CN113055316B - 多级交换拓扑 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及网络技术领域技术领域,特别涉及多级交换拓扑。公开了新颖的多级折叠式Clos网络和用于网络的线卡。Clos网络可以由三个级组成,接入级、下级和上级。接入级和上级可以包括多个交换机或常规接入点。下级可以包括多个线卡。每个线卡可以由两个交换芯片构成,每个交换芯片都连接到线卡的端口,并且包含相同数量的端口。每个交换芯片只能在一个方向上转发信息,一个用于从接入级发送到上级,另一个则从上级发送到接入级。下级可以由数个子级组成,每个子级可以完全是常规交换机或线卡。因此,与常规的Clos网络相比,所提供的网络可以通过用线卡代替在下级或子级中使用的常规交换机,将吞吐量提高2的幂次倍。

Description

多级交换拓扑
技术领域
本发明涉及网络技术领域技术领域,特别涉及多级交换拓扑。
背景技术
折叠式Clos拓扑结合大量小型交换机来创建大得多的虚拟交换机。Clos拓扑由两个级组成。上级(又称脊)和下级。下级的每个交换机都连接到上级的每个交换机。上级允许信息在下级的交换机之间传输。折叠式Clos拓扑是从小型交换机创建大型虚拟交换机的一种方法,但是也有其他方法,例如蝶式网络或蜻蜓式网络。网络的上级和/或下级可以从Clos拓扑本身构建,因此可以由多个子级组成。当考虑连接到下级的接入级时,也可以说Clos拓扑由三个级组成。
Clos拓扑包括多级交换机。交换机是一种硬件设备,包括数个端口,并通过这些端口互连Clos拓扑的各个级。交换机上的端口数也称为交换机基数。脊交换机(例如上级交换机)从下级交换机接收信息,并将此信息发送回下级适当的交换机。以这种方式,脊交换机允许信息在下级交换机之间流动。在下级的典型4端口交换机中,两个端口用于连接到上级,而另两个端口是空闲的,并且可以在接入级中连接到任何网络设备,例如主机。
但是,现有的Clos拓扑无法利用下级交换机的全部基数。现有的交换机允许将交换机上任何端口接收的信息发送到交换机上的任何其他端口,但是下级的交换机仅需要转发到其端口的子集。最近出现的诸如扁平化蝶式和蜻蜓式的架构是替代性的成本较低的架构,但存在性能问题和其他方面的复杂性,如超额认购和可管理性。
发明内容
该技术的一个方面提供了一种系统,该系统包括由多个传统交换机组成的上级,由一个或多个线卡组成的下级,每个线卡包括多个上端口和多个下端口,自下而上交换机和自上而下交换机,其中从下级到上级的所有流量都由自下而上交换机交换机接收,并通过自下而上交换机发送到上级,其中从上级到下级的所有流量都由自上而下交换机交换机接收,并通过自上而下交换机发送到下级。
该技术的另一方面提供了一种线卡,其包括多个上端口、多个下端口、自下而上交换机、自上而下交换机、多个下端口、自下而上交换机、以及上端口之间的第一连接,多个下端口、自上而下交换机、以及上端口之间的第二连接,并且其中在下端口接收的所有流量都通过第一连接发送到上端口,而在上端口接收的所有流量通过第二个连接发送到下端口。
该技术的另一方面提供了一种线卡,其包括多个上端口、多个下端口、自下而上交换机、自上而下交换机、多个下端口、自下而上交换机、以及上端口之间的第一连接,多个下端口、自上而下交换机、以及上端口之间的第二连接,并且其中在下端口接收的所有流量都通过第一连接发送到上端口,而在上端口接收的所有流量通过第二个连接发送到下端口,将线卡配置为有相等数量的上端口和下端口,将端口配置为连接到线卡的自下而上交换机和自上而下交换机,将自下而上交换机和自上而下交换机配置为具有独立的连接或接口,用于传入流量和传出流量,并使用印刷电路板、金属线或光缆来创建第一连接和/或第二连接。
该技术的另一方面提供了一种创建折叠式Clos网络的方法,该方法包括:提供由传统交换机组成的上级,提供由一个或多个线卡组成的下级,提供由一个或多个接入点组成的接入级,连接传统交换机的端口和线卡的端口,连接接入点的端口与线卡的端口,其中,一个或多个线卡中的每一个线卡包括多个上端口和多个下端口、自下而上交换机、和自上而下交换机,测量网络的网络参数,并基于测量的网络参数针对至少一个度量优化网络。
附图说明
图1A示出三级折叠式Clos网络。
图1B示出在三级折叠式Clos网络中采用的示例路径。
图2示出根据本技术的一个方面的线卡。
图3示出根据本技术的一个方面的网络内的示例连接。
图4示出根据本技术的一个方面的网络内的示例连接。
图5示出根据本技术的一个方面的通用线卡。
图6示出根据本技术的各个方面的方法。
具体实施方式
本技术通常涉及一种系统,该系统提供了将折叠式Clos拓扑的无阻塞吞吐量提高一倍的能力。这是通过用新的线卡替换Clos拓扑中使用的常规交换机来实现的,该新的线卡由两个交换芯片组成,每个交换芯片均单向转发信息。本技术提供了一种创建包括独立交换机的多级布置的拓扑的方法、系统和装置。该拓扑可用于各种网络中,例如数据中心、广域网(WAN)或局域网(LAN)。该拓扑解决了网络中交换机和线卡的布置、以及交换机相对于彼此和其他网络组件的布置。
折叠式Clos网络或折叠式Clos拓扑结合数个小型交换机,来创建大得多的虚拟交换机。虚拟交换机相当于具有给定数量的输入和输出端口的物理交换机。Clos拓扑的每个级都由交换机组成。交换机是一种硬件设备--由数个端口组成--并通过这些端口互连Clos拓扑的各个级。交换机上的端口数也称为交换机基数。上级或脊中的交换机从下级交换机接收信息,并将此信息发送回下级适当的交换机。以这种方式,上级中的交换机允许信息在下级中的交换机之间流动。在下级的典型4端口交换机中,两个端口用于连接到上级,而另两个端口是空闲的,并且可以连接到任何网络设备,例如主机。尽管在4端口交换机上讨论了这些原理,但是当交换机具有更大数量的端口时(例如8端口,16端口或32端口交换机),同样的原则也适用。
但是,现有的Clos拓扑无法利用下级交换机的全部基数。现有的交换机允许将交换机上任何端口接收的信息发送到交换机上的任何其他端口,但是下级的交换机仅需要转发到其端口的子集。
该技术提供了一种技术和设备,该技术和设备可以通过用4端口线卡替换下级中的现有交换机来使Clos拓扑的吞吐量提高一倍。新的线卡或机箱交换机可以由两个两端口交换芯片构成,其中一个可以用来将信息从空闲端口转发到上级,而另一个可以用来将信息从上级转发到空闲端口。如果将所有下级的常规交换机替换为这种新的线卡,则可通过Clos拓扑发送的最大信息量可以加倍。本技术的一个关键特征是,除了将传统的交换机替换为线卡以外,不需要对网络的其他方面进行修改就可以实现这种增加的吞吐量。本技术还提供了将具有任意数量的端口的现有交换机(例如k端口交换机)替换为具有相同数量的端口的线卡(例如k端口线卡)的技术和设备。
无阻塞网络是这样一种网络,其中网络的输入节点和输出节点以这样的方式连接:当满足特定条件时,输入和输出节点的任何组合都可以以其各自的端口速度相互通信。端口速度是对端口接口可以多快地传输或接收信息的衡量。当满足特定条件时,可将折叠式Clos拓扑始终配置为无阻塞,这使其成为涉及彼此请求和/或发送信息的多个设备的网络应用的合适拓扑。但是,无阻塞Clos拓扑的吞吐量受组成网络的交换机数量的限制。
图1A示出三级折叠式Clos网络(例如Clos网络100)的示例。图1A示出具有三个级的Clos网络:上级170,下级180和接入级190。上级170可具有与下级180的连接(在图1A中示出但未编号),并且类似地,下级180可具有与接入级190连接。上级,例如上级170,可以包括一个或多个交换机,例如,交换机110和交换机120。尽管在图1A中仅示出了两个交换机,但是上级170可以由任何有限数量的交换机构成。第一交换机110可以进一步包含数个第一端口,例如,端口111和端口112。类似地,第二交换机120可以包含数个第二端口,例如,端口121。组成上级170的交换机可以包含与下级180的交换机连接所需的任意数量的端口。下级180可以包括数个交换机,例如,交换机130和交换机140。下级180可以由任何多个交换机构成。交换机130可以进一步包括若干端口,一些端口与上级170进行接口连接,其他端口与下级180进行接口连接。例如,端口131可以通过与交换机110连接来与上级170接口连接。其他端口可以与上级170的其他交换机接口连接,从而允许中间级的每个交换机与上级170接口连接。类似地,端口132可以通过与接入点191连接来与接入级190接口连接。因此,任何接入点都可以通过Clos网络与任何其他接入点连接。例如,接入点191可以通过经过接入点191到交换机130、交换机130到交换机110、交换机110到交换机140以及交换机140到接入点192的路径与接入点192连接。级170、180和190之间的链接可以是一种或多种合适技术的组合。例如,可用印刷电路板、金属线或光缆来互连各个级。尽管图中所示的交换机具有2个上端口和2个下端口,但是这些交换机可以包含任意数量的端口。交换机还允许将交换机的任何端口接收的信息发送到交换机的任何其他端口,但是下级的交换机仅需要转发到其端口的子集。
图1B是折叠式Clos拓扑的另一图示,示出了流经该拓扑的数据可以采用的路径集合的子集。图1B中所示为Clos网络100。在图1B中上级170、下级180和接入级190以如图1A所示连接,但是为了清楚起见在图中省略了这些内部连接。
数据可以采用的一条路径是用回路表示的路径,例如,起源于上级170的交换机110,经过交换机110的端口111,进入交换机130的端口131,经过交换机130的端口133,再进入上级170的交换机120的端口121的路径。类似地,另一条路径可以起源于接入级190的接入点191,经过交换机130的端口132移至中间级180,经过交换机130的端口134,再返回接入级190的接入点191。可能存在其他类似的路径-在上级交换机(例如,上级170的交换机120)和中级交换机(例如,中级180的交换机140)之间,-以及在接入级中的接入点(例如,接入点192)和中间级的交换机(例如,中间级180的交换机140)之间。由于交换机130的结构,而可能出现这些路径。但是,在实际应用中,不需要这些路径,因为来自某一点的数据不需要返回到同一点。通过移除这些路径的可能性,可以提高无阻塞吞吐量,即,可以同时通过折叠式Clos拓扑发送的信息量。
图2示出了根据当前技术的一方面的设备,特别是线卡200。线卡200可以包含例如四个端口,例如,端口201、端口202、端口203和端口204。端口201-204可以类似于上述端口131-134的方式连接到网络(例如Clos网络)的各个级,作为例子,一些端口连接到网络的上级而其他端口则连接到接入级。例如,端口201和端口202可以连接到网络的上级,而端口203和端口204可以连接到网络的接入级。端口201-204例如可以是双向端口,即端口201-204既可以接收也可以发送信息到它们所连接的各个级。例如,端口201既可以从上级接收信息,又可以向上级发送信息。端口201-204,进而是线卡200,可以进一步被配置为彼此连接,从而仅允许连接到一个级的端口接收的信息发送到连接到另一个级的端口。例如,可以连接到接入级的端口203只能将它从接入级接收到的信息发送到连接到上级的端口201和端口202。类似地,可以将每个端口配置为仅将信息转发到未与该端口本身连接到同一级的端口。
例如,可以通过使用两端口交换芯片(例如交换芯片210和交换芯片220)来创建以上段落中讨论的配置。交换芯片210可以包含例如两个端口,端口211和端口212。类似地,交换芯片220可以包含例如两个端口,端口221和端口222。在一个示例中,交换芯片210可以被配置为接收通过网络向上流动的信息(即,由连接到接入级的任一端口(如端口203和端口204)接收到的从接入级流向上级的信息),并将该接收到的信息向上发送(即,将接收到的信息发送到连接到上级的端口,例如,端口201和端口202)。例如,交换芯片210可以分别在端口211或端口212处从端口203或端口204接收该向上流动的信息。例如,交换芯片210可以在端口211或端口212接收到该信息之后,分别将该信息转发到端口201或端口202。一旦在端口201或端口202接收到该信息,就可以将其向前转发到上级。
类似地,交换芯片220可以被配置为接收通过网络向下流动的信息(即,由连接到上级的任一端口(如端口203和端口204)接收到的从上级流向接入级的信息),并将该接收到的信息向下发送(即,将接收到的信息发送到连接到接入级的端口,例如,端口203和端口204)。例如,交换芯片220可以分别在端口221和端口222处从端口201和端口202接收向下流动的信息。例如,交换芯片220可以在端口221或端口222接收到该信息之后,分别将该向下流动的信息转发到端口203或端口204。
交换芯片210和220也可以被描述为单向转发交换机,即,它们仅在一个方向上接收和转发信息。交换机210和交换机220因此也可以分别被描述为“自下而上”和“自上而下”的交换机,因为它们分别从底/下级或上级接收信息,并向上或向下经过网络的级转发信息。因此,线卡200允许接收和发送信息,而不像图1B所示的那样将信息循环回到接收信息的同一级。线卡200不允许在连接到Clos拓扑的同一级的端口之间建立连接,例如端口201与端口202之间以及端口203与端口204之间。如下面进一步解释的,该配置允许线卡200的基数是交换机130的基数的两倍。
如图2中所示,例如,可以通过将导线从线卡(例如,线卡200)的端口物理地连接到交换芯片(例如,交换芯片210或交换芯片220)的端口来实现上述配置。传入流量线可以与传出流量线连接到不同的线卡端口。例如,如果交换芯片的端口中,对于传入交换芯片的流量和传出交换芯片的流量有不同的电线、插座连接,就可以实现这一点。在另一个例子中,通过将交换芯片配置为使用软件来接收或发送流量,可以达到同样的效果。在又一个示例中,可以通过区分传入和传出流量的方式,将交换芯片及其导线图案化到印刷电路板上。
图3示出根据当前技术的一个方面的网络(网络300)内的一些数据连接的表示。图3示出通过用本公开的线卡(如线卡200)代替现有技术的交换机(如交换机130)而实现的等效网络。网络300可以由上级370、下级380和接入级390组成。类似于网络100中的级,上级370可以由数个交换机组成,接入级390可以由数个接入点(例如接入点391)组成。下级380可以由数个线路交换机(例如线路交换机381)构成。级370、380和390的组件包含未在图3中示出的用于接收和发送信息的端口。尽管未在图3中示出,但是在上级390的每个交换机与下级380的线卡之间存在链路。尽管线卡381被描绘为两个单独的组件,但是线卡381是一个组件,该组件可以例如类似于图2中所示的线卡200,并且被图示为分为两部分的交换机,以示出同等数量的无阻塞连接。与现有技术中已知的Clos网络(例如网络100)相比,网络300示出了两倍的网络中可同时使用的数据连接数量。例如,与仅具有4个连接的网络100的交换机130相比,线卡381具有8个到上级的连接。与下级180中的交换机相比,下级380中的每个线卡类似地具有两倍的连接数量。
图4示出信息在本技术的网络(网络400)中流动的示例。网络400包含上级,例如,上级470,其由上交换机(例如,交换机410和交换机420)构成,该上级交换机可以是例如4端口交换机;仅由线卡(例如,线卡430和440)构成的下级,例如,下级480;以及接入级,例如,由接入点(例如,接入点491和492)组成的接入级490。此外,图4中示出了多个双向端口,例如端口431-434、端口441-442、以及端口411、412、421和422。用带“x”的虚线示出的是从上交换机410传输到接入点491的信息无法通过线卡430的路径。类似地,用带“x”的虚线示出的是从接入点492传输到交换机420的信息无法通过线卡440的路径。用本技术的线卡代替传统的交换机避免了采用这些路径,并允许通过网络的信息吞吐量翻倍。
图5示出当前技术的线卡的示例。如图5所示,线卡可以由多个端口(未标记)组成,这些端口可以到达网络中的其他级,例如接入级和上级。从第一级(例如接入级)接收信息并将其发送到第二级(例如上级)的所有端口都可以连接到交换芯片,例如交换芯片501(标记为S1)。类似地,从第二级(例如上级)接收信息并将其发送到第一级(例如接入级)的所有端口都可以连接到第二交换芯片,例如交换芯片502(标记为S2)。交换芯片501和502可以包含,例如,它们连接到的端口的数量。在图5中还示出了经过交换芯片501和502的示例性信息流。
尽管图5示出了8端口线卡,其中4个端口连接到网络的第一级,4个端口连接到网络的第二级,并且交换芯片各自具有4个端口,但是,可以修改线卡的配置以容纳任意数量的端口。上面的结果可以推广。一般情况下,下级的n端口交换机可用2n端口线卡代替。2n端口线卡可以由一组交换芯片S1和S2构成,其中每个交换芯片都是n端口交换机。以这种方式,通过将下级的所有n端口交换机替换为2n端口线卡,每个Clos拓扑的吞吐量可以提高到2倍。
Clos网络的下级可以包括附加子级。例如,可以将多个附加级彼此成对连接,以创建Clos网络的下级。当下级由附加子级组成时,可以用线卡完全替换子级中的常规交换机。在每个子级具有相同数量的交换机的情况下,通过以例如上述方式用线卡替换交换机,网络的吞吐量可以提高2R倍,其中,R为其中的常规交换机被线卡代替的子级的数量。在每个子级具有不同数量的交换机的情况下,网络的吞吐量也将提高2R倍,其中,R为其中的常规交换机被线卡代替的子级的数量。
在另一个示例中,下级的n端口交换机可用n端口线卡代替,其中n端口是指线卡或交换机的端口数。n端口线卡可以由一组交换芯片构成,例如交换芯片S1和S2,其中每个交换芯片具有n/2个端口。以这种方式,通过用n端口线卡替换下级的所有n端口交换机,可以将每个Clos拓扑的吞吐量提高2倍。
在另一示例中,仅一些子级可以由线卡构成,而其他级可以由常规交换机构成。通过以上述方式用线卡替换交换机,网络的吞吐量可以提高2R倍,其中R是线卡组成的子级数。
图6示出根据本技术的各个方面的方法600。根据该方法,可以创建无阻塞Clos拓扑网络,与由常规交换机创建的网络相比,该网络可以提高网络的无阻塞吞吐量。该网络可以是任何类型的网络,例如数据中心、LAN或WAN、甚至是多级处理芯片。尽管以特定次序示出和描述了该方法的各种操作,但是应当理解为,并非一定要以该顺序执行它们。相反,可以以不同的顺序或同时处理各种操作,并且除非另外说明,否则还可以添加或省略一些操作。
方法600从框605开始。在框605中,可以提供接入级。接入级可以由接入点组成。接入点可以是任何合适的设备。在框610中,可以提供上级。上级,例如上级470,可以由常规交换机构成。在框615中,可以提供下级,其由线卡构成,例如线卡200。基于网络的整体配置,该级的线卡可以按需要具有任意数量的端口。可以根据需要重复此步骤,以创建由多个子级组成的下级。在框620中,可以通过用任何适当的技术连接构成各个级的端口,来链接网络的各个级。例如,以太网线或其他光缆可用于连接构成网络的交换机、设备和线卡的端口。在框625中,可以基于任何给定参数来进一步优化网络。可以选择任何合适的参数,例如网络的延迟。
在其他示例中,可以获得与网络有关的信息,并且基于所获得的信息,可以优化网络的各个方面。例如,可以在网络内识别特定路径。优化可以基于例如线性或非线性优化方法,包括但不限于Dijkstra算法、机器算法、梯度法、动态规划、整数规划或广义迭代尺度。用于优化系统参数的信息可以构成,例如,关于系统的历史数据或对系统的模拟需求。例如,可以优化拓扑内特定路径可用的吞吐量、延迟或连接数。例如,基于关于系统的历史数据,只有一些常规交换机可以用线卡代替,来提高网络中起点和终点之间的吞吐量。
该技术的上述方面对增加网络内的带宽和吞吐量可能是有利的。例如,网络的吞吐量可以增加2的幂次倍。本技术的另一个关键特征是,除了将传统的交换机替换为线卡以外,不需要对网络的其他方面进行修改就可以实现这种增加的吞吐量。因此,可以在现有网络内进行升级,而无需修改网络用户与网络交互或交接的方式。
应当理解,本文的示例仅是说明性的。例如,应该理解,所描述的系统和方法可以在任何网络(例如,因特网或通过路由器连接的任何专用网络)上实施。例如,该网络可以是在因特网、局域网或广域网上运行的虚拟专用网络。另外,应当理解,可以对说明性示例进行许多其他修改。
前述示例不是相互排斥的,而是可以通过各种组合来实现独特的优点。可以在不脱离权利要求所限定的主题的情况下,使用上述特征的这些和其他变形以及组合。另外,本文描述的示例的规定,以及表达为“例如”,“包括”等的用语,不应被解释为将权利要求的主题限制为特定示例;相反,这些示例仅旨在说明许多可能示例中的一个。此外,不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元素。
尽管这里已经参考特定示例描述了本公开,但是应当理解,这些仅是本公开的原理和应用的说明。因此,应当理解,在不脱离由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下,可以进行多种修改,以及可以设计其他布置。

Claims (20)

1.一种折叠式Clos网络系统,其特征在于,包括:
上级,所述上级包括一个或多个上级交换机;
下级,包括一个或多个线卡,所述一个或多个线卡中的每个线卡包括:
多个上端口;
多个下端口;
单向自下而上转发交换机;和
单向自上而下转发交换机;
其中,从所述下级移动到所述上级的流量由所述单向自下而上转发交换机接收,并通过所述单向自下而上转发交换机发送到所述上级,并且从所述上级移动到所述下级的流量由所述单向自上而下转发交换机接收,并通过所述单向自上而下转发交换机发送到所述下级。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述一个或多个线卡中的每个线卡包括相等数量的上端口和下端口。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述下级还包括至少两个子级。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述子级完全由线卡组成。
5.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述下级中的每个子级包括传统交换机或线卡。
6.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述至少两个子级中的每个子级包括交换机和线卡。
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括接入级,其中,所述接入级包括多个接入点。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述接入点是计算设备。
9.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述接入点是存储设备。
10.一种线卡,用于替换Clos网络的下级中的交换机,其特征在于,包括:
多个上端口;
多个下端口;
单向自下而上转发交换机;
单向自上而下转发交换机;
所述多个下端口、所述单向自下而上转发交换机和所述上端口之间的第一连接;
所述多个下端口、所述单向自上而下转发交换机和所述上端口之间的第二连接;
其中,在下端口处接收到的流量通过所述第一连接发送到所述上端口,并且在上端口处接收到的流量通过所述第二连接发送到下端口。
11.根据权利要求10所述的线卡,其特征在于,所述多个上端口和所述多个下端口数量相等。
12.根据权利要求10所述的线卡,其特征在于,有两个上端口和两个下端口。
13.根据权利要求10所述的线卡,其特征在于,所述单向自下而上转发交换机的端口和所述单向自上而下转发交换机的端口连接至所述线卡的端口。
14.根据权利要求13所述的线卡,其特征在于,所述单向自下而上转发交换机和所述单向自上而下转发交换机的每个端口具有用于传入流量的单独的连接和用于传出流量的单独的连接。
15.根据权利要求14所述的线卡,其特征在于,所述第一连接和所述第二连接包括光缆。
16.根据权利要求14所述的线卡,其特征在于,所述第一连接和所述第二连接在印刷电路板上形成。
17.根据权利要求14所述的线卡,其特征在于,所述第一连接和所述第二连接由金属线构成。
18.一种创建折叠式Clos网络的方法,其特征在于,包括:
提供包括一个或多个上级交换机的上级;
提供包括一个或多个线卡的下级,其中,所述一个或多个线卡中的每个线卡包括:
多个上端口;
多个下端口,
单向自下而上转发交换机,和
单向自上而下转发交换机;
提供包括一个或多个接入点的接入级;
将所述一个或多个上级交换机的端口与所述线卡的所述上端口连接;和
将所述线卡的所述下端口与所述一个或多个接入点的端口连接。
19.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,还包括针对至少一个参数优化所述网络。
20.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,其中,针对所述至少一个网络参数优化所述网络包括将线卡添加到所述下级。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104202230A (zh) * 2014-09-26 2014-12-10 深圳中兴网信科技有限公司 用于多级结构的数据交互装置及方法
CN104980370A (zh) * 2014-04-02 2015-10-14 波音公司 通过多级交换网络的通信的网络资源需求
CN105099560A (zh) * 2015-07-28 2015-11-25 上海交通大学 基于多个不相交的单向光纤环网的无阻塞扩展系统及方法
CN105959216A (zh) * 2016-06-22 2016-09-21 重庆世纪之光科技实业有限公司 一种单向串行总线网络的通信方法、装置及系统

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2571655B2 (ja) 1991-11-27 1997-01-16 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション プロトコル変換機構、交換ネットワーク及びコンピュータ・システム
ITMI20031309A1 (it) * 2003-06-26 2004-12-27 Marconi Comm Spa Rete di commutazione.
US20050047405A1 (en) * 2003-08-25 2005-03-03 International Business Machines Corporation Switching device for controlling data packet flow
WO2005032166A1 (en) * 2003-09-29 2005-04-07 British Telecommunications Public Limited Company Channel assignment process
US7850260B2 (en) 2007-06-22 2010-12-14 Oracle America, Inc. Injection/ejection mechanism
US8340088B2 (en) 2008-09-11 2012-12-25 Juniper Networks, Inc. Methods and apparatus related to a low cost data center architecture
US8121478B2 (en) 2009-03-20 2012-02-21 International Business Machines Corporation Method and apparatus for implementing non-blocking computer interconnection network using bidirectional optical switch
US8369321B2 (en) * 2010-04-01 2013-02-05 Juniper Networks, Inc. Apparatus and methods related to the packaging and cabling infrastructure of a distributed switch fabric
JP5043157B2 (ja) * 2010-06-18 2012-10-10 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 移動通信システム、無線ネットワーク制御局及び方法
CN102694720B (zh) * 2011-03-24 2015-07-29 日电(中国)有限公司 编址方法、编址装置、架构管理器、交换机和数据路由方法
CN104380679A (zh) * 2012-05-01 2015-02-25 惠普发展公司,有限责任合伙企业 可配置的clos网络
US9215517B2 (en) * 2012-11-15 2015-12-15 Compass Electro Optical Systems Ltd. Switching Clos network universal element
CN103179037B (zh) * 2012-12-13 2015-12-09 清华大学 基于内容的数据中心网络的数据传输方法
CN104283817B (zh) 2013-07-03 2017-10-27 新华三技术有限公司 用于实现交换线卡与逻辑线卡互通的方法及报文转发设备
FR3063589B1 (fr) * 2017-03-02 2021-07-23 Thales Sa Solution de transport de donnees hybride notamment pour liaisons par satellite
US10938724B2 (en) * 2018-07-23 2021-03-02 Cisco Technology, Inc. Flow rate based network load balancing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104980370A (zh) * 2014-04-02 2015-10-14 波音公司 通过多级交换网络的通信的网络资源需求
CN104202230A (zh) * 2014-09-26 2014-12-10 深圳中兴网信科技有限公司 用于多级结构的数据交互装置及方法
CN105099560A (zh) * 2015-07-28 2015-11-25 上海交通大学 基于多个不相交的单向光纤环网的无阻塞扩展系统及方法
CN105959216A (zh) * 2016-06-22 2016-09-21 重庆世纪之光科技实业有限公司 一种单向串行总线网络的通信方法、装置及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郭彬 ; 王长山 ; .折叠式Clos拓扑在片上网络中的应用.中国集成电路.2010,(02),全文. *

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