CN110798281B - 用于采用波长不可知的端点的扁平化数据中心网络的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明为用于采用波长不可知的端点的扁平化数据中心网络的方法和装置。在一些实施例中，一种系统包括一组服务器、交换结构内的一组交换机、以及光学设备。该光学设备经由第一组光纤操作地耦合到该组服务器。来自该组服务器的每个服务器在连接到该光学设备时与来自一组波长的至少一个波长相关联。该光学设备经由来自第二组光纤的光纤操作地耦合到来自一组交换机的每个交换机。该光学设备当有效运行时，将从来自该组交换机的每个交换机接收到的光学信号进行波长解复用，并且针对来自该组波长的每个波长向来自该组服务器的该服务器发送针对该波长的光学信号。

Description

用于采用波长不可知的端点的扁平化数据中心网络的方法和 装置
分案申请说明
本申请是申请日为2016年04月27日、申请号为201610268732.8、发明名称为“用于采用波长不可知的端点的扁平化数据中心网络的方法和装置”的中国发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉参考
本申请要求于2015年11月11日提交的美国专利申请No.14/938,592的优先权，将其内容通过引用并入本文中。
本申请与于2015年9月30日提交的并且标题为“Method and Apparatus for SelfHealing of an Optical Transceiver in a Wavelength Division Multiplexing(WDM)System”的共同未决的美国专利申请No.14/871,424(代理案号No.JUNI-243/00US 108200-2622)相关，将其内容通过引用整体并入本文中。
本申请与于2015年9月30日提交的并且标题为“Method and Apparatus forRemote Management of an Optical Transceiver System”的共同未决的美国专利申请No.14/871,514(代理案号No.JUNI-244/00US 108200-2629)相关。
将前述申请通过引用整体并入本文中。
技术领域
本文中描述的一些实施例大体涉及用于数据中心网络的方法和装置。具体地，但不是通过限制的方式，本文中描述的一些实施例涉及用于采用使用波长可调谐的光学收发器的波长不可知的端点的扁平化数据中心网络的方法和装置。
背景技术
目前，数据中心现在通常涉及共同地工作以解决大规模问题的向外扩展服务器的集合。这种类型的计算常常涉及数据中心内的广泛数据交换，这使得大量流量在数据中心内在东西方向上(例如，在同一层次水平内)移动。例如，在允许虚拟机的动态迁移的数据中心中，无论何时执行迁移，系统图像都在原始服务器与新服务器之间进行传输。因此，虚拟机的该迁移生成大量附加数据交换。针对另一示例，存储资源的逻辑和/或物理集中化、局域网(LAN)和存储区域网(SAN)的整合以及每个服务器的输入/输出(I/O)速率的增加也有助于在东西流量速率上的显著增加。为了支持这样的应用，期望数据中心网络以低复杂度和功耗来提供高带宽和低延时。
当前数据中心通常利用多层架构来构建。机架中的服务器被连接到一个或两个机架顶部(ToR)交换机。这些ToR交换机之后被连接到聚合交换机以形成集群。高容量聚合路由器(或核心交换机)被用于连接聚合交换机。在顶部，核心路由器将聚合路由器互连并与互联网以接口方式连接。然而，这种类型的架构具有若干可扩展性问题。第一，带宽被分配在每层上，并且在各层之间使用特定超额认购速率。超额认购能够有助于在服务器之间的数据交换期间的拥塞。第二，由多个存储转发过程引入延时，其中排队和处理延迟发生在数据路径上的每个交换机/路由器处。第三，该架构通常涉及布线和控制上的复杂性。
因此，存在针对用于具有改善的超额认购速率、较低的网络延时以及简化的光学互连的数据中心网络的方法和装置的需要。
发明内容
在一些实施例中，一种系统包括一组服务器、交换结构内的一组交换机、以及光学设备。该光学设备经由第一组光纤操作地耦合到该组服务器。来自该组服务器的每个服务器在连接到该光学设备时与来自一组波长的至少一个波长相关联。该光学设备经由来自第二组光纤的光纤操作地耦合到来自一组交换机的每个交换机。该光学设备当有效运行时，将从来自该组交换机的每个交换机接收到的光学信号进行波长解复用，并且针对来自该组波长的每个波长向来自该组服务器的该服务器发送针对该波长的光学信号。
附图说明
图1是图示根据实施例的数据中心网络的示意图。
图2是图示根据实施例的光学设备的框图。
图3是图示根据实施例的服务器的框图。
图4是图示根据实施例的在数据中心网络中从交换机到波长不可知的服务器的通信的方法的流程图。
图5是图示根据实施例的在数据中心网络中从波长不可知的服务器到交换机的通信的方法的流程图。
具体实施方式
在一些实施例中，一种系统包括一组服务器、交换结构内的一组交换机、以及光学设备。该光学设备经由第一组光纤操作地耦合到该组服务器。来自该组服务器的每个服务器在连接到该光学设备时与来自一组波长的至少一个波长相关联。该光学设备经由来自第二组光纤的光纤操作地耦合到来自一组交换机的每个交换机。该光学设备当有效运行时，将从来自该组交换机的每个交换机接收到的光学信号进行波长解复用，并且针对来自该组波长的每个波长向来自该组服务器的该服务器发送针对该波长的光学信号。
在一些实施例中，来自该组服务器的每个服务器包括具有操作波长范围的波长可调谐的光学收发器。该操作波长范围包括该组波长。当光学信号被传输到该服务器时，该波长可调谐的光学收发器调谐到来自该组波长的一个波长。
在一些实施例中，该光学设备当有效运行时，针对来自该组交换机的每个交换机，将从该组服务器接收到的并且与该交换机相关联的光学信号进行组合，从该组服务器接收到的每个光学信号与来自该组波长的波长相关联。
在一些实施例中，该光学设备不交换从该组交换机接收到的光学信号、或者从该组服务器接收到的光学信号。并且没有交换机被定位在该组服务器与该交换结构之间。
在一些实施例中，该光学设备不实现超额认购。
在一些实施例中，该光学设备在操作之前不被预先指配并且不被预先配置。
在一些实施例中，来自该组服务器的每个服务器包括波长可调谐的光学收发器。来自该组服务器的每个服务器在经由来自第一组光纤的光纤被连接到该光学设备时检测该光学设备的端口。来自该组服务器的每个服务器将其波长可调谐的光学收发器调谐到来自该组波长的并且与该光学设备的该端口相关联的波长。
在一些实施例中，该组服务器和该光学设备被定位在共同机架内。
如本文中所使用的，模块可以例如是操作地耦合的电气部件的任何组件和/或集合，并且可以包括例如存储器、处理器、电气轨迹、光学连接器、(在硬件中执行的)软件等等。如在本文中所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“所述”包括复数指代，除非上下文另行清楚指示。因此，例如，术语“光纤”旨在意指单个光纤具有相似的功能性的一组光纤。
图1是图示根据实施例的数据中心的示意图。数据中心100包括操作地耦合到一组光学设备111和112的交换结构104以及一组服务器(105-106和107-108)。在一个实施方式中，光学设备111和一组服务器(例如，服务器105到106)驻存得很靠近(例如，同一机箱、机架、行或集群)。光学设备112和一组计算机服务器(例如，服务器107到108)驻存得很靠近(例如，同一机箱、机架、行或集群)。数据中心100可以被配置为经由交换结构104中的其网关(未在图1中示出)、叶交换机121、叶交换机122等等与另一网络102通信。
数据中心100的一个或多个部分可以是(或者可以包括)例如基于硬件的模块(例如，专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA))和/或基于软件的模块(例如，计算机代码的模块，可以在处理器处执行的一组处理器可读指令)。
交换结构104将多个交换机(诸如，主干交换机131、132和叶交换机121、122)彼此操作地耦合并且因此数据可以在各服务器之间被交换。交换结构104还将各服务器(例如，服务器105到106，以及107到108)操作地耦合到另一网络102(例如，互联网)。交换结构104包括一组叶交换机121、122和一组主干交换机131、132。每个叶交换机121、122操作地耦合到交换结构104中的每个主干交换机131、132。
叶交换机121、122经由一组光学连接120(例如，光纤)提供针对光学设备111、112的网络连接点。每个叶交换机121、122可以是被配置为将光学设备111、112操作地耦合到交换结构104的任何设备。在一些实施例中，例如，叶交换机121、122可以是边缘设备等等。在结构上，叶交换机121、122可以用作源交换机和目的交换机两者。因此，叶交换机121、122可以将数据(例如，数据分组和/或数据单元的数据流)发送到交换结构102并接收交换结构102内的数据，并且将数据发送到连接的光学设备111、112并且接收来自光学设备111、112的数据。
叶交换机121、122可以例如为硬件模块和软件模块的组合。在一些实施例中，例如，每个叶交换机121、122可以包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)等等。
叶交换机121、122可以被配置为准备进入交换结构104的数据分组(例如，以太网分组)。例如，叶交换机121、122可以被配置为在交换结构104内发送数据分组之前转发、分类和/或修改数据分组的分组封装(例如，修改、添加和/或移除头部部分、底部部分和/或包括在数据分组内的任何其他标识符)。
叶交换机121、122中的每个叶交换机被配置为与主干交换机131、132中的每个主干交换机通信。换言之，交换结构104被配置使得以相对低的延时提供在叶交换机121、122与主干交换机131、132之间的任意到任意的连接性。例如，交换结构104可以被配置使得在叶交换机121与主干交换机132之间发送或传递数据。
光学设备111、112可以使用光学连接104(例如、光缆、光纤、光学连接器)操作地耦合到交换结构104的叶交换机121、122。因此，光学设备111、112可以将数据(例如，数据分组、数据单元等等)聚合和发送到交换结构104。光学设备111和一组服务器(例如，服务器105到106)驻存得很靠近(例如，同一机箱、机架、行或集群)。光学设备112和一组计算机服务器(例如，服务器107到108)驻存得很靠近(例如，同一机箱、机架、行或集群)。机架中的每个服务器与一组波长中的至少一个波长相关联。光学设备111、112不交换从一组叶交换机121、122接收到的光学信号，或者从一组服务器105-106和107-108接收到的光学信号。换言之，没有交换机被定位在一组服务器105-106和107-108与交换结构104之间。在一个实施方式中，光学设备111、112在操作之前不被预先指配并且不被预先配置。参考图2来讨论光学设备111、112的细节。
光学设备111、112可以从一组叶交换机121、122接收光学信号。这样的光学信号去往操作地耦合到光学设备111、112的一个或多个服务器105-106、107-108。去往每个服务器105-106、107-108的光学信号与针对该服务器的、来自一组波长的波长相关联。包括在光学设备111、112中的光学解复用器基于与光学信号相关联的波长来将在光学设备111、112处接收到的光学信号波长解复用。针对与每个服务器105-106、107-108相关联的每个波长，光学设备111、112经由光纤向与该波长相关联的服务器发送针对该波长的光学信号。
光学设备111、112可以经由一组光纤从操作耦合到光学设备111、112的一组服务器105-106、107-108接收在各种波长的光学信号。承载数据分组的光学信号要经由交换结构104中的一组交换机121、122被发送并且去往数据中心中的其他端点或另一网络。光学设备111、112中的光学多路复用器将从该组服务器接收到的针对每个交换机121、122的光学信号组合以产生经组合的光学信号。光学设备111、112向该交换机发送经组合的光学信号。交换机121、122接收承载数据分组的光学信号，并且基于每个数据分组的目的地址(例如，媒体访问控制(MAC)地址、互联网(IP)地址、等等)通过交换结构104来路由数据分组。
服务器105到106经由一组光学连接110(例如，光缆、光纤、光学连接器)被操作地耦合到很靠近的光学设备111(例如，同一机箱、机架、行或集群)。服务器107到108经由一组光学连接110(例如，光缆、光纤、光学连接器)被操作地耦合到很靠近的光学设备112(例如，同一机箱、机架、行或集群)。服务器105到106和107到108可以是通用计算引擎，其可以包括例如处理器、存储器和/或一个或多个网络接口设备(例如，网络接口卡(NIC))。在一些实施例中，服务器105到106和107到108内的处理器可以是一个或多个缓存相干域的一部分。
在一些实施例中，例如，服务器105到106和107到108包括计算机服务器、主控设备、存储设备、网关、工作站等等。在一些实施例中，服务器105到106和107到108中的一个或多个服务器可以具有虚拟化资源，使得任何服务器105到106和107到108(或其部分)可以代替数据中心100内的任何其他服务器105到106和107到108(或其部分)。
来自服务器105到106和107到108的每个服务器包括波长可调谐的光学收发器。在服务器105-106和107-108被连接到光学设备111、112之前，波长可调谐的光学收发器可以将其波长调谐到来自一组波长(例如，一组预定义波长)的任何波长。针对给定服务器的每个光学信号与来自一组波长的单个波长相关联。每个服务器(例如，服务器105)可以发送/接收与来自该组波长的多个波长相关联的多个光学信号。多个波长处于每个服务器中的光学多路复用器(例如，图2中的244)和光学解复用器(例如，图2中的242)的通带范围内。在经由光纤110将服务器105-106和107-108连接到光学设备111、112的端口时，每个服务器105-106和107-108可以将其波长可调谐的光学收发器调谐到来自该组波长的波长。来自该组波长的这样的波长与光学设备111、112的该端口相关联。换言之，每个光学设备111、112的每个端口与来自该组波长的波长相关联，并且针对该光学设备111、112的每个服务器(105-106和107-108)调谐到针对其被连接到的端口的波长。在一些实施例中，与机架(或光学设备)相关联的该组波长可以是与不同的机架(或不同的光学设备)相关联的同一组波长。然而，该组波长内的每个波长与该机架内的每个服务器相关联。参考图3来讨论服务器105-106和107-108的细节。
在使用中，数据分组(例如，光学信号)可以经由交换结构104在服务器105-106和107-108之间被发送。例如，数据分组可以经由交换结构104从服务器105被发送到服务器108，或者经由交换结构104被发送到另一网络102。具体地，源自于例如服务器105的过程的数据分组可以是电子信号。包括在服务器105中的波长可调谐的光学收发器将电子信号转换为光学信号。服务器105之后经由光纤110向光学设备111发送在波长(例如，第一波长)处的光学信号。另外，服务器106还可以将包含数据分组的电子信号转换为光学信号，并且经由光纤110在不同波长(例如，第二波长)处向光学设备111发送该光学信号。光学设备111中的光学多路复用器(例如，图2中的244)将从服务器105-106接收到的光学信号组合(或聚合)并且经由光纤120向叶交换机121转发经组合的光学信号。在一个实施方式中，叶交换机121包括光学收发器，其将经组合的光学信号转换为电子信号。叶交换机121基于每个数据分组的目的地址来路由承载交换结构104内的数据分组的电子信号。
在该示例中，从服务器105-106发送的数据分组的目的地是服务器108。基于服务器108的目的地址，叶交换机121将交换结构104内的数据分组路由到叶交换机122。在一个实施方式中，包括在叶交换机122中的光学收发器可以将承载数据分组的电子信号转换成光学信号。去往服务器108的光学信号与针对服务器108的、来自一组波长的波长(例如，第三波长)相关联。在服务器108被连接到光学设备112时，这样的第三波长与服务器108相关联。去往其他服务器107的光学信号与针对服务器107的、来自一组波长的不同波长(例如，第四波长)相关联。去往服务器107-108的光学信号经由光纤120操作地耦合到光学设备112。包括在光学设备112中的光学解复用器基于与光学信号相关联的波长来将在光学设备112处接收到的光学信号波长解复用。光学设备112将从交换结构104接收到的、在来自该组波长的波长处的光学信号操作地耦合到每个服务器。具体地，在该示例中，光学设备112中的光学解复用器基于与服务器107-108相关联的波长来将去往服务器107-108的光学信号解复用。光学设备112之后分别将从服务器105-106接收到的并且去往服务器107的具有第三波长和第四波长的光学信号转发到服务器108。
图2是图示根据实施例的光学设备的框图。类似于图1中示出的光学设备111、112，光学设备211可以通过一对光纤操作地耦合到叶交换机(诸如图1中的叶交换机121或122)。光学设备211在输入端口250处经由一对光纤中的一个光纤从叶交换机接收一组光学信号，每个光学信号与来自一组波长的波长相关联。光学设备211将具有该组波长的该组光学信号解复用并且将每个光学信号路由到光学设备211上的端口260。
服务器(诸如图1中的服务器105-106和107-108)经由光纤操作地耦合到光学设备211的端口。服务器检测从光学设备211接收到的光学信号的波长并且经由第二光纤在大体相似的波长处将光学信号发送回到光学设备211。从光学设备211接收到的光学信号的波长和被发送回到光学设备211的光学信号的大体相似的波长处于光学多路复用器(例如，图2中的244)和光学解复用器(例如，图2中的242)的通带范围内。第二光纤将光学设备211操作地耦合到服务器。光学设备211经由光学多路复用器244将来自多个服务器的、每个光学信号在(对于光学设备211和连接到光学设备211的服务器唯一的)波长处的这些光学信号多路复用，并且通过将叶交换机和光学设备111连接的一对光纤中的第二光纤向叶交换机发送(包括多个波长的)经聚合的光学信号。
如图2所示，光学设备211包括光学解复用器242、光学多路复用器244、输入端口250、输出端口270、一组端口260和一组端口280。光学设备可以可选地包括处理器220和存储器210。处理器220、存储器210、光学解复用器242、光学多路复用器244、输入端口250、输出端口270、一组端口260和一组端口280彼此操作地耦合。光学设备211中的每个模块或部件可以操作地耦合到每个剩余的模块或部件。光学设备211中的每个模块或部件可以是能够执行与该模块相关联的一个或多个特定功能的硬件和/或(存储在硬件中的和/或在硬件中执行的)软件的任何组合。在一些实施例中，光学设备211中的模块或部件可以包括例如现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)等等。
存储器210可以是例如随机访问存储器(RAM)(例如，动态RAM、静态RAM)、闪存、可拆卸存储器、硬盘驱动器、数据库等等。在一些实施方式中，存储器210可以包括(或存储)例如数据库、过程、应用、虚拟机和/或被配置为执行波长不可知的光学发送和接收过程和/或用于波长不可知的光学发送和接收的一个或多个相关联的方法的(存储在硬件中的和/或在硬件中执行的)一些其他软件模块和/或硬件模块。在这样的实施方式中，用于执行波长不可知的光学发送和接收过程和/或相关联的方法的指令可以被存储在存储器210内并且在处理器220处执行。
处理器220可以被配置为例如将数据写入到存储器210中以及从存储器210中读取数据，并且执行存储在存储器310内的指令。处理器220还可以被配置为执行和/或控制例如光学解复用器242、光学多路复用器244以及一组端口250的操作。在一些实施方式中，如图4-5中所描述的，基于存储在存储器210内的方法或过程，处理器220可以被配置为执行波长不可知的光学发送和接收过程。
光学解复用器242可以被配置为基于光学信号的波长来对光学信号进行解复用。换言之，光学解复用器242可以将光学信号拆分成多个光学信号，其中的每个光学信号与波长相关联。
光学多路复用器244是可以例如将不同信道的光或光学信号多路复用和路由到例如单模光纤(SMF)中或者将不同信道的光或光学信号多路复用和路由出单模光纤的硬件设备。光学多路复用器244可以被配置为例如经由波分复用(WDM)技术通过共享的光学介质(例如光纤)将多个光学信号多路复用(或组合或聚合)成经组合的光学信号。
包括在光学设备211中的一组端口260和一组端口280经由一组光学连接(例如，光纤)将服务器1-服务器n(例如，图1中的服务器105-106和107-108)与光学设备211操作地耦合。来自一组光学信号的从每个服务器(服务器1-服务器n)接收到的或者由每个服务器(服务器1-服务器n)发送的每个光学信号与波长相关联。来自服务器1-服务器n的每个服务器可以在发送光学信号之前在来自该组波长的任何波长处操作。
包括在光学设备211中的输入端口250和输出端口270经由一组光学连接(例如，光纤)将叶交换机(诸如图1中的叶交换机121或122)与光学设备211操作地耦合。光学设备211可以通过输入端口250从叶交换机接收具有该组波长的光学信号。光学设备211可以通过输出端口270向叶交换机发送具有一组波长的光学信号。
在使用中，一组服务器经由端口250和280操作地耦合到光学设备211。光学设备211经由输入端口250和输出端口270操作地耦合到交换结构。针对从该组服务器接收到的并且去往叶交换机的数据分组，具有一组波长的(承载数据分组的)光学信号从该组服务器被发送到光学设备211的端口280。光学多路复用器244将具有该组波长的光学信号组合成经组合的光学信号并且向叶交换机发送经组合的光学信号。
针对从交换结构接收到的并且去往连接到光学设备211的服务器的数据分组，光学设备211经由输入端口250从交换结构接收承载数据分组的经组合的光学信号。光学解复用器242将光学信号拆分为具有一组波长的多个光学信号。来自该组波长的每个波长与数据分组中的至少一个数据分组去往的服务器相关联。光学设备211之后将来自多个光学信号的每个光学信号发送到该数据分组去往的服务器。
光学设备211不交换从该组交换机接收到的光学信号，或者从该组服务器接收到的光学信号。换言之，没有交换机被定位在该组服务器与该交换结构之间。在一个实施方式中，光学设备211不实现超额认购。相反，光学设备211的实施方式允许共享光纤介质上的、从交换机到多个服务器的专用带宽。在另一实施方式中，因为包括在服务器中的波长可调谐的光学接收器可以选择与该光学接收器本身相关联的波长，所以光学设备211可以在没有光学设备211的提前配置或指配的情况下转发接收到的光学信号。换言之，光学设备211在操作之前不被预先指配并且不被预先配置。
图3是图示根据实施例的服务器的框图。服务器305包括处理器320、存储器310、通信接口330以及波长可调谐的光学收发器340。处理器320、存储器310、通信接口330以及波长可调谐的光学收发器340彼此操作地耦合。服务器305中的每个模块或部件可以操作地耦合到每个剩余的模块或部件。服务器305中的每个模块或部件可以是能够执行与该模块相关联的一个或多个特定功能的硬件和/或(存储在硬件中的和/或在硬件中执行的)软件的任何组合。在一些实施例中，服务器305中的模块或部件可以包括例如现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)等等。
服务器305的通信接口330可以包括例如至少两个端口(未在图3中示出)，其可以被用于实施服务器305之间的一个或多个有线连接(例如，光纤)。有线连接可以例如为经由光纤线缆的光纤信号发送等等。因此，服务器305可以被配置为通过通信接口330的一个或多个端口接收数据和/或发送数据，通信接口330的一个或多个端口与其他网络的一个或多个光学设备的通信接口相连接。
存储器310可以是例如随机访问存储器(RAM)(例如，动态RAM、静态RAM)、闪存、可拆卸存储器、硬盘驱动器、数据库等等。在一些实施方式中，存储器310可以包括例如数据库、过程、应用、虚拟机和/或被配置为执行波长不可知的光学发送和接收过程和/或用于波长不可知的光学发送和接收的一个或多个相关联的方法的(存储在硬件中的和/或在硬件中执行的)一些其他软件模块和/或硬件模块。在这样的实施例中，用于执行波长不可知的光学发送和接收过程和/或相关联的方法的指令可以被存储在存储器310内并且在处理器320处执行。
处理器320可以被配置为例如将数据写入到存储器310中以及从存储器310中读取数据，并且执行存储在存储器310内的指令。处理器320还可以被配置为执行和/或控制例如波长可调谐的光学收发器340的操作。在一些实施方式中，如图4-5中所描述的，基于存储在存储器310内的方法或过程，处理器320可以被配置为促进执行波长不可知的光学发送和接收过程。
波长可调谐的光学收发器305可以是任何高数据速率光学收发器，例如开关键控(OOK)发射器、光学M进制正交幅度调制(M-QAM)发射器、光学M进制脉冲幅度调制(mPAM)发射器、偏振多路复用(PM)M-QAM发射器等等。波长可调谐的光学收发器305可以被配置为将源自于服务器105的电信号转换为光学信号。波长可调谐的光学收发器305可以设置(或选择)这样的光学信号的波长。换言之，服务器305可以在由波长可调谐的光学收发器305设置的任何波长处发送光学信号。波长可调谐的光学收发器305还可以被配置为将从光学设备(例如，图1中的光学设备111、112和图2中的光学设备211)接收到的(承载数据分组的)光学信号转换为电信号。服务器305的处理器320可以处理这样的电信号以执行特定操作(例如，将数据分组写入到存储器中)。
在一个实施方式中，波长可调谐的光学收发器340被包括在插入到每个服务器中的可插拔光学模块中。波长可调谐的光学收发器340可以自主地检测并调谐到与其被连接到的光学设备的端口相匹配的合适的波长。在一个实施方式中，光学设备可以向被连接到光学设备的端口的每个服务器305分配波长。在另一实施方式中，服务器305的处理器320可以查找存储在服务器305的存储器310中的表以检索与光学设备的端口相关联的波长。换言之，当服务器305被连接到光学设备的端口时，服务器305可以接收或确定光学设备的端口的标识符。服务器305可以使用光学设备的端口的标识符来检索存储在服务器305的存储器310中的表中的、与该端口相关联的波长。服务器305基于所检索的波长来配置和调谐传输波长。
图4是图示根据实施例的在数据中心网络中从交换机到波长不可知的服务器的通信的方法的流程图。该方法可以被实现在光学设备的处理器和/或存储器(例如，如图2中所讨论的处理器220或存储器210)处。该方法包括在402经由光纤(或一组光纤)从一组交换机中的交换机接收光学信号。如以上所讨论的，光学设备接收去往操作地耦合到光学设备的一个或多个服务器的光学信号。去往每个服务器的光学信号与针对该服务器的、来自机架指定的一组波长的至少一个波长相关联。在404，包括在光学设备中的光学解复用器基于与光学信号相关联的波长来对在光学设备处接收到的光学信号进行解复用。在406，针对每个波长，光学设备经由光纤向与该波长相关联的服务器发送针对该波长的光学信号。
图5是图示根据实施例的在数据中心网络中从波长不可知的服务器到交换机的通信的方法的流程图。该方法可以被实现在光学设备的处理器和/或存储器(例如，如图2中所讨论的处理器220或存储器210)处。该方法包括经由一组光纤从给定机架上的一组服务器接收在各种波长处的光学信号。该组服务器操作地耦合到光学设备。承载数据分组的光学信号要经由交换结构中的一组交换机被发送并且去往数据中心中的其他端点或另一网络。在504，光学设备中的光学多路复用器(例如，图2中的244)对针对交换机的从该组服务器接收到的光学信号进行多路复用以产生经聚合的光学信号。在506，光学设备向该交换机转发经聚合的光学信号。该交换机之后基于每个数据分组的目的地址(例如，媒体访问控制(MAC)地址、互联网(IP)地址等等)通过交换结构来路由承载数据分组的光学信号。
本文描述的一些实施例涉及具有非瞬态计算机可读介质(还可以被称为非瞬态处理器可读介质)的计算机存储产品，非瞬态计算机可读介质在其上具有用于执行各种计算机实现的操作的指令或计算机代码。计算机可读介质(或处理器可读介质)在以下意义上是非瞬态的：其本身不包括瞬态传播信号(例如，在诸如空间或线缆的传输介质上承载信息的传播电磁波)。介质和计算机代码(还可以被称为代码)可以是出于一个或多个特定目的而设计和构建的那些。非瞬态计算机可读介质的示例包括但不限于：磁性存储介质，诸如硬盘、软盘和磁带；光学存储介质，诸如紧凑盘/数字视频盘(CD/DVD)、紧凑盘只读存储器(CD-ROM)以及全息设备；磁光存储介质，诸如光盘；载波信号处理模块；以及专门被配置为存储和运行程序代码的硬件设备，诸如专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)设备。本文描述的其他实施例涉及一种计算机程序产品，其可以包括例如本文讨论的指令和/或计算机代码。
计算机代码的示例包括但不限于微代码或微指令、机器指令(诸如由编译器产生的)、用于产生web服务的代码、以及包含由计算机使用解释器执行的更高级指令的文件。例如，实施例可以使用命令编程语言(例如C、Fortran等等)、功能编程语言(Haskell、Erlang、等等)、逻辑编程语言(例如Prolog)、面向对象编程语言(例如Java、C++等等)或其他适当的编程语言和/或开发工具来实施。计算机代码的附加示例包括但不限于控制信号、经加密的代码和经压缩的代码。
尽管上文已经描述了各种实施例，但是应当理解它们已经仅仅通过示例而非限制的方式被呈现。在以上描述的方法指示某些事件以特定顺序发生的情况下，某些事件的顺序可以被修改。附加地，事件中的某些事件可以在可能时在并行过程中被并发地执行，以及如以上所描述的被顺序地执行。

Claims (20)

1.一种用于数据中心网络的装置，包括：
光学设备，被配置为经由所述光学设备的多个端口而被光学地耦合到多个服务器，
来自所述多个服务器的每个服务器在被连接到来自所述光学设备的所述多个端口的端口之后，基于来自所述多个端口的该端口的标识符而与来自多个波长的至少一个波长相关联，
所述光学设备当被操作地和光学地耦合到所述多个服务器和交换结构内的多个交换机时：
对从来自所述多个交换机的每个交换机接收到的光学信号进行波长解复用，以产生多个解复用光学信号，来自所述多个解复用光学信号的每个解复用光学信号与来自所述多个波长的波长相关联；以及
针对来自所述多个波长的每个波长，向所述多个服务器中与该波长相关联的服务器发送(1)来自所述多个解复用光学信号的并且(2)针对所述波长的解复用光学信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述多个服务器被定位在共同机架的第一部分内，所述共同机架具有与所述第一部分互斥的第二部分，并且
没有机架顶部(TOR)交换机被定位在所述共同机架的所述第二部分内。
3.根据权利要求1所述的装置，其中没有机架顶部(TOR)交换机被通信地定位在所述交换结构和所述多个服务器之间。
4.根据权利要求1所述的装置，其中：
针对来自所述多个服务器的每个服务器，来自所述多个波长的所述至少一个波长由多个波长可调谐的光学收发器中用于该服务器的波长可调谐的光学收发器基于来自所述多个端口的该端口的所述标识符而选择。
5.根据权利要求4所述的装置，其中：
来自所述多个波长可调谐的光学收发器的每个波长可调谐的光学收发器包括操作波长范围。
6.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述光学设备包括多路复用器，所述多路复用器被配置为针对来自所述多个交换机的每个交换机，组合从所述多个服务器接收到的并且与该交换机相关联的光学信号，从所述多个服务器接收到的每个光学信号与来自所述多个波长的波长相关联。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学设备在操作期间，不交换从来自所述多个交换机的每个交换机接收到的所述光学信号。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学设备在操作期间，不交换从来自所述多个服务器的每个服务器接收到的光学信号。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学设备在操作期间不实现超额认购。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学设备在操作之前不被预先配置。
11.根据权利要求1所述的装置，其中针对来自所述多个服务器的每个服务器：
来自所述多个端口的端口的所述标识符由该服务器确定，并且
针对该服务器，所述至少一个波长基于该端口的所述标识符而从所述多个波长中被标识。
12.一种用于数据中心网络的方法，包括：
在处理器处，在所述处理器和光学设备经由来自所述光学设备的多个端口的端口被连接之后，确定来自所述多个端口的所述端口的标识符；
由所述处理器基于所述端口的所述标识符，从多个波长中标识与所述端口相关联的至少一个波长；
向波长可调谐的光学收发器发送信号，使得所述波长可调谐的光学收发器在来自所述多个波长的所述至少一个波长处操作；以及
向所述波长可调谐的光学收发器发送多个电信号，使得所述波长可调谐的光学收发器(1)将所述多个电信号转换为在来自所述多个波长的所述至少一个波长处的多个光学信号，以及(2)向操作地耦合到所述光学设备的交换结构发送所述多个光学信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其中没有机架顶部(TOR)交换机被通信地定位在所述处理器和所述交换结构之间。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述波长可调谐的光学收发器包括操作波长范围。
15.根据权利要求12所述的方法，其中：
所述多个电信号是第一多个电信号，
所述多个光学信号是第一多个光学信号，
所述方法还包括从所述波长可调谐的光学收发器接收第二多个电信号，所述第二多个电信号由所述波长可调谐的光学收发器从在来自所述多个波长的所述至少一个波长处的第二多个光学信号转换而来。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述光学设备在操作期间被配置为不交换所述多个光学信号。
17.一种用于数据中心网络的方法，包括：
在光学设备处，从交换结构接收多个光学信号；
在所述光学设备处，对所述多个光学信号进行解复用，以产生多个解复用光学信号，来自所述多个解复用光学信号的每个解复用光学信号与以下两者相关联：(1)来自多个服务器的服务器的目的地址，以及(2)来自多个波长的波长，来自所述多个服务器的每个服务器在被连接到来自所述光学设备的多个端口的端口之后，与来自所述多个波长的至少一个波长相关联；以及
针对来自所述多个波长的每个波长，向所述多个服务器中与该波长相关联的服务器发送来自所述多个解复用光学信号的并且针对所述波长的解复用光学信号。
18.根据权利要求17所述的方法，其中：
所述多个服务器被定位在共同机架的第一部分内，所述共同机架具有与所述第一部分互斥的第二部分，并且
在发送期间，没有机架顶部(TOR)交换机被定位在所述共同机架的所述第二部分内。
19.根据权利要求17所述的方法，其中在发送期间，没有机架顶部(TOR)交换机被通信地定位在所述多个服务器和所述交换结构之间。
20.根据权利要求17所述的方法，其中：
所述多个光学信号是第一多个光学信号，
所述方法还包括：
从所述多个服务器接收第二多个光学信号，来自所述第二多个光学信号的每个光学信号与来自所述多个波长的波长相关联，
组合所述第二多个光学信号，以产生组合光学信号，以及
向所述交换结构发送所述组合光学信号。
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