一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)與路由方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及混合通信領域，特別地，設及一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組 網(wǎng)與路由方法。
【背景技術】
[0002] 數(shù)據(jù)中屯、是在線應用和基礎性服務的基礎設施。成千上萬的服務器和交換機通過 數(shù)據(jù)中屯、網(wǎng)絡(DCN，data center network)互聯(lián)互通。而當前的數(shù)據(jù)中屯、網(wǎng)絡包括兩大主 要流派，即有線數(shù)據(jù)中屯、和無線數(shù)據(jù)中屯、。有線數(shù)據(jù)中屯、內(nèi)部服務器和交換機的組網(wǎng)依賴 于有線鏈路，例如雙絞線、光纖?；痶-Tree和化2便屬于運一類;無線數(shù)據(jù)中屯、內(nèi)部的組網(wǎng)主 要依靠無線通信鏈路來實現(xiàn)，要么將機架互聯(lián)為無線網(wǎng)絡，要么將所有服務器和交換機連 接成為全無線網(wǎng)絡結(jié)構。
[0003] 有線數(shù)據(jù)中屯、網(wǎng)絡存在天然的缺陷。首先，有線數(shù)據(jù)中屯、要么是過度超額認購，即 使能維持很好的網(wǎng)絡性能卻大量的成本;要么就是過度從簡來降低成本，但卻不能保證較 好的網(wǎng)絡性能。其次，擴展現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中屯、及其困難和復雜。再次，有線數(shù)據(jù)中屯、需要大量 的接線和維護成本。最后，大型的有線數(shù)據(jù)中屯、通常采用多層結(jié)構。導致的結(jié)果是兩個屬于 不同機架的服務器，即使物理上距離非常之近也必須采用上層鏈路才能實現(xiàn)通信。
[0004] 針對現(xiàn)有技術中有線數(shù)據(jù)中屯、擴展成本高與靈活性差的問題，目前尚未有有效的 解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路 由方法，能夠在不改變有線數(shù)據(jù)中屯、的已有設備與布局的前提下建立不需要任何控制的跨 機架無線連接，在小成本下大幅度擴展有線數(shù)據(jù)中屯、，并提升網(wǎng)絡靈活性。
[0006] 基于上述目的，本發(fā)明提供的技術方案如下：
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由 方法，包括：
[000引建立或保持有線數(shù)據(jù)中屯、網(wǎng)絡系統(tǒng)中多個機架間的有線化t-化ee結(jié)構；
[0009] 將有線化t-Tree結(jié)構中的多個機架組網(wǎng)為具有多個pod層的無線2D-Torus結(jié)構； [0010]根據(jù)無線SD-Torus結(jié)構的多個pod層與有線化t-化ee結(jié)構計算任意機架對間的路 由化thh。
[0011] 其中，將有線化t-化ee結(jié)構中的多個機架組網(wǎng)為具有多個pod層的無線2D-Torus 結(jié)構包括：
[0012] 將有線化t-化ee結(jié)構中的多個機架構建為具有m個機架列、每列至多n個機架的矩 形結(jié)構；
[0013] 在每個機架頂端設置可見光收發(fā)器與其他機架通信；
[0014] 在多個機架中設置k個pod，并將每個機架都劃入pod中形成k個pod層。
[0015] 并且，在每個機架頂端設置可見光收發(fā)器與其他機架通信，為在每個機架頂端對 著與相鄰機架正交的方向設置4個可見光收發(fā)器，可見光收發(fā)器電性連接至所在機架的ToR 交換機，可見光收發(fā)器用于對所在方向上的不同ToR交換機收發(fā)信號束。
[0016] 同時，k是偶數(shù)，k個pod最多容納k2/2個機架，無線2D-Torus結(jié)構包括k2/2個ToR交 換機。
[0017]同時，無線20-1'〇1'113結(jié)構的網(wǎng)絡直徑是(111+]1)/2，111、]1滿足條件111*(]1-1)<4 2/2<111* 打O
[001引同時，根據(jù)無線SD-Torus結(jié)構的多個pod層與有線化t-化ee結(jié)構計算任意機架對 間的路由化thh包括：
[0019] 為每個機架按照pod層分配標識并構建pod層邏輯圖；
[0020] 計算起始機架所在pod到目標機架所在pod在pod層邏輯圖上的路徑化thhp;
[0021] 遽選化thhp中的每一條無線連接，使得化thhp的無線連接路徑最短，并獲得在機架 上的路徑化thht;
[0022] 添加聚合層交換機并將需要的有線連接加入化thht中，獲得路由化thh。
[0023] 并且，標識包括標識前綴與標識后綴，為每個機架按照pod層分配標識并構建pod 層邏輯圖包括：
[0024] 對于任意XE [0，k]，隨機選取k/2個無標識前綴機架，將被選取機架的標識前綴置 為X，并保證任意兩個相鄰的機架的標識前綴不同；
[0025] 為每個機架設置標識后綴，標識后綴取值范圍為0到k/2-l，任意兩個標識前綴相 同的機架的標識后綴不同；
[00%]計算當前標識下pod層邏輯圖的連通性；
[0027] 重復執(zhí)行上述步驟多次，選取連通性最大的標識分配方案作為pod層邏輯圖生成 結(jié)果。
[0028] 從上面所述可W看出，本發(fā)明提供的技術方案通過使用建立無線2D-Torus結(jié)構組 網(wǎng)與已有的有線化t-Tree機架結(jié)構相禪合并使混合結(jié)構作為一個整體工作的技術手段，在 不改變有線數(shù)據(jù)中屯、的已有設備與布局的前提下建立不需要任何控制的跨機架無線連接， 在小成本下大幅度擴展有線數(shù)據(jù)中屯、，并提升網(wǎng)絡靈活性。
【附圖說明】
[0029] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例中所 需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施 例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù)運些附圖獲 得其他的附圖。
[0030] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方法 的流程圖；
[0031] 圖2為現(xiàn)有技術中無線數(shù)據(jù)中屯、網(wǎng)絡系統(tǒng)中機架之間的連接關系與無線信號傳輸 方式示意圖；
[0032] 圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方法 中，設置于正對光源的信號收發(fā)器收到的照度分布圖；
[0033] 圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方法 中，設置于側(cè)對光源的信號收發(fā)器收到的照度分布圖；
[0034] 圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方法 中，設置于背對光源的信號收發(fā)器收到的照度分布圖；
[0035] 圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方法 中，設置于側(cè)對光源的信號收發(fā)器收到的照度分布圖；
[0036] 圖7為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方法 中，混合數(shù)據(jù)中屯、網(wǎng)絡系統(tǒng)的機架頂層視圖；
[0037] 圖8為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方法 中，VLCcube的機架層邏輯圖；
[0038] 圖9為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方法 中，VLCcube的pod層邏輯圖；
[0039] 圖10為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方 法中，VLCcube與化t-Tree的平均路徑長度-k值柱狀比較圖；
[0040] 圖11為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方 法中，VLCcube與化t-Tree的網(wǎng)絡總帶寬-k值柱狀比較圖；
[0041] 圖12為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方 法中，VLCcube與^t-Tree的pod層連通性度量-k值柱狀比較圖；
[0042] 圖13為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方 法中，VLCcube與化t-化ee的路由算法復雜度度量-k值柱狀比較圖；
[0043] 圖14為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方 法中，VLCcube與化t-Tree在Trace流量下的吞吐量-k值柱狀比較圖；
[0044] 圖15為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方 法中，VLCcube與化t-Tree在Trace流量下的丟包率-k值柱狀比較圖；
[0045] 圖16為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方 法中，VLCcube與^t-Tree在Stride-Sk流量下的吞吐量-k值柱狀比較圖；
[0046] 圖17為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方 法中，VLCcube與^t-Tree在Stride-Sk流量下的丟包率-k值柱狀比較圖；
[0047] 圖18為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方 法中，VLCcube與化t-Tree在Stride-Sk流量下的吞吐量-流大小柱狀比較圖；
[0048] 圖19為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方 法中，VLCcube與化t-Tree在Stride-Sk流量下的丟包率-流大小柱狀比較圖；
[0049] 圖20為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方 法中，VLCcube與化t-Tree在隨機流量下的吞吐量-k值柱狀比較圖；
[0050] 圖21為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方 法中，VLCcube與化t-Tree在隨機流量下的丟包率-k值柱狀比較圖；
[0051] 圖22為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方 法中，VLCcube與化t-Tree在隨機流量下的吞吐量-流大小柱狀比較圖；
[0052] 圖23為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種基于可見光通信的混合數(shù)據(jù)中屯、組網(wǎng)與路由方 法中，VLCcube與化t-Tree在隨機流量下的丟包率-流大小柱狀比較圖。
【具體實施方式】
[0053] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中 的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進一步進行清楚、完整、詳細地描述，顯然，所描述的 實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒?