[发明专利]胖树网络中的组播组建立方法、装置及胖树网络

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种胖树网络中的组播组建立方法、装置及胖树网络。

背景技术

目前，数据中心常用的拓扑结构为胖树(Fat-Tree)结构，在一个Fat-tree为基础的互连网络中，叶节点代表处理器或服务器，内部节点为交换机或交换芯片，每条边对应于上下层节点之间的双向链接。Fat-tree中的路由全程包含两个阶段，上升阶段和下降阶段，举例说明，假设叶节点处理器i发送一个数据包到处理器j，在上升阶段，数据包通过内部的交换机/交换芯片沿着Fat-tree向上，一直到处理器i和j的共同“祖先”，其中共同“祖先”的数目可以不止一个，然后进入下降阶段，该数据包通过内部交换机或交换芯片一路向下发送到处理器j。

需要说明的是，对于一个包含N个节点的网络具有完全平分带宽的特性，具体指把这N个节点任意分成两部分，只要每部分包含N/2个节点，那么这两部分之间的链路带宽总和为单条链路带宽的N/2倍，因此这两部分彼此间可以全速通信，如果无法保证完全平分带宽，那么采用任何路由测量都不能确保无拥塞。因而，为了使Fat-tree能保证平分带宽，Fat-tree对每一层交换机或交换芯片的数目都有严格的限制，举例说明，假设一个Fat-tree网络中：每个交换机或交换芯片的端口数目为2n个，单元(pod)的数目为2n个，在每个pod中，接入(access)交换机或交换芯片的数目为n个，汇聚(aggregation)交换机或交换芯片的数目也为n个，而处理器或服务器的数目则为n²个，另外，核心(core)交换机或交换芯片的数目为n²个，在该例所举的Fat-tree网站中为了保证负载平衡，需要通过5n²个交换机或交换芯片把2n³个处理器或服务器无拥塞地联通起来，数据由access交换机或交换芯片负载平衡到core交换机或交换芯片(上行)，在由core交换机或交换芯片返回到access交换机或交换芯片，才能保证整个网络的100％吞吐量，这种方式在对于单播调度容易实现，但是在组播调度中实现有一定难度。

现有技术中，Fat-tree网络的组播方案主要采用有界拥塞的多播调度(Bounded Congestion Multicast Scheduling，简称BCMS)算法，BCMS算法是一种集中式算法，主要利用开流(Open-Flow)控制数据中心的主体框架，BCMS算法中有一个中央调度器手机流量的带宽需求，监控数据中心的网络状况，即网络链路的当前可用带宽，并计算每一个流的路由路径并配置交换机。其中，BCMS算法的主要特征是可以保证在一个Fat-tree网络的任何链路拥堵程度都是有界的，具体可以定义容量容许(admissible)数据源下，BCMS算法使一个Fat-tree网络任何链路的最大拥堵程度为C，C的值由Fat-tree网络m、n、r、s的值决定，其中m是顶层core交换机的数目，r是底层边缘(edge)交换机的数目，n是每个edge交换机所连接终端的数目，s是core交换机的链路带宽，即对于一个给定的Fat-tree网络，C是确定的值也是确定的。由于Fat-tree网络中，每个组播流量必须经过路由交换机的上行链路才到达core交换机，因而BCMS算法的第一步是先确定组播边缘交换机的上行链路，并设定适用的core交换机，等组播发送到core交换机后，组播流会经由下行链路被转发到所有目的边缘交换机中，然后第二步是迭代地发现core交换机的一个适当子集，通过这个子集组播可以通过递迭下行数据，具体地，可以采用最小基数的贪心(greedy)策略选择core交换机子的一个适当子集。

但是，若采用现有技术中的BCMS算法，基于Fat-tree网络的组播调度的每个步骤都需要全局的信息，然后进行全局的计算，导致整个网络单点故障及性能的局限性严重。

发明内容

本发明提供一种胖树网络中的组播组建立方法、装置及胖树网络，用于解决现有技术中整个网络单点故障及性能的局限性严重的问题。

本发明第一方面提供一种胖树网络中的组播组建立方法，胖树网络包括N层，所述胖树网络包括多个交换节点，其中顶层为核心交换节点，每个所述核心交换节点管理所述胖树网络的管理设备分配的多个组播组地址；

所述方法包括：

网络节点根据目标组播组地址向所述目标组播组的管理交换节点发送加入请求，所述加入请求用于请求将所述网络节点加入所述目标组播组，以建立所述目标组播组，所述目标组播组的管理交换节点为所述目标组播组地址所属的核心交换节点；