[发明专利]基于模块扩展的数据中心网络拓扑系统

摘要

本发明公开了基于模块扩展的数据中心网络拓扑系统，主要解决现有数据中心树形拓扑的扩展能力受限于交换机设备端口数量及下行链路缺乏动态选择性的问题，其实现步骤是：在胖树结构的核心层与汇聚层之间引入中间层；将各层交换机与服务器连接而成的小网络记作一个基本模块，如此构建多个基本模块；通过核心层交换机的4个增设端口将各基本模块连接成一个大的整体网络，满足构建数据中心网络的需求及下行链路的动态选择，提供高对分带宽；对网络拓扑系统采用横向扩展或纵向扩展或混合扩展，灵活地支持网络规模的扩建。本发明具有网络容错性能高，能够容纳更多服务器设备，满足未来应用扩建需求的优点，可用于构建数据中心网络，提供高带宽数据传输。

主权项

一种基于模块扩展的数据中心网络拓扑系统，包括核心层(104)、汇聚层(105)及边缘层(107)，每一层均设有一组交换机，汇聚层的交换机通过上行端口向上一层交换机提交数据或从上一层交换机接收数据，且下行端口连接边缘层的交换机；边缘层的交换机通过其下行端口连接服务器(108)，对不同服务器的数据进行转发；所述汇聚层包括k2/2个交换机，k是拓扑结构中Pod结构(109)的数目，取值为偶数，Pod结构(109)是由两层交换机组成，上层为k/2个汇聚层的交换机，下层为k/2个边缘层的交换机，每个交换机包括k/2个上行端口及k/2个下行端口；所述核心层包括k2/4个交换机，每个交换机包括k个下行端口，其特征在于：A.在核心层与汇聚层之间引入中间层，该中间层包括k2/2个交换机，每个交换机包括k/2个上行端口及k/2个下行端口，将这些交换机从左至右均分为k/2组，记作gi，这里，编号符号凡出现右下标i，则表征该符号标识的是中间层设备，从左至右gi标记为0，1，...，k/2‑1，再分别与核心层和汇聚层进行如下连接：当中间层的交换机与核心层的交换机连接时，为每个中间层交换机组内的交换机编号，记作wi，从左至右wi标记为0，1，...，k/2‑1，将每个中间层交换机的上行端口编号为qi，从左至右qi标记为k/2，k/2+1，...，k‑1；将k2/4个核心层的交换机从左至右均分为k/2组，记作gc，这里，编号符号凡出现右下标c，则表征该符号标识的是核心层设备，从左至右gc标记为0，1，...，k/2‑1，将每个组内的交换机编号为sc，从左至右sc标记0，1，...，k/2‑1，将每个交换机的下行端口编号为pc，从左至右pc标记为0，1，...，k/2‑1；当且仅当核心层的交换机与中间层的交换机编号标记满足gc＝gi，sc＝qi‑k/2，pc＝wi时互连条件成立，则将中间层的交换机与核心层的交换机连接；当中间层的交换机与Pod结构内汇聚层交换机连接时，将每个中间层的交换机组从左至右均分为两个小单元，记作ci，从左至右ci标记为0和1，将每个小单元内的交换机编号为si，从左至右si标记为0，1，...，k/2‑1，将每个交换机的下行端口编号为pi，从左至右pi标记为0，1，...，k/2‑1；将k个Pod结构从左至右均分为k/2个Pod结构组，记作gp，这里，编号符号凡出现右下标p，则表征该符号标识的是Pod结构，从左至右gp标记为0，1，...，k/2‑1，将每个组内的Pod结构编号为cp，从左至右cp标记为0和1，将Pod结构内汇聚层的交换机的上行端口编号为qa，这里，编号符号凡出现右下标a，则表征该符号标识的是汇聚层设备，从左至右qa标记为k/2，k/2+1，...，k‑1；当且仅当中间层的交换机与Pod结构内汇聚层的交换机编号标记满足si＝gp，ci＝cp，pi＝sa，gi＝qa‑k/2时互连条件成立，则将中间层的交换机与Pod结构内汇聚层交换机连接；B.将核心层、中间层、汇聚层及边缘层的交换机与服务器连接而成的一个小网络，记作一个基本模块(101)，如此方式构建m个基本模块，通过核心层交换机增设的4个端口将各基本模块连接成一个整体网络；C.采用横向扩展或纵向扩展或混合扩展三种方式对整体网络进行扩建，实现网络支持更多服务器设备，满足应用发展需求。