发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提出一种数据中心网络BCDC中IP地址编址方法,该数据中心网络BCDC中IP地址编址方法用于提升BCDC网络上部署IP协议的兼容性能,在数据中心网络技术领域,IP地址分配是一种非常重要的价值,根据不同的地址段数据中心运营者往往可以实现对访问请求的接入控制并进行数据包路由,实现协议栈基本功能。
为实现本发明的目的,本发明通过以下技术方案实现:一种数据中心网络BCDC中IP地址编址方法,包括以下步骤:
步骤一、一个n维BCDC网络An的服务器共有n2n-1个,交换机共有2n个,将An的服务器和交换机地址,共(n+2)2n-1个长度为2n的二进制串,生成一个有序向量:
V_ADR=[00…0,00…01,00…010,11…1];
步骤二、初始化两个哈希表HM_IP2ADR和HM_ADR2IP,HM_ADR2IP的key存储对应的服务器和交换机长度为2n的二进制串地址,value存储服务器和交换机的IP地址;HM_IP2ADR的key存储服务器和交换机的IP地址,value存储对应的服务器和交换机长度为2n的二进制串地址,用X表示预留二进制地址位数;
步骤三、遍历有序向量V_ADR,令ADDR表示V_ADR中的地址,D_INDEX表示地址ADDR的索引值(十进制值),然后分为五小步:
S1、将D_INDEX转换为二进制,得出B_INDEX;
S2、将B_INDEX向左移动X位,得出B_INDEX_X;
S3、给定一个32位的二进制常量B_TEMP=00001010000000000000000000000000;将B_INDEX_X与B_TEMP进行二进制加运算,得出B_ADDR;
S4、将B_ADDR转换为IP地址,得出IP_ADDR;
S5、将V_ADR作为key、IP_ADDR作为value传入HM_IP2ADR,将IP_ADDR作为key、V_ADR作为value传入HM_IP2ADR,n维BCDC网络An的服务器和交换机地址编址为IPV4地址工作结束。
进一步改进在于:所述步骤一中(n+2)2n-1表示一个n维BCDC网络An的服务器和交换机总数。
进一步改进在于:所述步骤一种n维BCDC网络A
n的n2
n-1个服务器其地址分别为
为了简化表示,将服务器地址表示为长度为2n的二进制串,如
表示为00…0,中间相同的二进制位用省略号替代,其长度为2n,与BCDC网络的维度n相关,基于此,一个BCDC网络服务器的地址可以表示为00…01、00…010、11…1011…11。
进一步改进在于:所述步骤一中n维BCDC网络A
n的2n个交换机其地址分别为
交换机的地址为了和服务器匹配考虑,将其复制一份,长度变为2n。
进一步改进在于:所述步骤一中An表示n维BCDC网络,其中每个交换机的地址即为一个n位二进制串x=xn-1xn-2…x0,令f(x)表示x对应的二进制数值;每个服务器的地址表示为一个有序对[x,y],其中x和y分别表示一个n位二进制串xn-1xn-2…x0和yn-1yn-2…y0且f(x)<f(y),一台服务器[x,y]与一台交换机u相连接,当且仅当u∈{x,y}且(x,y)∈E(CQn),由此即可得出An。
进一步改进在于:以图G来表示一个图,设u,v∈V(G),图G中顶点u,v之间的距离表示为dist(G,u,v),图G的直径是该图中任意两个顶点之间距离的最大值,设
我们用G[V′]表示G中由顶点子集V′导出的子图,设G
1与G
2是两个图,若G
1与G
2同构,我们记为
同构的图可以不加区分,其中V(G)、E(G)、d(G)分别表示图的顶点集、边集和直径。
进一步改进在于:所述BCDC网络构造时的基础拓扑结构是交叉立方体,n维交叉立方体CQ
n是一个具有2
n个顶点的n-正则图,CQ
n中的每个顶点表示为一个n位二进制串x
n- 1x
n-2…x
0,其中x
i∈{0,1},i∈{0,1,…,n-1},CQ
1是具有2个顶点0和1的完全图,CQ
n由两个n-1维子交叉立方体
和
连接而成;任给
(u,v)∈E(CQ
n)当且仅当n为偶数,则u
n-2=v
n-2,且对于所有的0≤i<[(n-1)/2],有(u
2i+1u
2i,v
2i+1v
2i)∈{(00,00),(10,10),(01,11),(11,01)},这里u
n-1=1-v
n-1=0。
本发明的有益效果为:本发明可提升BCDC网络上部署IP协议的兼容性能,在数据中心网络技术领域,使IP地址可根据不同的地址段数据中心运营者往往可以实现对访问请求的接入控制并进行数据包路由,实现协议栈基本功能,丰富BCDC网络的应用场景,为新型数据中心网络的设计和应用提供参考。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例对本发明做进一步详述,本实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
根据图1、2、3所示,本实施例提供了一种数据中心网络BCDC中IP地址编址方法,以图G来表示一个图,设u,v∈V(G),图G中顶点u,v之间的距离表示为dist(G,u,v),图G的直径是该图中任意两个顶点之间距离的最大值,设
我们用G[V′]表示G中由顶点子集V′导出的子图,设G
1与G
2是两个图,若G
1与G
2同构,我们记为
同构的图可以不加区分,其中V(G)、E(G)、d(G)分别表示图的顶点集、边集和直径。
BCDC网络构造时的基础拓扑结构是交叉立方体,n维交叉立方体CQ
n是一个具有2
n个顶点的n-正则图,CQ
n中的每个顶点表示为一个n位二进制串x
n-1x
n-2…x
0,其中x
i∈{0,1},i∈{0,1,…,n-1},CQ
1是具有2个顶点0和1的完全图,CQ
n由两个n-1维子交叉立方体
和
连接而成,任给
(u,v)∈E(CQ
n)当且仅当n为偶数,则u
n-2=v
n-2,且对于所有的0≤i<[(n-1)/2],有(u
2i+1u
2i,v
2i+1v
2i)∈{(00,00),(10,10),(01,11),(11,01)},这里u
n-1=1-v
n-1=0。
一个n维BCDC网络A
n的n2
n-1个服务器其地址分别为
为了简化表示,将服务器地址表示为长度为2n的二进制串,如
表示为00…0,中间相同的二进制位用省略号替代,其长度为2n,与BCDC网络的维度n相关,基于此,一个BCDC网络服务器的地址可以表示为:00…01,00…010,11…1011…11;2n个交换机其地址分别为
交换机的地址为了和服务器匹配考虑,将其复制一份,长度变为2n,例如n=3时,交换机地址为000的将其复制一份,变为长度为2n=2×3=6的000000,则一个3维的BCDC网络A
3的服务器地址和与服务器相连接的交换机(称为邻接交换机)的地址如表1所示。
表1 3维BCDC网络A3服务器和交换机的地址
服务器地址 |
邻接交换机地址1 |
邻接交换机地址2 |
000001 |
000000 |
001001 |
000010 |
000000 |
010010 |
000100 |
000000 |
100100 |
001011 |
001001 |
011011 |
001111 |
001001 |
111111 |
010011 |
010010 |
011011 |
010110 |
010010 |
110110 |
011101 |
011011 |
101101 |
100101 |
100100 |
101101 |
100110 |
100100 |
110110 |
101111 |
101101 |
111111 |
110111 |
110110 |
111111 |
服务器和交换机地址编址包括以下步骤:
步骤一、一个n维BCDC网络An的服务器共有n2n-1个,交换机共有2n个,将An的服务器和交换机地址,共(n+2)2n-1个长度为2n的二进制串,生成一个有序向量:
V_ADR=[00…0,00…01,00…010,11…1]
其中(n+2)2n-1表示一个n维BCDC网络An的服务器和交换机总数;
步骤二、初始化两个哈希表HM_IP2ADR和HM_ADR2IP,HM_ADR2IP的key存储对应的服务器和交换机长度为2n的二进制串地址,value存储服务器和交换机的IP地址;HM_IP2ADR的key存储服务器和交换机的IP地址,value存储对应的服务器和交换机长度为2n的二进制串地址,用X表示预留二进制地址位数;
步骤三、遍历有序向量V_ADR,令ADDR表示V_ADR中的地址,D_INDEX表示地址ADDR的索引值(十进制值),然后分为五小步:
S1、将D_INDEX转换为二进制,得出B_INDEX;
S2、将B_INDEX向左移动X位,得出B_INDEX_X;
S3、给定一个32位的二进制常量B_TEMP=00001010000000000000000000000000;将B_INDEX_X与B_TEMP进行二进制加运算,得出B_ADDR;
S4、将B_ADDR转换为IP地址,得出IP_ADDR;
S5、将V_ADR作为key、IP_ADDR作为value传入HM_IP2ADR,将IP_ADDR作为key、V_ADR作为value传入HM_IP2ADR,n维BCDC网络An的服务器和交换机地址编址为IPV4地址工作结束。
所述步骤一中An表示n维BCDC网络,其中每个交换机的地址即为一个n位二进制串x=xn-1xn-2…x0,令f(x)表示x对应的二进制数值;每个服务器的地址表示为一个有序对[x,y],其中x和y分别表示一个n位二进制串xn-1xn-2…x0和yn-1yn-2…y0且f(x)<f(y),一台服务器[x,y]与一台交换机u相连接,当且仅当u∈{x,y}且(x,y)∈E(CQn),由此即可得出An。
实施例2
根据图4所示,本实施例提供了一种数据中心网络BCDC中IP地址编址方法,一个3维的BCDC网络A3的服务器和交换机地址编码过程如下:
步骤一、将A3的服务器和交换机地址,共20个长度为6的二进制串,生成一个有序向量V_ADR=[000000,000001,000010,000100,001011,001001,001111,010010,010011,010110,011101,011011,100100,100101,100110,101101,101111,110110,110111,111111];
步骤二、初始化哈希表HM_IP2ADR和HM_ADR2IP,令X=2;
步骤三、遍历有序向量V_ADR,令ADDR表示V_ADR中的地址,D_INDEX表示地址ADDR的索引值(十进制值),此处举例ADR=110111,D_INDEX=18;
S1、令B_INDEX=10010;
S2、令B_INDEX_X=1001000;
S3、令B_ADDR=00001010000000000000000001001000;
S4、令IP_ADDR=10.0.0.72;
S5、HM_IP2ADR[‘11011’]=’10.0.0.72’,HM_IP2ADR[‘10.0.0.72’]=’110111’。
依次循环,最终将整个A3的服务器和交换机的IP地址编址完成。
该数据中心网络BCDC中IP地址编址方法可提升BCDC网络上部署IP协议的兼容性能,在数据中心网络技术领域,使IP地址可根据不同的地址段数据中心运营者往往可以实现对访问请求的接入控制并进行数据包路由,实现协议栈基本功能,丰富BCDC网络的应用场景,为新型数据中心网络的设计和应用提供参考。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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说明本发明的原理,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范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。