CN114826930A - 一种实现扁平式蝴蝶型网络拓扑的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现扁平式蝴蝶型网络拓扑的系统及方法，系统包括：区间配置模块，配置为基于用户需求构建扁平式蝴蝶型网络拓扑，并配置扁平式蝴蝶型网络拓扑中每个节点的区间范围，其中，每个节点包括比较仲裁模块、路由选择模块和缓存反压模块；比较仲裁模块配置为将接收到的输入请求与节点对应的区间范围进行比较和仲裁，并将比较和仲裁结果发给路由选择模块；路由选择模块配置为根据比较和仲裁结果接收对应的输入数据并路由到缓存反压模块；缓存反压模块配置为保存接收到的输入数据，并输出到下一级节点。通过本发明方案实现的扁平式蝴蝶型网络拓扑，降低了传统的扁平式蝴蝶型网络拓扑的互连复杂度和所需的硬件资源，实现简单且灵活性好。

Description

一种实现扁平式蝴蝶型网络拓扑的系统及方法
技术领域
本发明涉及计算机网络技术领域，尤其涉及一种实现扁平式蝴蝶型网络拓扑的系统及方法。
背景技术
对于各式各样的单级交换计算机网络结构，都有其固有的缺陷，而且随着目前对交换网络大容量和高可扩展性的追求，已经很难单纯的通过增加端口数量或者提升线路速率来满足大规模交换系统的要求，因此多级交换网络结构应运而生。
多级交换网络结构是由多个单级网络结构交换单元级联形成的，在多级交换网络结构中，只有第一级交换单元的输入端口与最后一级交换单元的输出端口是交换结构的直接输入输出端口；而级与级之间交换单元输入输出端口是间接的输入输出端口，显而易见在多级交换结构中，级数越少，交换延迟也就越小，但交换通路也相应减少，这导致内部碰撞阻塞更容易产生，因此多级交换网络结构的确定有一个各项性能之间的折中。
Flattened Butterfly(扁平式蝴蝶型)网络结构源于传统意义的蝶形网络，是一种特定的计算机网络拓扑，类似于一个棋盘。在这种网络结构中，任何节点都可以作为一个开关，节点控制着流量。Flattened Butterfly有效利用高阶路由器所提供的丰富的互连端口，平面化蝶形网络中每一层路由器。也就是说，Flattened Butterfly不仅将蝶形网络中原本同一层上的路由器合并成一个高阶路由器，而且将同一层上不同路由器所引出的互连链路合并在同一个路由器上。
由此，本发明提出一种实现扁平式蝴蝶型网络拓扑的系统和方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种实现扁平式蝴蝶型网络拓扑的系统及方法，降低了传统的扁平式蝴蝶型网络拓扑的互连复杂度和所需的硬件资源，实现简单且灵活性好。
基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了实现扁平式蝴蝶型网络拓扑的系统，系统具体包括：
区间配置模块，所述区间配置模块配置为基于用户需求构建扁平式蝴蝶型网络拓扑，并配置扁平式蝴蝶型网络拓扑中每个节点的区间范围，其中，每个节点包括比较仲裁模块、路由选择模块和缓存反压模块；
所述比较仲裁模块配置为将接收到的输入请求与所述节点对应的区间范围进行比较和仲裁，并将比较和仲裁结果发给路由选择模块；
所述路由选择模块配置为根据所述比较和仲裁结果接收对应的输入数据并路由到缓存反压模块；
所述缓存反压模块配置为保存接收到的所述对应的输入数据，并向下一级节点发送输出请求以输出所述对应的输入数据。
在一些实施方式中，缓存反压模块还配置为监测缓存模块的剩余容量，响应于所述缓存模块的剩余容量低于阈值，输出反压信号到比较仲裁模块；
比较仲裁模块还配置为响应于接收到反压信号，停止输出比较和仲裁结果到路由模块。
在一些实施方式中，所述比较仲裁模块包括多个比较器和仲裁器，其中，比较器的数量与所述节点的输入端口数量相对应，仲裁器的数量与所述节点的输出端口数量相对应；
所述比较器配置为将其对应的输入端口的输入请求与所述区间范围进行比较以确定目标输出端口，并将确定的目标输出端口发送给所述仲裁器；
所述仲裁器配置为对接收到的目标输出端口进行仲裁，并基于仲裁结果生成相应的授权信息以输出到所述路由选择模块。
在一些实施方式中，对接收到的目标输出端口进行仲裁，包括：
判断自身接收到的目标输出端口是否和其他仲裁器接收到的目标输出端口为同一节点的输出端口；
若是自身接收到的目标输出端口和其他仲裁器接收到的目标输出端口为同一节点的输出端口，则基于预设的仲裁规则确定是否从其对应的输入端口接收数据输出到所述目标端口。
在一些实施方式中，所述仲裁器进一步配置为：
若是自身接收到的目标输出端口和其他仲裁器接收到的目标输出端口不为同一节点的输出端口，则确定从其对应的输入端口接收数据输出到所述目标端口。
在一些实施方式中，所述缓存反压模块包括缓存模块，所述缓存模块与所述节点的输出端口一一对应，所述缓存反压模块配置为将接收到的所述对应的输入数据保存到对应的缓存模块，并向下一级节点发送输出请求以输出对应的缓存模块中保存的输入数据。
在一些实施方式中，基于用户需求构建扁平式蝴蝶型网络拓扑包括：
基于扁平式蝴蝶型网络拓扑的发送端口和接收端口的数量需求计算节点级数、单级节点数量和总节点数；
基于计算出的节点级数、单级节点数量和总节点数以及扁平式蝴蝶型网络拓扑的发送端口和接收端口的位置需求，构建扁平式蝴蝶型网络拓扑。
在一些实施方式中，基于扁平式蝴蝶型网络拓扑的输入端口、输出端口的数量计算节点级数，单级节点数量和总节点数包括：
基于扁平式蝴蝶型网络拓扑的发送端口和接收端口的数量确定每一个节点的输入端口和输出端口的数量，并基于扁平式蝴蝶型网络拓扑的发送端口和接收端口的数量和单个节点的输入端口和输出端口的数量计算节点级数，单级节点数量和总节点数。
在一些实施方式中，配置扁平式蝴蝶型网络拓扑中每个节点的区间范围包括：
基于所述扁平式蝴蝶型网络拓扑和二分法配置每个节点的区间范围。
本发明实施例的另一方面，还提供了一种实现扁平式蝴蝶型网络拓扑的方法，包括：
区间配置模块基于用户需求构建扁平式蝴蝶型网络拓扑，并配置扁平式蝴蝶型网络拓扑中每个节点的区间范围，其中，每个节点包括比较仲裁模块、路由选择模块和缓存反压模块；
所述比较仲裁模块将接收到的输入请求与所述节点对应的区间范围进行比较和仲裁，并将比较和仲裁结果发给路由选择模块；
所述路由选择模块根据所述比较和仲裁结果接收对应的输入数据并路由到缓存反压模块；
所述缓存反压模块保存接收到的所述对应的输入数据，并向下一级节点发送输出请求以输出所述对应的输入数据。
本发明至少具有以下有益技术效果：降低了传统的扁平式蝴蝶型网络拓扑的互连复杂度和所需的硬件资源，实现简单且灵活性好，能够以较少的硬件资源实现扁平式蝴蝶型网络拓扑，且实现硬件资源之间的互连方案简单，并且能够基于输入输出端口实现动态可配的区间范围，提高了扁平式蝴蝶型网络拓扑的吞吐率，加快了数据传输速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本发明提供的实现扁平式蝴蝶型网络拓扑的系统的一实施例的框图；
图2为本发明提供的每个节点内部结构的一实施例的示意图；
图3为本发明提供的实现扁平式蝴蝶型网络拓扑的方法的一实施例的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种实现扁平式蝴蝶型网络拓扑的系统的实施例。如图1所示，系统具体包括：
区间配置模块100，所述区间配置模块100配置为基于用户需求构建扁平式蝴蝶型网络拓扑，并配置扁平式蝴蝶型网络拓扑中每个节点的区间范围，其中，每个节点包括比较仲裁模块110、路由选择模块120和缓存反压模块130；
所述比较仲裁模块110配置为将接收到的输入请求与所述节点对应的区间范围进行比较和仲裁，并将比较和仲裁结果发给路由选择模块；
所述路由选择模块120配置为根据所述比较和仲裁结果接收对应的输入数据并路由到缓存反压模块；
所述缓存反压模块130配置为保存接收到的所述对应的输入数据，并向下一级节点发送输出请求以输出所述对应的输入数据。
具体的，区间配置模块基于用户需求构建扁平式蝴蝶型网络拓扑，用户需求一般包括扁平式蝴蝶型网络拓扑的输入端口、输出端口的数量和位置，为了将扁平式蝴蝶型网络拓扑内部每个节点的输入和输出端口区别开，本发明实施例中，将扁平式蝴蝶型网络拓扑的输入端口、输出端口称为发送端口和接收端口，其中节点指的是路由器。
确定用户需求的扁平式蝴蝶型网络拓扑的发送端口和接收端口的数量和位置后，基于扁平式蝴蝶型网络拓扑的发送端口和接收端口的数量需求计算节点级数、单级节点数量和总节点数；基于计算出的节点级数、单级节点数量和总节点数以及扁平式蝴蝶型网络拓扑的发送端口和接收端口的位置需求，实现各级节点之间的互连网络，以实现扁平式蝴蝶型网络拓扑，其中第一级节点的输入端口为扁平式蝴蝶型网络拓扑的发送端口，最后一级节点的输出端口为扁平式蝴蝶型网络拓扑的接收端口。
下面对配置扁平式蝴蝶型网络拓扑中每个节点的区间范围的具体实施过程进行说明。
首先计算扁平式蝴蝶型网络拓扑所属节点的级数和每级节点的数量。节点的级数与扁平式蝴蝶型网络拓扑发送端口数量相关，假设当前扁平式蝴蝶型网络拓扑发送端口数量为N，则节点级数为log2N，单级节点数量为N/2，则系统使用节点总数为
Figure BDA0003604733120000061
举例，假设用户需求为构建8发送端口8接收端口，且发送端口、接收的位置均按照0～8排列的扁平式蝴蝶型网络拓扑，则计算出节点级数log28＝3，单级节点数量为8/2＝4，使用总节点数为12。基于此，构建如图2所示的网络拓扑。
确定扁平式蝴蝶型网络拓扑的路由方式，基于路由方式确定每个节点的输入输出端口的区间配置。
本实施例采用二分法的路由方式，将每个节点的所有输入端口分为两个范围，所有输入符合节点输出端口0的范围则路由至节点输出端口0，然后继续下一个节点的路由或输出，同理输入符合节点输出端口1的范围则路由至节点输出端口1，然后继续下一个节点的路由或输出。每一级节点通过不停将路由范围缩小，最终到达系统输出端口。详见表1，为本实施构建的8发送端口8接收端口的扁平式蝴蝶型网络拓扑中每个节点的配置范围表。其中，每个节点的输入输出端口的区间配置范围是基于二分法的路由方式而确定的，但不限于此，还可以基于其他想的到的路由方式来确定每个节点的输入输出端口的区间配置范围。
表1
Figure BDA0003604733120000071
通过上表的区间配置可以将所有输入路由至目标端口。且当前的配置可以根据系统需要进行修改，随输入输出端口数量发生改变而改变。需要注意的是，每一级的配置需要根据上一级的配置考虑。
在结合图1和表1对该扁平式蝴蝶型网络拓扑的输入路由过程进行举例说明。
以node10举例，node10的输入分别接node00和node02的输出端口0，而node00节点的输出端口0的范围是0～3，node02节点的输出端口0范围是0～3，那么所有进入node02节点的数据范围就在0～3，所以node02的两个输出端口的范围也在该范围内。
更加具体的，假设有数据从发送端口0和发送端口1进入node00节点后，可以从node00的输出端口0(对应接收端口范围0～3)和输出端口1(对应接收端口范围4～7)输出。此时若是数据从node00的输出端口0输出，则路由到node10，node10可以将数据从node10的输出端口0(对应接收端口范围0～1)和输出端口1(对应接收端口范围2～3)输出。此时若是数据从node10的输出端口0输出，则路由到node20，node20可以将数据从node20的输出端口0(对应接收端口0)和输出端口1(对应接收端口1)输出；若是数据从node10的输出端口1输出，则路由到node21，node21可以将数据从node21的输出端口0(对应接收端口2)和输出端口1(对应接收端口3)输出。
本实施例通过用户需求的发送端口和接收端口数量和位置，确定扁平式蝴蝶型网络拓扑的节点级数、每级节点数量和总的节点数量；将发送端口和接收端口，结合节点的排布及布局对所有节点进行互连接线，形成扁平式蝴蝶型网络拓扑；根据互连的接线方式，确定和定义所有节点的输出端口的区间配置，该区间配置决定了路由方式和路由范围，其目前为动态可配的方式。
根据以上分析可知，各个节点除路由的区间配置范围有差异外，其路由原理和实现方式相同，基于此，确定每个节点内部的硬件实现方案。如图2所示，为本发明提供的为实现本发明的扁平式蝴蝶型网络拓扑在每个节点的内部构建的硬件架构示意图。节点内部主要分为三部分，分别为根据区间配置实现的比较仲裁模块、根据授权结果选择数据输出的路由选择模块、缓存反压模块，[1:0]表示节点的输出端口1和输出端口0。
具体的，比较仲裁模块的两路输入数据请求首先与表1的配置进行比较，确定两路输入的目标输出端口。如果两路输入存在同一目标输出端口的竞争情况，则仲裁器选择根据轮询仲裁的规则选择一路输出，如果两路输入不存在同一目标输出端口的竞争情况，则各自路由即可。计算出输入输出端口的比较仲裁结果后，将结果送入路由选择模块。
路由选择模块根据比较仲裁模块输出的结果接收输入端口实际的路由数据后，将数据送入缓存反压模块。
缓存反压模块将接收到的数据保存到缓存中，并向下一级对应的节点发出输出请求，并在接收到下一级对应节点的输出授权后，从缓存中读出相应的数据输入到下一级的节点。
下一级的节点重复基于本身的比较仲裁模块、路由选择模块、缓存反压模块重复上述过程，直到数据最终路由到最后一级节点的输出端口，即扁平式蝴蝶型网络拓扑的接收端口。
从整体系统上看，基于多端口输入输出动态可配的扁平式蝴蝶型网络拓扑的互连方案，能够完全适用于高速互连架构的功能要求，硬件实现较为容易，且能保证较高的计算效率及数据吞吐率。大幅降低了硬件资源的消耗和系统算法的复杂度，且可以根据各种系统应用的应用需求，灵活地区间配置与端口分组，资源消耗小、性能快、吞吐率高和灵活性好。
本发明实施例，降低了传统的扁平式蝴蝶型网络拓扑的互连复杂度和所需的硬件资源，实现简单且灵活性好，能够以较少的硬件资源实现扁平式蝴蝶型网络拓扑，且实现硬件资源之间的互连方案简单，并且能够基于输入输出端口实现动态可配的区间范围，提高了扁平式蝴蝶型网络拓扑的吞吐率，加快了数据传输速度。
在一些实施方式中，缓存反压模块还配置为监测缓存模块的剩余容量，响应于所述缓存模块的剩余容量低于阈值，输出反压信号到比较仲裁模块；
比较仲裁模块还配置为响应于接收到反压信号，停止输出比较和仲裁结果到路由模块。
具体的，缓存反压模块输出反压，因为各级节点可能因为竞争或是最终输出产生阻塞，所以在每一个节点内部的缓存反压模块中均包含两个缓存模块，分别用于存放节点的两个输出端口对应的数据。当缓存反压模块监测到这两个缓存中的任意一个或两个的缓存空间将满时，即剩余的缓存空间低于预设阈值时，缓存反压模块输出反压到比较仲裁模块，比较仲裁模块接收到反压后，停止接收对应于缓存将满的输出端口的数据。
更进一步的，本级节点的比较仲裁模块接收到反压后向上一级节点输出反压以通知上一级节点停止发送对应输出端口的数据到本级节点。
通过节点内部以及多级节点之间的反压解决节点内部出现数据阻塞的问题。
本发明实施例，通过节点内部以及多级节点之间的反压解决节点内部出现数据阻塞的问题，提高了扁平式蝴蝶型网络拓扑的吞吐率，加快了数据传输速度。
在一些实施方式中，所述比较仲裁模块包括多个比较器和仲裁器，其中，比较器的数量与所述节点的输入端口数量相对应，仲裁器的数量与所述节点的输出端口数量相对应；
所述比较器配置为将其对应的输入端口的输入请求与所述区间范围进行比较以确定目标输出端口，并将确定的目标输出端口发送给所述仲裁器；
所述仲裁器配置为对接收到的目标输出端口进行仲裁，并基于仲裁结果生成相应的授权信息以输出到所述路由选择模块。
在一些实施方式中，对接收到的目标输出端口进行仲裁，包括：
判断自身接收到的目标输出端口是否和其他仲裁器接收到的目标输出端口为同一节点的输出端口；
若是自身接收到的目标输出端口和其他仲裁器接收到的目标输出端口为同一节点的输出端口，则基于预设的仲裁规则确定是否从其对应的输入端口接收数据输出到所述目标端口。
在一些实施方式中，所述仲裁器进一步配置为：
若是自身接收到的目标输出端口和其他仲裁器接收到的目标输出端口不为同一节点的输出端口，则确定从其对应的输入端口接收数据输出到所述目标端口。
具体的，比较仲裁模块包括多个比较器和仲裁器，其中，比较器的数量与节点的输入端口数量相对应，仲裁器的数量与节点的输出端口数量相对应。
下面结合图2，对比较仲裁模块基于比较器和仲裁器的输出比较仲裁结果的具体过程进行说明。
图2示出的比较器和仲裁器的数量均为2，对应于包含两个输入端口和两个输出端口的节点，比较器和仲裁器的数量分别基于节点的输入和输出端口数量确定。
图2中，比较仲裁模块包括两个比较器，分别为比较器0和比较器1，两个仲裁器，分别为仲裁器0和仲裁器1。
比较器0接收节点的输入端口0接收到的数据输入请求，比较器1接收节点的输入端口1接收到的数据输入请求，比较器0和1均将各自接收到的输入请求与扁平式蝴蝶网络拓扑的区别范围进行比较，假设当前扁平式蝴蝶网络拓扑的区别范围为表1，则将输入请求与表1进行比较，确定输入对应的目标输出端口，如果两路输入存在同一目标输出端口的竞争情况，则仲裁器选择根据轮询仲裁的规则选择一路输出，如果两路输入不存在同一目标输出端口的竞争情况，则各自路由即可。但该输出端口能否输出是要依据输出反压模块的状态确定的，如果反压模块内部数据过多造成阻塞，则比较和仲裁反压模块也会做对应的反压或冻结。
假设节点node00的输入端口0接收到的输入请求为将数据路由到接收端口6，输入端口1接收到的输入请求为将数据路由到接收端口7。比较器0和1将各自的请求与表1对比后，确定各自接收到的输入请求均要从node00的输出端口1输出到下一级节点node12。仲裁器1对两个输入请求进行仲裁，确定将输入端口1中的输入请求通过输出端口1路由到node12，那么仲裁器1基于仲裁结果生成相应的授权信息，即授权输入端口1输入的数据通过输出端口1输出，路由选择模块接到该授权信息后接收通过输入端口1输入的数据，并发送到缓存反压模块中输出端口1对应的缓存。
更进一步的，仲裁器基于仲裁结果生成相应的授权信息时，会结合缓存反压模块是否输出了反压，继续上面的举例，仲裁器1确定将输入端口1中的输入请求通过输出端口1路由到node12，但是比较仲裁模块接收到了缓存反压模块输出的反压，那么比较仲裁模块也会做对应的反压或冻结。
在一些实施方式中，所述缓存反压模块包括缓存模块，所述缓存模块与所述节点的输出端口一一对应，所述缓存反压模块配置为将接收到的所述对应的输入数据保存到对应的缓存模块，并向下一级节点发送输出请求以输出对应的缓存模块中保存的输入数据。
具体的，缓存反压模块包括多个缓存模块，其中，缓存的数量与节点的输出端口数量相对应。
图2示出的缓存反压模块包括两个缓存模块，对应于包含两个输入端口和两个输出端口的节点。
将节点每个输出端口都对应于一个缓存，以便于输出反压时能将每个端口区分开，只冻结对应端口的比较和仲裁过程，对其他的输出端口不受该冻结输出端口的影响，仍然能正常的进行比较和仲裁，并输出授权信息到路由模块。
在一些实施方式中，基于用户需求构建扁平式蝴蝶型网络拓扑包括：
基于扁平式蝴蝶型网络拓扑的发送端口和接收端口的数量需求计算节点级数、单级节点数量和总节点数；
基于计算出的节点级数、单级节点数量和总节点数以及扁平式蝴蝶型网络拓扑的发送端口和接收端口的位置需求，构建扁平式蝴蝶型网络拓扑。
在一些实施方式中，基于扁平式蝴蝶型网络拓扑的输入端口、输出端口的数量计算节点级数，单级节点数量和总节点数包括：
基于扁平式蝴蝶型网络拓扑的发送端口和接收端口的数量确定每一个节点的输入端口和输出端口的数量，并基于扁平式蝴蝶型网络拓扑的发送端口和接收端口的数量和单个节点的输入端口和输出端口的数量计算节点级数，单级节点数量和总节点数。
在一些实施方式中，配置扁平式蝴蝶型网络拓扑中每个节点的区间范围包括：
基于所述扁平式蝴蝶型网络拓扑和二分法配置每个节点的区间范围。
基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，如图3所示，本发明的实施例还提供了一种实现扁平式蝴蝶型网络拓扑的方法，包括：
S101、区间配置模块基于用户需求构建扁平式蝴蝶型网络拓扑，并配置扁平式蝴蝶型网络拓扑中每个节点的区间范围，其中，每个节点包括比较仲裁模块、路由选择模块和缓存反压模块；
S103、所述比较仲裁模块将接收到的输入请求与所述节点对应的区间范围进行比较和仲裁，并将比较和仲裁结果发给路由选择模块；
S105、所述路由选择模块根据所述比较和仲裁结果接收对应的输入数据并路由到缓存反压模块；
S107、所述缓存反压模块保存接收到的所述对应的输入数据，并向下一级节点发送输出请求以输出所述对应的输入数据。
本发明实施例，降低了传统的扁平式蝴蝶型网络拓扑的互连复杂度和所需的硬件资源，实现简单且灵活性好，能够以较少的硬件资源实现扁平式蝴蝶型网络拓扑，且实现硬件资源之间的互连方案简单，并且能够基于输入输出端口实现动态可配的区间范围，提高了扁平式蝴蝶型网络拓扑的吞吐率，加快了数据传输速度。
本发明实施例还可以包括相应的计算机设备。计算机设备包括存储器、至少一个处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时执行上述任意一种方法。
其中，存储器作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的所述实现扁平式蝴蝶型网络拓扑的方法对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行装置的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的实现扁平式蝴蝶型网络拓扑的方法。
存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据装置的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至本地模块。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，程序的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现扁平式蝴蝶型网络拓扑的系统，其特征在于，包括：
区间配置模块，所述区间配置模块配置为基于用户需求构建扁平式蝴蝶型网络拓扑，并配置扁平式蝴蝶型网络拓扑中每个节点的区间范围，其中，每个所述节点包括比较仲裁模块、路由选择模块和缓存反压模块；
所述比较仲裁模块配置为将接收到的输入请求与所述节点对应的区间范围进行比较和仲裁，并将比较和仲裁结果发给路由选择模块；
所述路由选择模块配置为根据所述比较和仲裁结果接收对应的输入数据并路由到缓存反压模块；
所述缓存反压模块配置为保存接收到的所述对应的输入数据，并向下一级节点发送输出请求以输出所述对应的输入数据。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，缓存反压模块还配置为监测缓存模块的剩余容量，响应于所述缓存模块的剩余容量低于阈值，输出反压信号到比较仲裁模块；
比较仲裁模块还配置为响应于接收到反压信号，停止输出比较和仲裁结果到路由模块。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述比较仲裁模块包括多个比较器和仲裁器，其中，比较器的数量与所述节点的输入端口数量相对应，仲裁器的数量与所述节点的输出端口数量相对应；
所述比较器配置为将其对应的输入端口的输入请求与所述区间范围进行比较以确定目标输出端口，并将确定的目标输出端口发送给所述仲裁器；
所述仲裁器配置为对接收到的目标输出端口进行仲裁，并基于仲裁结果生成相应的授权信息以输出到所述路由选择模块。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，对接收到的目标输出端口进行仲裁，包括：
判断自身接收到的目标输出端口是否和其他仲裁器接收到的目标输出端口为同一节点的输出端口；
若是自身接收到的目标输出端口和其他仲裁器接收到的目标输出端口为同一节点的输出端口，则基于预设的仲裁规则确定是否从其对应的输入端口接收数据输出到所述目标端口。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述仲裁器进一步配置为：
若是自身接收到的目标输出端口和其他仲裁器接收到的目标输出端口不为同一节点的输出端口，则确定从其对应的输入端口接收数据输出到所述目标端口。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述缓存反压模块包括缓存模块，所述缓存模块与所述节点的输出端口一一对应，所述缓存反压模块配置为将接收到的所述对应的输入数据保存到对应的缓存模块，并向下一级节点发送输出请求以输出对应的缓存模块中保存的输入数据。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，基于用户需求构建扁平式蝴蝶型网络拓扑包括：
基于扁平式蝴蝶型网络拓扑的发送端口和接收端口的数量需求计算节点级数、单级节点数量和总节点数；
基于计算出的节点级数、单级节点数量和总节点数以及扁平式蝴蝶型网络拓扑的发送端口和接收端口的位置需求，构建扁平式蝴蝶型网络拓扑。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，基于扁平式蝴蝶型网络拓扑的输入端口、输出端口的数量计算节点级数，单级节点数量和总节点数包括：
基于扁平式蝴蝶型网络拓扑的发送端口和接收端口的数量确定每一个节点的输入端口和输出端口的数量，并基于扁平式蝴蝶型网络拓扑的发送端口和接收端口的数量和单个节点的输入端口和输出端口的数量计算节点级数，单级节点数量和总节点数。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，配置扁平式蝴蝶型网络拓扑中每个节点的区间范围包括：
基于所述扁平式蝴蝶型网络拓扑和二分法配置每个节点的区间范围。
10.一种实现扁平式蝴蝶型网络拓扑的方法，其特征在于，包括：
区间配置模块基于用户需求构建扁平式蝴蝶型网络拓扑，并配置扁平式蝴蝶型网络拓扑中每个节点的区间范围，其中，每个所述节点包括比较仲裁模块、路由选择模块和缓存反压模块；
所述比较仲裁模块将接收到的输入请求与所述节点对应的区间范围进行比较和仲裁，并将比较和仲裁结果发给路由选择模块；
所述路由选择模块根据所述比较和仲裁结果接收对应的输入数据并路由到缓存反压模块；
所述缓存反压模块保存接收到的所述对应的输入数据，并向下一级节点发送输出请求以输出所述对应的输入数据。
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