[发明专利]一种面向多轨网络的光路交换方法和系统

说明书

本发明涉及一种面向多轨网络的光路交换方法和系统，包括：获取多个中继光路交换机、多个终端光路交换机和待光路通信的多个多轨服务器节点，终端光路交换机的总数为m；将多轨服务器节点的电交换节点作为终端，每个多轨服务器节点具有由k个终端构成的终端组，每个终端交换机通过其具有的N个终端互连端口与n个终端组相连；得到中继光路交换机的总数通过将m个终端光路交换机的个中继互连端口与个中继光路交换机m个中继互连端口进行互连，得到光路单轨互连系统；依次检查两终端互连端口间是否具有空闲的固定链路，以得到光路多轨互连系统；任意两终端间通过光路多轨互连系统进行光路交换，以完成光路通信。

技术领域

本发明涉及数据中心和计算机互连领域，特别涉及一种面向多轨(多平面)网络的光路交换方法和系统。

背景技术

由于光互连具有动态可配置、传输带宽高、低误码率、低功耗的特点，全光互连网络(AON，All Optical Network)和光电混合网络(Electrical/optical Hybrid SwitchingNetwork)吸引了越来越多的研究。除了集群间网络互连设计，在片上网络的设计中，目前也有加入可配置光路互连器件的设计。

目前运用于数据中心、超算集群或片上网络的光互连系统，无论是光电混合结构还是全光结构，常用的光互连方法主要是基于光交叉开关(OXC，Optical CrossConnection)将不同终端设备(包括网卡或电交换机)进行动态光路互连。

当需要进行互连的端口数量增多时，需要更多端口的光交叉开关装置。因此，目前基于OXC的动态光互连网络，其建立和架设过程中，往往受限于光交叉开关这种装置的端口数量。目前设计和建造光交叉开关这种装置的主流技术分为DBS(改变发光源角度)技术和3D MEMS(改变反射镜面角度)技术两种。但无论是哪种技术，这种设备在端口数量都存在天花板问题。DBS技术所生产的光交叉开关设备目前仅可达384端口，而3D MEMS技术所生产的光交叉开关设备目前也仅可达320端口。该设备端口数量受限的主要原因源于目前现有的制作工艺，以DBS技术为例：利用对压电陶瓷的电压控制可以改变发光源的角度，由此实现光交叉开关内点对点选通的原理。但是如果需要集成越多的端口，光源倾斜角度的控制就需要更精确(有效角度范围会更小)。随着端口数量上升，对压电陶瓷所需的电压控制也就需要更加精确。如果希望构建384端口以上规模的“光路互连”网络时，使用一台多端口的光交叉开关装置是无法满足光互连的组网需求的，同时这种组建大规模光路互连系统的方法也不具有可扩展性。

传统的“全联通”式光互连结构虽然可以用少量端口的光交叉开关，构建出工艺无法制造出的多端口光交叉开关，形成大规模光路互连系统。但是这种“全联通”式互连结构是以牺牲大量光路交换单元为代价所构建出来的，其本身会浪费大量潜在的光路路径。

目前大量数据中心和超算中心都采用了“单服务器多路通信”的设计，这种设计结构被广泛称之为“多轨”或“多平面”互连结构。这种设计中，每个服务器与其他服务器要进行通信时，都有多于一条的通信路径。典型的物理实现方式是：服务器具有多块网卡、服务器的每块网卡具有多于一个的通信端口、服务器具有多块多端口的网卡。

发明内容

具体地说，本发明公开了一种面向多轨网络的光路交换方法，其中包括：

步骤1、获取多个中继光路交换机、多个终端光路交换机和待光路通信的多个多轨服务器节点，其中该终端光路交换机的总数为m；

步骤2、将多轨服务器节点的电交换节点作为终端，每个多轨服务器节点具有由k个终端构成的终端组，每个该终端光路交换机通过其具有的N个终端互连端口与n个终端组相连；

步骤3、得到该中继光路交换机的总数通过将m个该终端光路交换机的个中继互连端口与个该中继光路交换机m个中继互连端口进行互连，得到光路单轨互连系统；