[发明专利]服务器互连系统、服务器和数据转发方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据中心网络，具体地，涉及一种服务器互连系统、一种服务器和一种数据转发方法，能够使更多的服务器成为邻居，从而使数据网络中心中更多的业务流本地化。在本申请说明书中，术语“邻居”表示：不必通过边缘交换机(ToR，Top of Rack)的上行链路就能进行通信的任意两个服务器。

背景技术

在当前的云计算时代，为云服务提供计算和存储能力的服务器全部布置在数据中心里，并通过网络互联，因此，今天数据中心的作用变得越来越重要。

图1是用于说明典型的数据中心网络结构的示意图。如图1所示，在所示的树形网络结构中，边缘交换机(Edge Switch或ToR，Top of Rack)通常具有48个1G以太网端口向下连接服务器，1～4个10G以太网端口向上连接汇聚交换机(Aggregation Switch)，边缘交换机与汇聚交换机之间的链路被称为上行链路。因此，当机架(Rack)之间的服务器进行大量的数据通信时，核心网络往往会成为瓶颈，造成应用程序的性能下降。特别是在今天的云计算环境中，越来越多的像Map-Reduce这样的应用需要在服务器之间传输大量数据。一个简单的优化方法是让尽可能多的服务器的通信本地化，即，数据传输不需要经过核心网络。可以想象，如果一个机架能容纳足够多的服务器，从而使一个大型的分布式系统可以完全部属在这些服务之上，则这些服务器之间的通信不需要经过拥塞的核心网络，因而，核心网络不会成为系统的瓶颈。但是，现实中一个机架中可连接服务器的数目受到边缘交换机的端口数目的限制(通常是48)，而扩展边缘交换机的端口数目的成本非常高，例如，96端口的交换机的价格是48端口的交换机的价格的10倍左右。

图2示出了边缘交换机级联方案结合服务器端链路汇聚方案的示意图。这种连接方式的好处是可以增加服务器的带宽，而且每个边缘交换机下服务器的通信也不受级联数据线的限制。根据边缘交换机级联(Switch Stack)方案，边缘交换机可以加装额外的级联模块，并通过数据线互联(图2所示数据线“2～2.5G”)。根据服务器端链路汇聚(Link Aggregation，或称网卡绑定，Network Interface Card(NIC)Bonding)方案，在一台服务器(主机)上插入多块网卡，提供链路汇聚功能的软件可以让多块网卡共享一个网络标识(例如，MAC地址、IP地址等)。但是，即使将边缘交换机级联方案与服务器端链路汇聚方案结合，能直接通信的服务器的数目并未增加。例如，假设每个交换机有48个端口，则这种结合方式所能连接的服务器的数目仍为(48+48)/2＝48，因为每个服务器需要占用交换机两个端口。

发明内容

本发明提出了一种服务器互连系统、一种服务器和一种数据转发方法，能够使更多的服务器成为邻居，服务器不仅收发自己的数据，还可以为它的邻居转发数据，从而使数据网络中心中更多的业务流本地化。

根据本发明的第一方案，提出了一种服务器互连系统，包括：三个交换机，每个交换机具有n个下行端口和至少一个上行端口，其中n是大于等于2的整数；以及m个服务器，每个服务器具有至少两块网卡，分别与不同的交换机的下行端口相连，其中m＝3p/2，p是大于等于2小于等于n的偶数，其中，每三个服务器被分为一组，一组服务器中的第一服务器通过两块网卡分别与第一交换机和第二交换机的下行端口相连；第二服务器通过两块网卡分别与第一交换机和第三交换机的下行端口相连；以及，第三服务器通过两块网卡分别与第二交换机和第三交换机的下行端口相连。