CN104639463A - 一种光纤交换机的带宽调整方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光纤交换机的带宽调整方法及装置，方法包括：对所述环形网络进行初始化操作，并在初始化过程中根据各个光纤交换机的ID，设置各个光纤交换机之间的物理通道；通过各个光纤交换机之间的物理通道进行数据交互，并记录交互信息；根据记录的所述交互信息，获取每个物理通道的带宽使用状态；根据获取的每个物理通道的带宽使用状态，在确定所述环形网络需要调整时，将有带宽剩余的物理通道上的剩余带宽调整到带宽使用不足的物理通道上。根据本方案，实现了数据中心端到端带宽的动态调整。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种光纤交换机的带宽调整方法及装置。
背景技术
随着大数据和云计算的发展，推动数据中心服务器的规模达到了上千台机柜、百万台服务器的级别。同时，虚拟化、云计算的应用促使服务器的网络接口达到了10G的带宽甚至更高。
目前，数据中心的扩展能力以及上万台服务器的端到端之间带宽的连接成为了技术瓶颈。光纤传输具有高带宽技术优势，也因此成为了数据中心的优先选择，光纤交换机则成为数据中心端到端高带宽数据通信的基础设施。
然而，随着业务的不断变化，数据中心的基础设施往往需要进行扩展，其对网络拓扑和带宽也会随之发生变化。因此，急需提供一种带宽调整方法，以满足数据中心的端到端带宽的动态调整。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种光纤交换机的带宽调整方法及装置，以实现数据中心端到端带宽的动态调整。
本发明提供了一种光纤交换机的带宽调整方法，为环形网络中的各个光纤交换机分配ID；包括：
对所述环形网络进行初始化操作，并在初始化过程中根据各个光纤交换机的ID，设置各个光纤交换机之间的物理通道；
通过各个光纤交换机之间的物理通道进行数据交互，并记录交互信息；
根据记录的所述交互信息，获取每个物理通道的带宽使用状态；
根据获取的每个物理通道的带宽使用状态，在确定所述环形网络需要调整时，将有带宽剩余的物理通道上的剩余带宽调整到带宽使用不足的物理通道上。
优选地，
所述为环形网络中的各个光纤交换机分配ID，包括：选定其中一个光纤交换机作为分配的起始节点，并根据所述环形网络中光纤交换机的数据传输方向，从所述起始节点开始，依次为每个光纤交换机分配符合设定规则的ID。
优选地，进一步包括：为每个光纤交换机设置通道控制器，并通过下式计算接收数据的光纤交换机中通道控制器的值：
通道控制器的值＝[N-(As-Ad)]％N+1
其中，N为所述环形网络中光纤交换机的数量，As为发送数据的光纤交换机的ID，Ad为接收数据的光纤交换机的ID；
所述通过各个光纤交换机之间的物理通道进行数据交互包括：
利用所述通道控制器的值确定接收数据的光纤交换机接收数据时使用的物理通道，并利用该确定的物理通道进行所述数据交互。
优选地，
进一步包括：设置物理通道的带宽使用状态，其中，设置的物理通道的带宽使用状态包括S1、S2、S3、S4和S5中的一种或多种；其中，S1状态用于表征Cn-m带宽不足，需要增加带宽；S2状态用于表征Cn-m带宽满足要求，不需要增加或减少带宽；S3状态用于表征Cn-m带宽满足要求，但带宽利用不足；S4状态用于表征Cn-m带宽满足要求，但实际传输的数据流量少；S5状态用于表征Cn-m无数据传输；Cn-m为光纤交换机n发送到光纤交换机m的物理通道，其中，n、m均为不大于环形网络中光纤交换机的数量N的正整数；
所述获取每个物理通道的带宽使用状态，包括：
计算每个物理通道上接收数据的平均速率，并根据计算的每个物理通道上接收数据的平均速率确定每个物理通道的带宽使用状态；其中，利用下式计算每个物理通道上接收数据的平均速率：
wn-m＝dn-m/T；
当wn-m>＝X*pn-m*TH1时，确定Cn-m处于S1状态；
当X*pn-m*TH1>wn-m>＝X*pn-m*TH2时，确定Cn-m处于S2状态；
当X*pn-m*TH2>wn-m>＝X*pn-m*TH3时，确定Cn-m处于S3状态；
当X*pn-m*TH3>wn-m>＝X*pn-m*TH4时，确定Cn-m处于S4状态；
当wn-m<X*pn-m*TH5时，确定Cn-m处于S5状态；
其中，wn-m为光纤交换机m接收光纤交换机n发送数据的平均速率；dn-m为光纤交换机m接收到光纤交换机n的数据流量；T为数据交换的时间段；X为单个光束的传输带宽；pn-m为光纤交换机m接收光纤交换机n的物理通道使用的光束个数；TH1为物理通道带宽利用率阀值1；TH2为物理通道带宽利用率阀值2；TH3为物理通道带宽利用率阀值3；TH4为物理通道带宽利用率阀值4；TH5为物理通道带宽利用率阀值5；Si为物理通道实际带宽使用状态，其中，i＝1、2、3、4、5。
优选地，所述将有带宽剩余的物理通道上的剩余带宽调整到带宽使用不足的物理通道上，包括：
在确定当前光纤交换机向其他两个光纤交换机发送数据的物理通道所对应的带宽使用状态分别为S1状态和S5状态时，将S5状态对应的物理通道关闭，将S5状态对应的物理通道上使用的光束增加到S1状态对应的物理通道上；
在所述运行网络中包括互相连接的第一光纤交换机SW1、第二光纤交换机SW2、第三光纤交换机SW3和第四光纤交换机SW4时，且确定C2-1，C2-3，C2-4，C4-3的带宽使用状态分别为S1、S4、S3、S3时，将S4状态对应的物理通道关闭，将SW2利用C2-3向SW3传输的数据由SW2通过C2-4，发送给SW4，再由SW4转发给SW3；C2-3所使用的光束增加到C2-1上。
本发明还提供了一种光纤交换机的带宽调整装置，包括：
分配单元，用于为环形网络中的各个光纤交换机分配ID；
设置单元，用于对所述环形网络进行初始化操作，并在初始化过程中根据各个光纤交换机的ID，设置各个光纤交换机之间的物理通道；
数据交互单元，用于通过各个光纤交换机之间的物理通道进行数据交互，并记录交互信息；
获取单元，用于根据记录的所述交互信息，获取每个物理通道的带宽使用状态；
调整单元，用于根据获取的每个物理通道的带宽使用状态，在确定所述环形网络需要调整时，将有带宽剩余的物理通道上的剩余带宽调整到带宽使用不足的物理通道上。
优选地，
所述分配单元，用于选定其中一个光纤交换机作为分配的起始节点，并根据所述环形网络中光纤交换机的数据传输方向，从所述起始节点开始，依次为每个光纤交换机分配符合设定规则的ID。
优选地，
所述设置单元，用于为每个光纤交换机设置通道控制器，并通过下式计算接收数据的光纤交换机中通道控制器的值：
通道控制器的值＝[N-(As-Ad)]％N+1
其中，N为所述环形网络中光纤交换机的数量，As为发送数据的光纤交换机的ID，Ad为接收数据的光纤交换机的ID；
所述数据交互单元，用于利用所述通道控制器的值确定接收数据的光纤交换机接收数据时使用的物理通道，并利用该确定的物理通道进行所述数据交互。
优选地，
所述设置单元，用于设置物理通道的带宽使用状态，其中，设置的物理通道的带宽使用状态包括S1、S2、S3、S4和S5中的一种或多种；其中，S1状态用于表征Cn-m带宽不足，需要增加带宽；S2状态用于表征Cn-m带宽满足要求，不需要增加或减少带宽；S3状态用于表征Cn-m带宽满足要求，但带宽利用不足；S4状态用于表征Cn-m带宽满足要求，但实际传输的数据流量少；S5状态用于表征Cn-m无数据传输；Cn-m为光纤交换机n发送到光纤交换机m的物理通道，其中，n、m均为不大于环形网络中光纤交换机的数量N的正整数；
所述获取单元，用于计算每个物理通道上接收数据的平均速率，并根据计算的每个物理通道上接收数据的平均速率确定每个物理通道的带宽使用状态；其中，利用下式计算每个物理通道上接收数据的平均速率：
wn-m＝dn-m/T；
当wn-m>＝X*pn-m*TH1时，确定Cn-m处于S1状态；
当X*pn-m*TH1>wn-m>＝X*pn-m*TH2时，确定Cn-m处于S2状态；
当X*pn-m*TH2>wn-m>＝X*pn-m*TH3时，确定Cn-m处于S3状态；
当X*pn-m*TH3>wn-m>＝X*pn-m*TH4时，确定Cn-m处于S4状态；
当wn-m<X*pn-m*TH5时，确定Cn-m处于S5状态；
其中，wn-m为光纤交换机m接收光纤交换机n发送数据的平均速率；dn-m为光纤交换机m接收到光纤交换机n的数据流量；T为数据交换的时间段；X为单个光束的传输带宽；pn-m为光纤交换机m接收光纤交换机n的物理通道使用的光束个数；TH1为物理通道带宽利用率阀值1；TH2为物理通道带宽利用率阀值2；TH3为物理通道带宽利用率阀值3；TH4为物理通道带宽利用率阀值4；TH5为物理通道带宽利用率阀值5；Si为物理通道实际带宽使用状态，其中，i＝1、2、3、4、5。
优选地，所述调整单元，用于在确定当前光纤交换机向其他两个光纤交换机发送数据的物理通道所对应的带宽使用状态分别为S1状态和S5状态时，将S5状态对应的物理通道关闭，将S5状态对应的物理通道上使用的光束增加到S1状态对应的物理通道上；在所述运行网络中包括互相连接的第一光纤交换机SW1、第二光纤交换机SW2、第三光纤交换机SW3和第四光纤交换机SW4时，且确定C2-1，C2-3，C2-4，C4-3的带宽使用状态分别为S1、S4、S3、S3时，将S4状态对应的物理通道关闭，将SW2利用C2-3向SW3传输的数据由SW2通过C2-4，发送给SW4，再由SW4转发给SW3；C2-3所使用的光束增加到C2-1上。
本发明实施例提供了一种光纤交换机的带宽调整方法及装置，通过设置各个光纤交换机之间的物理通道，在光纤交换机之间进行数据交互时，记录交互信息，根据交互信息确定物理通道的带宽使用状态，并根据带宽使用状态对环形网络的网络拓扑进行调整，从而实现了数据中心端到端带宽的动态调整，使得调整后的网络拓扑上每个物理通道的带宽均能够满足该物理通道上的数据传输。
附图说明
图1是本发明实施例提供的方法流程图；
图2是本发明另一实施例提供的方法流程图；
图3是本发明实施例提供的环形网络示意图；
图4是本发明实施例提供的全互联全对称示意图；
图5是本发明实施例提供的非全互联非对称示意图；
图6是本发明实施例提供的初始化后的环形网络示意图；
图7是本发明实施例提供的针对情况1修改后的环形网络示意图；
图8是本发明实施例提供的针对情况2修改后的环形网络示意图；
图9是本发明实施例提供的装置所在设备的硬件架构图；
图10是本发明实施例提供的装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种光纤交换机的带宽调整方法，为环形网络中的各个光纤交换机分配ID；该方法可以包括以下步骤：
步骤101：对所述环形网络进行初始化操作，并在初始化过程中根据各个光纤交换机的ID，设置各个光纤交换机之间的物理通道。
步骤102：通过各个光纤交换机之间的物理通道进行数据交互，并记录交互信息。
步骤103：根据记录的所述交互信息，获取每个物理通道的带宽使用状态。
步骤104：根据获取的每个物理通道的带宽使用状态，在确定所述环形网络需要调整时，将有带宽剩余的物理通道上的剩余带宽调整到带宽使用不足的物理通道上。
根据上述方案，通过设置各个光纤交换机之间的物理通道，在光纤交换机之间进行数据交互时，记录交互信息，根据交互信息确定物理通道的带宽使用状态，并根据带宽使用状态对环形网络的网络拓扑进行调整，从而实现了数据中心端到端带宽的动态调整，使得调整后的网络拓扑上每个物理通道的带宽均能够满足该物理通道上的数据传输。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
如图2所示，本发明实施例提供了一种光纤交换机的带宽调整方法，该方法可以包括以下步骤：
步骤201：确定环形网络，并根据环形网络对每个光纤交换机分配ID。
如图3所示，为本实施例提供的环形网络，其中，该环形网络根据数据传输方向依次包括：SW1(光纤交换机1)、SW2、SW3、SW4、SW5和SW6。
在本实施例中，可以先选定其中一个光纤交换机作为分配ID的起始节点，并根据环形网络的数据传输方向，从起始节点开始，依次为每个光纤交换机分配符合设定规则的ID。其中，设定规则用于对环形网络的数据传输方向上的每两个光纤交换机的相邻关系，例如，为起始节点设分配的ID为1，该ID可以是从1开始依次增加，即为SW2、SW3、SW4、SW5和SW6的ID依次为：2、3、4、5和6，如图3所示。
步骤202：对环形网络进行初始化操作，并在初始化过程中，设置各个光纤交换机之间的物理通道。
其中，对环形网络进行初始化操作后的网络类型可以包括：全互连对称网络、全互连非对称网络、非全互连对称网络和非全互连非对称网络中的一种。其中，网络类型及其特点如表1所示。
表1：
进一步地，若对环形网络具体的业务应用和数据传输无法评估或者需要随机调整时，可以对环形网络初始化为全互联全对称网络。
在本实施例中，SDN控制器需要根据初始化操作后的网络类型向环形网络中各个光纤交换机发送命令，以使环形网络在初始化过程中设置各个光纤交换机之间的物理通道。
在本实施例中，可以利用设置光纤交换机中的通道控制器来设置各个光纤交换机之间的物理通道。进一步地，还需要利用光纤交换机中的波长控制器来设置数据交互时光束的波长。其中，每个光纤交换机中都包括有一个以上的通道寄存器和一个以上的波长寄存器。通道寄存器用来设置所在光纤交换机接收其他光纤交换机发送的数据时的接收通道的编号，即由通道寄存器来确定所在光纤交换机与其他光纤交换机之间的物理通道；波长寄存器用来设置所在光纤交换机向其他光纤交换机发送数据时所使用的光束的波长，其中，设置的波长寄存器的个数即为使用光束的个数。
例如，若环形网络进行初始化操作后的网络类型为全互联全对称网络，如图4所示，环形网络中任意两个光纤交换机之间相连接，如SW1分别与SW2、SW3、SW4、SW5和SW6相连接，其中，SW1包括5个接收通道，其中，接收通道是SW1接收其他光纤交换机发送数据时所使用物理通道的接收方向，另外SW1还包括一个发送通道，即SW1向其他光纤交换机发送数据时所使用的物理通道的发送方向。
在本实施例中，针对每一个光纤交换机，需要设置该光纤交换机接收其他光纤交换机发送数据时所使用的是哪一个接收通道。首先，可以预先对SW1的接收通道进行编号，例如，对这个接收通道的编号为2、3、4、5和6。其中，默认光纤交换机将编号为1的物理通道作为发送通道。那么可以利用下述公式来计算每个光纤交换机设置其通道控制器的值，即确定每个光纤交换机在接收其他光纤交换机发送的数据时所使用的接收通道的编号。
通道控制器的值＝[N-(As-Ad)]％N+1 (1)
其中，N为环形网络中光纤交换机的数量，As为发送数据的光纤交换机的ID，Ad为接收数据的光纤交换机的ID。其中，式(1)中的％为取模运算。
例如，计算SW1接收SW2发送的数据时所使用的物理通道，那么通道控制器的值＝[6-(2-1)]％6+1＝6，即使用编号为6的物理通道。
在各个光纤交换机之间进行数据交互时，利用通道控制器的值确定接收数据的光纤交换机接收数据时使用的物理通道，并利用该确定的物理通道进行数据交互。
如表2所示，为全互联全对称网络中通道寄存器和波长寄存器中每一位的表示内容。
表2：
其中，通道寄存器的0-6位用来表示接收通道的编号，通道寄存器的7-30位可以不用填，而通道寄存器的31位为使能位，当使能位为1时，表明通道寄存器为使能状态，否则，为关闭状态。波长寄存器的0-6位用来表示光束的波长，其中，设置的波长的选择可以由经验值来确定，波长寄存器的7-30位可以不用填，而波长寄存器的31位为使能位，当使能位为1时，表明波长寄存器为使能状态，否则，为关闭状态。
在本实施例中，全互连全对称网络中每个光纤交换机的通道寄存器和波长寄存器的设置如表3所示。
表3：
在本实施例中，若环形网络进行初始化操作后的网络类型为全互联全非对称网络、非全互联对称网络或非全互联非对称网络时，光纤交换机中设置的通道寄存器和波长寄存器不同。
以Spark、Hadoop等大数据集群应用为例，为典型的非全互联非对称性网络。光纤交换机在作为主节点时，需要将分析的数据向其他作为从节点的光纤交换机发送，由于发送时的数据量较大，对带宽要求非常高。而从节点分析完数据后，将数据返回主节点时的数据量较小，对带宽要不高。其中，主节点发送数据时，带宽要求与从节点个数成正比。
如图5所示，其中，图5中左右两个图用来表述为Spark、Hadoop应用初始化操作后的环形网络的一个网络拓扑，每个光纤交换机对应一个节点，其中，SW2和其他五个光纤交换机都有物理连接，其他五个交换机之间没有任何物理连接。其中，如图5的左图所示，为环形网络中SW2作为发送端时的示意图，C2-1，C2-3，C2-4，C2-5，C2-6为SW2的发送通道，因数据量较大，均使用5个不同波长的光束传输数据，带宽为5*X，其中，X为环形网络中光纤交换机的个数。若X＝10G，则每个通道的带宽都达到50G。如图5的右图所示，为环形网络中SW2作为接收端时的示意图，C1-2，C3-2，C4-2，C5-2，C6-2为SW2的接收通道，数据量较小，使用1个波长传输数据，其带宽为X。从节点数量增加导致光纤交换机增加时，该网络依然能够满足需求。每个光纤交换机的通道寄存器和波长寄存器的设置如表4所示。
表4：
根据表4可知，与SW2相连接的光纤交换机之间在进行数据传输时，可以由SW2进行转发。
步骤203：以各个光纤交换机自身的通道控制器设置的物理通道和自身的波长控制器设置的光束的波长与其他光纤交换机进行数据交互，并记录交互信息。
在本实施例中，记录的交互信息可以包括：光纤交换机m接收到光纤交换机n的数据流量dn-m、数据交互的时间段T、单个光束的传输带宽X、光纤交换机m接收光纤交换机n的物理通道使用的光束个数pn-m、物理通道带宽利用率阀值TH1、物理通道带宽利用率阀值TH2、物理通道带宽利用率阀值TH3、物理通道带宽利用率阀值TH4、物理通道带宽利用率阀值TH5。
步骤204：根据记录的交互信息，获取每个物理通道的带宽使用状态。
在本实施例中，SDN控制器可以统计每个光纤交换机在一个时间段T内接收的数据流量，并对每两个光纤交换机之间的数据传输带宽进行计算分析。
在本实施例中，可以预先设置物理通道的带宽使用状态，设置的物理通道的带宽使用状态Si，其中，i＝1、2、3、4、5，即设置的物理通道的带宽使用状态包括S1、S2、S3、S4和S5中的一种或多种；其中，S1状态用于表征Cn-m带宽不足，需要增加带宽；S2状态用于表征Cn-m带宽满足要求，不需要增加或减少带宽；S3状态用于表征Cn-m带宽满足要求，但带宽利用不足；S4状态用于表征Cn-m带宽满足要求，但实际传输的数据流量少；S5状态用于表征Cn-m无数据传输；Cn-m为光纤交换机n发送到光纤交换机m的物理通道，其中，n、m均为不大于环形网络中光纤交换机的数量N的正整数。
在本实施例中，通过下述方式获取每个物理通道的带宽使用状态：
计算每个物理通道上接收数据的平均速率，并根据计算的每个物理通道上接收数据的平均速率确定每个物理通道的带宽使用状态；其中，利用下式计算每个物理通道上接收数据的平均速率：
wn-m＝dn-m/T；
当wn-m>＝X*pn-m*TH1时，确定Cn-m处于S1状态；
当X*pn-m*TH1>wn-m>＝X*pn-m*TH2时，确定Cn-m处于S2状态；
当X*pn-m*TH2>wn-m>＝X*pn-m*TH3时，确定Cn-m处于S3状态；
当X*pn-m*TH3>wn-m>＝X*pn-m*TH4时，确定Cn-m处于S4状态；
当wn-m<X*pn-m*TH5时，确定Cn-m处于S5状态。
其中，wn-m为光纤交换机m接收光纤交换机n发送数据的平均速率。
根据上述获取每个物理通道的带宽使用状态的方式，在计算出物理通道上接收数据的平均速率后，可以先判断该物理通道是否处于S1状态，在不处于S1状态时，继续判断该物理通道是否处于S2状态等等依次类推，直到确定出该物理通道的带宽使用状态。
步骤205：根据获取的每个物理通道的带宽使用状态，在确定环形网络需要调整时，将有带宽剩余的物理通道上的剩余带宽调整到带宽使用不足的物理通道上。
在本实施例中，在确定的环形网络中包括有下列两种情况中任意一种情况时，那么确定环形网络需要调整。
情况1：环形网络中有物理通道带宽不足。
如图6所示，图6中的左右两个图用于表述同一个网络拓扑，其中，图6中还包括各个光纤交换机之间的物理通道及使用的光束的波长。在确定图6所对应的环形网络中各个通道的带宽使用状态如下：
1、C2-1处于S1状态，即w2-1>X*p2-1*TH1，带宽不足，需要增加带宽。
2、C2-4处于S5状态，即w2-4<X*p2-4*TH4，无数据传输。
3、SW1的其他接收通道，C3-1、C4-1、C5-1至少有一个处于S5状态或者未使能。
根据上述各个通道的带宽使用状态，SDN控制器通过修改SW1和SW4的通道寄存器和波长寄存器，可以将C2-4使用的光束增加到C2-1，从而增加通道C2-1的带宽，其中，SW1和SW4的通道寄存器和波长寄存器设置后如表5所示，修改后网络拓扑如图7中的左右两个图所示。
表5：
情况2：环形网络中有物理通道带宽满足要求，但带宽利用不足。
若如图6所示中的环形网络中各个通道的带宽使用状态如下：
1、C2-1处于S1状态，即w2-1>X*p2-1*TH1，带宽不足，需要增加带宽。
2、C2-4处于S4状态，即X*p2-4*TH3>m2-4>X*p2-1*TH4；带宽满足要求，但实际传输的数据流量少。
3、C2-5处于S3状态，即X*p2-4*TH2>m2-4>X*p2-1*TH3，带宽满足要求，但带宽利用不足。
4、C5-4处于S3状态，即X*p5-4*TH2>m2-4>X*p2-1*TH3，带宽满足要求，但带宽利用不足。
根据上述各个通道的带宽使用状态，SDN控制器通过设置SW1和SW2的通道寄存器和波长寄存器，将原来由C2-4、λ4传输的d2-4数据，先通过C2-5，λ5发送到SW5，再有SW5通过C5-4，λ4转发到SW4，关闭C2-4可以节省出λ4加到C2-1通道，增加C2-1的带宽，如图8所示。SW1和SW2寄存器设置如表6所示。
根据上述方案，通过设置各个光纤交换机之间的物理通道，在光纤交换机之间进行数据交互时，记录交互信息，根据交互信息确定物理通道的带宽使用状态，并根据带宽使用状态对环形网络的网络拓扑进行调整，从而实现了数据中心端到端带宽的动态调整，使得调整后的网络拓扑上每个物理通道的带宽均能够满足该物理通道上的数据传输。
如图9、图10所示，本发明实施例提供了一种光纤交换机的带宽调整装置。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。从硬件层面而言，如图9所示，为本发明实施例光纤交换机的带宽调整装置所在设备的一种硬件结构图，除了图9所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的设备通常还可以包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片等等。以软件实现为例，如图10所示，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的CPU将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。本实施例提供的光纤交换机的带宽调整装置100包括：
分配单元1001，用于为环形网络中的各个光纤交换机分配ID；
设置单元1002，用于对所述环形网络进行初始化操作，并在初始化过程中根据各个光纤交换机的ID，设置各个光纤交换机之间的物理通道；
数据交互单元1003，用于通过各个光纤交换机之间的物理通道进行数据交互，并记录交互信息；
获取单元1004，用于根据记录的所述交互信息，获取每个物理通道的带宽使用状态；
调整单元1005，用于根据获取的每个物理通道的带宽使用状态，在确定所述环形网络需要调整时，将有带宽剩余的物理通道上的剩余带宽调整到带宽使用不足的物理通道上。
进一步地，所述分配单元1001，用于选定其中一个光纤交换机作为分配的起始节点，并根据所述环形网络中光纤交换机的数据传输方向，从所述起始节点开始，依次为每个光纤交换机分配符合设定规则的ID。
进一步地，所述设置单元1002，用于为每个光纤交换机设置通道控制器，并通过下式计算接收数据的光纤交换机中通道控制器的值：
通道控制器的值＝[N-(As-Ad)]％N+1
其中，N为所述环形网络中光纤交换机的数量，As为发送数据的光纤交换机的ID，Ad为接收数据的光纤交换机的ID；
所述数据交互单元1003，用于利用所述通道控制器的值确定接收数据的光纤交换机接收数据时使用的物理通道，并利用该确定的物理通道进行所述数据交互。
进一步地，所述设置单元1002，用于设置物理通道的带宽使用状态，其中，设置的物理通道的带宽使用状态包括S1、S2、S3、S4和S5中的一种或多种；其中，S1状态用于表征Cn-m带宽不足，需要增加带宽；S2状态用于表征Cn-m带宽满足要求，不需要增加或减少带宽；S3状态用于表征Cn-m带宽满足要求，但带宽利用不足；S4状态用于表征Cn-m带宽满足要求，但实际传输的数据流量少；S5状态用于表征Cn-m无数据传输；Cn-m为光纤交换机n发送到光纤交换机m的物理通道，其中，n、m均为不大于环形网络中光纤交换机的数量N的正整数；
所述获取单元1004，用于计算每个物理通道上接收数据的平均速率，并根据计算的每个物理通道上接收数据的平均速率确定每个物理通道的带宽使用状态；其中，利用下式计算每个物理通道上接收数据的平均速率：
wn-m＝dn-m/T；
当wn-m>＝X*pn-m*TH1时，确定Cn-m处于S1状态；
当X*pn-m*TH1>wn-m>＝X*pn-m*TH2时，确定Cn-m处于S2状态；
当X*pn-m*TH2>wn-m>＝X*pn-m*TH3时，确定Cn-m处于S3状态；
当X*pn-m*TH3>wn-m>＝X*pn-m*TH4时，确定Cn-m处于S4状态；
当wn-m<X*pn-m*TH5时，确定Cn-m处于S5状态；
其中，wn-m为光纤交换机m接收光纤交换机n发送数据的平均速率；dn-m为光纤交换机m接收到光纤交换机n的数据流量；T为数据交换的时间段；X为单个光束的传输带宽；pn-m为光纤交换机m接收光纤交换机n的物理通道使用的光束个数；TH1为物理通道带宽利用率阀值1；TH2为物理通道带宽利用率阀值2；TH3为物理通道带宽利用率阀值3；TH4为物理通道带宽利用率阀值4；TH5为物理通道带宽利用率阀值5；Si为物理通道实际带宽使用状态，其中，i＝1、2、3、4、5。
进一步地，所述调整单元1105，用于在确定当前光纤交换机向其他两个光纤交换机发送数据的物理通道所对应的带宽使用状态分别为S1状态和S5状态时，将S5状态对应的物理通道关闭，将S5状态对应的物理通道上使用的光束增加到S1状态对应的物理通道上；在所述运行网络中包括互相连接的第一光纤交换机SW1、第二光纤交换机SW2、第三光纤交换机SW3和第四光纤交换机SW4时，且确定C2-1，C2-3，C2-4，C4-3的带宽使用状态分别为S1、S4、S3、S3时，将S4状态对应的物理通道关闭，将SW2利用C2-3向SW3传输的数据由SW2通过C2-4，发送给SW4，再由SW4转发给SW3；C2-3所使用的光束增加到C2-1上。
上述设备内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种光纤交换机的带宽调整方法，其特征在于，为环形网络中的各个光纤交换机分配ID；包括：
对所述环形网络进行初始化操作，并在初始化过程中根据各个光纤交换机的ID，设置各个光纤交换机之间的物理通道；
通过各个光纤交换机之间的物理通道进行数据交互，并记录交互信息；
根据记录的所述交互信息，获取每个物理通道的带宽使用状态；
根据获取的每个物理通道的带宽使用状态，在确定所述环形网络需要调整时，将有带宽剩余的物理通道上的剩余带宽调整到带宽使用不足的物理通道上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述为环形网络中的各个光纤交换机分配ID，包括：选定其中一个光纤交换机作为分配的起始节点，并根据所述环形网络中光纤交换机的数据传输方向，从所述起始节点开始，依次为每个光纤交换机分配符合设定规则的ID。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：为每个光纤交换机设置通道控制器，并通过下式计算接收数据的光纤交换机中通道控制器的值：
通道控制器的值＝[N-(As-Ad)]％N+1
其中，N为所述环形网络中光纤交换机的数量，As为发送数据的光纤交换机的ID，Ad为接收数据的光纤交换机的ID；
所述通过各个光纤交换机之间的物理通道进行数据交互包括：
利用所述通道控制器的值确定接收数据的光纤交换机接收数据时使用的物理通道，并利用该确定的物理通道进行所述数据交互。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
进一步包括：设置物理通道的带宽使用状态，其中，设置的物理通道的带宽使用状态包括S1、S2、S3、S4和S5中的一种或多种；其中，S1状态用于表征Cn-m带宽不足，需要增加带宽；S2状态用于表征Cn-m带宽满足要求，不需要增加或减少带宽；S3状态用于表征Cn-m带宽满足要求，但带宽利用不足；S4状态用于表征Cn-m带宽满足要求，但实际传输的数据流量少；S5状态用于表征Cn-m无数据传输；Cn-m为光纤交换机n发送到光纤交换机m的物理通道，其中，n、m均为不大于环形网络中光纤交换机的数量N的正整数；
所述获取每个物理通道的带宽使用状态，包括：
计算每个物理通道上接收数据的平均速率，并根据计算的每个物理通道上接收数据的平均速率确定每个物理通道的带宽使用状态；其中，利用下式计算每个物理通道上接收数据的平均速率：
wn-m＝dn-m/T；
当wn-m>＝X*pn-m*TH1时，确定Cn-m处于S1状态；
当X*pn-m*TH1>wn-m>＝X*pn-m*TH2时，确定Cn-m处于S2状态；
当X*pn-m*TH2>wn-m>＝X*pn-m*TH3时，确定Cn-m处于S3状态；
当X*pn-m*TH3>wn-m>＝X*pn-m*TH4时，确定Cn-m处于S4状态；
当wn-m<X*pn-m*TH5时，确定Cn-m处于S5状态；
其中，wn-m为光纤交换机m接收光纤交换机n发送数据的平均速率；dn-m为光纤交换机m接收到光纤交换机n的数据流量；T为数据交换的时间段；X为单个光束的传输带宽；pn-m为光纤交换机m接收光纤交换机n的物理通道使用的光束个数；TH1为物理通道带宽利用率阀值1；TH2为物理通道带宽利用率阀值2；TH3为物理通道带宽利用率阀值3；TH4为物理通道带宽利用率阀值4；TH5为物理通道带宽利用率阀值5；Si为物理通道实际带宽使用状态，其中，i＝1、2、3、4、5。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将有带宽剩余的物理通道上的剩余带宽调整到带宽使用不足的物理通道上，包括：
在确定当前光纤交换机向其他两个光纤交换机发送数据的物理通道所对应的带宽使用状态分别为S1状态和S5状态时，将S5状态对应的物理通道关闭，将S5状态对应的物理通道上使用的光束增加到S1状态对应的物理通道上；
在所述运行网络中包括互相连接的第一光纤交换机SW1、第二光纤交换机SW2、第三光纤交换机SW3和第四光纤交换机SW4时，且确定C2-1，C2-3，C2-4，C4-3的带宽使用状态分别为S1、S4、S3、S3时，将S4状态对应的物理通道关闭，将SW2利用C2-3向SW3传输的数据由SW2通过C2-4，发送给SW4，再由SW4转发给SW3；C2-3所使用的光束增加到C2-1上。
6.一种光纤交换机的带宽调整装置，其特征在于，包括：
分配单元，用于为环形网络中的各个光纤交换机分配ID；
设置单元，用于对所述环形网络进行初始化操作，并在初始化过程中根据各个光纤交换机的ID，设置各个光纤交换机之间的物理通道；
数据交互单元，用于通过各个光纤交换机之间的物理通道进行数据交互，并记录交互信息；
获取单元，用于根据记录的所述交互信息，获取每个物理通道的带宽使用状态；
调整单元，用于根据获取的每个物理通道的带宽使用状态，在确定所述环形网络需要调整时，将有带宽剩余的物理通道上的剩余带宽调整到带宽使用不足的物理通道上。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述分配单元，用于选定其中一个光纤交换机作为分配的起始节点，并根据所述环形网络中光纤交换机的数据传输方向，从所述起始节点开始，依次为每个光纤交换机分配符合设定规则的ID。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述设置单元，用于为每个光纤交换机设置通道控制器，并通过下式计算接收数据的光纤交换机中通道控制器的值：
通道控制器的值＝[N-(As-Ad)]％N+1
其中，N为所述环形网络中光纤交换机的数量，As为发送数据的光纤交换机的ID，Ad为接收数据的光纤交换机的ID；
所述数据交互单元，用于利用所述通道控制器的值确定接收数据的光纤交换机接收数据时使用的物理通道，并利用该确定的物理通道进行所述数据交互。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述设置单元，用于设置物理通道的带宽使用状态，其中，设置的物理通道的带宽使用状态包括S1、S2、S3、S4和S5中的一种或多种；其中，S1状态用于表征Cn-m带宽不足，需要增加带宽；S2状态用于表征Cn-m带宽满足要求，不需要增加或减少带宽；S3状态用于表征Cn-m带宽满足要求，但带宽利用不足；S4状态用于表征Cn-m带宽满足要求，但实际传输的数据流量少；S5状态用于表征Cn-m无数据传输；Cn-m为光纤交换机n发送到光纤交换机m的物理通道，其中，n、m均为不大于环形网络中光纤交换机的数量N的正整数；
所述获取单元，用于计算每个物理通道上接收数据的平均速率，并根据计算的每个物理通道上接收数据的平均速率确定每个物理通道的带宽使用状态；其中，利用下式计算每个物理通道上接收数据的平均速率：
wn-m＝dn-m/T；
当wn-m>＝X*pn-m*TH1时，确定Cn-m处于S1状态；
当X*pn-m*TH1>wn-m>＝X*pn-m*TH2时，确定Cn-m处于S2状态；
当X*pn-m*TH2>wn-m>＝X*pn-m*TH3时，确定Cn-m处于S3状态；
当X*pn-m*TH3>wn-m>＝X*pn-m*TH4时，确定Cn-m处于S4状态；
当wn-m<X*pn-m*TH5时，确定Cn-m处于S5状态；
其中，wn-m为光纤交换机m接收光纤交换机n发送数据的平均速率；dn-m为光纤交换机m接收到光纤交换机n的数据流量；T为数据交换的时间段；X为单个光束的传输带宽；pn-m为光纤交换机m接收光纤交换机n的物理通道使用的光束个数；TH1为物理通道带宽利用率阀值1；TH2为物理通道带宽利用率阀值2；TH3为物理通道带宽利用率阀值3；TH4为物理通道带宽利用率阀值4；TH5为物理通道带宽利用率阀值5；Si为物理通道实际带宽使用状态，其中，i＝1、2、3、4、5。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述调整单元，用于在确定当前光纤交换机向其他两个光纤交换机发送数据的物理通道所对应的带宽使用状态分别为S1状态和S5状态时，将S5状态对应的物理通道关闭，将S5状态对应的物理通道上使用的光束增加到S1状态对应的物理通道上；在所述运行网络中包括互相连接的第一光纤交换机SW1、第二光纤交换机SW2、第三光纤交换机SW3和第四光纤交换机SW4时，且确定C2-1，C2-3，C2-4，C4-3的带宽使用状态分别为S1、S4、S3、S3时，将S4状态对应的物理通道关闭，将SW2利用C2-3向SW3传输的数据由SW2通过C2-4，发送给SW4，再由SW4转发给SW3；C2-3所使用的光束增加到C2-1上。
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| CN201510087475.3A CN104639463A (zh) | 2015-02-25 | 2015-02-25 | 一种光纤交换机的带宽调整方法及装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111245658A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-06-05 | 广东胜越智联科技有限公司 | 一种基于most150的网络带宽动态调整方法 |
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2015
- 2015-02-25 CN CN201510087475.3A patent/CN104639463A/zh active Pending
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