CN107995047A - 一种数据中心的拓扑组网方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种数据中心的拓扑组网方法及装置，该方法包括：确定数据中心中的至少一个待连接交换设备，以及每一个待连接交换设备对应的至少一个待连接端口；循环执行以下步骤，直至各个待连接交换设备对应的连接度均不小于第一预设连接阈值：根据每一个待连接交换设备对应的待连接端口的数量，确定待连接交换设备对应的连接度；将连接度小于预设的第一连接阈值的待连接交换设备作为当前待连接交换设备，执行：确定每两个当前待连接交换设备之间的连接距离；确定各个连接距离中最大的目标连接距离，以及目标连接距离对应的两个目标待连接交换设备；对两个目标待连接交换设备进行连接。本方案能降低各个交换设备之间的通信延迟，提高网络性能。

Description

一种数据中心的拓扑组网方法及装置
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种数据中心的拓扑组网方法及装置。
背景技术
随着网络技术的发展，云数据中心的信息传输量也逐渐增加，而云数据中心对通信延时的要求很高，一般是几百纳秒。
传统的数据中心使用的是规则的树形结构，即数据中心的交换设备作为树形结构的网络节点，呈树状排列，靠近树形顶端的交换设备节点为根节点，根节点下的各个交换设备是各层分支节点。
随着网络规模的扩容，树形结构的层级较深，网络半径较大，这使得不同节点下的交换设备端到端的延时较大，尤其对于跨边缘节点的东西向流量而言，由于树形结构半径较大，因而其平均通信延时也较大。
发明内容
本发明实施例提供了一种数据中心的拓扑组网方法及装置，能降低数据中心的各个交换设备之间的通信延迟。
第一方面，本发明实施例提供了一种数据中心的拓扑组网方法，包括：
确定所述数据中心中的至少一个待连接交换设备，以及每一个所述待连接交换设备对应的至少一个待连接端口；
S1：根据每一个所述待连接交换设备对应的待连接端口的数量，确定所述待连接交换设备对应的连接度；
S2：将所述连接度小于预设的第一连接阈值的所述待连接交换设备作为当前待连接交换设备，执行：
S3：确定每两个所述当前待连接交换设备之间的连接距离；
S4：确定各个所述连接距离中最大的目标连接距离，以及所述目标连接距离对应的两个目标待连接交换设备；
S5：利用两个所述目标待连接交换设备分别对应的所述待连接端口，对两个所述目标待连接交换设备进行连接，并执行S1，直至各个所述待连接交换设备对应的连接度均不小于所述第一预设连接阈值。
优选地，
在所述S2之后，在所述S3之前，进一步包括：
A1：确定是否存在至少一个所述当前待连接交换设备对应的连接度小于预设第二连接阈值，如果是，则执行A2，否则执行A3；其中，所述第二连接阈值小于所述第一连接阈值；
A2：从各个所述待连接交换设备中选择非相邻的两个所述待连接交换设备，利用选择出两个所述待连接交换设备分别对应的所述待连接端口，对选择出的两个所述待连接交换设备进行连接，并执行A1；
A3：执行所述S1。
优选地，
在S5之后，进一步包括：
接收新增指令；
根据所述新增指令，确定所述数据中心对应的新增交换设备，以及所述新增交换设备对应的新增连接接口；
利用所述新增交换设备对应的新增连接接口，将所述新增交换设备与所述待连接交换设备进行连接。
优选地，
所述利用所述新增交换设备对应的新增连接接口，将所述新增交换设备与所述待连接交换设备进行连接，包括：
确定各个所述待连接交换设备中是否存在至少一个空闲交换设备；其中，所述空闲交换设备具有至少一个未与其他待连接交换设备连接的空闲待连接端口；
如果是，利用所述新增交换设备对应的新增连接接口以及所述空闲交换设备对应的所述空闲待连接端口，将所述新增交换设备和所述空闲交换设备进行连接。
优选地，
当确定出各个所述待连接交换设备中不存在所述空闲交换设备时，所述利用所述新增交换设备对应的新增连接接口，将所述新增交换设备与所述待连接交换设备进行连接，包括：
针对每一个所述待连接端口与其他待连接端口的当前连接，均执行：确定断开所述当前连接时，所述待连接端口与所述其他待连接端口之间的距离标识；
从各个所述距离标识中确定最小的目标连接标识，并断开所述目标连接标识对应的所述当前连接，生成两个所述空闲待连接端口；
将所述空闲待连接端口对应的所述待连接交换设备作为空闲交换设备，并利用所述空闲待连接端口以及所述新增连接接口，将所述新增交换设备与所述空闲连接端口对应的所述空闲交换设备相连。
优选地，
所述确定所述数据中心中的至少一个待连接交换设备，以及每一个所述待连接交换设备对应的至少一个待连接端口，包括：
利用软件定义网络SDN控制器为每一个所述待连接交换设备设置标识信息，并确定每一个所述待连接端口与所对应的待连接交换设备的标识信息相对应的编号；
所述利用所述新增交换设备对应的新增连接接口，将所述新增交换设备与所述待连接交换设备进行连接，包括：
所述SDN控制器通过链路邻居发现协议确定所述新增交换设备对应的空闲交换设备的标识信息，以及所述空闲交换设备中的所述空闲待连接端口对应的编号；
根据确定出的所述编号，对所述空闲待连接端口和所述新增连接接口进行连接。
第二方面，本发明实施例提供了一种数据中心的拓扑组网装置，包括：设备确定单元、连接距离确定单元和组网单元；其中，
所述设备确定单元，用于确定所述数据中心中的至少一个待连接交换设备，以及每一个所述待连接交换设备对应的至少一个待连接端口；
所述连接距离确定单元，用于根据每一个所述交换设备对应的待连接端口的数量，确定所述待连接交换设备对应的连接度，并将所述连接度小于预设的第一连接阈值的所述待连接交换设备作为当前待连接交换设备，执行：确定每两个所述当前待连接交换设备之间的连接距离；
所述组网单元，用于确定各个所述连接距离中最大的目标连接距离，以及所述目标连接距离对应的两个所述目标待连接交换设备；利用两个所述目标待连接交换设备分别对应的所述待连接端口，对两个所述目标待连接交换设备进行连接，并触发所述连接距离确定单元，直至各个所述待连接交换设备对应的连接度均不小于所述第一预设连接阈值。
优选地，
所述连接距离确定单元包括：比较子单元、连接子单元和确定子单元；其中，
所述比较子单元，用于确定是否存在至少一个所述当前待连接交换设备对应的连接度小于预设第二连接阈值，如果是，触发所述连接子单元，否则触发所述确定子单元；
所述连接子单元，用于从各个所述待连接交换设备中选择非相邻的两个所述待连接交换设备，利用选择出两个所述待连接交换设备分别对应的所述待连接端口，对选择出的两个所述待连接交换设备进行连接，并触发所述比较子单元；
所述确定子单元，用于执行所述根据每一个所述交换设备对应的待连接端口的数量，确定所述待连接交换设备对应的连接度。
优选地，
进一步包括：设备新增单元；其中，
所述设备新增单元，用于接收新增指令，并根据所述新增指令，确定所述数据中心对应的新增交换设备，以及所述新增交换设备对应的新增连接接口；利用所述新增交换设备对应的新增连接接口，将所述新增交换设备与所述待连接交换设备进行连接。
优选地，
所述设备新增单元，用于确定各个所述待连接交换设备中是否存在至少一个空闲交换设备；其中，所述空闲交换设备具有至少一个未与其他待连接交换设备连接的空闲待连接端口；如果是，利用所述新增交换设备对应的新增连接接口以及所述空闲交换设备对应的所述空闲待连接端口，将所述新增交换设备和所述空闲交换设备进行连接。
优选地，
所述设备新增单元包括：距离确定子单元、空闲端口确定子单元和新增子单元；其中，
所述距离确定子单元，用于当确定出各个所述待连接交换设备中不存在所述空闲交换设备时，针对每一个所述待连接端口与其他待连接端口的当前连接，均执行：确定断开所述当前连接时，所述待连接端口与所述其他待连接端口之间的距离标识；
所述空闲端口确定子单元，用于从各个所述距离标识中确定最小的目标连接标识，并断开所述目标连接标识对应的所述当前连接，生成两个所述空闲待连接端口；
所述新增子单元，用于将所述空闲待连接端口对应的所述待连接交换设备作为空闲交换设备，并利用所述空闲待连接端口以及所述新增连接接口，将所述新增交换设备与所述空闲连接端口对应的所述空闲交换设备相连。
本发明实施例提供了一种数据中心的拓扑组网方法及装置，通过各个待连接交换设备分别对应的待连接端口的数量，确定各个待连接交换设备对应的连接度，并确定每两个连接度小于预设第一连接阈值的当前待连接交换设备之间的连接距离，根据确定出的连接距离，对各个待连接交换设备进行连接，直至各个待连接交换设备对应的连接度均不小于第一预设连接阈值。由于连接过程采用随机组网机制，由此生成的随机网络与传统的树形结构相比，具有更短的网络半径和平均路径，从而降低了各个交换设备之间的通信延迟。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例提供的一种数据中心的拓扑组网方法的流程图；
图2是本发明另一个实施例提供的一种数据中心的拓扑组网方法的流程图；
图3是本发明一个实施例提供的一种数据中心的拓扑组网装置的结构示意图；
图4是本发明另一个实施例提供的一种数据中心的拓扑组网装置的结构示意图；
图5是本发明又一个实施例提供的一种数据中心的拓扑组网装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的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数据中心的拓扑组网方法，该方法可以包括以下步骤：
步骤101：确定所述数据中心中的至少一个待连接交换设备，以及每一个所述待连接交换设备对应的至少一个待连接端口；
步骤102：根据每一个所述待连接交换设备对应的待连接端口的数量，确定所述待连接交换设备对应的连接度；
步骤103：将所述连接度小于预设的第一连接阈值的所述待连接交换设备作为当前待连接交换设备，执行：确定每两个所述当前待连接交换设备之间的连接距离；
步骤104：确定各个所述连接距离中最大的目标连接距离，以及所述目标连接距离对应的两个目标待连接交换设备；
步骤105：利用两个所述目标待连接交换设备分别对应的所述待连接端口，对两个所述目标待连接交换设备进行连接，并执行步骤102，直至各个所述待连接交换设备对应的连接度均不小于所述第一预设连接阈值。
上述实施例中，通过各个待连接交换设备分别对应的待连接端口的数量，确定各个待连接交换设备对应的连接度，并确定每两个连接度小于预设第一连接阈值的当前待连接交换设备之间的连接距离，根据确定出的连接距离，对各个待连接交换设备进行连接，直至各个待连接交换设备对应的连接度均不小于第一预设连接阈值。由于连接过程采用随机组网机制，由此生成的随机网络与传统的树形结构相比，具有更短的网络半径和平均路径，从而降低了各个交换设备之间的通信延迟，提高网络性能。
另外，随着网络规模的增大，传统的树形结构的平均延时迅速增加，流量容易在根节点处汇集，出现流量热点，因此树形结构的根节点容易成为网络性能的瓶颈。通过本实施例提供的拓扑组网方法可组成随机网络，这意味着相对于传统树形结构，随机网络中各个交换设备对应的节点具有更高的通信带宽，消除了上行链路瓶颈，有利于缓解网络拥塞。
本发明一个实施例中，在步骤102之后，在步骤103之前，进一步包括：
A1：确定是否存在至少一个所述当前待连接交换设备对应的连接度小于预设第二连接阈值，如果是，则执行A2，否则执行A3；其中，所述第二连接阈值小于所述第一连接阈值；
A2：从各个所述待连接交换设备中选择非相邻的两个所述待连接交换设备，利用选择出两个所述待连接交换设备分别对应的所述待连接端口，对选择出的两个所述待连接交换设备进行连接，并执行A1；
A3：执行步骤103。
假定需组网的数据中心具有N个交换设备，每个交换设备的端口数为k，其中用于交换机互联的端口数为r，这即为每个交换设备对应的待连接端口，那么用于连接服务器的端口数为k-r。在组网时，首先开启各个交换设备的链路层发现协议(LinkLayer DiscoveryProtocol，LLDP)/Cisco发现协议(Cisco Discovery Protocol，CDP)选项，同时在需部署的服务器上预装LLDP代理，并部署集中式软件定义网络(Software Defined Network，SDN)控制器，通过LLDP协议，SDN控制器的组网规划模块可获取待连接交换设备接入网络的连接情况。
通过组网规划模块对所有待连接交换设备进行距离标识，例如，当前状态下，待连接交换设备A与待连接交换设备B相连，并且待连接交换设备B还与待连接交换设备C相连，则A与B的距离标识为1，B与C的距离标识也为1，A与C的距离标识为2。若还有待连接设备D与A、B和C均不相连，则D的距离标识为∞。并且，通过每个待连接设备对应的待连接端口的数量，确定每个待连接设备的连接度，例如，B同时与A和C相连，则B的连接度为2，A仅与B相连，则A的连接度为1，D的连接度则为0。
当确定出存在当前待连接交换设备对应的连接度小于第二连接阈值时，说明存在有未连通的待连接交换设备，即存在未与其他任何一个待连接交换设备相连的待连接交换设备，例如待连接交换设备D。此时随机选取一对拥有空闲端口ri和ji的非相邻的两个待连接交换设备N1和N2，在这里，可根据两个待连接交换设备之间的距离标识，确定二者是否相邻，即二者的距离标识不为1时，即二者不相邻。然后，利用非相邻两个待连接交换设备分别对应的待连接端口，使用一段链路将其进行连接，并重复此过程，直至所有待连接交换设备均被连接，形成各个待连接交换设备对应的连通图。由此利用SDN的自动拓扑发现功能和端口管理功能，对各个待连接交换设备进行连接，保证组成的随机网络中的各个待连接交换设备均被连通，从而提高网络性能。并且，通过引入SDN控制器，在避免了传统结构性能缺陷的基础上，大大降低了随机网络结构的管理部署以及运维的复杂性。
本发明一个实施例中，在步骤105之后，可以进一步包括：
接收新增指令；
根据所述新增指令，确定所述数据中心对应的新增交换设备，以及所述新增交换设备对应的新增连接接口；
利用所述新增交换设备对应的新增连接接口，将所述新增交换设备与所述待连接交换设备进行连接。
在这里，可根据接收到的新增指令，确定出数据中心的新增交换设备，并利用新增交换设备对应的新增连接接口，将新增交换设备与随机网络中的交换设备相连，以将新增交换设备加入到随机网络中。由于组网的随机性使得随机网络结构具有灵活的扩展性，无须像传统结构一样进行节点数量的规划，在扩容时还需变更整体的拓扑结构，由此降低了数据中心规模扩展的工作量。
具体地，本发明一个实施例中，所述利用所述新增交换设备对应的新增连接接口，将所述新增交换设备与所述待连接交换设备进行连接，包括：
确定各个所述待连接交换设备中是否存在至少一个空闲交换设备；其中，所述空闲交换设备具有至少一个未与其他待连接交换设备连接的空闲待连接端口；
如果是，利用所述新增交换设备对应的新增连接接口以及所述空闲交换设备对应的所述空闲待连接端口，将所述新增交换设备和所述空闲交换设备进行连接。
如果否，针对每一个所述待连接端口与其他待连接端口的当前连接，均执行：确定断开所述当前连接时，所述待连接端口与所述其他待连接端口之间的距离标识；
从各个所述距离标识中确定最小的目标连接标识，并断开所述目标连接标识对应的所述当前连接，生成两个所述空闲待连接端口；
将所述空闲待连接端口对应的所述待连接交换设备作为空闲交换设备，并利用所述空闲待连接端口以及所述新增连接接口，将所述新增交换设备与所述空闲连接端口对应的所述空闲交换设备相连。
例如，当新增交换设备为S时，若已组成的随机网络中存在具有空闲待连接端口的空闲交换设备，例如，一个交换设备用于交换机互联的端口数为r，若其连接度小于r，则说明该交换设备具有空闲待连接端口，此时通过S的新增连接端口和该交换设备的空闲待连接端口，将S和该交换设备相连，以将新增交换设备S加入到随机网络中。
若已组成的随机网络中的所有交换设备N的r个端口都已有连接，即每个交换设备都不存在空闲待连接端口，则通过SDN控制器的网络规划模块进行遍历计算，该模块遍历现有随机网络的每一个交换设备Ni与其他交换设备Nj的当前连接Eij，考察若断开Eij，设备对(Ni，Nj)之间的距离标识Lij是否为删除操作后遍历完各个交换设备的最小值Lmin，如果是最小值，则将此Eij所对应的链路从现有随机网络中去除，并新增两条链路分别连接(Ni，S)和(S，Nj)设备。如果存在多个最小距离标识，则随机选取其中的一对设备节点，进行链路去除和重连操作。由此保证新增交换设备加入到随机网络后，即对随机网络进行扩展后，该随机网络的平均连接距离最小，从而有利于进一步提高网络性能。
本发明一个实施例中，所述确定所述数据中心中的至少一个待连接交换设备，以及每一个所述待连接交换设备对应的至少一个待连接端口，包括：
利用软件定义网络SDN控制器为每一个所述待连接交换设备设置标识信息，并确定每一个所述待连接端口与所对应的待连接交换设备的标识信息相对应的编号；
所述利用所述新增交换设备对应的新增连接接口，将所述新增交换设备与所述待连接交换设备进行连接，包括：
所述SDN控制器通过链路邻居发现协议确定所述新增交换设备对应的空闲交换设备的标识信息，以及所述空闲交换设备中的所述空闲待连接端口对应的编号；
根据确定出的所述编号，对所述空闲待连接端口和所述新增连接接口进行连接。
在本实施例中，通过SDN控制器的组网规划模块将各设备端口进行统一顺序编号，并和实际的物理口标识进行一一对应，在系统需扩容时，SDN控制器的网络规划模块通过链路邻居发现协议，对新加入的设备节点所应连接的交换机以及端口进行物理编号映射管理，部署人员依据该编号进行实际的布线连接操作。由此，通过集中式控制器即SDN控制器，在获得全局拓扑结构后，在其上内置组网规划模块，并通过该组网规划模块进行统一端口编号映射管理后，可将组网优化调整的策略直接和物理部署操作进行一一对应。若没有该规划模块，则只能通过手工去记录管理各个交换设备端口的连接信息，在交换机数量较多和端口密度较大时，则随机连接方式将完全丧失实用性。由于随机组网的弊端是不利于运维管理，因此，本实施例将随机组网与SDN技术进行结合，利用SDN的自动拓扑发现功能和端口管理功能，大大降低了随机结构的管理部署以及运维的复杂性。
如图2所示，本发明实施例提供了一种数据中心的拓扑组网方法，该方法可以包括以下步骤：
步骤201：确定数据中心具有N个待连接交换设备，每个待连接交换设备具有r个连接端口。
例如，需组网的数据中心具有N个交换机，每个交换机的端口数为k，用于交换机互联的端口数为r，即用于连接服务器的端口数为k-r。首先假定在一种相对简单的情况下进行部署，即对于所有的交换机i，k＝ki，r＝ri。则这个网络能支持N(k-r)个服务器，这个网络可视为一个纯随机网络，记为RRG(N,k,r)，由随机网络性质可知，这个网络具有平均路径短，对分带宽高的优点。然后可在此基础上引入距离优先策略，进一步优化其网络性能。
步骤202：根据每一个待连接交换设备的待连接端口的数量，确定各个所述待连接交换设备对应的连接度。
连接度即为待连接交换设备连接其他交换设备的数量，例如，待连接交换设备A与待连接交换设备B相连，并且待连接交换设备B还与待连接交换设备C相连，则B的连接度为2，A和C的连接度为1。待连接端口为该待连接交换设备未连接的端口，在这里，待连接交换设备的连接端口数量为r，若其待连接端口的数量为a，则其连接度为r-a。
步骤203：循环执行以下步骤，直至各个待连接交换设备均被连通：从N个待连接交换设备中选择非相邻的两个待连接交换设备，利用选择出两个待连接交换设备分别对应的待连接端口，对选择出的两个待连接交换设备进行连接。
在这里，首先开启N个待连接交换设备的LLDP/CDP选项，同时在需部署的服务器上预装LLDP代理，并部署集中式的SDN控制器，通过LLDP协议，SDN控制器的组网规划模块可获取待连接交换设备接入网络的连接情况。
通过组网规划模块对所有待连接交换设备进行距离标识，例如，当前状态下，待连接交换设备A与待连接交换设备B相连，并且待连接交换设备B还与待连接交换设备C相连，则A与B的距离标识为1，B与C的距离标识也为1，A与C的距离标识为2。若还有待连接设备D与A、B和C均不相连，则D的距离标识为∞。在各个待连接交换设备未形成连通图前，即存在未与其他任何一个待连接交换设备相连的待连接交换设备，例如待连接交换设备D，随机选取一对拥有待连接端口ri和ji的非相邻的两个待连接交换设备N1和N2，在这里，可根据两个待连接交换设备之间的距离标识，确定二者是否相邻，即二者的距离标识不为1时，即二者不相邻。重复此过程，直至所有待连接交换设备均被连接，形成各个待连接交换设备对应的连通图。
步骤204：循环执行以下步骤，直至N个待连接交换设备的连接度均为r：确定每两个待连接交换设备之间的连接距离，并确定各个连接距离中最大的目标连接距离，以及目标连接距离对应的两个目标待连接交换设备，并利用两个目标待连接交换设备分别对应的待连接端口，对两个目标待连接交换设备进行连接。
在形成连通图后，通过组网规划模块，获取连接图的信息为G(N,E)，其中N为全部待连接交换设备的集合，E为各个待连接交换设备互联的边集合，考察N中连接度小于r的设备记为(N1，N2，…，Ni)，采用贪心算法，遍历此集合中的所有可连边设备对(Ni，Nj)的连接距离Lij，这里的可连边指的是满足建立连接后，degNi和degNj均小于r，其中deg表示设备的当前连接度。设Lij中的最大距离为Lmax，则将此相应的Ni，Nj以链路进行连接，若最大距离同时存在多个，则随机挑选一个，并将相应的目标待连接交换设备对进行连接。重复上述步骤，直至所有交换设备的连接度degNi均达到r为止，此时得到的连接图即为最优的组网部署图LPG(N,k,r)。
步骤205：接收新增指令，根据所述新增指令，确定所述数据中心对应的新增交换设备，以及所述新增交换设备对应的新增连接接口。
步骤206：判断各个待连接交换设备中是否存在至少一个空闲交换设备，如果是，执行步骤207，否则执行步骤208。
步骤207：利用新增交换设备对应的新增连接接口以及空闲交换设备对应的空闲待连接端口，将所述新增交换设备和所述空闲交换设备进行连接，并结束当前流程。
例如，当新增交换设备为S时，若已组成的随机网络中存在具有空闲待连接端口的空闲交换设备，例如，一个交换设备用于交换机互联的端口数为r，若其连接度小于r，则说明该交换设备具有空闲待连接端口，此时通过S的新增连接端口和该交换设备的空闲待连接端口，将S和该交换设备相连，以将新增交换设备S加入到随机网络中。
步骤208：针对每一个待连接端口与其他待连接端口的当前连接，均执行：确定断开当前连接时，待连接端口与其他待连接端口之间的距离标识。
步骤209：从各个距离标识中确定最小的目标连接标识，并断开目标连接标识对应的所述当前连接，生成两个所述空闲待连接端口，并利用空闲待连接端口以及新增连接接口，将新增交换设备与空闲连接端口对应的待连接设备相连。
若已组成的随机网络中的所有交换设备N的r个端口都已有连接，即每个交换设备都不存在空闲待连接端口，则通过SDN控制器的网络规划模块进行遍历计算，该模块遍历现有随机网络的每一个交换设备Ni与其他交换设备Nj的当前连接Eij，考察若断开Eij，设备对(Ni，Nj)之间的距离标识Lij是否为删除操作后遍历完各个交换设备的最小值Lmin，如果是最小值，则将此Eij所对应的链路从现有随机网络中去除，并新增两条链路分别连接(Ni，S)和(S，Nj)设备。如果存在多个最小距离标识，则随机选取其中的一对设备节点，进行链路去除和重连操作。由此保证新增交换设备加入到随机网络后，即对随机网络进行扩展后，该随机网络的平均连接距离最小，从而有利于进一步提高网络性能。
如图3所示，本发明实施例提供了一种数据中心的拓扑组网装置，包括：设备确定单元301、连接距离确定单元302和组网单元303；其中，
所述设备确定单元301，用于确定所述数据中心中的至少一个待连接交换设备，以及每一个所述待连接交换设备对应的至少一个待连接端口；
所述连接距离确定单元302，用于根据每一个所述待连接交换设备对应的待连接端口的数量，确定所述待连接交换设备对应的连接度，并将所述连接度小于预设的第一连接阈值的所述待连接交换设备作为当前待连接交换设备，执行：确定每两个所述当前待连接交换设备之间的连接距离；
所述组网单元303，用于确定各个所述连接距离中最大的目标连接距离，以及所述目标连接距离对应的两个目标待连接交换设备；利用两个所述目标待连接交换设备分别对应的所述待连接端口，对两个所述目标待连接交换设备进行连接，并触发所述连接距离确定单元，直至各个所述待连接交换设备对应的连接度均不小于所述第一预设连接阈值。
如图4所示，本发明一个实施例中，所述连接距离确定单元302包括：比较子单元3021、连接子单元3022和确定子单元3023；其中，
所述比较子单元3021，用于确定是否存在至少一个所述当前待连接交换设备对应的连接度小于预设第二连接阈值，如果是，触发所述连接子单元，否则触发所述确定子单元；
所述连接子单元3022，用于从各个所述待连接交换设备中选择非相邻的两个所述待连接交换设备，利用选择出两个所述待连接交换设备分别对应的所述待连接端口，对选择出的两个所述待连接交换设备进行连接，并触发所述比较子单元3021；
所述确定子单元3023，用于执行所述根据每一个所述交换设备对应的待连接端口的数量，确定所述待连接交换设备对应的连接度。
如图5所示，本发明一个实施例中，该装置可以进一步包括：设备新增单元501；其中，
所述设备新增单元501，用于接收新增指令，并根据所述新增指令，确定所述数据中心对应的新增交换设备，以及所述新增交换设备对应的新增连接接口；利用所述新增交换设备对应的新增连接接口，将所述新增交换设备与所述待连接交换设备进行连接。
本发明一个实施例中，所述设备新增单元501，用于确定各个所述待连接交换设备中是否存在至少一个空闲交换设备；其中，所述空闲交换设备具有至少一个未与其他待连接交换设备连接的空闲待连接端口；如果是，利用所述新增交换设备对应的新增连接接口以及所述空闲交换设备对应的所述空闲待连接端口，将所述新增交换设备和所述空闲交换设备进行连接。
本发明一个实施例中，所述设备新增单元501包括：距离确定子单元、空闲端口确定子单元和新增子单元；其中，
所述距离确定子单元，用于当确定出各个所述待连接交换设备中不存在所述空闲交换设备时，针对每一个所述待连接端口与其他待连接端口的当前连接，均执行：确定断开所述当前连接时，所述待连接端口与所述其他待连接端口之间的距离标识；
所述空闲端口确定子单元，用于从各个所述距离标识中确定最小的目标连接标识，并断开所述目标连接标识对应的所述当前连接，生成两个所述空闲待连接端口；
所述新增子单元，用于将所述空闲待连接端口对应的所述待连接交换设备作为空闲交换设备，并利用所述空闲待连接端口以及所述新增连接接口，将所述新增交换设备与所述空闲连接端口对应的所述空闲交换设备相连。
本发明一个实施例中，所述设备确定单元301，用于利用软件定义网络SDN控制器为每一个所述待连接交换设备设置标识信息，并确定每一个所述待连接端口与所对应的待连接交换设备的标识信息相对应的编号；
所述设备新增单元501，用于利用所述SDN控制器通过链路邻居发现协议确定所述新增交换设备对应的空闲交换设备的标识信息，以及所述空闲交换设备中的所述空闲待连接端口对应的编号；根据确定出的所述编号，对所述空闲待连接端口和所述新增连接接口进行连接。
上述装置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。
本发明实施例还提供了一种可读介质，包括执行指令，当存储控制器的处理器执行所述执行指令时，所述存储控制器执行本发明上述任一实施例提供的方法。
本发明实施例还提供了一种存储控制器，包括：处理器、存储器和总线；所述存储器用于存储执行指令，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接，当所述存储控制器运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令，以使所述存储控制器执行本发明上述任一实施例提供的方法。
综上所述，本发明以上各个实施例至少具有如下有益效果：
1、在本发明实施例中，通过各个待连接交换设备分别对应的待连接端口的数量，确定各个待连接交换设备对应的连接度，并确定每两个连接度小于预设第一连接阈值的当前待连接交换设备之间的连接距离，根据确定出的连接距离，对各个待连接交换设备进行连接，直至各个待连接交换设备对应的连接度均不小于第一预设连接阈值。由于连接过程采用随机组网机制，由此生成的随机网络与传统的树形结构相比，具有更短的网络半径和平均路径，从而降低了各个交换设备之间的通信延迟，提高网络性能。
2、在本发明实施例中，当存在未连通的待连接交换设备时，从各个待连接交换设备中任意选择非相邻的两个待连接交换设备，利用非相邻两个待连接交换设备分别对应的待连接端口，使用一段链路将其进行连接，并重复此过程，直至所有待连接交换设备均被连接，形成各个待连接交换设备对应的连通图，由此保证组成的随机网络中的各个待连接交换设备均被连通，从而提高网络性能。
3、在本发明实施例中，根据接收到的新增指令，确定出数据中心的新增交换设备，并利用新增交换设备对应的新增连接接口，将新增交换设备与随机网络中的交换设备相连，以将新增交换设备加入到随机网络中。由于组网的随机性使得随机网络结构具有灵活的扩展性，无须像传统结构一样进行节点数量的规划，在扩容时还需变更整体的拓扑结构，由此降低了数据中心规模扩展的工作量。
4、在本发明实施例中，通过SDN控制器对各个待连接交换设备及其对应的待连接端口进行映射管理，在系统进行扩容时，SDN控制器通过链路邻居发现协议，对新增交换设备及其端口进行物理编号映射管理。由此将随机组网与SDN技术进行结合，大大降低了随机结构的管理部署以及运维的复杂性。
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)

1.一种数据中心的拓扑组网方法，其特征在于，包括：
确定所述数据中心中的至少一个待连接交换设备，以及每一个所述待连接交换设备对应的至少一个待连接端口；
S1：根据每一个所述待连接交换设备对应的待连接端口的数量，确定所述待连接交换设备对应的连接度；
S2：将所述连接度小于预设的第一连接阈值的所述待连接交换设备作为当前待连接交换设备，执行：
S3：确定每两个所述当前待连接交换设备之间的连接距离；
S4：确定各个所述连接距离中最大的目标连接距离，以及所述目标连接距离对应的两个目标待连接交换设备；
S5：利用两个所述目标待连接交换设备分别对应的所述待连接端口，对两个所述目标待连接交换设备进行连接，并执行S1，直至各个所述待连接交换设备对应的连接度均不小于所述第一预设连接阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在所述S2之后，在所述S3之前，进一步包括：
A1：确定是否存在至少一个所述当前待连接交换设备对应的连接度小于预设第二连接阈值，如果是，则执行A2，否则执行A3；其中，所述第二连接阈值小于所述第一连接阈值；
A2：从各个所述待连接交换设备中选择非相邻的两个所述待连接交换设备，利用选择出两个所述待连接交换设备分别对应的所述待连接端口，对选择出的两个所述待连接交换设备进行连接，并执行A1；
A3：执行所述S1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在S5之后，进一步包括：
接收新增指令；
根据所述新增指令，确定所述数据中心对应的新增交换设备，以及所述新增交换设备对应的新增连接接口；
利用所述新增交换设备对应的新增连接接口，将所述新增交换设备与所述待连接交换设备进行连接。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述利用所述新增交换设备对应的新增连接接口，将所述新增交换设备与所述待连接交换设备进行连接，包括：
确定各个所述待连接交换设备中是否存在至少一个空闲交换设备；其中，所述空闲交换设备具有至少一个未与其他待连接交换设备连接的空闲待连接端口；
如果是，利用所述新增交换设备对应的新增连接接口以及所述空闲交换设备对应的所述空闲待连接端口，将所述新增交换设备和所述空闲交换设备进行连接。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
当确定出各个所述待连接交换设备中不存在所述空闲交换设备时，所述利用所述新增交换设备对应的新增连接接口，将所述新增交换设备与所述待连接交换设备进行连接，包括：
针对每一个所述待连接端口与其他待连接端口的当前连接，均执行：确定断开所述当前连接时，所述待连接端口与所述其他待连接端口之间的距离标识；
从各个所述距离标识中确定最小的目标连接标识，并断开所述目标连接标识对应的所述当前连接，生成两个所述空闲待连接端口；
将所述空闲待连接端口对应的所述待连接交换设备作为空闲交换设备，并利用所述空闲待连接端口以及所述新增连接接口，将所述新增交换设备与所述空闲交换设备相连。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述确定所述数据中心中的至少一个待连接交换设备，以及每一个所述待连接交换设备对应的至少一个待连接端口，包括：
利用软件定义网络SDN控制器为每一个所述待连接交换设备设置标识信息，并确定每一个所述待连接端口与所对应的待连接交换设备的标识信息相对应的编号；
所述利用所述新增交换设备对应的新增连接接口，将所述新增交换设备与所述待连接交换设备进行连接，包括：
利用所述SDN控制器通过链路邻居发现协议确定所述新增交换设备对应的空闲交换设备的标识信息，以及所述空闲交换设备中的所述空闲待连接端口对应的编号；
根据确定出的所述编号，对所述空闲待连接端口和所述新增连接接口进行连接。
7.一种数据中心的拓扑组网装置，其特征在于，包括：设备确定单元、连接距离确定单元和组网单元；其中，
所述设备确定单元，用于确定所述数据中心中的至少一个待连接交换设备，以及每一个所述待连接交换设备对应的至少一个待连接端口；
所述连接距离确定单元，用于根据每一个所述交换设备对应的待连接端口的数量，确定所述待连接交换设备对应的连接度，并将所述连接度小于预设的第一连接阈值的所述待连接交换设备作为当前待连接交换设备，执行：确定每两个所述当前待连接交换设备之间的连接距离；
所述组网单元，用于确定各个所述连接距离中最大的目标连接距离，以及所述目标连接距离对应的两个所述目标待连接交换设备；利用两个所述目标待连接交换设备分别对应的所述待连接端口，对两个所述目标待连接交换设备进行连接，并触发所述连接距离确定单元，直至各个所述待连接交换设备对应的连接度均不小于所述第一预设连接阈值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述连接距离确定单元包括：比较子单元、连接子单元和确定子单元；其中，
所述比较子单元，用于确定是否存在至少一个所述当前待连接交换设备对应的连接度小于预设第二连接阈值，如果是，触发所述连接子单元，否则触发所述确定子单元；
所述连接子单元，用于从各个所述待连接交换设备中选择非相邻的两个所述待连接交换设备，利用选择出两个所述待连接交换设备分别对应的所述待连接端口，对选择出的两个所述待连接交换设备进行连接，并触发所述比较子单元；
所述确定子单元，用于执行所述根据每一个所述交换设备对应的待连接端口的数量，确定所述待连接交换设备对应的连接度；
和/或，
进一步包括：设备新增单元；其中，
所述设备新增单元，用于接收新增指令，并根据所述新增指令，确定所述数据中心对应的新增交换设备，以及所述新增交换设备对应的新增连接接口；利用所述新增交换设备对应的新增连接接口，将所述新增交换设备与所述待连接交换设备进行连接。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
当包括所述设备新增单元时，所述设备新增单元，用于确定各个所述待连接交换设备中是否存在至少一个空闲交换设备；其中，所述空闲交换设备具有至少一个未与其他待连接交换设备连接的空闲待连接端口；如果是，利用所述新增交换设备对应的新增连接接口以及所述空闲交换设备对应的所述空闲待连接端口，将所述新增交换设备和所述空闲交换设备进行连接。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述设备新增单元包括：距离确定子单元、空闲端口确定子单元和新增子单元；其中，
所述距离确定子单元，用于当确定出各个所述待连接交换设备中不存在所述空闲交换设备时，针对每一个所述待连接端口与其他待连接端口的当前连接，均执行：确定断开所述当前连接时，所述待连接端口与所述其他待连接端口之间的距离标识；
所述空闲端口确定子单元，用于从各个所述距离标识中确定最小的目标连接标识，并断开所述目标连接标识对应的所述当前连接，生成两个所述空闲待连接端口；
所述新增子单元，用于将所述空闲待连接端口对应的所述待连接交换设备作为空闲交换设备，并利用所述空闲待连接端口以及所述新增连接接口，将所述新增交换设备与所述空闲连接端口对应的所述空闲交换设备相连。
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