交换式矩阵数据中心网络系统及数据包转发方法技术方案

本发明专利技术公开了一种交换式矩阵数据中心网络系统及数据包转发方法，其中，该系统包括：交换机和多个主机服务器，交换机包括：行首交换机、列首交换机以及接入交换机；其中，行首交换机与列首交换机是二层交换机，行首交换机用于将与行首交换机位于同一行的接入交换机连接在一起，列首交换机用于将与列首交换机位于同一列的接入交换机连接在一起；接入交换机为三层交换机，用于将一个或多个主机服务器接入网络中。本发明专利技术解决了现有技术中采用三层交换机作为行首和列首接入交换机而导致的数据包的转发效率降低，数据包转发的复杂性增加的技术问题，达到了简化路由选择的过程，提高数据包转发的效率的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
交换式矩阵数据中心网络系统及数据包转发方法
本专利技术涉及通信领域，具体而言，涉及一种交换式矩阵数据中心网络系统及数据包转发方法。
技术介绍
数据中心是企业各种应用服务的提供中心，是对数据进行运算、交换以及存储的中心。它结合了先进的网络技术和存储技术，承载了网络中80％以上的服务请求和数据存储量，为客户业务体系的健康运转提供了服务和运行平台。随着数据中心规模的日益扩大，现有的树形网络拓扑架构在网络核心层不可避免地会出现带宽瓶颈问题，导致网络在传输时产生延迟、传输效率等方面整体性能的下降。为了解决网络核心层带宽通信的瓶颈问题，目前主要采用Clos网络或者胖树(FatTree)拓扑的形式组成无阻塞网络，并根据拓扑结构的特点，提出相应的路由/交换方法，比如：FatTree结构、Clos网络、多分支胖树网络拓扑结构以及交换式矩阵网络结构等。与其他网络结构相比，交换式矩阵网络具备结构简单、配置灵活、易于维护、扩展性好和路由算法简单的优点。目前的交换式矩阵网络的路由算法中，一般采用三层交换机作为行首和列首接入交换机，这样在对数据包进行转发的过程中，在行首和列首需要对数据包进行网络层的解析处理，从而降低了数据包转发的效率，也增加了数据包转发的复杂性。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术提供了一种交换式矩阵数据中心网络系统及数据包转发方法，以至少解决现有技术中采用三层交换机作为行首和列首接入交换机而导致的数据包的转发效率降低，数据包转发的复杂性增加的技术问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种交换式矩阵数据中心网络系统，包括：交换机和多个主机服务器，交换机包括：行首交换机、列首交换机以及接入交换机；其中，行首交换机与列首交换机是二层交换机，行首交换机用于将与行首交换机位于同一行的接入交换机连接在一起，列首交换机用于将与列首交换机位于同一列的接入交换机连接在一起；接入交换机为三层交换机，用于将一个或多个主机服务器接入网络中。优选地，每一行设置多个行首交换机和/或每一列设置多个列首交换机。优选地，位于同一行的多个行首交换机通过链路聚合技术聚合成一个虚拟交换机，位于同一列的多个列首交换机通过链路聚合技术聚合成一个虚拟交换机。根据本专利技术的另一方面，提供了一种上述的交换式矩阵数据中心网络系统的数据包转发方法，包括：接入交换机确定接收到的需要转发的数据包的目的主机是否在与接入交换机所对应的子网中；如果不是，则接入交换机通过与接入交换机位于同一行或者同一列的接入交换机对数据包进行转发。优选地，接入交换机存储有网络系统中各个接入交换机的链路状态，其中，链路状态用于指示与该接入交换机位于同一行或者同一列的接入交换机的数据包是否可以直接被转发到该接入交换机。优选地，接入交换机通过与接入交换机位于同一行或者同一列的接入交换机对数据包进行转发包括：接入交换机确定通过位于同一行或者同一列的接入交换机将数据包转发到目的主机所需经过的路径；通过确定的路径将数据包转发到目的主机。优选地，接入交换机确定通过位于同一行或者同一列的接入交换机将数据包转发到目的主机所需经过的路径包括：如果与接入交换机位于同一行或者同一列的接入交换机存在行不可达或者列不可达的接入交换机；则接入交换机重新确定将数据包转发到目的主机所经过的路径。优选地，上述方法还包括：当接入交换机确定自身的链路状态发生变化时，接入交换机将链路状态广播给与该接入交换位于同一行或者同一列的接入交换机；位于同一行或者同一列的接入交换机将接收到的链路状态与自身存储的对应于该接入交换机的链路状态进行比较，如果不相同，则更新本地存储的对应于该接入交换机的链路状态。优选地，接入交换机通过接收到的协议数据单元PDU状态报文确定自身的链路状态。优选地，在位于同一行或者同一列的接入交换机将接收到的链路状态与自身存储的对应于该接入交换机的链路状态进行比较的过程中，上述方法还包括：位于同一行或者同一列的接入交换机将接收到的链路状态广播给与自身位于同一行或者同一列的接入交换机。在本专利技术中，采用二层交换机作为行首和列首的交换机，从而在对数据包进行转发的过程中，在行首和列首交换机中可以直接通过链路层进行转发而不需要对数据包进行网络层的解析，解决了现有技术中采用三层交换机作为行首和列首接入交换机而导致的数据包的转发效率降低，数据包转发的复杂性增加的技术问题，从而达到了简化路由选择的过程，提高数据包转发的效率的技术效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术实施例的交换式矩阵数据中心网络系统的一种优选示意图；图2是根据本专利技术实施例的数据包转发方法的一种优选流程图；图3是根据本专利技术实施例的数据包转发方法的另一种优选流程图；图4是根据本专利技术实施例的数据包转发方法的又一种优选流程图。具体实施方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术实施例提供了一种交换式矩阵数据中心网络系统，如图1所示，包括：交换机和多个主机服务器，上述的交换机包括：行首交换机、列首交换机以及接入交换机；其中，行首交换机与列首交换机是二层交换机，行首交换机用于将与行首交换机位于同一行的接入交换机连接在一起，列首交换机用于将与列首交换机位于同一列的接入交换机连接在一起；接入交换机为三层交换机，用于将一个或多个主机服务器接入网络中。在上述优选实施方式中，采用二层交换机作为行首和列首的交换机，从而在对数据包进行转发的过程中，在行首和列首交换机中可以直接通过链路层进行转发而不需要对数据包进行网络层的解析，解决了现有技术中采用三层交换机作为行首和列首接入交换机而导致的数据包的转发效率降低，数据包转发的复杂性增加的技术问题，从而达到了简化路由选择的过程，提高数据包转发的效率的技术效果。考虑到在实际的应用中，某些交换机会出现故障，为了减少因交换机出现故障而造成的数据包难以被正常转发的问题，可以设置多个行首或者列首交换机。在一个优选实施方式中，每一行设置多个行首交换机和/或每一列设置多个列首交换机。对于上述的多个行首列首的交换机可以采用链路聚合技术聚合为一个虚拟交换机，即，将对应于每一行的行首交换机作为一个交换机使用，或者是将每一列的多个列首交换机作为一个交换机使用，从而可以避免因一个交换机出现问题而导致的数据转发异常，也提高了数据包转发的能力。基于上述的交换式矩阵数据中心网络系统，本专利技术实施例还提供了一种数据包转发方法，如图2所示，包括以下步骤：步骤S202：接入交换机确定接收到的需要转发的数据包的目的主机是否在与接入交换机所对应的子网中；步骤S204：如果不是，则接入交换机通过与接入交换机位于同一行或者同一列的接入交换机对数据包进行转发。在上述优选实施方式中，通过本专利技术所提供的交互式矩阵数据中心网络系统在接收到需要进行转发的时候，直接通过位于同一行或列的接入交换机作为中间设备进行转发即可，在行首和列首的交换机处将不要对数据包进行解析，从而解决了现有技术中采用三层交换机作为行首和列首接入交换机而导致的数据包的转发效率降低，数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交换式矩阵数据中心网络系统，其特征在于，包括：交换机和多个主机服务器，所述交换机包括：行首交换机、列首交换机以及接入交换机；其中，所述行首交换机与所述列首交换机是二层交换机，所述行首交换机用于将与所述行首交换机位于同一行的接入交换机连接在一起，所述列首交换机用于将与所述列首交换机位于同一列的接入交换机连接在一起；所述接入交换机为三层交换机，用于将一个或多个所述主机服务器接入网络中。

【技术特征摘要】
1.一种交换式矩阵数据中心网络系统，其特征在于，包括：交换机和多个主机服务器，所述交换机包括：行首交换机、列首交换机以及接入交换机；其中，所述行首交换机与所述列首交换机是二层交换机，所述行首交换机用于将与所述行首交换机位于同一行的接入交换机连接在一起，所述列首交换机用于将与所述列首交换机位于同一列的接入交换机连接在一起；所述接入交换机为三层交换机，用于将一个或多个所述主机服务器接入网络中；其中，每一行设置多个行首交换机和/或每一列设置多个列首交换机；其中，位于同一行的多个行首交换机通过链路聚合技术聚合成一个虚拟交换机，位于同一列的多个列首交换机通过链路聚合技术聚合成一个虚拟交换机。2.一种基于权利要求1所述的交换式矩阵数据中心网络系统的数据包转发方法，其特征在于，包括：接入交换机确定接收到的需要转发的数据包的目的主机是否在与所述接入交换机所对应的子网中；如果不是，则所述接入交换机通过与所述接入交换机位于同一行或者同一列的接入交换机对所述数据包进行转发。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接入交换机存储有所述网络系统中各个接入交换机的链路状态，其中，所述链路状态用于指示与该接入交换机位于同一行或者同一列的接入交换机的数据包是否可以直接被转发到该接入交换机。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述接入交换机通过与所述接入交换机位于同一行或者同一列的接入交换机对所述数...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志伟，罗鉴，孙延涛，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：