[发明专利]一种基于资源不可用约束的连接请求路由和重排方法

说明书

技术领域

本发明属于光交换技术领域，更为具体地讲，涉及多级Clos结构中一种基于资源不可用约束的连接请求路由和重排方法。

背景技术

随着网络流量的极速增加，对超大容量超高速度的网络交换节点也提出更高要求。多级交换机和路由系统使用电处理，会带来更多的能耗和温控管理要求，而限制了它的扩展性。光交换结构可以弥补电处理能耗的劣势，所以光交换成为研究的热点。

为实现超大容量超高速的光交换结构，可以使用多平面多级的Clos结构作为光交换结构实现的拓扑结构。

关于多级Clos结构，其光连接请求路由和重排方法采用经典的PAULL算法进行。PAULL算法中没有任何约束，例如3级Clos结构中，在选择中间级模块的时候，依据某种策略，如负载策略选择中间级模块，只要中间级模块满足到连接请求的输入模块和输出模块都有空闲资源即可。现在存在着一种约束：中间级模块虽然满足到连接请求的输入级模块和输出模块均有空闲资源可用，但是某些具体实现过程中要求该连接请求不能选择该中间级模块，这个约束为资源不可用。此时在该约束条件下，不能直接使用PAULL算法，例如：

1、在基于多级Clos结构的光交换结构中，具体实现时使用FTL（Fast Tunable Laser，快速可调激光器）和AWG（Arrayed Waveguide Grating，阵列波导光栅）器件的组合，既能满足光交换速度的要求，又能实现大规模端口数目。器件上如果用FTL的同步突发方式在交换结构中交换光突发颗粒，则在路由算法上将每一个光突发颗粒看作是一个连接请求，同时需要将链路资源时隙化，使用PAULL路由和重排算法，可以将每一个连接请求分配到独立的时隙链路资源。这样一定会存在两条连接请求分配的链路资源完全一样，但时隙相邻。在这种条件下，将两条连接请求分配的链路资源对应到器件上，可以发现两个光突发颗粒会经过相同的FTL，相同的AWG输入端口和输出端口。因为FTL是根据AWG的输入端口和输出端口的调谐特性，得到需要调谐的波长值去配置工作波长，既然两个连接请求的AWG的输入端口和输出端口都一致，则FTL相邻两个时隙调谐的波长值是一致的，对于现有的FTL是不能正常工作的。要想FTL正常工作，则两个连接请求的链路资源不能完全一样，此时必定出现资源不可用的约束。

2、资源不可用约束还体现在对于全光交换模块，由于不存在光缓存，对于每个时隙的光突发信号要求从相同的时隙进入交换模块，也必须要在相同的时隙从交换模块出来。对于光交换结构，光交换模块会有多个输入端口和输出端口，在某一个时隙，多个输入端口进来的光信号的波长如果是相同的，由于器件的约束可能会出现光信号的串扰，该时隙下出现资源不可用的约束，需要调整连接请求占用的时隙链路资源。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于资源不可用约束的连接请求路由和重排方法，对满足连接请求到输入模块、输出模块都有时隙空闲的中间模块在出现资源不可用时，进行连接请求路由和重排。

为实现上述目的，本发明基于资源不可用约束的连接请求路由和重排方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、对于需要新建的连接请求r（I_m，O_m，s），在时隙矩阵的时隙s中，找出中间级模块集合W(r)；其中，中间级模块集合W(r)中的中间级模块w满足到连接请求r的输入模块I_m对应链路上的时隙s空闲，同时到连接请求r的输出模块O_m对应链路上的时隙s空闲；

如果中间级模块W(r)不为空，进入步骤（2）.如果中间级模块W(r)为空，进入步骤（4）；

（2）、能否找到不发生资源不可用事件的中间级模块w，能找到，则进入步骤（3），如果找不到，则选择负载最轻的中间级模块w，进入步骤（7）；

（3）、占用模块w到连接请求r的输入模块I_m的对应时隙链路，到连接请求r的输出模块O_m的对应时隙链路，更新时隙矩阵，结束；

（4）、找出中间级模块集合A(r)，找出中间级模块B(r)；其中，中间级模块集合A(r)中的中间级模块a满足到连接请求r的输入模块对应链路上的时隙s被占用，到连接请求r的输出模块对应链路上的时隙s有空闲，中间级模块B(r)中的中间级模块b满足到连接请求r的输入模块I_m对应链路上的时隙s有空闲，到连接请求r的输出模块O_m对应链路上的时隙s被占用；

如果中间级集合A(r)或者B(r)为空，则进入步骤（5）否则进入步骤（6）；

（5）、不满足重排要求，结束；