CN105847137B - 一种用于数据中心互联网络的链路双路径建立方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于数据中心互联网络的链路双路径建立方法，与现有技术相比解决了现有的生存保护技术造成数据冗余量庞大的缺陷。本发明包括以下步骤：工作路径p_w的建立，记录交换节点的应用请求，通过KSP算法计算出候选路径，根据频谱需求得到数据中心互联网络的工作路径p_w；保护路径p_p的建立，根据数据中心资源使用率信息建立数据中心节点组，以同一数据中心节点组的数据中心节点作为备用路径，得到工作路径p_w的保护路径p_p；将工作路径p_w和保护路径p_p记录，根据其路径信息和频谱需求，建立数据中心互联网络的链路。本发明通过对数据中心互联光网络中数据中心节点分组的方式，合理构建数据中心节点组，实现了数据中心互联网络的生存保护。

Description

一种用于数据中心互联网络的链路双路径建立方法

技术领域

本发明涉及数据中心互联网络技术领域，具体来说是一种用于数据中心互联网络的链路双路径建立方法。

背景技术

随着云服务的快速发展，数据中心作为提供信息存储和信息处理能力的重要载体，是支撑新一代互联网应用的基础设施。用户数和业务量的激增导致数据中心规模持续增大，数据中心间信息流不断增长，高效高性能通信处理的需求愈发突出，数据中心互联网络应运而生。和传统网络不同的是，数据中心互联网络有着海量的信息，一旦网络发生故障，将会给用户造成巨大的信息损失和经济损失。在这样的场景下研究数据中心互联网络的生存保护问题，极具现实意义。

由于数据中心具有大存储容量的特点，现有生存保护技术基于此，提出了内容联通的数据中心互联网络，其实质是通过互相备份数据中心互联网络中的数据中心节点内容避免因网络故障带来的数据丢失问题。但大规模的备份相同数据内容，会造成数据中心数据冗余，极大地降低了数据中心资源的利用率。如何针对数据中心互联网络提供一种有效的保护方法已经成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中现有的生存保护技术造成数据冗余量庞大的缺陷，提供一种用于数据中心互联网络的链路双路径建立方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于数据中心互联网络的链路双路径建立方法，包括以下步骤：

工作路径p_w的建立，记录交换节点的应用请求，通过KSP算法计算出候选路径，根据频谱需求得到数据中心互联网络的工作路径p_w；

保护路径p_p的建立，根据数据中心资源使用率信息建立数据中心节点组，以同一数据中心节点组的数据中心节点作为备用路径，得到工作路径p_w的保护路径p_p；

将工作路径p_w和保护路径p_p记录，根据其路径信息和频谱需求，建立数据中心互联网络的链路。

所述的工作路径p_w的建立包括以下步骤：

对所有交换节点均获取其应用请求，得到所有交换节点的访问数据中心节点信息；记录第i个交换节点的第j个应用请求，其应用请求为用户通过交换节点i接入数据中心互联网络中访问数据中心节点m；

使用KSP算法，计算k条第j个应用请求从交换节点i访问数据中心节点m的候选路径；

根据波分复用网络中的频谱资源分配约束条件，得到一条最合适的工作路径p_w。

所述的保护路径p_p的建立包括以下步骤：

获取数据中心资源使用信息，计算数据中心资源的使用率，记为数据中心资源使用率集合V＝{V₁,V₂,…,V_n,…,V_N}，其中1≤n≤N；

将数据中心资源使用率集合V中的元素按照数值大小互补原则，进行数据中心资源节点两两配对；将使用率最高的数据中心节点和使用率最低的数据中心节点构成数据中心节点组K₁＝{V_max,V_min}；

其中，若数据中心节点数N为奇数，则集合V的中位数加入到数据中心节点组K₁中，记K₁＝{V_max,V_mid,V_min}；

获得数据中心节点组集合为K＝{K₁,K₂,...,K_n}；

根据数据中心节点组集合K得到与数据中心节点m同组的数据中心节点m′，将数据中心节点m′作为数据中心节点m的备份数据中心节点；

计算交换节点i到备份数据中心节点m′的路径，并将其作为工作路径p_w的保护路径p_p。

有益效果

本发明的一种用于数据中心互联网络的链路双路径建立方法，与现有技术相比通过对数据中心互联光网络中数据中心节点分组的方式，合理构建数据中心节点组，实现了数据中心互联网络的生存保护，达到在确保网络能正常工作的情况下，能实现资源的高效利用的目的，显著地改善网络性能。

本发明在数据中心互联网络的场景下，基于数据中心内容连通属性，提出分组倒换的保护方法，能有效地应对业务访问过程中的发生故障，并在一定程度上具有抵抗多故障的能力；本发明所提出的数据中心互联网络保护方法是以数据中心内容连通性为基础；通过合理构建数据中心分组，在一定的故障指标条件下，能有效地提高网络资源利用效率，降低全网业务阻塞率。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为现有技术中的拓朴结构图。

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图2所示，将数据中心互联网络的保护方法嵌入到现有技术的数据中心光互联网络试验平台中，采用NFSNET拓扑，使用14个节点作为仿真拓扑，在该拓扑上铺设业务，对保护方法进行了仿真实验。所有的节点都配备有足够的转发器且不具有光波长转换能力。每条链路拥有300个宽度设为12.5GHz的频隙，与调制码型有关的比特率/带宽比设为1(调制码型，BPSK)。部署5个数据中心在光节点{1，4，7，10，13}上，每个数据中心拥有100单位的应用资源。业务到达服从泊松分布，源节点随机分布在所有节点上，目标节点随机分布在所有的数据中心节点上。

如图1所示，本发明所述的一种用于数据中心互联网络的链路双路径建立方法，包括以下步骤：

第一步，工作路径p_w的建立。记录交换节点的应用请求，通过KSP算法计算出候选路径，根据频谱需求得到数据中心互联网络的工作路径p_w。其具体步骤如下：

(1)对所有交换节点均获取其应用请求，得到所有交换节点的访问数据中心节点信息。数据中心互联网络接受并生成业务请求，如图2中节点1的DC1至节点10的DC4，针对节点1的DC1存在多条路径能够访问到节点10的DC4，因此，记录第i个交换节点的第j个应用请求，其应用请求为用户通过交换节点i接入数据中心互联网络中访问数据中心节点m，将节点1的DC1与节点10的DC4之间的多条路径信息均找出来。

(2)使用KSP算法，计算k条第j个应用请求从交换节点i访问数据中心节点m的候选路径。通过KSP算法针对节点1的DC1与节点10的DC4之间的多条路径信息计算出最适合的、最短的路径信息，以供使用。

(3)根据波分复用网络中的频谱资源分配约束条件，得到一条最合适的工作路径p_w，此路径为正常访问时所使用的路径。

第二步，保护路径p_p的建立，保护路径p_p的目的是为了防止工作路径p_w损坏时，数据中心互联网络的瘫痪。根据数据中心资源使用率信息建立数据中心节点组，以同一数据中心节点组的数据中心节点作为备用路径，得到工作路径p_w的保护路径p_p。其具体包括以下步骤：

(1)获取数据中心资源使用信息，计算数据中心资源的使用率，记为数据中心资源使用率集合V＝{V₁,V₂,…,V_n,…,V_N}，其中1≤n≤N。通过取数据中心资源使用信息获得互联网络中所有节点的使用频率信息，以供于建立稳定的传输道路。

(2)将数据中心资源使用率集合V中的元素按照数值大小互补原则，进行数据中心资源节点两两配对。

将使用率最高的数据中心节点和使用率最低的数据中心节点构成数据中心节点组K₁＝{V_max,V_min}。其中，若数据中心节点数N为奇数，则集合V的中位数加入到数据中心节点组K₁中，记K₁＝{V_max,V_mid,V_min}。

最终可以获得数据中心节点组集合为K＝{K₁,K₂,...,K_n}，每一个集合元素中均包括了一个使用率高、使用率低的数据中心节点信息。

(3)根据数据中心节点组集合K得到与数据中心节点m同组的数据中心节点m′，将数据中心节点m′作为数据中心节点m的备份数据中心节点。如针对于数据中心节点组K₁＝{V_max,V_min}而言，针对于V_max的数据中心节点m而言，其对应的V_min数据中心节点m′，其可以作为数据中心节点m的备份数据中心节点，在数据中心节点m损坏时，替代数据中心节点m，形成另一条路径信息。

(4)计算交换节点i到备份数据中心节点m′的路径，并将其作为工作路径p_w的保护路径p_p。

第三步，将工作路径p_w和保护路径p_p记录，根据其路径信息和频谱需求，建立数据中心互联网络的链路，则链路包括两条路径信息，即工作路径p_w和保护路径p_p，从而提高了网络稳定性，起到了保护网络的作用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (2)

1.一种用于数据中心互联网络的链路双路径建立方法，其特征在于，包括以下步骤：

11)工作路径p_w的建立，记录交换节点的应用请求，通过KSP算法计算出候选路径，根据频谱需求得到数据中心互联网络的工作路径p_w；

12)保护路径p_p的建立，根据数据中心资源使用率信息建立数据中心节点组，以同一数据中心节点组的数据中心节点作为备用路径，得到工作路径p_w的保护路径p_p；所述的保护路径p_p的建立包括以下步骤：

121)获取数据中心资源使用信息，计算数据中心资源的使用率，记为数据中心资源使用率集合V＝{V₁,V₂,L,V_n,L,V_N}，其中1≤n≤N；

122)将数据中心资源使用率集合V中的元素按照数值大小互补原则，进行数据中心资源节点两两配对；将使用率最高的数据中心节点和使用率最低的数据中心节点构成数据中心节点组K₁＝{V_max,V_min}；

其中，若数据中心节点数N为奇数，则集合V的中位数加入到数据中心节点组K₁中，记K₁＝{V_max,V_mid,V_min}；

获得数据中心节点组集合为K＝{K₁,K₂,...,K_n}；

123)根据数据中心节点组集合K得到与数据中心节点m同组的数据中心节点m′，将数据中心节点m′作为数据中心节点m的备份数据中心节点；

124)计算交换节点i到备份数据中心节点m′的路径，并将其作为工作路径p_w的保护路径p_p；

13)将工作路径p_w和保护路径p_p记录，根据其路径信息和频谱需求，建立数据中心互联网络的链路。

2.根据权利要求1所述的一种用于数据中心互联网络的链路双路径建立方法，其特征在于，所述的工作路径p_w的建立包括以下步骤：

21)对所有交换节点均获取其应用请求，得到所有交换节点的访问数据中心节点信息；记录第i个交换节点的第j个应用请求，其应用请求为用户通过交换节点i接入数据中心互联网络中访问数据中心节点m；

22)使用KSP算法，计算k条第j个应用请求从交换节点i访问数据中心节点m的候选路径；

23)根据波分复用网络中的频谱资源分配约束条件，得到一条最合适的工作路径p_w。