CN109951577A - 指派拓扑地址的方法和服务器,相应程序及服务器集群 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及指派拓扑地址的方法和服务器,相应程序及服务器集群。向网络交换机(12,14,16,18)自动指派个体拓扑地址自动的方法包括获得(36)每个包括与其相关联的网络交换机的一个层级级别标识符和N‑1个非层级标识符,N≥2的第一个体拓扑地址。该方法还包括通过以下对每个第一个体拓扑地址进行转码:根据层级级别标识符的值将N‑1个非层级交换机标识符细分(38)为由至少一个第一分隔符字符分开的一个或多个子拓扑标识符从而形成第一字符串,并细分为由至少一个第二分隔符字符分开的一个或多个交换机标识符从而形成第二字符串。因此,第二层级个体拓扑地址由包括第一字符串和第二字符串以及它们之间的第三分隔符字符的级联(38)构成。
Description
技术领域
本发明涉及用于将个体(individual)拓扑地址自动指派给网络的网络交换机的方法,所述网络包括传输段以及连接到网络交换机的至少一个部分的端口的计算或服务节点,所述网络交换机经由这些传输段互连。除了包括这种服务器的服务器集群之外,本发明还涉及用于指派拓扑地址以实现这种方法的计算机程序和服务器。
背景技术
本发明适用于诸如服务器集群之类的复杂网络,但不限于此。确实,对于服务器集群,常常包括经由形成网络的传输节点的交换机集合、通过至少一个信号和数据传输网络彼此互连的大量计算和服务节点,交换机的寻址是个微妙的问题,取决于网络拓扑,可以是复杂的。服务器集群是计算机设施,一般包括多个强大的联网计算机,具有由存储机架(bay)组成的共享存储设备,从外部看起来是具有非常高计算能力的计算机,被称为高性能计算机或HPC。这些优化的设施允许在计算节点的至少一部分上分布的并行计算和/或复杂的处理操作。有利地,为交换机指派反映这些网络的拓扑的地址。
但是,计算和服务节点(特别是HPC)的网络的拓扑是极其多样的,并且可以根据某种数学形式来构造,诸如对于具有胖树(Fat-Tree)形式的层级(hierarchical)拓扑的网络,诸如XGFT网络(表示“扩展的广义胖树”)和PGFT网络(表示“并行端口广义胖树”)之类,或诸如对于网格网络或3D环面(torus)网络之类。当没有预定的数学形式能够描述其组织时,它们也可以是非结构化的。
根据另一个特征,当每个交换机具有至少一个连接到至少一个计算或服务节点的端口时,这些网络的拓扑可以被认定为直接的,或者当仅某些交换机具有至少一个连接到至少一个计算或服务节点的端口时,被认定为是间接的。在间接拓扑中,根据要通过的交换机的不等距离从交换机获得对计算或服务节点的访问以便到达这些节点的事实至少隐含地建立交换机之间的层级和级别差异。但是,即使在直接拓扑中,也可以定义级别差异,例如根据交换机的地理分布(在平面、行、列等中)或任何其它可能的交换机层级。
在这种上下文中,不仅根据每个交换机专用的标识符,而且还根据识别每个交换机位于网络中的级别的级别标识符,为网络的每个交换机指派拓扑地址是有利的。
因此,本发明更具体地适用于自动指派上面提到类型的个体拓扑地址的方法,其中为所有网络交换机获得在非层级寻址系统中表达的第一个体拓扑地址,每个个体拓扑地址包括N个标识符,N≥2,包括:
-在网络中与其相关联的网络交换机的一个层级级别标识符,
以及
-在网络中与其相关联的网络交换机的N-1个非层级标识符。
2010年9月作为CCIT报告#776在线发布的Zahavi的标题为“D-Mod-K routingproviding non-blocking traffic for shift permutations on real life fat trees”的文章提出为PGFT网络的每个交换机指派N元组地址。在这种类型的根据多个交换机级别的清晰层级树的高度结构化的网络中,根据允许从交换机的树结构的根到由交换机形成的叶子识别该树结构的规则,其中交换机的至少一个端口连接到至少一个计算或服务节点,N元组的第一个分量识别所考虑的交换机的层级级别,并且N元组的N-1个其它分量以非层级方式在该级别中识别交换机。但是,地址本身并不直接反映网络的层级结构,并且并非所有地址都可以轻松地组织到这种层级中。最多,N元组中的地址可以分类为层级级别。
这就产生了关于在例行网络管理中记录、管理和处理地址和其它交换机信息的问题。所述信息是网络管理所必需的,甚至形成包括在数据存储机架中的管理服务器和管理数据库的例行功能之一,管理服务器和管理数据库形成一般存在于HPC的集群服务器网络中的两个服务节点。
因此,期望提供一种用于将个体拓扑地址自动指派给网络交换机的方法,该方法克服上面提到的问题和约束的至少一部分。
发明内容
因此提出了一种用于向网络的网络交换机自动指派个体拓扑地址的方法,网络包括传输段以及连接到所述网络交换机的至少一部分的端口的计算或服务节点,所述网络交换机经由这些传输段互连,所述方法包括为所有网络交换机获得在非层级寻址系统中表达的第一个体拓扑地址,每个个体拓扑地址包括N个标识符,N≥2,包括:
-在网络中与其相关联的网络交换机的一个层级级别标识符,以及
-在网络中与其相关联的网络交换机的N-1个非层级标识符,所述地址指派方法还包括根据以下转码步骤将每个第一个体拓扑地址转码为第二层级个体拓扑地址:
-根据所述层级级别标识符的值,将N-1个非层级交换机标识符细分为:
·i个子拓扑标识符,0≤i≤N-1,当存在至少两个时,由至少一个第一层级级别分隔符字符彼此分开,从而形成第一字符串,以及
·j个交换机标识符,j=N-1-i,当存在至少两个时,由不同于第一分隔符字符的至少一个第二标识符分隔符字符彼此分开,从而形成第二字符串,
-通过将至少包括第一字符串、第二字符串以及第一字符串和第二字符串之间的第三分隔符字符的字符级联,构成第二层级个体拓扑地址。
因此,通过如上所述对第一个体拓扑地址进行转码,在拓扑地址和网络本身的重构层级结构中使得所考虑的交换机的布置在每个第二拓扑地址中体现并且以明确的方式体现,特别是由于第一和第二不同的分隔符字符。这允许这些地址以自然的方式记录在网络中,以简化管理和处理交换机地址以及与其相关联的信息,特别是关于交换机的信息。直接连接到交换机的装备、计算或服务节点须简单地根据它们各自连接到的交换机端口来识别或定位,以便也将这种巧妙地转码的寻址系统应用于此。因此,关于后者的信息也可以使用这种层级拓扑地址的重构结构以简化的方式记录和处理。
可选地:
-第一个体拓扑地址以N元组在寻址系统中表达,
-识别每个第一个体拓扑地址的层级级别的所述层级级别标识符形成N元组的第一分量,并且取与j具有仿射关系的值,以及
-每个个体拓扑地址的N-1个非层级交换机标识符形成N元组的N-1个其它分量。
还可选地,由每个第一个体拓扑地址的所述层级级别标识符所取的值:
-在0到N-1的范围内,其中值0被保留给具有至少一个计算或服务节点连接到的至少一个端口的网络交换机,以及
等于j。
还可选地,获得所述网络交换机的第一个体拓扑地址包括,通过向层级级别标识符指派等于N-1与须被通过以便从所考虑的网络交换机到达计算或服务节点中任何一个的其它网络交换机的最小数量之间的最小值的值,来自动确定每个网络交换机的所述层级级别标识符。换句话说,层级级别标识符具有等于须被通过以便从所考虑的网络交换机到达任何一个计算或服务节点的其它网络交换机的最小数量的值,同时请记住这个值须保持在0到N-1的范围内。
还可选地,根据本发明的自动指派个体拓扑地址的方法还可以包括以下列格式之一在存储设备中记录第二层级个体拓扑地址:
-在使用第二层级个体拓扑地址自动构成的目录和计算机文件的系统中,所述第二层级个体拓扑地址本身根据一个或多个第一分隔符和所述第二层级个体拓扑地址包含的每个子拓扑标识符的接续而自动记录在该目录和文件的系统中,或者
-在数据库系统中,第二层级个体拓扑地址能够在所述数据库系统中使用访问键来访问,所述访问键是根据一个或多个第一分隔符以及第二层级个体拓扑地址包含的每个子拓扑标识符的接续而定义的,或者
-在散列表系统中,所述散列表系统通过根据一个或多个第一分隔符以及第二层级个体拓扑地址包含的每个子拓扑标识符的接续定义的键而加索引。
还可选地,在每个第二层级个体拓扑地址的头部添加另一个第一分隔符字符,以便识别由第二层级个体拓扑地址的集合定义的树结构的根。
还可选地,第一分隔符字符是斜杠“/”,第二分隔符字符是句点“.”,第三分隔符字符与第一分隔符字符相同,并且每个第二层级个体拓扑地址的每个子拓扑标识符或交换机标识符是整数。
还提出了一种能够从通信网络下载和/或保存在计算机可读介质上和/或能由处理器执行的计算机程序,其特征在于所述计算机程序包括当所述程序在计算机上执行时用于根据本发明的自动指派个体拓扑地址的方法的步骤的指令。
还提出了一种向网络的网络交换机自动指派个体拓扑地址的服务器,网络包括传输段以及连接到所述网络交换机的至少一部分的端口的计算或服务节点,所述网络交换机经由这些传输段互连,指派服务器包括为所有网络交换机获得在非层级寻址系统中表达的第一个体拓扑地址的装置,每个个体拓扑地址包括N个标识符,N≥2,包括:
-在网络中与其相关联的网络交换机的一个层级级别标识符,以及
-在网络中与其相关联的网络交换机的N-1个非层级标识符,所述指派服务器还包括转码器,根据以下预定转码规则将每个第一个体拓扑地址转码为第二层级个体拓扑地址:
-根据所述层级级别标识符的值,将N-1个非层级交换机标识符细分为:
·i个子拓扑标识符,0≤i≤N-1,当存在至少两个时,由至少一个第一层级级别分隔符字符彼此分开,从而形成第一字符串,以及
·j个交换机标识符,j=N-1-i,当存在至少两个时,由不同于第一分隔符字符的至少一个第二标识符分隔符字符彼此分开,从而形成第二字符串,
-通过将至少包括第一字符串、第二字符串以及第一字符串和第二字符串之间的第三分隔符字符的字符级联,构成第二层级个体拓扑地址。
还提出了一种服务器的集群,包括传输段、经由这些传输段互连的网络交换机以及连接到所述网络交换机的至少一部分的端口的计算和服务节点,其中至少一个服务节点是根据本发明的自动指派个体拓扑地址的服务器。
附图说明
在阅读以下描述之后将更好地理解本发明,本描述仅出于说明的目的并参考附图而提供,其中:
-图1图解地示出了根据本发明一个实施例的网络的整体结构,特别是服务器集群,包括用于将个体拓扑地址自动指派给它包括的交换机的服务器,
-图2示出了根据本发明一个实施例的、用于将个体拓扑地址自动指派给网络交换机的方法中涉及的相继步骤,以及
-图3和4示出了可以向其应用图2的方法的网络拓扑的两个非常不同的示例。
具体实施方式
图1中图解地示出的网络10包括带有标号12、14、16或18的网络交换机,用于根据结构化或非结构化拓扑互连网络交换机的带有标号20的传输段,以及连接到网络交换机的至少一个部分的端口的计算或服务节点30、32、34。具体而言,传输段20是用于数字数据传输的电缆或光缆或带。在这个图中所示的非限制性示例中,网络拓扑10是间接的。换句话说,交换机的一部分不直接连接到任何计算或服务节点:这涉及带有标号12的交换机。它们仅用于接收源自网络10的其它交换机的数据或向网络10的其它交换机发送数据。
其它交换机通过其至少一个端口直接连接到计算或服务节点30:这涉及带有标号14的交换机,图1中仅示出其中一个。
根据本发明的一个实施例,网络10包括特定服务节点,称为指派服务器并带有标号32,其功能是将个体拓扑地址自动指派给网络10的网络交换机。指派服务器32连接到由标号16识别的网络10的特定交换机的一个端口。可替代地,指派服务器32可以在网络10的外部,以便不使网络10过载,但是可以访问网络10。特别地,指派服务器32可以形成可以访问网络10的次级网络的一部分。
可选地,网络10包括另一个特定服务节点,称为管理数据库并带有标号34,其功能是存储由服务器32指派的拓扑地址以及关于网络交换机和对应装备的任何信息。这个管理数据库34例如连接到由标号18识别的网络10的特定交换机的端口之一。管理数据库34可以由计算机存储机架中的存储盘或存储区域或者通过任何其它进行数据存储的介质来具体化。管理数据库34在图1中在远离指派服务器32的位置示出,但是可以替代地连接到同一个交换机16,或者甚至可以集成到指派服务器32中。可替代地,管理数据库34可以不连接到网络交换机,而是连接到网络10的节点,例如通过集成到所述节点之一的RAM(或随机存取存储器)中。还可替代地,管理数据库34也可以在网络10的外部。
网络10包括其它计算或服务节点,特别是节点30,具体地允许构成服务器集群以便执行HPC的功能。应当注意的是,服务节点特别地包括HPC的存储装置。由于这种类型的设施也是众所周知的并且能够采用多种体系架构,因此不再详细描述。
指派服务器32例如可以在诸如常规计算机之类的计算机设备中实现,常规计算机包括与用于存储数据文件和计算机程序的一个或多个存储器相关联的处理器。如图1中所示,指派服务器32因此在功能上包括三个计算机程序或同一计算机程序的三个功能36、38、40。应当更具体地注意的是,计算机程序36、38、40是分开呈现的,但是这种分离仅仅是功能性的。它们可以根据一个或多个软件项中的任何可能组合轻松地分组在一起。它们的功能也可以在专用集成电路中至少部分地微编程或微连线。因此,可替代地,实现指派服务器32的计算机设备可以由仅由执行相同动作的数字电路(没有任何计算机程序)组成的电子设备代替。
第一计算机程序36包括用于为网络10的每个网络交换机获得在非层级寻址系统中表达的第一个体拓扑地址,每个个体拓扑地址包括N个标识符,N≥2,包括:
-在网络10中与其相关联的网络交换机的一个层级级别标识符,以及
-在网络10中与其相关联的网络交换机的N-1个非层级标识符。
例如,如现有技术中已知的,特别是在上面提到的Zahavi的文章中,网络交换机的每个第一个体拓扑地址可以在N元组的寻址系统中表达。因此,每个第一个体拓扑地址的层级级别标识符形成N元组的第一分量,并且每个个体拓扑地址的N-1个非层级交换机标识符形成N元组的N-1个其它分量。每个N元组的编码原理可以与N元组识别出的网络交换机在网络10中的位置相关或不相关。
根据本发明的第一替代实施例,可以在管理数据库34中记录和访问网络交换机12、14、16、18的第一个体拓扑地址。在这种情况下,第一计算机程序36仅检索所述第一地址。
根据本发明的第二替代实施例,网络交换机的第一个体拓扑地址不是完全已知并被记录,在管理数据库34中只有每个交换机的N-1个非层级标识符被记录并可访问。在这种情况下,第一计算机程序36不仅仅检索所述第一地址。第一计算机程序36还被设计为使得,当在指派服务器32上执行时,它通过向层级级别标识符指派等于N-1与须被通过以便从所考虑的网络交换机到达计算或服务节点30、32、34中任何一个的其它网络交换机的最小数量之间的最小值的值,来自动确定每个网络交换机的层级级别标识符。因此,网络10的网络交换机的第一层级根据其到计算或服务节点的相应“距离”构成。
第二计算机程序38或转码器包括用于根据以下预定义的转码规则将每个第一个体拓扑地址转码为第二层级个体拓扑地址的指令:
-根据层级级别标识符的值,将N-1个非层级交换机标识符细分为:
·i个子拓扑标识符,0≤i≤N-1,当存在至少两个时,由至少一个第一层级级别分隔符字符彼此分开,从而形成第一字符串,以及
·j个交换机标识符,j=N-1-i,当存在至少两个时,由至少一个不同于第一分隔符字符的第二标识符分隔符字符彼此分开,从而形成第二字符串,
-通过将至少包括第一字符串、第二字符串以及第一和第二字符串之间的第三分隔符字符的字符级联,构成第二层级个体拓扑地址。
因此,借助识别出的从层级树的根到叶子的子拓扑,第二层级个体拓扑地址重构层级树状地址结构。这样执行的转码明确地在拓扑地址本身中引入维度的概念。
优选地,对于每个网络交换机,层级级别标识符的值与(一个或多个)交换机标识符的数量j处于仿射关系。作为非限制性示例,每个第一个体拓扑地址的层级标识符取位于0到N-1范围内的值,其中值0保留给具有至少一个计算或服务节点连接到的至少一个端口的网络交换机14、16、18。参考树结构的端叶,所述网络交换机14、16、18被认定为“叶子”交换机。
同样作为非限制性示例,数量j等于层级级别标识符,所述数量J确定每个第一个体拓扑地址的N-1个非层级标识符的细分。这种选择是相关的,因为级别0的每个叶子交换机因此由于本发明而完全由其i=N-1个子拓扑标识符确定:因此不需要具体的交换机标识符,因为它在重现(recurrence)结束时在最低级别子拓扑中是单独的。相反,网络交换机的层级级别越高,所述网络交换机需要越少子拓扑标识符来确定其在使用第二层级个体拓扑地址重构的树中的位置,并且它可以具有越多的交换机标识符以便将自己与位于相同子拓扑中的其它交换机区分开来。由于网络交换机位于重构拓扑中越高意味着它可能需要越多的交换机标识符以便将其与其它交换机区分开的事实,因此这是有利的。当位于最高可能级别时,即,位于树的根部时,网络交换机不需要子拓扑标识符。
在实践中,根据符合目录和文件系统的树结构中通常允许的表示的任意选择,第一分隔符字符可以是斜杠“/”。为了与其区分,第二分隔符字符可以因此是句点“.”。第三分隔符字符可以与前两个不同,但这不是强制性的。它也可以与第一或第二分隔符字符相同。根据目录和文件符号中的常见做法,一般第三分隔符字符将被选择成使其与第一个相同。关于子拓扑或交换机标识符,其可以简单地涉及整数,以二进制代码表示或者根据依照所考虑的网络10和应用约束选择的任何基库(base)。第一分隔符字符(即,斜杠“/”)也可以放置在每个第二层级个体拓扑地址的头部,以便清楚地识别由第二层级个体拓扑地址的集合重构的树的根。
举例来说,考虑位于同一网络的四个不同级别的四个不同交换机,其中第一个四重地址包括三个相同的非层级标识符A、B和C,四个第一个体拓扑地址可以如下编写:(3,A,B,C)、(2,A,B,C)、(1,A,B,C)和(0,A,B,C)。通过执行转码器38的指令,并且通过为了清楚起见而将扩展“_switch”添加到每个网络交换机地址,分别获得以下四个第二层级个体拓扑地址:/A.B.C_switch用于位于重构树结构的根处的级别3交换机(因此在这个第二拓扑地址中,存在i=0个子拓扑标识符和j=3个交换机标识符),/A/B.C_switch用于级别2交换机(因此在这个第二拓扑地址中,存在i=1个子拓扑标识符和j=2个交换机标识符),/A/B/C_switch用于级别1交换机(因此在这个第二个拓扑地址中,存在i=2个子拓扑标识符和j=1个交换机标识符),以及/A/B/C/_switch用于级别0叶子交换机(因此在这个第二拓扑地址中,存在i=3个子拓扑标识符和j=0个交换机标识符)。很明显,这种巧妙的转码原理允许在第二层级个体拓扑地址中直接理解重构的树结构,因此该结构巧妙地适应所述地址和与之相关联的信息的结构化记录(相对于可能连接到所述交换机的端口的交换机和装备)。还清楚的是,转码允许在第二拓扑地址中进行所述树状重构,而不管网络10的层级级别的数量和结构,即使它不是XGFT或PGFT类型的拓扑树状网络。
第三计算机程序40包括用于记录由指派服务器32在管理数据库34中提供的第二层级个体拓扑地址的指令。
这些第二层级个体拓扑地址可以与可以与其相关联的任何其它信息(关于交换机和连接到交换机的装备)一起存储在目录和计算机文件的系统中,该系统可以使用第二层级个体拓扑地址自动构成。它们本身可以根据(一个或多个)第一分隔符字符以及它们包含的每个子拓扑标识符的接续(succession)自动记录在目录和文件的这个系统中。举例来说,关于具有上面提到的第二拓扑地址/A.B.C_switch的交换机的信息可以存储在位于目录和文件的系统的根“/”处的文件或目录“A.B.C_switch”中。类似地,关于具有上面提到的第二拓扑地址/A/B.C_switch的交换机的信息可以存储在位于目录和文件的系统的目录“/A/”中的文件或目录“B.C_switch”中。类似地,关于具有上面提到的第二拓扑地址/A/B/C_switch的交换机的信息可以存储在位于目录和文件的系统的目录“/A/B/”中的文件或目录“C_switch”中。最后,关于具有上面提到的第二拓扑地址/A/B/C/_switch的交换机的信息可以存储在位于目录和文件的系统的目录“/A/B/C/”中的文件或目录“_switch”中。
关于每个网络交换机的信息可以包括与其连接的任何装备或网络交换机本身的时间戳前缀。所述信息还可以包括交换机的属性,例如其端口及端口状态的标识,或其装备的标识。所述信息还可以包括特定于每个网络交换机的路由表。这个列表并非是详尽的。
可替代地并且以甚至更有利的方式,在具有访问键的数据库系统中,第二层级个体拓扑地址可以与可以与其相关联的任何其它信息一起存储。因此,可以在所述数据库系统中使用访问键来访问第二层级个体拓扑地址和与其相关联的信息,可以根据(一个或多个)第一分隔符以及它们所包含的每个子拓扑标识符的接续来直接定义所述访问键。这种替代方案是有利的,因为存储在数据库系统中的信息由第二拓扑地址直接加索引。多个管理服务器可以管理网络10,因此每个管理服务器能够与它通过使用适当的加索引而容易访问的子拓扑相关联。
根据一个有利的替代实施例,第二层级个体拓扑地址可以与可以与其相关联的任何其它信息一起存储在散列表系统中,所述散列表系统由根据(一个或多个)第一分隔符以及第二层级个体拓扑地址包含的每个子拓扑标识符的接续而定义的键加索引。
如图2所示的用于将个体拓扑地址自动指派给交换机的方法由指派服务器32执行。
在第一步骤100期间,通过执行第一计算机程序36,获得网络10的交换机12、14、16、18的第一个体拓扑地址。
在第二步骤102期间,通过执行第二计算机程序38,将每个第一个体拓扑地址的N-1个非层级交换机标识符细分为一个或多个子拓扑标识符和一个或多个交换机标识符。
在第三步骤104期间,通过字符级联构成每个第二层级个体拓扑地址,所述级联是通过执行第二计算机程序38而自动执行的。
最后,在第四步骤106期间,通过执行第三计算机程序40,将第二层级个体拓扑地址以及与其相关联的任何信息记录在管理数据库34中。
现在将参考图3描述在PGFT类型的高度结构化网络上获得的结果的一个示例。在这个图中,根据上面提到的Zahavi等人的文章中呈现的规范符号,网络10是PGFT网络(3;3,2,2;2,2,2;2,2,2)。在最高层级级别,它包括八个带有标号S1到S8的交换机。在下一级别,它包括八个带有标号S9到S16的交换机。再下一级,它包括八个带有标号S17到S24的交换机。最后,在最低层级级别,它包括十二个带有标号S25到S36的叶子交换机。
根据相同的规范符号,通过根据上述本发明实施例的原理的转码,三十六个交换机S1至S36的三十六个第一个体拓扑地址经历以下操作。
交换机S1的第一拓扑地址(03,00,00,00)被转码为第二层级拓扑地址/00.00.00_switch。
交换机S2的第一拓扑地址(03,00,00,01)被转码为第二层级拓扑地址/00.00.01_switch。
交换机S3的第一拓扑地址(03,00,01,00)被转码为第二层级拓扑地址/00.01.00_switch。
交换机S4的第一拓扑地址(03,00,01,01)被转码为第二层级拓扑地址/00.01.01_switch。
交换机S5的第一拓扑地址(03,01,00,00)被转码为第二层级拓扑地址/01.00.00_switch。
交换机S6的第一拓扑地址(03,01,00,01)被转码为第二层级拓扑地址/01.00.01_switch。
交换机S7的第一拓扑地址(03,01,01,00)被转码为第二层级拓扑地址/01.01.00_switch。
交换机S8的第一拓扑地址(03,01,01,01)被转码为第二层级拓扑地址/01.01.01_switch。
交换机S9的第一拓扑地址(02,00,00,00)被转码为第二层级拓扑地址/00/00.00_switch。
交换机S10的第一拓扑地址(02,00,00,01)被转码为第二层级拓扑地址/00/00.01_switch。
交换机S11的第一拓扑地址(02,00,01,00)被转码为第二层级拓扑地址/00/01.00_switch。
交换机S12的第一拓扑地址(02,00,01,01)被转码为第二层级拓扑地址/00/01.01_switch。
交换机S13的第一拓扑地址(02,01,00,00)被转码为第二层级拓扑地址/01/00.00_switch。
交换机S14的第一拓扑地址(02,01,00,01)被转码为第二层级拓扑地址/01/00.01_switch。
交换机S15的第一拓扑地址(02,01,01,00)被转码为第二层级拓扑地址/01/01.00_switch。
交换机S16的第一拓扑地址(02,01,01,01)被转码为第二层级拓扑地址/01/01.01_switch。
交换机S17的第一拓扑地址(01,00,00,00)被转码为第二层级拓扑地址/00/00/00_switch。
交换机S18的第一拓扑地址(01,00,00,01)被转码为第二层级拓扑地址/00/00/01_switch。
交换机S19的第一拓扑地址(01,00,01,00)被转码为第二层级拓扑地址/00/01/00_switch。
交换机S20的第一拓扑地址(01,00,01,01)被转码为第二层级拓扑地址/00/01/01_switch。
交换机S21的第一拓扑地址(01,01,00,00)被转码为第二层级拓扑地址/01/00/00_switch。
交换机S22的第一拓扑地址(01,01,00,01)被转码为第二层级拓扑地址/01/00/01_switch。
交换机S23的第一拓扑地址(01,01,01,00)被转码为第二层级拓扑地址/01/01/00_switch。
交换机S24的第一拓扑地址(01,01,01,01)被转码为第二层级拓扑地址/01/01/01_switch。
交换机S25的第一拓扑地址(00,00,00,00)被转码为第二层级拓扑地址/00/00/00/_switch。
交换机S26的第一拓扑地址(00,00,00,01)被转码为第二层级拓扑地址/00/00/01/_switch。
交换机S27的第一拓扑地址(00,00,00,02)被转码为第二层级拓扑地址/00/00/02/_switch。
交换机S28的第一拓扑地址(00,00,01,00)被转码为第二层级拓扑地址/00/01/00/_switch。
交换机S29的第一拓扑地址(00,00,01,01)被转码为第二层级拓扑地址/00/01/01/_switch。
交换机S30的第一拓扑地址(00,00,01,02)被转码为第二层级拓扑地址/00/01/02/_switch。
交换机S31的第一拓扑地址(00,01,00,00)被转码为第二层级拓扑地址/01/00/00/_switch。
交换机S32的第一拓扑地址(00,01,00,01)被转码为第二层级拓扑地址/01/00/01/_switch。
交换机S33的第一拓扑地址(00,01,00,02)被转码为第二层级拓扑地址/01/00/02/_switch。
交换机S34的第一拓扑地址(00,01,01,00)被转码为第二层级拓扑地址/01/01/00/_switch。
交换机S35的第一拓扑地址(00,01,01,01)被转码为第二层级拓扑地址/01/01/01/_switch。
交换机S36的第一拓扑地址(00,01,01,02)被转码为第二层级拓扑地址/01/01/02/_switch。
而且,可以使用第二层级个体拓扑地址的这种模式有利地识别重构的子拓扑本身。例如,“/”识别整个网络10,即,除了子拓扑“/00/”和“/01/”之外还包含网络交换机S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8的“根”拓扑;“/00/”识别除了子拓扑“/00/00/”和“/00/01/”之外还包含网络交换机S9、S10、S11、S12的子拓扑;“/00/00/”识别除了子拓扑“/00/00/00/”和“/00/00/01/”之外还包含网络交换机S17、S18的子拓扑;“/00/00/00/”识别包含网络交换机S25的子拓扑;等等。应当注意的是,子拓扑因此从根“/”直到叶子交换机递归地组织成树结构。
因此,可以自然地提出以图3中的网络10的交换机和子拓扑的第二拓扑地址的递归层级列表的形式的一种表示:
/
/00.00.00_switch(用于S1)
/00.00.01_switch(用于S2)
/00.01.00_switch(用于S3)
/00.01.01_switch(用于S4)
/01.00.00_switch(用于S5)
/01.00.01_switch(用于S6)
/01.01.00_switch(用于S7)
/01.01.01_switch(用于S8)
/00/
/00/00.00_switch(用于S9)
/00/00.01_switch(用于S10)
/00/01.00_switch(用于S11)
/00/01.01_switch(用于S12)
/00/00/
/00/00/00_switch(用于S17)
/00/00/01_switch(用于S18)
/00/00/00/
/00/00/00/_switch(用于S25)
/00/00/01/
/00/00/01/_switch(用于S26)
/00/00/02/
/00/00/02/_switch(用于S27)
/00/01/
/00/01/00_switch(用于S19)
/00/01/01_switch(用于S20)
/00/01/00/
/00/01/00/_switch(用于S28)
/00/01/01/
/00/01/01/_switch(用于S29)
/00/01/02/
/00/01/02/_switch(用于S30)
/01/
/01/00.00_switch(用于S13)
/01/00.01_switch(用于S14)
/01/01.00_switch(用于S15)
/01/01.01_switch(用于S16)
/01/00/
/01/00/00_switch(用于S21)
/01/00/01_switch(用于S22)
/01/00/00/
/01/00/00/_switch(用于S31)
/01/00/01/
/01/00/01/_switch(用于S32)
/01/00/02/
/01/00/02/_switch(用于S33)
/01/01/
/01/01/00_switch(用于S23)
/01/01/01_switch(用于S24)
/01/01/00/
/01/01/00/_switch(用于S34)
/01/01/01/
/01/01/01/_switch(用于S35)
/01/01/02/
/01/01/02/_switch(用于S36)
根据本发明提出的转码对于已经具有高度结构化的层级的拓扑(诸如XGFT或PGFT拓扑之类)特别有利。但是,在较小程度上,容易理解这对于具有很少或没有结构的间接拓扑也是有利的。对于其中可以识别网络交换机的多个层级级别的直接拓扑也是有利的。
最糟糕的情况是具有没有任何具体结构的直接拓扑的网络,其中所有交换机缺省地处于相同级别。在较小程度上,图4中示出了特别不利的情况的一个示例,并且现在将示出即使在这种不利情况下,所提出的转码仍然是有利的。
在这个图中,网络10具有直接拓扑,其中所有交换机处于相同级别。但是,它仍然在三个方向X、Y和Z的网格网络中结构化,并且在这三个方向中根据其三维坐标包括4×3×2=24个带有标号S111到S432的网络交换机,因此所有网络交换机都处于相同的级别0。使用(X,Y,Z)坐标,可以为每个网络交换机获得第一个体拓扑四重地址(0,X,Y,Z)。
通过根据上面提到的原理对每个第一个体拓扑地址(0,X,Y,Z)进行转码,因此可以自然地提出图4中网络10的交换机和子拓扑的第二拓扑地址的递归层级列表的形式的表示:
/
/00/
/00/00/
/00/00/00/
/00/00/00/_switch(用于S111)
/00/00/01/
/00/00/01/_switch(用于S112)
/00/01/
/00/01/00/
/00/01/00/_switch(用于S121)
/00/01/01/
/00/01/01/_switch(用于S122)
/00/02/
/00/02/00/
/00/02/00/_switch(用于S131)
/00/02/01/
/00/02/01/_switch(用于S132)
/01/
/01/00/
/01/00/00/
/01/00/00/_switch(用于S211)
/01/00/01/
/01/00/01/_switch(用于S212)
/01/01/
/01/01/00/
/01/01/00/_switch(用于S221)
/01/01/01/
/01/01/01/_switch(用于S222)
/01/02/
/01/02/00/
/01/02/00/_switch(用于S231)
/01/02/01/
/01/02/01/_switch(用于S232)
/02/
/02/00/
/02/00/00/
/02/00/00/_switch(用于S311)
/02/00/01/
/02/00/01/_switch(用于S312)
/02/01/
/02/01/00/
/02/01/00/_switch(用于S321)
/02/01/01/
/02/01/01/_switch(用于S322)
/02/02/
/02/02/00/
/02/02/00/_switch(用于S331)
/02/02/01/
/02/02/01/_switch(用于S332)
/03/
/03/00/
/03/00/00/
/03/00/00/_switch(用于S411)
/03/00/01/
/03/00/01/_switch(用于S412)
/03/01/
/03/01/00/
/03/01/00/_switch(用于S421)
/03/01/01/
/03/01/01/_switch(用于S422)
/03/02/
/03/02/00/
/03/02/00/_switch(用于S431)
/03/02/01/
/03/02/01/_switch(用于S432)
还应当注意的是,即使在选择以另一种格式表达的第一个体拓扑地址时,例如(0,Z,Y,X),也可以自然地提出图4中的网络10的交换机和子拓扑的第二拓扑地址的层级递归列表形式的表示:
/
/00/
/00/00/
/00/00/00/
/00/00/00/_switch(用于S111)
/00/00/01/
/00/00/01/_switch(用于S211)
/00/00/02/
/00/00/02/_switch(用于S311)
/00/00/03/
/00/00/03/_switch(用于S411)
/00/01/
/00/01/00/
/00/01/00/_switch(用于S121)
/00/01/01/
/00/01/01/_switch(用于S221)
/00/01/02/
/00/01/02/_switch(用于S321)
/00/01/03/
/00/01/03/_switch(用于S421)
/00/02/
/00/02/00/
/00/02/00/_switch(用于S131)
/00/02/01/
/00/02/01/_switch(用于S231)
/00/02/02/
/00/02/02/_switch(用于S331)
/00/02/03/
/00/02/03/_switch(用于S431)
/01/
/01/00/
/01/00/00/
/01/00/00/_switch(用于S112)
/01/00/01/
/01/00/01/_switch(用于S212)
/01/00/02/
/01/00/02/_switch(用于S312)
/01/00/03/
/01/00/03/_switch(用于S412)
/01/01/
/01/01/00/
/01/01/00/_switch(用于S122)
/01/01/01/
/01/01/01/_switch(用于S222)
/01/01/02/
/01/01/02/_switch(用于S322)
/01/01/03/
/01/01/03/_switch(用于S422)
/01/02/
/01/02/00/
/01/02/00/_switch(用于S132)
/01/02/01/
/01/02/01/_switch(用于S232)
/01/02/02/
/01/02/02/_switch(用于S332)
/01/02/03/
/01/02/03/_switch(用于S432)
因此,即使在图4中的不利情况下,并且独立于第一个体拓扑地址的四重表示的选择,所提出的自动转码成第二层级个体拓扑地址也允许获得交换机的结构化和层级标识,从而允许以结构化的方式记录和管理与其相关联的信息。
清楚的是,应用于个体拓扑地址向网络交换机的自动指派的转码原理(诸如上面所描述的)允许在从拓扑地址重构的层级结构中布置任何网络的每个网络交换机并形成网络本身,以在每个第二拓扑地址中体现并以明确的方式体现,特别是由于第一和第二不同的分隔符字符,其目的是为了交换机地址和与其相关联的信息的简化处理和管理。
还应当注意的是,本发明不限于上文描述的实施例和替代方案。更具体而言,本领域普通技术人员将认识到的是,可以使用本文公开的信息提供对上文描述的实施例和替代方案的各种修改。在以下权利要求中,所使用的术语不应被解释为将权利要求限制于本描述中呈现的实施例,但是必被解释为包括权利要求旨在经由其构想(formulation)覆盖的所有等同物以及在本领域普通技术人员在将其一般知识应用于本文公开的信息的实现时力所能及的范围内的预测。
Claims (10)
1.一种用于向网络(10)的网络交换机(12,14,16,18)自动指派个体拓扑地址的方法,所述网络(10)包括传输段(20)以及连接到所述网络交换机的至少一部分(14,16,18)的端口的计算或服务节点(30,32,34),所述网络交换机(12,14,16,18)经由这些传输段(20)互连,所述方法包括为所有网络交换机(12,14,16,18)获得(100)在非层级寻址系统中表达的第一个体拓扑地址,每个个体拓扑地址包括N个标识符,N≥2,包括:
-在网络(10)中与其相关联的网络交换机的一个层级级别标识符,以及
-在网络(10)中与其相关联的网络交换机的N-1个非层级标识符,
其特征在于所述方法还包括根据以下转码步骤将每个第一个体拓扑地址转码(102,104)为第二层级个体拓扑地址:
-根据所述层级级别标识符的值,将N-1个非层级交换机标识符细分(102)为:
·i个子拓扑标识符,0≤i≤N-1,当存在至少两个时,由至少一个第一层级级别分隔符字符彼此分开,从而形成第一字符串,以及
·j个交换机标识符,j=N-1-i,当存在至少两个时,由不同于第一分隔符字符的至少一个第二标识符分隔符字符彼此分开,从而形成第二字符串,
-通过将至少包括第一字符串、第二字符串以及第一字符串和第二字符串之间的第三分隔符字符的字符级联,构成(104)第二层级个体拓扑地址。
2.如权利要求1所述的自动指派个体拓扑地址的方法,其中:
-第一个体拓扑地址以N元组在寻址系统中表达,
-识别每个第一个体拓扑地址的层级级别的所述层级级别标识符形成N元组的第一分量,并且取与j具有仿射关系的值,以及
-每个个体拓扑地址的N-1个非层级交换机标识符形成N元组的N-1个其它分量。
3.如权利要求1或2所述的自动指派个体拓扑地址的方法,其中由每个第一个体拓扑地址的所述层级级别标识符所取的值:
-在0到N-1的范围内,其中值0被保留给具有至少一个计算或服务节点连接到的至少一个端口的网络交换机,以及
-等于j。
4.如权利要求1至3中任一项所述的自动指派个体拓扑地址的方法,其中获得(100)所述网络交换机(12,14,16,18)的第一个体拓扑地址包括,通过向层级级别标识符指派等于N-1与须被通过以便从所考虑的网络交换机到达计算或服务节点(30,32,34)中任何一个的其它网络交换机的最小数量之间的最小值的值,来自动确定每个网络交换机的所述层级级别标识符。
5.如权利要求1至4中任一项所述的自动指派个体拓扑地址的方法,还包括以下列格式之一在存储设备(34)中记录(106)第二层级个体拓扑地址:
-在使用第二层级个体拓扑地址自动构成的目录和计算机文件的系统中,所述第二层级个体拓扑地址本身根据一个或多个第一分隔符和所述第二层级个体拓扑地址包含的每个子拓扑标识符的接续而自动记录在该目录和文件的系统中,或者
-在数据库系统中,第二层级个体拓扑地址能够在所述数据库系统中使用访问键来访问,所述访问键是根据一个或多个第一分隔符以及第二层级个体拓扑地址包含的每个子拓扑标识符的接续而定义的,或者
-在散列表系统中,所述散列表系统通过根据一个或多个第一分隔符以及第二层级个体拓扑地址包含的每个子拓扑标识符的接续定义的键而加索引。
6.如权利要求1至5中任一项所述的自动指派个体拓扑地址的方法,其中在每个第二层级个体拓扑地址的头部添加另一个第一分隔符字符,以便识别由第二层级个体拓扑地址的集合定义的树结构的根。
7.如权利要求1至6中任一项所述的自动指派个体拓扑地址的方法,其中第一分隔符字符是斜杠“/”,第二分隔符字符是句点“.”,第三分隔符字符与第一分隔符字符相同,并且每个第二层级个体拓扑地址的每个子拓扑标识符或交换机标识符是整数。
8.一种能够从通信网络下载和/或保存在计算机可读介质上和/或能由处理器执行的计算机程序,其特征在于所述计算机程序包括当所述程序在计算机上执行时用于执行如权利要求1至7中任一项所述的自动指派个体拓扑地址的方法的步骤的指令。
9.一种向网络(10)的网络交换机(12,14,16,18)自动指派个体拓扑地址的服务器(32),所述网络(10)包括传输段(20)以及连接到所述网络交换机(12,14,16,18)的至少一部分的端口的计算或服务节点(30,32,34),所述网络交换机(12,14,16,18)经由这些传输段(20)互连,指派服务器(32)包括为所有网络交换机(12,14,16,18)获得在非层级寻址系统中表达的第一个体拓扑地址的装置(36),每个个体拓扑地址包括N个标识符,N≥2,包括:
-在网络(10)中与其相关联的网络交换机的一个层级级别标识符,以及
-在网络(10)中与其相关联的网络交换机的N-1个非层级标识符,
其特征在于所述服务器还包括转码器(38),所述转码器(38)根据以下预定转码规则将每个第一个体拓扑地址转码为第二层级个体拓扑地址:
-根据所述层级级别标识符的值,将N-1个非层级交换机标识符细分为:
·i个子拓扑标识符,0≤i≤N-1,当存在至少两个时,由至少一个第一层级级别分隔符字符彼此分开,从而形成第一字符串,以及
·j个交换机标识符,j=N-1-i,当存在至少两个时,由不同于第一分隔符字符的至少一个第二标识符分隔符字符彼此分开,从而形成第二字符串,
-通过将至少包括第一字符串、第二字符串以及第一字符串和第二字符串之间的第三分隔符字符的字符级联,构成第二层级个体拓扑地址。
10.一种服务器的集群(10),包括传输段(20)、经由这些传输段(20)互连的网络交换机(12,14,16,18)以及连接到所述网络交换机(12,14,16,18)的至少一部分的端口的计算和服务节点(30,32,34),其中至少一个服务节点是如权利要求9所述的自动指派个体拓扑地址的服务器(32)。
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