高效地互连计算节点以能够使用高基数网络交换机制造技术

一种用于高效地互连计算节点的系统包括多个计算节点和并行地耦合到多个计算节点的多个网络交换机。该系统还包括多个节点接口。多个计算节点中的每个计算节点包括用于多个网络交换机中的每个网络交换机的至少一个节点接口。与计算节点对应的多个节点接口被配置为经由多个网络交换机向另一计算节点发送数据。该系统还包括多个交换机接口。多个网络交换机中的每个网络交换机包括用于多个计算节点中的每个计算节点的至少一个交换机接口。与计算节点对应的交换机接口耦合到与计算节点对应的节点接口。对应的节点接口。对应的节点接口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高效地互连计算节点以能够使用高基数网络交换机
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2021年4月28日提交的第17/243,534号美国专利申请的优先权和权益，该美国专利申请要求于2020年11月3日提交的第63/109,259号美国临时专利申请的权益和优先权。上述申请的全部内容通过引用以其整体明确地并入本文。

技术介绍

[0002]高速数据通信通常使用序列化器/反序列化器(SerDes)。SerDes将多个并行数据流转换为串行数据流，该串行数据流通过高速连接被传输到接收器，该接收器将串行数据流转换回原始的并行数据流。基本SerDes功能可以用两个功能块实现：在发射器侧的并行到串行转换器和在接收器侧的串行到并行转换器。
[0003]例如，假设源计算节点有n个并行数据流要发送到目的地计算节点，其中n可以是大于或等于二的任何正整数。还假设这些n个数据流中的每个数据流具有数据速率r。SerDes可以在源计算节点处利用并行到串行转换器来实现，并且在目的地计算节点处利用串行到并行转换器来实现。源计算节点处的并行到串行转换器将n个并行数据流转换为单个数据流。此单个数据流的数据速率为n
·
r。目的地计算节点处的串行到并行转换器将单个数据流转换回n个并行数据流，每个并行数据流具有数据速率r。
[0004]换言之，利用SerDes，多个相对低带宽信道(n个并行数据流，每个并行数据流具有数据速率r)可以被转换为单个高带宽信道(具有数据速率n
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r的单个数据流)，以用于从源计算节点到目的地计算节点的传输。然后可以在目的地计算节点处将单个高带宽信道转换回多个相对低带宽信道。
[0005]SerDes可以是有益的，因为它降低了连接器和电缆的成本。在上面的示例中，可以只有一个电缆连接源计算节点和目的地计算节点，而不需要n个单独的电缆(n个并行数据流中的每个并行数据流需要一个电缆)。
[0006]针对高速SerDes的大部分需求来自大规模的计算机网络，例如在数据中心中实现的网络。数据中心是用于容纳计算系统(例如服务器)和相关联部件的物理设施。大规模数据中心网络通常包括将数据中心中的计算系统互连的许多网络设备(例如，交换机、路由器)。
[0007]在大规模计算机网络中使用SerDes可能会影响网络设备被配置的方式。这是因为，如上所述，SerDes涉及将多个相对低带宽信道(n个并行数据流，每个并行数据流具有数据速率r)转换为单个高带宽信道(具有数据速率n
·
r的单个数据流)，以用于从源计算节点到目的地计算节点的传输。因此，在使用SerDes的网络中，网络设备可以被配置为支持高带宽信道的传输。

技术实现思路

[0008]根据本公开的一方面，公开了一种用于高效地互连数据中心中的计算节点的系统。该系统包括多个计算节点、并行地耦合到多个计算节点的多个网络交换机、以及用于多
个计算节点中的每个计算节点的多个节点接口。多个节点接口在不执行序列化或反序列化的情况下经由多个网络交换机在数据中心中的多个计算节点之间发送和接收数据通信。该系统还包括多个交换机接口。多个网络交换机中的每个网络交换机包括用于多个计算节点中的每个计算节点的交换机接口。与计算节点对应的交换机接口耦合到与计算节点对应的节点接口。
[0009]多个节点接口中的每个节点接口可以被配置为从数据源接收串行数据流，并且经由多个网络交换机中的网络交换机向另一计算节点发送串行数据流。
[0010]多个网络交换机可以光耦合到多个计算节点。多个节点接口可以包括多个节点光收发器。多个节点接口中的每个节点接口可以包括至少一个节点光收发器。多个交换机接口可以包括多个交换机光收发器。多个交换机接口中的每个交换机接口可以包括至少一个交换机光收发器。
[0011]多个节点光收发器与多个交换机光收发器之间的通信可以经由自由空间光通信发生。
[0012]该系统还可以包括多个光缆，多个光缆将多个节点光收发器与多个交换机光收发器光耦合。
[0013]多个网络交换机可以电耦合到多个计算节点。
[0014]根据本公开的另一方面，公开了一种用于高效地互连数据中心中的计算节点的系统。该系统包括第一多个网络交换机，其将包括第一计算节点和第二计算节点的第一多个计算节点互连。第一多个网络交换机并行地耦合到第一多个计算节点。该系统还包括第一多个交换机接口。第一多个网络交换机中的每个网络交换机包括用于第一多个计算节点中的每个计算节点的交换机接口。该系统还包括与第一计算节点对应的第一多个节点接口。第一多个节点接口被配置为经由第一多个网络交换机向第二计算节点发送多个并行数据流。第一多个节点接口在不执行序列化的情况下向第二计算节点发送多个并行数据流。该系统还包括与第二计算节点对应的第二多个节点接口。第一多个节点接口和第二多个节点接口都包括用于第一多个网络交换机中的每个网络交换机的节点接口。第二多个节点接口被配置为经由第一多个网络交换机从第一计算节点接收多个并行数据流。第二多个节点接口被配置为在不执行反序列化的情况下从第一计算节点接收多个并行数据流。
[0015]第一多个节点接口中的每个节点接口可以被配置为从数据源接收串行数据流，并且经由第一多个网络交换机向第二计算节点发送串行数据流。
[0016]第二多个节点接口中的每个节点接口可以被配置为从网络交换机接收串行数据流，并且向第二计算节点上的数据宿发送串行数据流。
[0017]第一多个网络交换机可以光耦合到包括第一计算节点和第二计算节点的第一多个计算节点。第一多个节点接口可以包括第一多个节点光收发器。第二多个节点接口可以包括第二多个节点光收发器。第一多个交换机接口可以包括：光耦合到第一多个节点光收发器的第一多个交换机光收发器、以及光耦合到第二多个节点光收发器的第二多个交换机光收发器。
[0018]第一多个节点光收发器可以被配置为与第一多个交换机光收发器通信，并且第二多个节点光收发器可以被配置为经由自由空间光通信与第二多个交换机光收发器通信。
[0019]该系统还可以包括第一多个光缆，其将第一多个节点光收发器与第一多个交换机
光收发器光耦合。该系统还可以包括第二多个光缆，其将第二多个节点光收发器与第二多个交换机光收发器光耦合。
[0020]第一多个节点接口可以电耦合到第一多个交换机接口的第一子集。第二多个节点接口可以电耦合到第一多个交换机接口的第二子集。
[0021]该系统还可以包括耦合到第二多个计算节点的第二多个网络交换机。该系统还可以包括使第一多个计算节点能够与第二多个计算节点通信的附加网络交换机。附加网络交换机可以耦合到第一多个网络交换机和第二多个网络交换机。
[0022]根据本公开的另一方面，公开了一种用于高效地互连计算节点的系统。该系统包括第一多个网络交换机，其将包括第一计算节点和第二计算节点的第一多个计算节点互连。第一多个网络交换机以并行配置被光耦合到第一多个计算节点。该系统还包括多个交换机光收发器。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于高效地互连数据中心中的计算节点的系统，包括：多个计算节点；多个网络交换机，并行地耦合到所述多个计算节点；多个节点接口，用于所述多个计算节点中的每个计算节点，其中所述多个节点接口在不执行序列化或反序列化的情况下经由所述多个网络交换机在所述数据中心中的所述多个计算节点之间发送和接收数据通信；以及多个交换机接口，其中所述多个网络交换机中的每个网络交换机包括用于所述多个计算节点中的每个计算节点的交换机接口，并且其中与计算节点对应的所述交换机接口耦合到与所述计算节点对应的节点接口。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个节点接口中的每个节点接口被配置为从数据源接收串行数据流，并且经由所述多个网络交换机中的网络交换机向另一计算节点发送所述串行数据流。3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其中：所述多个网络交换机光耦合到所述多个计算节点；所述多个节点接口包括多个节点光收发器，所述多个节点接口中的每个节点接口包括至少一个节点光收发器；并且所述多个交换机接口包括多个交换机光收发器，所述多个交换机接口中的每个交换机接口包括至少一个交换机光收发器。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述多个节点光收发器与所述多个交换机光收发器之间的通信经由自由空间光通信发生。5.根据权利要求3所述的系统，还包括多个光缆，所述多个光缆将所述多个节点光收发器与所述多个交换机光收发器光耦合。6.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述多个网络交换机电耦合到所述多个计算节点。7.一种用于高效地互连数据中心中的计算节点的系统，包括：第一多个网络交换机，其将包括第一计算节点和第二计算节点的第一多个计算节点互连，所述第一多个网络交换机并行地耦合到所述第一多个计算节点；第一多个交换机接口，所述第一多个网络交换机中的每个网络交换机包括用于所述第一多个计算节点中的每个计算节点的交换机接口；与所述第一计算节点对应的第一多个节点接口，其中所述第一多个节点接口被配置为经由所述第一多个网络交换机向所述第二计算节点发送多个并行数据流，并且其中所述第一多个节点接口在不执行序列化的情况下向所述第二计算节点发送所述多个并行数据流；以及与所述第二计算节点对应的第二多个节点接口，其中所述第一多个节点接口和所述第二多个节点接口都包括用于所述第一多个网络交换机中的每个网络交换机的节点接口，其中所述第二多个节点接口被配置为经...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：