制程和更高的运行频率。
[0005]现有技术中公开了一种面向Benes网络的低复杂度避障路由方法及装置，对于Benes网络，通过对故障单元判定子网连接优先级；根据输入输出端口连接情况，构建输入层输入端口、输出层输出端口、子网连接优先级的关联关系；根据关联关系确定输入层、输出层开关状态；根据开关状态更新子网中的输入输出端口连接情况；当输入输出端口连接情况达到中间级，则确定中间级开关单元状态并结束流程；否则，将次边缘级作为最新的边缘级，重新进行故障单元分析。面向开关单元设计不理想、配套控制电路及电封装不连通情况，该低复杂度避障路由方法可实现任意规模Benes网络结构、任意端口配置情况下的低阻塞率路由，实现开关单元资源利用最优化。该方案无法进一步降低BENES网络的路由求解时间。

技术实现思路

[0006]本专利技术的首要目的是提供一种BENES网络路由投机求解方法，用于快速获得目标路由的解，配合适当的路由决策策略，在应用投机方法后，平均求解时间可以降低至数十纳秒。
[0007]本专利技术的进一步目的提供一种BENES网络路由投机求解装置。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种BENES网络路由投机求解方法，所述方法寻找BENES网络中的一个2x2光开关，使得每次BENES网络重构只交换两条输入输出链路时，改变该2x2光开关的状态，即可完成重构，投机求解方法包括以下步骤：
[0010]S1：构建一个N
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N的BENES网络仿真阵列，所述BENES网络仿真阵列与当前被控制的BENES网络拓扑完全相同；
[0011]S2：制造N路不同的输入信号，每一路对应连接所述BENES网络仿真阵列的一路输入端口；
[0012]S3：观测流过所述BENES网络仿真阵列的每一个2x2开关的信号；
[0013]S4：寻找一个2x2开关，该2x2开关的两路输入端口分别接收来自待交换的两条输入输出链路的输入端口的输入信号；
[0014]S5：改变BENES网络中与步骤S4寻找到的2x2开关对应位置的2x2光开关的状态，完成重构。
[0015]优选地，所述步骤S2中制造N路不同的输入信号，具体为：
[0016]制造的输入数据为该输入数据对应的BENES网络仿真阵列的输入端口对应的编号，取值为1至N。
[0017]优选地，所述步骤S3中观测流过所述BENES网络仿真阵列的每一个2x2开关的信号，具体为：
[0018]将所述BENES网络仿真阵列的每一个2x2开关的两路输入信号引出并接入一观测模块中进行观测。
[0019]优选地，所述步骤S4中寻找一个2x2开关：
[0020]令交换的两条输入输出链路的输入端口为A和B，生成一个二元组(A，B)；
[0021]利用生成的二元组(A，B)与所述BENES网络仿真阵列的每一个2x2开关的输入信号进行匹配，匹配成功的，即为要寻找的2x2开关。
[0022]优选地，所述步骤S5，具体为：
[0023]将步骤S4寻找到的2x2开关的编号输出，BENES网络接收到编号后，改变编号对应的光开关状态，若光开关的状态为交叉，则变为平行；若光开关的状态为平行，则变为交叉。
[0024]优选地，使用传统BENES网络求解算法同步进行保底运算得到保底运算结果，若所述投机求解方法命中时，采用所述投机求解方法的运算结果，舍弃保底运算结果；若所述投机求解方法未命中时，等待保底运算结果并执行。
[0025]一种BENES网络路由投机求解装置，包括模拟数据输入激励模块、BENES网络求解阵列模块、观测模块和状态拼接器，其中：
[0026]所述模拟数据输入激励模块恒定提供N路不同的信号并且驱动模拟BENES阵列对应的输入端口，为BENES网络求解阵列模块提供输入激励；
[0027]所述BENES网络求解阵列模块中内置一个N
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N的BENES网络仿真阵列，所述BENES网络仿真阵列与当前被控制的BENES网络拓扑完全相同，所述模拟数据输入激励模块提供N路不同的信号分别与所述BENES网络仿真阵列的N个输入端口连接；
[0028]所述观测模块接收路由求解输入，所述观测模块与所述BENES网络仿真阵列的每一个2
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2开关的输入端口连接，所述观测模块将两路输入端口分别接收来自待交换的两条输入输出链路的输入端口的输入信号的2x2开关的编号输出至状态拼接器；
[0029]所述状态拼接器中保存有承载当前BENES光开关阵列的状态集合，接收需要改变状态的光开关编号，在内部改变对应的光开关状态存储值并与其余光开关状态拼接，输出完整的光开关状态序列。
[0030]优选地，所述模拟数据输入激励模块恒定提供N路不同的信号分别为该输入数据对应的BENES网络仿真阵列的输入端口对应的编号，取值为1至N。
[0031]优选地，所述观测模块将两路输入端口分别接收来自待交换的两条输入输出链路的输入端口的输入信号的2x2开关的编号输出至状态拼接器，具体为：
[0032]令交换的两条输入输出链路的输入端口为A和B，生成一个二元组(A，B)；
[0033]利用生成的二元组(A，B)与所述BENES网络仿真阵列的每一个2x2开关的输入信号进行匹配，匹配成功的，即为要寻找的2x2开关，将该2x2开关的编号输出至状态拼接器。
[0034]优选地，还包括BENES求解器和路由求解收集器，其中：
[0035]所述BENES求解器接收路由求解输入，所述BENES求解器使用传统BENES网络求解算法同步进行保底运算得到保底运算结果，并将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种BENES网络路由投机求解方法，其特征在于，所述方法寻找BENES网络中的一个2x2光开关，使得每次BENES网络重构只交换两条输入输出链路时，改变该2x2光开关的状态，即可完成重构，投机求解方法包括以下步骤：S1：构建一个N
×
N的BENES网络仿真阵列，所述BENES网络仿真阵列与当前被控制的BENES网络拓扑完全相同；S2：制造N路不同的输入信号，每一路对应连接所述BENES网络仿真阵列的一路输入端口；S3：观测流过所述BENES网络仿真阵列的每一个2x2开关的信号；S4：寻找一个2x2开关，该2x2开关的两路输入端口分别接收来自待交换的两条输入输出链路的输入端口的输入信号；S5：改变BENES网络中与步骤S4寻找到的2x2开关对应位置的2x2光开关的状态，完成重构。2.根据权利要求1所述的BENES网络路由投机求解方法，其特征在于，所述步骤S2中制造N路不同的输入信号，具体为：制造的输入数据为该输入数据对应的BENES网络仿真阵列的输入端口对应的编号。3.根据权利要求1所述的BENES网络路由投机求解方法，其特征在于，所述步骤S3中观测流过所述BENES网络仿真阵列的每一个2x2开关的信号，具体为：将所述BENES网络仿真阵列的每一个2x2开关的两路输入信号引出并接入一观测模块中进行观测。4.根据权利要求1所述的BENES网络路由投机求解方法，其特征在于，所述步骤S4中寻找一个2x2开关，具体为：令交换的两条输入输出链路的输入端口为A和B，生成一个二元组(A，B)；利用生成的二元组(A，B)与所述BENES网络仿真阵列的每一个2x2开关的输入信号进行匹配，匹配成功的，即为要寻找的2x2开关。5.根据权利要求1所述的BENES网络路由投机求解方法，其特征在于，所述步骤S5，具体为：将步骤S4寻找到的2x2开关的编号输出，BENES网络接收到编号后，改变编号对应的光开关状态，若光开关的状态为交叉，则变为平行；若光开关的状态为平行，则变为交叉。6.根据权利要求1至5任一项所述BENES网络路由投机求解方法，其特征在于，使用传统BENES网络求解算法同步进行保底运算得到保底运算结果，若所述投机求解方法命中时，采用所述投机求解方法的运算结果，舍弃保底运算结果；若所述投机求解方法未命中时，等待保底运算结果并执行。7.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦梦远，郝沁汾，
申请(专利权)人：无锡芯光互连技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：