[发明专利]多级星型交换网络结构及优化方法

权利要求书

1.一种多级星型交换网络结构的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据实际需求确定网络用户端口数X₀；

(2)通过分解用户端口数X₀得到所有可行结构的级数N和低速端口数Q_i，i＝1,2,…,N；

(3)流量计算：

3a)分别计算可行网络结构第i级基本交换模块的高速端口流量和第N级基本交换模块的高速端口流量

$f_i^{h,up}={\Π}_{j=1}^i\frac{(X_j-1)Q_j^2}{(X_j{Q}_j-1)},i=1,2,...,N-1$

$f_N^{h,up}=0$

3b)分别计算可行网络结构第1级基本交换模块的低速端口流量和第i级基本交换模块的低速端口流量

$f_1^{l,down}=Q_1$

$f_j^{l,down}=f_{j-1}^{h,up}{Q}_i,j=2,...,N;$

(4)计算可行交换网络结构的花费：

4a)根据基本交换模块的高速端口流量和低速端口流量计算可行网络结构各级基本交换模块流量对花费的影响因子δ(i)：

$\mathrm{\δ}\left(i\right)=\sqrt{f_i^{l,down}+{\mathrm{\αf}}_i^{h,up}},i=1,2,...,N$

其中参数α是相对于的权重，其取值为1；

4b)根据基本交换模块的低速端口数Q_i、高速端口流量和低速端口流量计算可行网络结构各级基本交换模块的等效端口数q_i：

$q_i=Q_i+\mathrm{\β}\·f_i^{h,up}/(f_l^{l,down}/Q_i),i=1,2,...,N$

其中，β是转化率，其取值为0.32；

4c)根据基本交换模块的等效端口数q_i，计算可行网络结构各级基本交换模块的花费ψ_i：

${\mathrm{\ψ}}_i=0.088q_i^2+12.24q_i+25.44,i=1,2,...,N;$

4d)根据各级基本交换模块数X_i、基本交换模块的花费ψ_i和基本交换模块流量对花费的影响因子δ(i)，计算可行网络结构的总花费：

$C={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^N{X}_i\·{\mathrm{\ψ}}_i\·\mathrm{\δ}\left(i\right);$

(5)比较所有可行网络结构的花费，找出花费最小的网络结构，该网络结构即为最优网络结构。

2.根据权利要求1所述的多级星型交换网络结构的优化方法，其特征在于，所述步骤(2)中分解用户端口数X₀，包括以下步骤：

2a)设基本交换模块的低速端口数：Q_i＝4,8,16,64,128，i＝1,2,…,N，且Q_j≥Q_j+1，j＝1,…,N-1；

2b)找到满足公式的所有可行网络结构的级数N和低速端口数Q_i，i＝1,2,…,N。