CN104320338A - 核心路由交换系统运行态可重构编程方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核心路由交换系统运行态可重构编程方法及系统，该方法包括以下步骤：获取当前核心路由交换系统的路由节点的个数和每个路由节点上的资源种类数量；判断当前核心路由交换系统对路由节点上的资源的需求量是否改变；如果改变，则判断需求量所在的当前路由节点组合上的资源是否满足新的需求量；如果不满足，则在当前核心路由交换系统中查找可以满足新的需求量的其他路由节点的可用组合；计算可用组合的迁移开销；将迁移开销最小的可用组合作为新的服务节点，以对新任务提供服务。本发明的方法能在核心路由交换平台支撑系统实时运行时，支撑路由的可重构，并能缩短切换时间，保障用户体验。

Description

核心路由交换系统运行态可重构编程方法及系统

技术领域

本发明涉及互联网技术领域，特别涉及一种核心路由交换系统运行态可重构编程方法及系统。

背景技术

路由交换系统是互联网数据传输的枢纽。随着互联网规模的增长，其数据交换容量和接口速率不断提高。近十年来，互联网呈现加速发展的态势，研制可扩展开放式路由交换系统迫在眉睫。为了支撑互联网的快速发展，路由交换系统既要不断提升性能，又要支撑互联网网络服务的创新。因此，为了支撑新型服务，路由交换系统的功能需要频繁更新和升级。而国外厂商利用设备性能优势主导市场，研发封闭，第三方机构无法参与，功能更新只能依赖于厂商，周期长、开销大、灵活性差，造成服务发展瓶颈。

目前，运营商网络设备功能更新升级成本与硬件购置成本相当，并有增长趋势。采用可重构功能模块，可有效降低更新升级成本。然而现有设备中网络协议、控制信息和数据信息耦合紧密，为功能高效重构带来了巨大挑战。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种核心路由交换系统运行态可重构编程方法，该方法能在核心路由交换平台支撑系统实时运行时，支撑路由的可重构，并能缩短切换时间，保障用户体验。

本发明的另一个目的在于提供一种核心路由交换系统运行态可重构编程系统。

为达到上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种核心路由交换系统运行态可重构编程方法，包括以下步骤：获取当前核心路由交换系统的路由节点的个数和每个路由节点上的资源种类数量；判断所述当前核心路由交换系统对所述路由节点上的资源的需求量是否改变；如果所述核心路由交换系统对每个路由节点上的资源的需求量改变，则判断所述需求量所在的当前路由节点组合上的资源是否满足新的需求量；如果所述当前路由节点组合上的资源不满足新的需求量，则在所述当前核心路由交换系统中查找可以满足所述新的需求量的其他路由节点的可用组合；计算所述可用组合的迁移开销；将迁移开销最小的可用组合作为新的服务节点，以对新任务提供服务。

根据本发明实施例提出的核心路由交换系统运行态可重构编程方法，当核心路由交换平台中的用户实例需求发生改变时，如果当前构件节点上的资源不足以支持新的需求时，首先查找当前路由系统的其他节点是否有足够的资源，如果可以满足新的需求，则查找可用组，即满足各个资源需求的构件组合，再在其中查找中最小开销的路径，进而实现路由迁移，改变路径。本发明能在核心路由交换平台支撑系统实时运行时，支撑路由的可重构，并能缩短切换时间，保障用户体验。

另外，根据本发明上述实施例的核心路由交换系统运行态可重构编程方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一个实施例中，所述获取当前核心路由交换系统的路由节点的个数和每个路由节点上的资源种类及剩余量，进一步包括：所述核心路由交换系统对每个路由节点维护一个表示每种资源剩余量的可用资源种类数量元组，具体为：

T_i∈N＝(T_i，1，T_i，2，…，T_i，M)，

其中，T_i为资源剩余量的可用资源种类数量元组，i表示路由节点，N表示路由节点的数量，M表示路由节点上的资源种类数量。

在本发明的一个实施例中，所述判断所述需求量所在的当前路由节点组合上的资源是否满足新的需求量，进一步包括：查看所述需求量所在的当前路由节点组合，设用户j的原有需求量为D_j＝(d_j，1，d_j，2，…，d_j，M)，运行在所述当前路由节点组合Γ上，设用户j的新的需求量为D′_j＝(d′_j，1，d′_j，2，…，d′_j，M)；对每一个d_j，t所在的路由节点i，检测其剩余资源余量T_i，t是否能满足新的需求d′_j，t，若满足则所述当前路由节点组合不发生变化；若不满足，则查找具有剩余可用资源的数组T，其中，中T_i，k表示路由节点i在第k种资源上的可用数量；如果对于任一资源需求d′_j，t，均满足T_i，t＞d′_j，t，则表明所述需求量所在的当前路由节点组合上的资源满足新的需求量。

在本发明的一个实施例中，其中，设满足新的需求量的路由节点有n_t个，则能满足所述新的需求量的可用组合∏_t表示为：其中，可用组合的数量为n₁×n₂×…×n_M。。

在本发明的一个实施例中，所述计算所述可用组合的迁移开销，进一步包括：假设一组可用组合表示为P_i，P_i+1，…，P_i+M，其中，1≤i，i+M≤N，则该可用组合的迁移开销为：

S＝S_in+S_out+S_ch，

其中，S_in表示路由节点内部通信需要的开销，S_out表示路由节点之间通信需要的开销，S_ch表示由所述当前路由节点组合改变到可用组合的迁移开销。

本发明第二方面的实施例还提供了一种核心路由交换系统运行态可重构编程系统，包括：获取模块，所述获取模块用于获取当前核心路由交换系统的路由节点的个数和每个路由节点上的资源种类数量；判断模块，所述判断模块用于判断所述当前核心路由交换系统对所述路由节点上的资源的需求量是否改变，并在所述核心路由交换系统对每个路由节点上的资源的需求量改变时，进一步判断所述需求量所在的当前路由节点组合上的资源是否满足所述新的需求量；查找模块，所述查找模块用于在当前路由节点组合上的资源不满足新的需求量，在所述当前核心路由交换系统中查找可以满足所述新的需求量的其他路由节点的可用组合；计算模块，所述计算模块用于计算所述可用组合的迁移开销；重构模块，所述重构模块用于将迁移开销最小的可用组合作为新的服务节点，以对新任务提供服务。

根据本发明实施例的核心路由交换系统运行态可重构编程系统，当核心路由交换平台中的用户实例需求发生改变时，如果当前构件节点上的资源不足以支持新的需求时，首先查找当前路由系统的其他节点是否有足够的资源，如果可以满足新的需求，则查找可用组，即满足各个资源需求的构件组合，再在其中查找中最小开销的路径，进而实现路由迁移，改变路径。本发明能在核心路由交换平台支撑系统实时运行时，支撑路由的可重构，并能缩短切换时间，保障用户体验。

另外，根据本发明上述实施例的核心路由交换系统运行态可重构编程系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一个实施例中，所述获取模块获取当前核心路由交换系统的路由节点的个数和每个路由节点上的资源种类及剩余量，进一步包括：所述核心路由交换系统对每个路由节点维护一个表示每种资源剩余量的可用资源种类数量元组，具体为：

T_i∈N＝(T_i，1，T_i，2，…，T_i，M)，

其中，T_i为资源剩余量的可用资源种类数量元组，i表示路由节点，N表示路由节点的数量，M表示路由节点上的资源种类数量。

在本发明的一个实施例中，所述判断模块判断所述需求量所在的当前路由节点组合上的资源是否满足新的需求量，进一步包括：查看所述需求量所在的当前路由节点组合，设用户j的原有需求量为D_j＝(d_j，1，d_j，2，…，d_j，M)，运行在所述当前路由节点组合Γ上，设用户j的新的需求量为D′_j＝(d′_j，1，d′_j，2，…，d′_j，M)；对每一个d′_j，t所在的路由节点i，检测其剩余资源余量T_i，t是否能满足新的需求d′_j，t，若满足则所述当前路由节点组合不发生变化；查找具有剩余可用资源的数组T，其中，中T_i，k表示路由节点i在第k种资源上的可用数量；如果对于任一资源需求d′_j，t，均满足T_i，t＞d′_j，t，则表明所述需求量所在的当前路由节点组合上的资源满足新的需求量。

在本发明的一个实施例中，其中，设满足新的需求量的路由节点有n_t个，则能满足所述新的需求量的可用组合∏_t表示为：其中，可用组合的数量为n₁×n₂×…×n_M。

在本发明的一个实施例中，所述计算模块计算所述可用组合的迁移开销，进一步包括：假设一组可用组合表示为P_i，P_i+1，…，P_i+M，其中，1≤i，i+M≤N，则该可用组合的迁移开销为：

S＝S_in+S_out+S_ch，

其中，S_in表示路由节点内部通信需要的开销，S_out表示路由节点之间通信需要的开销，S_ch表示由所述当前路由节点组合改变到可用组合的迁移开销。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的核心路由交换系统运行态可重构编程方法的流程图；

图2为根据本发明另一个实施例的核心路由交换系统运行态可重构编程方法的流程图；

图3为根据本发明一个实施例的核心路由交换系统运行态可重构编程方法的模型工作环境示意图；

图4为根据本发明一个实施例的核心路由交换系统运行态可重构编程方法的路由节点间的通信开销示意图；以及

图5为根据本发明一个实施例的核心路由交换系统运行态可重构编程系统的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的核心路由交换系统运行态可重构编程方法。图1为根据本发明一个实施例的核心路由交换系统运行态可重构编程方法的流程图。图2为根据本发明另一个实施例的核心路由交换系统运行态可重构编程方法的流程图。参照图1和图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101，获取当前核心路由交换系统的路由节点的个数和每个路由节点上的资源种类数量。

结合图2所示，即该步骤要确定系统参数、维护列表。具体包括：首先确认当前核心路由交换系统上的路由节点的数量，例如记作N，以及每个路由节点上的资源种类数量，例如记作M，则核心路由交换系统对每个路由节点i维护一个表示每种资源剩余量的可用资源种类数量元组表示为：

T_i∈N＝(T_i，1，T_i，2，…，T_i，M)，

其中，T_i为资源剩余量的可用资源种类数量元组，i表示路由节点，N表示路由节点的数量，M表示路由节点上的资源种类数量。

此外，路由节点i和路由节点j之间的通信开销P_i，j等于这两个路由节点之间的路由跳数，路由节点内部的通信开销忽略不计，任务由任一路由节点迁移到其他路由节点所需要的开销为S_ch。

步骤S102，判断当前核心路由交换系统对路由节点上的资源的需求量是否改变。具体地说，当需求量改变时，表示每种资源的需求量发生变化。该步骤即判断当前路由交换系统是否可以满足新的需求，如果不能满足，则直接进行丢包，并通知用户，如果可以满足，则执行步骤S103。

步骤S103，如果核心路由交换系统对每个路由节点上的资源的需求量改变，则判断需求量所在的当前路由节点组合上的资源是否满足新的需求量。

该步骤具体包括：查找具有剩余可用资源的数组T，其中，T_i，k表示路由节点i在第k种资源上的可用数量，如果对于任一资源需求d′_j，t，均满足T_i，t＞d′_j，t，则表明需求量所在的当前路由节点组合上的资源满足新的需求量。

步骤S104，如果当前路由节点组合上的资源不满足新的需求量，则在当前核心路由交换系统中查找可以满足新的需求量的其他路由节点的可用组合。

具体地，首先查看当前用户需求量所在的路由节点。设用户j的原有需求量为D_j＝(d_j，1，d_j，2，…，d_j，M)，运行在路由节点组合Γ上，当用户j的需求量变更为D′_j＝(d′_j，1，d′_j，2，…，d′_j，M)时，对每一个d′_j，t所在路由节点i，检测剩余资源余量T_i，t是否能满足新的需求量d′_j，t，若满足，即则表示原有需求量所在的当前路由节点组合上的资源满足新的需求量，则保持当前路由节点组合不发生变化。若不满足，则转至步骤S105。

步骤S105，计算可用组合的迁移开销。

具体地说，首先查找代表剩余可用资源的数组T，对新任务的每一个资源请求d′_j，t，设能够满足此需求的路由节点有n_t个，构成组路由节点组合∏_t，则能满足任务D′_j的路由节点组合表示为：

其中，可用组合的数量为n₁×n₂×…×n_M。

进一步地，对于每一组可用组合中的路由节点，假设其表示为P_i，P_i+1，…，P_i+M，其中，1≤i，i+M≤N，则计算任务由原路由节点组合迁移至新的路由节点组合所需要的开销，也即该可用组合的迁移开销为：

S＝S_in+S_out+S_ch，

其中，S_in表示路由节点内部通信需要的开销，S_out表示路由节点之间通信需要的开销，S_ch表示由当前路由节点组合改变到可用组合的迁移开销。

步骤S106，将迁移开销最小的可用组合作为新的服务节点，以对新任务提供服务。具体地说，选择所有可用组合中迁移开销最小的路由节点组合作为新任务的服务节点，当新任务到达后，即在该迁移开销最小的路由节点组合上对新任务进行服务，从而可缩短服务时间，快速响应用户新的需求。

在一些示例中，本发明实施例的方法适用于可重构的核心路由交换系统，当原有用户任务发生改变，对资源的需求量有所变化时，能够动态实时地切换服务路由节点，实现降低延迟、快速响应的目的，该方法在具体实现时的工作环境如图3所示。

作为一个具体地例子，如图4所示，假设该路由交换系统上有4台路由节点，每个节点上有3种服务资源(CPU，Memory，Link)，每台路由节点上维护的表示每种资源剩余量的可用资源的3元组分别为：T₁＝(2，2，2)，T₂＝(3，4，3)，T₃＝(2，2，4)，T₄＝(5，5，1)，并且每台路由节点间切换的代价w＝1。4台节点之间的路由跳数，即节点间的通信开销大小如图4所示。

假设某用户原有任务需求量为D＝(2，3，4)已经加载在路由节点1，2，3上，现在任务需求量D发生改变，更新为′＝(5，3，4)，那么查找当前路径，即路由节点1，2，3，可得路由节点1在CPU资源上的剩余容量为2，不能满足′的需求5。此时查找整个系统中的可用资源的数组T，则可得∏₁＝{4}，即满足′对CPU需求的是节点4，同理可得，∏₂＝{2，4}，∏₃＝{3}。那么可用组合的数量为1×2×1＝2组，即{节点4，节点2，节点3}和{节点4，节点4，节点3}。

进一步地，计算第一种可用组合的通信开销，其中  ＝1+3＝4，由于只发生了一次节点迁移(由节点1切换为了节点4)，所以S_ch＝1，故第一种方案的开销为4+1＝5。

同理，计算第二种组合的通信开销，其中S_out＝2，由于发生了两次节点迁移(节点1和2均切换为了节点4)，所以S_ch＝2，故第二种方案的开销为2+2＝4＜5，选取最小迁移开销，因此在本次需求改变之后，路径重构为：节点4-节点3。

综上，本发明实施例的方法充分考虑了可重构的核心路由交换平台支撑系统在运行时的困难，引入了可用资源数组的概念，帮助在系统中快速查找可用节点，通过计算节点之间通信开销和切换节点的开销代价，找到最小开销的解决方案。因此，能够在保证可重构的核心路由交换平台顺畅运行的同时，提高系统响应速度，优化用户体验。

根据本发明实施例提出的核心路由交换系统运行态可重构编程方法，当核心路由交换平台中的用户实例需求发生改变时，如果当前构件节点上的资源不足以支持新的需求时，首先查找当前路由系统的其他节点是否有足够的资源，如果可以满足新的需求，则查找可用组，即满足各个资源需求的构件组合，再在其中查找中最小开销的路径，进而实现路由迁移，改变路径。本发明能在核心路由交换平台支撑系统实时运行时，支撑路由的可重构，并能缩短切换时间，保障用户体验。

本发明的进一步实施例还提供了一种核心路由交换系统运行态可重构编程系统。

图5为根据本发明一个实施例的核心路由交换系统运行态可重构编程系统的结构框图。如图5所示，该系统500包括：获取模块510、判断模块520、查找模块530、计算模块540和重构模块550。

其中，获取模块510用于获取当前核心路由交换系统的路由节点的个数和每个路由节点上的资源种类数量。换言之，即确定系统参数、维护列表。具体包括：首先确认当前核心路由交换系统上的路由节点的数量，例如记作N，以及每个路由节点上的资源种类数量，例如记作M，则核心路由交换系统对每个路由节点i维护一个表示每种资源剩余量的可用资源种类数量元组表示为：

T_i∈N＝(T_i，1，T_i，2，…，T_i，M)，

其中，T_i为资源剩余量的可用资源种类数量元组，i表示路由节点，N表示路由节点的数量，M表示路由节点上的资源种类数量。

此外，路由节点i和路由节点j之间的通信开销P_i，j等于这两个路由节点之间的路由跳数，路由节点内部的通信开销忽略不计，任务由任一路由节点迁移到其他路由节点所需要的开销为S_ch。

判断模块520用于判断当前核心路由交换系统对路由节点上的资源的需求量是否改变，并在核心路由交换系统对每个路由节点上的资源的需求量改变时，进一步判断需求量所在的当前路由节点组合上的资源是否满足新的需求量。

具体地说，当需求量改变时，表示每种资源的需求量发生变化。即判断当前路由交换系统是否可以满足新的需求，例如可通过查找具有剩余可用资源的数组T，其中，T_i，k表示路由节点i在第k种资源上的可用数量，如果对于任一资源需求d′_j，t，均满足T_i，t＞d′_j，t，则表明需求量所在的当前路由节点组合上的资源满足新的需求量。如果不能满足，则直接进行丢包，并通知用户。

查找模块530用于在当前路由节点组合上的资源不满足新的需求量，在当前核心路由交换系统中查找可以满足新的需求量的其他路由节点的可用组合。

具体地，首先查看当前用户需求量所在的路由节点。设用户j的原有需求量为

D_j＝(d_j，1，d_j，2，…，d_j，M)，运行在路由节点组合Γ上，当用户j的需求量变更为

D′_j＝(d′_j，1，d′_j，2，…，d′_j，M)时，对每一个d′_j，t所在路由节点i，检测剩余资源余量T_i，t是否能满足新的需求量d′_j，t，若满足，即则表示原有需求量所在的当前路由节点组合上的资源满足新的需求量，则保持当前路由节点组合不发生变化。

计算模块540用于计算可用组合的迁移开销。

具体地说，首先查找代表剩余可用资源的数组T，对新任务的每一个资源请求d′_j，t，设能够满足此需求的路由节点有n_t个，构成组路由节点组合∏_t，则能满足任务D′_j的路由节点组合表示为：

其中，可用组合的数量为n₁×n₂×…×n_M。

进一步地，对于每一组可用组合中的路由节点，假设其表示为P_i，P_i+1，…，P_i+M，其中，1≤i，i+M≤N，则计算任务由原路由节点组合迁移至新的路由节点组合所需要的开销，也即该可用组合的迁移开销为：

S＝S_in+S_out+S_ch，

其中，S_in表示路由节点内部通信需要的开销，S_out表示路由节点之间通信需要的开销，S_ch表示由所述当前路由节点组合改变到可用组合的迁移开销。

重构模块550用于将迁移开销最小的可用组合作为新的服务节点，以对新任务提供服务。具体地说，选择所有可用组合中迁移开销最小的路由节点组合作为新任务的服务节点，当新任务到达后，即在该迁移开销最小的路由节点组合上对新任务进行服务，从而可缩短服务时间，快速响应用户新的需求。

对本发明上述实施例的核心路由交换系统运行态可重构编程系统100的具体示例性描述参见上述对本发明的方法的描述部分，为减少冗余，此处不再赘述。

根据本发明实施例的核心路由交换系统运行态可重构编程系统，当核心路由交换平台中的用户实例需求发生改变时，如果当前构件节点上的资源不足以支持新的需求时，首先查找当前路由系统的其他节点是否有足够的资源，如果可以满足新的需求，则查找可用组，即满足各个资源需求的构件组合，再在其中查找中最小开销的路径，进而实现路由迁移，改变路径。本发明能在核心路由交换平台支撑系统实时运行时，支撑路由的可重构，并能缩短切换时间，保障用户体验。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，″计算机可读介质″可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种核心路由交换系统运行态可重构编程方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取当前核心路由交换系统的路由节点的个数和每个路由节点上的资源种类数量；

判断所述当前核心路由交换系统对所述路由节点上的资源的需求量是否改变；

如果所述核心路由交换系统对每个路由节点上的资源的需求量改变，则判断所述需求量所在的当前路由节点组合上的资源是否满足新的需求量；

如果所述当前路由节点组合上的资源不满足新的需求量，则在所述当前核心路由交换系统中查找可以满足所述新的需求量的其他路由节点的可用组合；

计算所述可用组合的迁移开销；

将迁移开销最小的可用组合作为新的服务节点，以对新任务提供服务。

2.根据权利要求1所述的核心路由交换系统运行态可重构编程方法，其特征在于，所述获取当前核心路由交换系统的路由节点的个数和每个路由节点上的资源种类及剩余量，进一步包括：

所述核心路由交换系统对每个路由节点维护一个表示每种资源剩余量的可用资源种类数量元组，具体为：

T_i∈N＝(T_i，1，T_i，2，...，T_i，M)，

其中，T_i为资源剩余量的可用资源种类数量元组，i表示路由节点，N表示路由节点的数量，M表示路由节点上的资源种类数量。

3.根据权利要求1所述的核心路由交换系统运行态可重构编程方法，其特征在于，所述判断所述需求量所在的当前路由节点组合上的资源是否满足新的需求量，进一步包括：

查看所述需求量所在的当前路由节点组合，设用户j的原有需求量为D_j＝(d_j，1，d_j，2，...，d_j，M)，运行在所述当前路由节点组合Γ上，设用户j的新的需求量为D_j＝(d′_j，1，d′_j，2，...，d′_j，M)；

对每一个d_j，t所在的路由节点i，判断其剩余资源余量T_i，t是否能满足新的需求d′_j，t，若满足则所述当前路由节点组合不发生变化；

若不满足，则查找具有剩余可用资源的数组T，其中，T_i，k表示路由节点i在第k种资源上的可用数量；

如果对于任一资源需求d′_j，t，均满足T_i，t＞d′_j，t，则表明所述需求量所在的当前路由节点组合上的资源满足新的需求量。

4.根据权利要求1所述的核心路由交换系统运行态可重构编程方法，其特征在于，其中，

设满足新的需求量的路由节点有n_t个，则能满足所述新的需求量的可用组合Π_t表示为：

其中，可用组合的数量为n₁×n₂×...×n_M。

5.根据权利要求1所述的核心路由交换系统运行态可重构编程方法，其特征在于，所述计算所述可用组合的迁移开销，进一步包括：

假设一组可用组合表示为P_i，P_i+1，...，P_i+M，其中，1≤i，i+M≤N，则该可用组合的迁移开销为：

S＝S_in+S_out+S_ch，

其中，S_in表示路由节点内部通信需要的开销，S_out表示路由节点之间通信需要的开销，S_ch表示由所述当前路由节点组合改变到可用组合的迁移开销。

6.一种核心路由交换系统运行态可重构编程系统，其特征在于，包括：

获取模块，所述获取模块用于获取当前核心路由交换系统的路由节点的个数和每个路由节点上的资源种类数量；

判断模块，所述判断模块用于判断所述当前核心路由交换系统对所述路由节点上的资源的需求量是否改变，并在所述核心路由交换系统对每个路由节点上的资源的需求量改变时，进一步判断所述需求量所在的当前路由节点组合上的资源是否满足所述新的需求量；

查找模块，所述查找模块用于在当前路由节点组合上的资源不满足新的需求量，在所述当前核心路由交换系统中查找可以满足所述新的需求量的其他路由节点的可用组合；

计算模块，所述计算模块用于计算所述可用组合的迁移开销；

重构模块，所述重构模块用于将迁移开销最小的可用组合作为新的服务节点，以对新任务提供服务。

7.根据权利要求6所述的核心路由交换系统运行态可重构编程方法，其特征在于，所述获取模块获取当前核心路由交换系统的路由节点的个数和每个路由节点上的资源种类及剩余量，进一步包括：

所述核心路由交换系统对每个路由节点维护一个表示每种资源剩余量的可用资源种类数量元组，具体为：

T_i∈N＝(T_i，1，T_i，2，...，T_i，M)，

其中，T_i为资源剩余量的可用资源种类数量元组，i表示路由节点，N表示路由节点的数量，M表示路由节点上的资源种类数量。

8.根据权利要求6所述的核心路由交换系统运行态可重构编程系统，其特征在于，所述判断模块判断所述需求量所在的当前路由节点组合上的资源是否满足新的需求量，进一步包括：

查看所述需求量所在的当前路由节点组合，设用户j的原有需求量为D_j＝(d_j，1，d_j，2，...，d_j，M)，运行在所述当前路由节点组合Γ上，设用户j的新的需求量为D′_j＝(d′_j，1，d′_j，2，...，d′_j，M)；

对每一个d_j，t所在的路由节点i，检测其剩余资源余量T_i，t是否能满足新的需求d′_j，t，若满足则所述当前路由节点组合不发生变化；

若不满足，则查找具有剩余可用资源的数组T，其中，中T_i，k表示路由节点i在第k种资源上的可用数量；

如果对于任一资源需求d′_j，t，均满足T_i，t＞d′_j，t，则表明所述需求量所在的当前路由节点组合上的资源满足新的需求量。

9.根据权利要求6所述的核心路由交换系统运行态可重构编程系统，其特征在于，其中，

设满足新的需求量的路由节点有n_t个，则能满足所述新的需求量的可用组合Π_t表示为：

其中，可用组合的数量为n₁×n₂×...×n_M。

10.根据权利要求6所述的核心路由交换系统运行态可重构编程系统，其特征在于，所述计算模块计算所述可用组合的迁移开销，进一步包括：

假设一组可用组合表示为P_i，P_i+1，...，P_i+M，其中，1≤i，i+M≤N，则该可用组合的迁移开销为：

S＝S_in+S_out+S_ch，

其中，S_in表示路由节点内部通信需要的开销，S_out表示路由节点之间通信需要的开销，S_ch表示由所述当前路由节点组合改变到可用组合的迁移开销。