[发明专利]基于软件定义的数据中心网络系统及数据通信方法

权利要求书

1.基于软件定义的数据中心网络系统，其特征在于：所述数据中心网络系统包括有核心电交换机、光路由器、架顶交换机、服务器、控制模块、光载波分发单元和多波长光源子系统，每台架顶交换机下均连接有一台以上的服务器，每台架顶交换机均分别与核心电交换机和光路由器连接，控制模块控制架顶交换机选择电交换或光路由进行数据通信，控制模块控制光载波分发单元分配多波长光源子系统产生的光载波，为每台架顶交换机提供相应波长的光载波。

2.如权利要求1所述的基于软件定义的数据中心网络系统，其特征在于：所述光载波分发单元为波长选择开关或由光耦合器与波长选择开关构成。

3.如权利要求1所述的基于软件定义的数据中心网络系统，其特征在于：所述架顶交换机设置有电光电转换电路，用于将服务器上传的电信号转换成光信号，发送至核心电交换机或光路由器；并将核心电交换机或光路由器发送的光信号转换为电信号，再转发至目的服务器。

4.如权利要求3所述的基于软件定义的数据中心网络系统，其特征在于：所述核心电交换机设置有光电光转换电路，用于将架顶交换机上传的光信号转换为电信号，读取其转发的目的服务器地址信息，再转换为光信号，根据目的服务器地址信息发送至相应架顶交换机和目的服务器。

5.如权利要求1所述的基于软件定义的数据中心网络系统，其特征在于：所述光路由器为C-AWGR循环阵列波导光栅路由器。

6.权利要求1至5任意一项所述网络系统进行数据通信的方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）为每台服务器分配唯一的服务器地址，确定每台架顶交换机接入光路由器的进口序号和出口序号；

2）源服务器将需要发送的信息封装后发送至架顶交换机，封装的信息包括有源服务器的地址信息和目的服务器的地址信息；

3）控制模块根据架顶交换机接收到数据信息的流量特征和目的服务器地址信息，决定架顶服务器选择电交换或光路由，若选择电交换，则转入步骤4），若选择光路由，则转入步骤5）；

4）架顶交换机根据控制模块的控制，将源服务器上传的电信号转换为光信号，并将光信号发送至核心电交换机，核心电交换机将光信号转换为电信号，读取目的服务器地址信息，再将电信号转换回光信号，并根据目的服务器地址信息，将光信号发送至目的服务器所在架顶交换机，目的服务器所在架顶交换机将光信号转换为电信号，再将转换后的电信号发送至目的服务器；

5）架顶交换机根据控制模块的控制，将源服务器上传的电信号转换为光信号；在控制模块中储存有光载波波长分配列表，控制模块根据源服务器上传的源服务器地址信息和目的服务器地址信息，查找目的服务器所在架顶交换机连接光路由器的出口序号和源服务器所在架顶交换机连接光路由器的进口序号；控制模块根据目的服务器地址信息、目的服务器所在架顶交换机连接光路由器的出口序号、源服务器地址信息和源服务器所在架顶交换机连接光路由器的进口序号确定分配给架顶交换机用于数据调制和发送的光信号载波波长；

源服务器所在的架顶交换机将转换的光信号发送至光路由器，光路由器根据光信号的波长，将光信号发送至目的服务器所在的架顶交换机，目的服务器所在的架顶交换机将光信号转换为电信号，读取目的服务器地址信息，将转换后的电信号发送至目的服务器。

7.如权利要求6所述的基于软件定义的数据中心网络系统的数据通信方法，其特征在于，步骤3）中所述控制模块决定架顶交换机选择电交换或光路由的原则是：将架顶交换机接收到的数据信息分为大流量信息和小流量信息，大流量信息选择光路由，小流量信息选择电交换。

8.如权利要求6所述的基于软件定义的数据中心网络系统的数据通信方法，其特征在于，步骤4）和步骤5）中架顶交换机在上传数据的过程中，将电信号转换为光信号时采用以下方法：多波长光源子系统一直产生多波长的光载波，光载波分发单元根据控制模块指令，为各个架顶交换机的数据流量分配对应波长的光载波。

9.如权利要求6所述的基于软件定义的数据中心网络系统的数据通信方法，其特征在于，步骤4）和步骤5）中架顶交换机在上传数据的过程中，将电信号转换为光信号时采用以下方法：控制模块控制光载波分发单元对光源产生的多个光载波进行分配，架顶交换机对分配的光载波进行数据调制和传输。