CN113271267B - 互连网络、自适应路由方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

互连网络、自适应路由方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN113271267B CN202110539880.XA CN202110539880A CN113271267B CN 113271267 B CN113271267 B CN 113271267B CN 202110539880 A CN202110539880 A CN 202110539880A CN 113271267 B CN113271267 B CN 113271267B
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Abstract

本申请提供的一种互连网络、自适应路由方法、装置电子设备及存储介质，包括：n个簇，每个簇包括至少一个路由器组，所述路由器组包括至少一行路由器单元和/或一列路由器单元，所述路由器单元包括至少两个路由器；所述路由器单元中的路由器为全连接，所述簇中任意两个路由器组相互连接，所述簇中每个路由器组中最后一个路由器连接下一个路由器组中的第一个路由器，每个路由器组与其他簇中任意一个簇之间具有k条连线；每个簇内的最后一个路由器组的最后一个路由器连接下一个簇中第一个路由器组的第一个路由器，1≤k≤n1，2≤n，其中，n1为每个簇中路由器组个数。

Description

互连网络、自适应路由方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及通信技术领域，特别地涉及一种互连网络、自适应路由方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
互连网络用于实现网络中不同节点间的同步和通信，网络设计成本通常由三个部分组成：交换机设计复杂性，通常以交换机端口数目体现；每一路由器快速缓存(buffer)的需求量，全局光纤数目。现有技术中，提供一种采用64阶路由芯片作为互连网络中的节点，由32000个节点组成的Clos互连网络。在该互连网络中任一分组消息转发到目的节点不超过7个跳步；建立Clos互连网络的成本非常高：主要体现在交换机端口数高，及连线开销过高。Clos网络容错性能差，可扩展性也不是很好，而且路由算法不能提供足够好的适应性。Dragonfly网络相对于Clos网络设计成本降低，可扩展性也有所提升，但该网络消息传输可能跨越整个网络，不能实现通讯局部化。通讯局部化是指任何两个计算节点间的通讯只与网络中很少部分与案件相关，而且dragonfly网络设计成本仍然偏高。
发明内容
针对上述问题，本申请提供一种互连网络、自适应路由方法、装置电子设备及存储介质。
本申请提供了一种互连网络，包括：
n个簇，每个簇包括至少一个路由器组，所述路由器组包括至少一行路由器单元和/或一列路由器单元，所述路由器单元包括至少两个路由器；
所述路由器单元中的路由器为全连接，所述簇中任意两个路由器组相互连接，所述簇中每个路由器组中最后一个路由器连接下一个路由器组中的第一个路由器，每个路由器组与其他簇中任意一个簇之间具有k条连线；
每个簇内的最后一个路由器组的最后一个路由器连接下一个簇中第一个路由器组的第一个路由器，1≤k≤n1，2≤n，其中，n1为每个簇中路由器组个数。
在一些实施例中，每个簇具有全局唯一簇标号，i簇中的任意路由器组与r簇之间具有k条连线，其中，1≤r<i≤n-1，i、r为簇标号，n个簇从左至右依次标号为0至n-1。
在一些实施例中，n个簇包括：第一簇和第二簇，所述第一簇和所述第二簇不相邻，所述第一簇的任意路由器组与所述第二簇的任意路由器组之间的连线的数量小于或等于1。
在一些实施例中，每个簇中路由器组具有全局唯一标号，当第i簇的第五路由器组与第i’簇的第六路由器组之间具有连接时，所述第五路由器组的标号与所述第六路由器组的标号存在以下关系：
Figure BDA0003071261460000021
其中，j为第五路由器标号，j’为第六路由器标号，n-1为第n个簇标号，i’为簇标号，且i与i’不同，l为所述第五路由器组与所述第六路由器组之间连接的连线标号，l∈{0,1，…,k-1}，m为每个路由器组中路由器数，pc为簇间全局通道端口数，各个簇间全局通道端口具有全局唯一标号。
在一些实施例中，当所述第i簇与所述第i’簇不相邻时，在连接l条连线时，所述第三簇中的j标号对应的路由器组的端口v与所述第四簇中j’标号号对应的路由器组的端口v'连接，其中，
Figure BDA0003071261460000022
Figure BDA0003071261460000023
在一些实施例中，当所述簇中包括不相邻的第一路由器组和第二路由器组的情况下，且所述第一路由器组与所述第二路由器组之间的连接为一条连线的情况下，所述第一路由器组的簇内全局通道端口x与所述第二路由器的簇内全局连线端口x'连接，每个路由器的簇内全局通道端口具有全局唯一标号，其中，
Figure BDA0003071261460000024
Figure BDA0003071261460000031
其中，m为每个路由器组中路由器数量，l为第一路由组连线标号，每个路由器有
Figure BDA0003071261460000032
个全局通道端口，
Figure BDA0003071261460000033
全局通道端口包括：hg个簇内全局连线端口，其中，每个路由器具有全局唯一标号。
在一些实施例中，当所述簇中包括第三路由器组和第四路由器组，且第三路由器组与所述第四路由器组相邻，所述第三路由器组中最后一个路由器与所述第四路由器组的第一路由器连接。
本申请实施例提供一种自适应路由方法，应用于上述任一项所述的互连网络，包括：
接收数据包，其中，所述数据包中携带有目的路由器标识；
至少基于所述目的路由器标识，确定将所述数据包转发至目的路由器标识对应的目的路由器的K个最短路径；
在所述K个最短路径都满足转发规则，且K个最短路径包括：含有负向的路由的路由路径的情况下，将只含有负向的路由的路由路径确定为目标路径，其中，所述转发规则包括：标号较小的路由器路由至标号较大的路由器为一次正向的路由，从标号较大的路由器路由至标号较小的路由器为一次负向的路由；同一簇中路由器组不同，从高标号的路由器组到低标号的路由器组为负向的路由，从低标号的路由器组到高标号的路由器组为正向的路由；从高标号的簇到低标号的簇为负向的路由，从低标号的簇到高标号的簇为正向的路由；
基于所述目标路径转发所述数据包转发至目的路由器标识对应的目的路由器。
本申请实施例提供一种自适应路由装置，其特征在于，应用于上述任一项所述的互连网络，包括：
接收模块，用于接收数据包，其中，所述数据包中携带有目的路由器标识；
第一确定模块，用于至少基于所述目的路由器标识，确定将所述数据包转发至目的路由器标识对应的目的路由器的K个最短路径；
第二确定模块，用于在所述K个最短路径都满足转发规则，且K个最短路径包括：含有负向的路由的路由路径的情况下，将只含有负向的路由的路由路径确定为目标路径，其中，所述转发规则包括：标号较小的路由器路由至标号较大的路由器为一次正向的路由，从标号较大的路由器路由至标号较小的路由器为一次负向的路由；同一簇且路由器组不同，从高标号的路由器组到低标号的路由器组为负向的路由，从低标号的路由器组到高标号的路由器组为正向的路由；从高标号的簇到低标号的簇为负向的路由，从低标号的簇到高标号的簇为正向的路由；
发送模块，用于基于所述目标路径转发所述数据包转发至目的路由器标识对应的目的路由器。
本申请实施例提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时，执行如上述所述自适应路由方法。
本申请实施例提供一种存储介质，该存储介质存储的计算机程序，能够被一个或多个处理器执行，能够用来实现上述所述的自适应路由方法。
本申请提供的一种互连网络、自适应路由方法、装置电子设备及存储介质，在该互连网络中，每个簇包括至少一个路由器组，所述路由器组包括至少一行路由器单元和/或一列路由器单元，所述路由器单元包括至少两个路由器；路由器单元中的路由器为全连接，所述簇中任意两个路由器组相互连接，所述簇中每个路由器组中最后一个路由器连接下一个路由器组中的第一个路由器，每个路由器组与其他簇中任意一个簇的k个路由器组连接；每个簇内的最后一个路由器组的最后一个路由器连接下一个簇中第一个路由器组的第一个路由器，1≤k≤n1，2≤n，通过该互连网络，能够实现通信局部化，且能降低互连网络的设计成本。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本申请进行更详细的描述。
图1为本申请实施例提供的一种互连网络的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种互连网络的簇间连接示意图；
图3为本申请实施例提供的相邻簇的连接结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种自适应路由方法的实现流程示意图；
图5为本申请实施例提供的一种互连网络中自适应路由方法中的路由实例的示意图；
图6为本申请实施例提供的另一种互连网络中自适应路由方法中的路由实例的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种自适应路由装置的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的电子设备的组成结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本申请的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
如果申请文件中出现“第一\第二\第三”的类似描述则增加以下的说明，在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
现有技术中，提供一种采用64阶路由芯片作为互连网络中的节点，由32000个节点组成的Clos互连网络。在该互连网络中任一分组消息转发到目的节点不超过7个跳步；建立Clos互连网络的成本非常高：主要体现在交换机端口数高，及连线开销过高。Clos网络容错性能差，可扩展性也不是很好，而且路由算法不能提供足够好的适应性。Dragonfly网络相对于Clos网络设计成本降低，可扩展性也有所提升，但该网络消息传输可能跨越整个网络，不能实现通讯局部化，互连网络的连接方式为Dragonfly(蜻蜓)，其路由方法是通过增加虚拟通道避免死锁，由此，导致搭建网络成本较高。例如，dragonfly互连网络任意两个路由器之间的距离不超过5个跳步，且该互连网络需要使用4条虚拟通道实现无死锁的自适应路由以实现无死锁现象，由此，导致互连网络的设计复杂，且增大消息传输的延迟。
基于相关技术中存在的问题，本申请实施例提供一种互连网络，图1为本申请实施例提供的一种互连网络的结构示意图，如图1所示，所述互连网络包括：n个簇，每个簇包括至少一个路由器组，所述路由器组包括至少一行路由器单元和/或一列路由器单元，所述路由器单元包括至少两个路由器；所述路由器单元中的路由器为全连接，所述簇中任意两个路由器组相互连接，所述簇中每个路由器组中最后一个路由器连接下一个路由器组中的第一个路由器，每个路由器组与其他簇中任意一个簇之间具有k条连线；每个簇内的最后一个路由器组的最后一个路由器连接下一个簇中第一个路由器组的第一个路由器，1≤k≤n，2≤n，其中，n1为每个簇中路由器组个数。
本申请实施例中，互连网络中的每一路由器、路由器组、簇都具有唯一全局标号，且该路由器在该互连网络中的标号唯一。例如，路由器簇由左至右依次标号为G0，G1,…,Gn-1；路由器簇Gi内的路由器组由上至下依次标号为Gi,0，Gi,1，…，Gi,n1-1；路由器组内的路由器由左至右，由上至下依次标号为R0，R1，…,Rm-1。
本申请实施例中，路由器可以是高阶路由器，高阶路由器的端口带宽可以达到100～400G,为此，采用高阶路由器作为互连网络中的节点，可在互连网络中实现通过很少几个跳步就可将消息传输到目的节点，减少了互连网路的网络直径，降低了消息延迟，所有路由器相同。
路由器具有全局端口和局部端口，以及还可具有与服务器连接的端口。全局端口包括：簇间全局通道端口、簇内全局通道端口，互连网络中任意簇之间的连接可采用簇间全局通道端口，同一簇内任意路由器组之间的连接采用簇内全局通道端口。路由器组内任意两个路由器之间的连接采用的是实现局部连接的局部端口。示例性地，每个路由器包括11个局部端口其中有4个连接到处理器，7个连接到同组路由器；4个全局端口，其中一个簇内全局通道端口，3个簇间全局通道端口。用于连接服务器的4个端口可用于连接互连网络之外的任一服务器或处理器，用以接收转发的数据包，或将接收到的消息转至该服务器或处理器。
本申请实施例中，簇的数量为多个，可以实现数据包自适应路由。
本申请实施例提供的互连网络，通过该互连网络不用使用虚拟通道即可以避免无死锁现象，能够实现通信局部化，且能降低互连网络的设计成本。
在一些实施例中，每个簇具有全局唯一簇标号，i簇中的任意路由器组与r簇之间具有k条连线，其中，1≤r<i≤n-1，i、r为簇标号，n个簇从左至右依次标号为0至n-1。
本申请实施例中，所述k条连线可以是一条或多条。i簇与r簇之间的连线为i簇中的一个路由器与r簇中的一个路由器连接。本申请实施例中，k条连线可以认为是k条全局通道。
i簇中的任意路由器组与r组之间具有k条连线可以是以下方式：G1中的第一个路由器组G1,0与G0连接k条全局通道,G1,1与G0连接k条全局通道，…,最后G1,n-1与G0连接k条全局通道；簇G2的路由器组G2，0与G0连接k条全局通道，G2,1与G0连接k条全局通道，…,最后G2,n-1与G0连接k条全局通道；路由器组G2，0与G1连接k条全局通道，G2,1与G1连接k条全局通道，…,最后G2,n-1与G1连接k条全局通道。继续上述连接直到最后一个簇Gn-1,Gn-1，0与G0连接k条全局通道，Gn-1,1与G0连接k条全局通道，…,最后Gn-1,n-1与G0连接k条全局通道；路由器组Gn-1，0与G1连接k条全局通道，Gn-1,1与G1连接k条全局通道，…,最后Gn-1,n-1与G1连接k条全局通道；…,路由器组Gn-1，0与Gn-2连接k条全局通道，Gn-1,1与Gn-2连接k条全局通道，…,最后Gn1-1,n-1与Gn-2连接k条全局通道。通过该方式的连接，使得i簇中的任意路由器组与r簇之间具有k条连线。
图2为本申请实施例提供的一种互连网络的簇间连接示意图，如图2所示，每个路由器组含6个路由器，每个簇含9个路由器组，含5个簇；标号大的簇的每个路由器组都与标号小的任一簇具有三条簇间通道。
在一些实施例中，高标号的每个路由器组与低标号的簇均有3条簇间连接，每个路由器包含2个簇间全局通道端口；簇间的连接顺序为，先连接相邻簇，簇G0内的路由器组G0,3的最后一个簇间全局连接端口连接簇G1内的路由器组G1,0的第一个簇间全局连接端口，簇G1内的路由器组G1,3的最后第一个簇间全局连接端口连接簇G2内的路由器组G2,0的第一个簇间全局连接端口；再连接非相邻簇，按簇标号从小到大的顺序，即按从簇G0到簇G2的顺序，依次连接该簇内簇间全局通道端口，以簇G0和簇G2之间的连接为例，簇G0内的路由器组按路由器组标号从小到大的顺序，即从G0,0到G0,3的顺序，每次连接一条到G2的路由器组的簇间全局通道端口，G0,0的倒数第三个路由器连向G2,0的第二个路由器，G0,1的倒数第三个路由器连向G2,0的第三个路由器，G0,2的倒数第三个路由器连向G2,1的第一个路由器，G0,3的倒数第三个路由器连向G2,1的第二个路由器，依序循环直到簇G0和簇G2之间的27条连接都连完。
在一些实施例中，n个簇包括：第一簇和第二簇，所述第一簇和所述第二簇的不相邻，所述第一簇的任意路由器组与所述第二簇的任意路由器组之间的连线的数量小于或等于1。
示例性地，但是第一簇Gi’的每一个组与第二簇Gi的任意一组最多只能有一条全局通道连接。
在一些实施例中，每个簇中路由器组具有全局唯一标号，当第i簇的第五路由器组与第i’簇的第六路由器组之间具有连接时，所述第五路由器组的标号与所述第六路由器组的标号存在以下关系：
Figure BDA0003071261460000081
其中，j为第五路由器标号，j’为第六路由器标号，i’为簇标号，且i与i’不同，l为所述第五路由器组与所述第六路由器组之间连接的连线标号，l∈{0,1，…,k-1}，m为每个路由器组中路由器数，pc为簇间全局通道端口数，各个簇间全局通道端口具有全局唯一标号。
当所述第i簇与所述第i’簇不相邻时，在连接l条连线时，所述第三簇中的j标号对应的路由器组的端口v与所述第四簇中j’标号号对应的路由器组的端口v'连接，其中，
Figure BDA0003071261460000082
Figure BDA0003071261460000083
本申请实施例中，当j’≠0时(或j’＝0,i’-i＝1,且l＝0),
Figure BDA0003071261460000091
当j’＝0,且i’-i≠1,
Figure BDA0003071261460000092
当j’＝0,i’-i＝1,且l＝0时，v’＝0。
本申请实施例中，非相邻簇的所有簇间连接的规则是簇Gi的第j组Gi,j的最高标号可用的全局簇间端口v与簇Gi’的第j’组Gi’,j’的最高可用的全局簇间端口v’相连，但是簇Gi’的每一个组与簇Gi的任意一组最多只能有一条全局通道连接。
在一些实施例中，当第三簇与第四簇相邻时，需要遵循首尾相连的规则，图3为本申请实施例提供的相邻簇的连接结构示意图，如图3所示，即簇标号较小的簇，按路由器组标号从小到大的顺序，依次将该路由器组内最后一个未使用的簇间全局通道端口，连接到簇标号较大的簇内第一个未使用的簇间全局通道端口。
当所述簇中包括不相邻的第一路由器组和第二路由器组的情况下，且所述第一路由器组与所述第二路由器组之间的连接为一条连线的情况下，所述第一路由器组的簇内全局通道端口x与所述第二路由器的簇内全局连线端口x'连接，每个路由器的簇内全局通道端口具有全局唯一标号，其中，
Figure BDA0003071261460000093
Figure BDA0003071261460000094
其中，m为每个路由器组中路由器数量，l为第一路由组连线标号，每个路由器有
Figure BDA0003071261460000095
个全局通道端口，
Figure BDA0003071261460000096
全局通道端口包括：hg个簇内全局连线端口，其中，每个路由器具有全局唯一标号，所有簇中路由器组的连接不重复。本申请实施例中，
Figure BDA0003071261460000097
在一些实施例中，当所述簇中包括第三路由器组和第四路由器组，且第三路由器组与所述第四路由器组相邻，所述第三路由器组中最后一个路由器与所述第四路由器组的第一路由器连接。
本申请实施例中，每个路由器组含m个路由器，每个相邻路由器组对Gi,0,Gi,1,…,Gi,n-1首尾相连，每两个不相邻的路由器组按给定的路由器标号相连，
本申请实施例中，当两个路由器组相邻时，一个路由器簇中的最后一个簇间全局连接端口连接相邻的下一个路由器簇中的第一个簇间全局连接端口。也即所述路由器组中的路由器按照从左到右，从上到下的顺序依次标号。
示例性地，簇G0包括9个路由器组G0,0，G0,1，G0,2，…,G0,7,G0,8。每个路由器包含一个用于路由器组间连接全局连接的端口；路由器组间的连接顺序为，先连接相邻路由器组，G0,0通过组内最后一个组间全局连接端口连接G0,1的第一个组间全局连接端口，以及G0,0通过组内倒数第二个组间全局连接端口连接G0,2中的第二个组间全局连接端口，G0,0通过组内倒数第三个组间全局连接端口连接G0,3中的第二个组间全局连接端口，重复上述处理直到G0,0连接到所有簇内路由器组；G0,1的最后一个组间全局连接端口连接G0,2中的第一个空闲的组间全局连接端口，G0,1剩余的标号最高的簇内组间全局端口连接到G0,3最低标号的簇内组间全局端口，重复上述处理直到G0,1与G0,7相连；重复上述处理直到G0,6与G0,7相连为止。从而实现路由器组之间的两两连接。
本申请实施例提供的互连网络，解决现有技术中建立Clos或dragonfly互连网络连线成本高的问题，且无需增加虚拟通道也能够实现自适应性路由。交换机或路由器端口数可降低多达2/5，因而可大幅降网络设计成本。
本实施例中举例说明的CLHR互连网络的拓扑结构可为3层。举例来说，dragonfly互连网络中的任一路由器的交换芯片设置为50，网络规模可以达到100k计算单元。
本申请实施例提供的互连网络，有低成本、高扩展性的特点，并且减少了同等网络规模下全局光纤的数量，减小了交换机的端口数，因而降低了网络设计的成本。最关键的一点是，CLHR网络支持通讯局部化，即任何两个计算节点间的通讯均只与有限的网络原件相关。
表1为本申请实施例提供的互连网络(CLHR)与dragonfly网络的网络特征对比表，如表1所示，(12,36,10),(16,64,9),和(16,64,17)，对应dragonfly网络(18,160),(23,276),及(28,355)。三对网络(12,36,10)及(18,160)，(16,64,9)及(23,276)，(16,64,17)及(28,355)所需buffer几乎相同，CPU数目接近，全局光纤数目ngl分别为8550对12720,25120对37950,41248对62835，CLHR网络相比dragonfly网络全局光纤数目均降低约30％。
表1为本申请实施例提供的CLHR与dragonfly网络的网络特征对比表
Figure BDA0003071261460000111
本申请实施例再提供一种自适应路由方法，应用于上述任一项所述的互连网络，所述方法应用于电子设备，所述电子设备可以是交换机、路由器等，本申请实施例提供的自适应路由方法所实现的功能可以通过电子设备的处理器调用程序代码来实现，其中，程序代码可以保存在计算机存储介质中。图4为本申请实施例提供的一种自适应路由方法的实现流程示意图，如图4所示，所述方法包括：
步骤S401，接收数据包，其中，所述数据包中携带有目的路由器标识；
步骤S402，至少基于所述目的路由器标识，确定将所述数据包转发至目的路由器标识对应的目的路由器的K个最短路径；
步骤S403，在所述K个最短路径都满足转发规则，且K个最短路径包括：含有负向的路由的路由路径的情况下，将只含有负向的路由的路由路径确定为目标路径。
本申请实施例中，所述转发规则包括：标号较小的路由器路由至标号较大的路由器为一次正向的路由，从标号较大的路由器路由至标号较小的路由器为一次负向的路由；同一簇中路由器组不同，从高标号的路由器组到低标号的路由器组为负向的路由，从低标号的路由器组到高标号的路由器组为正向的路由；从高标号的簇到低标号的簇为负向的路由，从低标号的簇到高标号的簇为正向的路由；
步骤S404，基于所述目标路径转发所述数据包转发至目的路由器标识对应的目的路由器。
本申请实施例中，目标路径可以有多条。
在一些实施例中，在数据包从出发点路由器至目的路由器的路径，或者路由消息在中间路由器时，从前一个路由器起至目的路由器的路径，不符合所述互连网络(CLHR)中规则时，所述下一路由器输入端口将所述数据包标记为非安全的，反之被将所述数据包标记为安全的数据包；在存在多条路径长度相等的最短路径时，优先选择符合所述CLHR中(向优先路由)MFR的路由路径；在所有最短路径都不符合所述CLHR互连网络安全路径条件时，选择在路径中路由消息最先被标记为安全的路径；数据包传输过程中根据流量控制规则，及拥塞情况传输数据包。
所述流量控制规则为：在不符合所述路径规则的路径的下一跳路由器输入端口必须满足所需流控条件才可以往下传输数据包，包括：在所述路径下一跳路由器输入端口的缓冲区空闲的数量为两个以上，不管当前路由器到目标点的路径是否满足MFR条件，该数据包均可传输至下一路由器；在所述路径下一跳路由器输入端口的缓冲区空闲的数量为1,且存放的数据包为安全，不管当前路由器到目标点的路径是否满足MFR条件，该数据包均可传输至下一路由器；在所述路径下一跳路由器输入端口的缓冲区空闲的数量为1,且存放的数据包为非安全，当前路由器到目标点的路径符合MFR条件时，该数据包均可传输至下一路由器；所有其他情况下当前数据包均不能传输至下一跳。
表2为本申请实施例提供的一种CLHR的等分带宽与dragonfly网络对比示意表，如表2所示，
表2为本申请实施例提供的一种CLHR的等分带宽与dragonfly网络对比示意表
Figure BDA0003071261460000121
每个CLHR网络的等分带宽BB均低于相应dragonfly网络，(12,36,10)的7200对应于dragonfly网络(18,160)的12800，(16,64,9)的22524对应于dragonfly网络(23,276)的38088,(16,64,17)网络的37888对应于dragonfly网络(28,355)的63140。
根据不同类别通讯通道组内，簇内全局通道及簇间全局通道带宽设置为不同的值，采用传统的等分带宽难以准确估算网络的等分带宽。定义加权等分带宽来估算网络的，等分带宽的计算参见以下公式：
Figure BDA0003071261460000131
Figure BDA0003071261460000132
Figure BDA0003071261460000133
其中BB为等分互连网络中网络割掉的通道数目，R为交换机端口数目，W为一个路由器总的带宽，wb1及wb2为两种不同的加权等分带宽测度值，N为等分CLHR网络的割集大小。假定所有交换机端口数一致。表3为本申请实施例提供的一种不同网络加权等分带宽的值的示意表，如表3所示，
Figure BDA0003071261460000134
加权等分带宽wb1简单地考虑了网络路由器交换机的端口数。三种不同的网络(12,36,10)的327对应于dragonfly网络(18,160)的356，(16,64,9)的704对应于dragonfly网络(23,276)的846,(16,64,17)网络的1184对应于dragonfly网络(28,355)的1128。
加权等分带宽wb2是一个比wb1更精细的度量，该度量还考虑了等分带宽割集中每个物理通道的带宽。考虑局部通道，簇内全局通道，及簇间全局通道的带宽分别设置为1,2,及5，wb2度量对三种不同网络(12,36,10)的675对应于dragonfly网络(18,160)的595，(16,64,9)的1571对应于dragonfly网络(23,276)的1336，(16,64,17)网络的2643对应于dragonfly网络(28,355)的1885。CLHR对三种不同的CLHR网络的加权等分带宽wb2均优于相应的dragonfly网络。
图5为本申请实施例提供的一种互连网络中自适应路由方法中的路由实例的示意图，如图5所示，簇内路由器间的通讯示意图；s到d间的数据包传输路径为s-Rv1-Rv2-d,s’到d’的数据包传输路径为s’-Rv1’-Rv2’-d’，两条路径均与MFR吻合。图6为本申请实施例提供的另一种互连网络中自适应路由方法中的路由实例的示意图，如图6所示，s所在的路由器组与Gi有三条簇间通道，从s到d公有三条不同的路由路径，这三条路径中，s-Rv1’-Rv2’-Rv4-d,及s-Rv1-Rv2-Rv5-d与MFR路径吻合，s-Rv3-Rv3’-R0-R7-d与MFR路径不吻合。
基于前述的实施例，本申请实施例提供一种自适应路由装置，该自适应路由装置包括的各模块、以及各模块包括的各单元，可以通过计算机设备中的处理器来实现；当然也可通过具体的逻辑电路实现；在实施的过程中，处理器可以为中央处理器(CPU，CentralProcessing Unit)、微处理器(MPU，Microprocessor Unit)、数字信号处理器(DSP，DigitalSignal Processing)或现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)等。
本申请实施例提供一种自适应路由装置，图7为本申请实施例提供的一种自适应路由装置的结构示意图，如图7所示，自适应路由装置700包括：
接收模块701，用于接收数据包，其中，所述数据包中携带有目的路由器标识；
第一确定模块702，用于至少基于所述目的路由器标识，确定将所述数据包转发至目的路由器标识对应的目的路由器的K个最短路径；
第二确定模块703，用于在所述K个最短路径都满足转发规则，且K个最短路径包括：含有负向的路由的路由路径的情况下，将只含有负向的路由的路由路径确定为目标路径，其中，所述转发规则包括：标号较小的路由器路由至标号较大的路由器为一次正向的路由，从标号较大的路由器路由至标号较小的路由器为一次负向的路由；同一簇且路由器组不同，从高标号的路由器组到低标号的路由器组为负向的路由，从低标号的路由器组到高标号的路由器组为正向的路由；从高标号的簇到低标号的簇为负向的路由，从低标号的簇到高标号的簇为正向的路由；
发送模块704，用于基于所述目标路径转发所述数据包转发至目的路由器标识对应的目的路由器。
需要说明的是，本申请实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述的雷暴观测数据的确定方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read Only Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
相应地，本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中提供的雷暴观测数据的确定方法中的步骤。
本申请实施例提供一种电子设备；图8为本申请实施例提供的电子设备的组成结构示意图，如图8所示，所述电子设备800包括：一个处理器801、至少一个通信总线802、用户接口803、至少一个外部通信接口804、存储器805。其中，通信总线802配置为实现这些组件之间的连接通信。其中，用户接口803可以包括显示屏，外部通信接口804可以包括标准的有线接口和无线接口。所述处理器801配置为执行存储器中存储的雷暴观测数据的确定方法的程序，以实现以上述实施例提供的雷暴观测数据的确定方法中的步骤。
以上显示设备和存储介质实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请计算机设备和存储介质实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。
这里需要指出的是：以上存储介质和设备实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请存储介质和设备实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
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于计算机可读取存储介质中，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：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read Only Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台控制器执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种互连网络，其特征在于，包括：
n个簇，每个簇包括至少一个路由器组，所述路由器组包括至少一行路由器单元和/或一列路由器单元，所述路由器单元包括至少两个路由器；
所述路由器单元中的路由器为全连接，所述簇中任意两个路由器组相互连接，所述簇中每个路由器组中最后一个路由器连接下一个路由器组中的第一个路由器，每个路由器组与其他簇中任意一个簇之间具有k条连线；
每个簇内的最后一个路由器组的最后一个路由器连接下一个簇中第一个路由器组的第一个路由器，1≤k≤n1，2≤n，其中，n1为每个簇中路由器组个数，当所述簇中包括不相邻的第一路由器组和第二路由器组的情况下，且所述第一路由器组与所述第二路由器组之间的连接为一条连线的情况下，所述第一路由器组的簇内全局通道端口x与所述第二路由器组的簇内全局连线端口x'连接，每个路由器的簇内全局通道端口具有全局唯一标号，其中，
Figure FDA0003495034030000011
Figure FDA0003495034030000012
其中，m为每个路由器组中路由器数量，l为第一路由组连线标号，每个路由器有
Figure FDA0003495034030000013
个全局通道端口，
Figure FDA0003495034030000014
全局通道端口包括：hg为簇内全局连线端口数，i为簇标号，其中，每个路由器具有全局唯一标号。
2.根据权利要求1所述的互连网络，其特征在于，每个簇具有全局唯一簇标号，i簇中的任意路由器组与r簇之间具有k条连线，其中，1≤r<i≤n-1，i、r为簇标号，n个簇从左至右依次标号为0至n-1。
3.根据权利要求2所述的互连网络，其特征在于，n个簇包括：第一簇和第二簇，所述第一簇和所述第二簇不相邻，所述第一簇的任意路由器组与所述第二簇的任意路由器组之间的连线的数量小于或等于1。
4.根据权利要求3所述的互连网络，其特征在于，每个簇中路由器组具有全局唯一标号，当第i簇的第五路由器组与第i’簇的第六路由器组之间具有连接时，所述第五路由器组的标号与所述第六路由器组的标号存在以下关系：
Figure FDA0003495034030000021
其中，j为第五路由器组的标号，j’为第六路由器组的标号，i’为簇标号，且i与i’不同，l为所述第五路由器组与所述第六路由器组之间连接的连线标号，l∈{0,1，…,k-1}，m为每个路由器组中路由器数，pc为簇间全局通道端口数。
5.根据权利要求4所述的互连网络，其特征在于，当所述第i簇与所述第i’簇不相邻时，在连接l条连线时，第三簇中的j标号对应的路由器组的端口v与第四簇中j’标号对应的路由器组的端口v'连接，其中，
Figure FDA0003495034030000022
Figure FDA0003495034030000023
6.根据权利要求1所述的互连网络，其特征在于，当所述簇中包括第三路由器组和第四路由器组，且第三路由器组与所述第四路由器组相邻，所述第三路由器组中最后一个路由器与所述第四路由器组的第一路由器连接。
7.一种自适应路由方法，其特征在于，应用于权利要求1至6任一项所述的互连网络，包括：
接收数据包，其中，所述数据包中携带有目的路由器标识；
至少基于所述目的路由器标识，确定将所述数据包转发至目的路由器标识对应的目的路由器的K个最短路径；
在所述K个最短路径都满足转发规则，且K个最短路径包括：含有负向的路由的路由路径的情况下，将只含有负向的路由的路由路径确定为目标路径，其中，所述转发规则包括：标号较小的路由器路由至标号较大的路由器为一次正向的路由，从标号较大的路由器路由至标号较小的路由器为一次负向的路由；同一簇中路由器组不同，从高标号的路由器组到低标号的路由器组为负向的路由，从低标号的路由器组到高标号的路由器组为正向的路由；从高标号的簇到低标号的簇为负向的路由，从低标号的簇到高标号的簇为正向的路由；
基于所述目标路径转发所述数据包转发至目的路由器标识对应的目的路由器。
8.一种自适应路由装置，其特征在于，应用于权利要求1至6任一项所述的互连网络，包括：
接收模块，用于接收数据包，其中，所述数据包中携带有目的路由器标识；
第一确定模块，用于至少基于所述目的路由器标识，确定将所述数据包转发至目的路由器标识对应的目的路由器的K个最短路径；
第二确定模块，用于在所述K个最短路径都满足转发规则，且K个最短路径包括：含有负向的路由的路由路径的情况下，将只含有负向的路由的路由路径确定为目标路径，其中，所述转发规则包括：标号较小的路由器路由至标号较大的路由器为一次正向的路由，从标号较大的路由器路由至标号较小的路由器为一次负向的路由；同一簇且路由器组不同，从高标号的路由器组到低标号的路由器组为负向的路由，从低标号的路由器组到高标号的路由器组为正向的路由；从高标号的簇到低标号的簇为负向的路由，从低标号的簇到高标号的簇为正向的路由；
发送模块，用于基于所述目标路径转发所述数据包转发至目的路由器标识对应的目的路由器。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时，执行如权利要求7所述自适应路由方法。
10.一种存储介质，其特征在于，该存储介质存储的计算机程序，能够被一个或多个处理器执行，能够用来实现如权利要求7中所述的自适应路由方法。
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