CN115499729A - 一种通信方法、一种混合交换节点和一种数据中心网络 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种通信方法、一种混合交换节点及一种数据中心网络，该传输信息的方法包括：控制模块解析混合交换节点接收到的数据包以获得第一信息，第一信息包括数据包的下一跳信息；根据第一信息和/或第二信息从OPS和OCS中确定目标模块，第二信息包括OPS对应的输入端口的信息、OCS对应的输入端口的信息和数据包的输入端口的信息；根据第一信息生成第一控制信令并向目标模块发送，目标模块根据第一控制信令调整交换器件，以使光信号通过。通过该方法，可以支持纯光传输，降低了数据传输时延，提高了信息传输的灵活性。

Description

一种通信方法、一种混合交换节点和一种数据中心网络

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种通信方法、一种混合交换节点和一种数据中心网络。

背景技术

随着云计算的快速发展，现代数据中心(Data Center，DCs)中部署了越来越多的应用，数据业务激增。不同的应用需要的硬件资源不同，如中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)，内存，存储和网络等。在以服务器为中心的架构中，各种硬件资源被集成嵌入在服务器中，这导致了在实际运行过程中，服务器中的某些硬件资源被耗尽，而另外一些硬件资源却未被充分利用的问题。为了满足各种应用需求，DCs就需要部署更多的IT基础设置，然而在大部分实际运行场景中，这些资源都未被充分利用，导致了资金和运行成本都很高。更糟糕的是，CPU、内存和存储等硬件均被集成在服务器中，当只需要更新其中部分资源时，也需要付出非常高的代价。

目前，解聚的数据中心网络架构中，将服务器中的CPU、内存和存储资源分离，各自成为独立的硬件资源，并构建资源池，随着新技术的发展，每个硬件资源在其生命周期结束前都可以独立更新。为了降低网络时延，解聚光数据中心网络(RDON：a novel rack-scaledisaggregated DCN based on distributed fast optical switch)体系结构中，采用了光分组交换技术来实现高性能的解聚架构。但是，在内存节点和存储节点之间采用电交换机，仍然需要进行光电转换和电光转换。架构中使用了两个分立的交换机，增加了机架内的布线复杂度，同时在高速通信需求下，光电转换还是存在较大的时延。

而且，传统的数据中心大多使用树形结构，随着网络规模的扩容，树形结构的层级较深，网络半径较大，这使得不同节点下的交换设备端到端的延时较大，尤其对于跨边缘节点的东西向流量而言，由于树形结构半径较大，因而其平均通信延时也较大。因此提高解聚数据中心网络的网络容量，降低网络直径和时延，同时提升网络的可扩展性和灵活性是亟待解决的问题。

发明内容

本申请提出一种通信方法、一种混合交换节点和一种数据中心网络，能够支持纯光传输，降低了传输时延，提高了数据交换效率，提升了数据中心网络的可扩展性和灵活性。

第一方面提供一种通信方法，应用于混合交换节点，其特征在于，混合交换节点包括控制模块、光路交换模块OCS和光分组交换模块OPS，该方法可以包括：控制模块解析混合交换节点接收到的数据包以获得第一信息，第一信息包括数据包的下一跳信息；控制模块根据第一信息和/或第二信息从OPS和OCS中确定目标模块，第二信息包括OPS对应的输入端口的信息、OCS对应的输入端口的信息和数据包的输入端口的信息；控制模块根据第一信息生成第一控制信令，第一控制信令用于目标模块将数据包路由至下一跳；控制模块向目标模块发送第一控制信令。

该方案提供了数据包在兼具OPS、OCS的交换节点中的路由方式，路由过程中无需必须经历OPS和OCS，提高了数据交换效率，降低了时延。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，数据包在混合交换节点中是以光信号的形式传输的。

也即该方法支持纯光传输，无需再进行光电转换，大大降低了数据传输的时延。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一信息还包括数据包的源节点信息。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，混合交换节点包括多个输入端口和多个输出端口，多个输入端口包括多个第一输入端口和多个第二输入端口，多个输出端口包括多个第一输出端口和多个第二输出端口，其中，在第一输入端口与第一输出端口之间传输的数据包经由OCS路由，在第二输入端口与第二输出端口之间传输的数据包经由OPS路由，其中，OPS与第二输入端口之间通过光通路连接，和/或，OPS与第二输出端口之间通过光通路连接。

也即，控制模块可以通过下一跳信息或者源节点信息或者对应的输入端口或者完整的路由确定目标模块。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，多个输入端口和多个输出端口配置在OCS中。

应理解，输入端口和输出端口配置在OCS中，OPS和输入端口、输出端口为光连接，可以是OPS的端口与输入端口、输出端口光连接。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一控制信令具体用于OCS或者OPS调整交换元件。

第二方面提供一种混合交换节点，该混合交换节点可以包括控制模块、光路交换模块OCS和光分组交换模块OPS，其中，控制模块用于解析混合交换节点接收到的数据包以获得第一信息，第一信息包括数据包的下一跳信息，控制模块还用于根据第一信息和/或第二信息从OPS和OCS中确定目标模块，第二信息包括OPS对应的输入端口的信息、OCS对应的输入端口的信息和数据包的输入端口的信息，控制模块还用于根据第一信息生成第一控制信令，向目标模块发送第一控制信令；目标模块用于根据第一控制信令将数据包路由至下一跳。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，数据包在混合交换节点中是以光信号的形式传输的。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，第一信息还包括数据包的源节点信息。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，混合交换节点包括多个输入端口和多个输出端口，多个输入端口包括多个第一输入端口和多个第二输入端口，多个输出端口包括多个第一输出端口和多个第二输出端口，其中，OCS用于路由在第一输入端口与第一输出端口之间传输的数据包，OPS用于路由在第二输入端口与第二输出端口之间传输的数据包，其中，OPS与第二输入端口之间通过光通路连接，和/或，OPS与第二输出端口之间通过光通路连接。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，多个输入端口和多个输出端口配置在OCS中。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，OCS或者OPS具体用于根据第一控制信令调整交换元件。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，OCS、OPS和控制模块在同一机体内。

也即，OCS、OPS、控制模块是一体的，应理解，控制模块也可以在机身外以软件的形式对路由进行控制。

第三方面，提供一种数据中心网络，该数据中心网络可以包括第一子网络和第二子网络，第一子网络和第二子网络分别包括至少一个混合交换节点组，至少一个混合交换节点组中的每个混合交换节点组包括至少一个如权利要求7至13中任一项的混合交换节点，数据中心网络的任一传输路由上最多包括一个跳转混合交换节点，跳转混合交换节点用于连接源混合交换节点与目的混合交换节点。

结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，源混合交换节点和目的混合交换节点均属于第一子网络，源混合交换节点和目的混合交换节点均属于第一混合交换节点组，第一跳转混合交换节点属于第一混合交换节点组，

或者，

源混合交换节点和目的混合交换节点均属于第二子网络，源混合交换节点和目的混合交换节点均属于第二混合交换节点组，第一跳转混合交换节点属于第二混合交换节点组。

结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，源混合交换节点和目的混合交换节点均属于第一子网络，源混合交换节点属于第一混合交换节点组，目的混合交换节点属于第三混合交换节点组，第三混合交换节点组属于第一子网络，第二跳转混合交换节点属于第二子网络，

或者，

源混合交换节点和目的混合交换节点均属于第二子网络，源混合交换节点属于第二混合交换节点组，目的混合交换节点属于第四混合交换节点组，第四混合交换节点组属于第二子网络，第二跳转混合交换节点属于第一子网络。

结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，跳转混合节点可以是根据混合交换节点序号差值确定的，混合交换节点序号差值可以是根据第一参数确定的，第一参数可以包括以下参数：

目的混合交换节点序号、源混合交换节点序号、目的混合交换节点所在混合交换节点组的序号、源混合交换节点所在混合交换节点组的序号和第一子网络或者第二子网络包括的混合交换节点组的数量。

结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，第一参数可以满足下述关系：

混合交换节点序号差值＝(目的混合交换节点序号-源混合交换节点序号+n*第一子网络或者第二子网络包括的混合交换节点组的数量)/(目的混合交换节点所在混合交换节点组的序号-源源混合交换节点所在混合交换节点组的序号)，

其中，n取使得此式为整数的最小值。

结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，源混合交换节点属于第一子网络且目的混合交换节点属于第二子网络，或者，源混合交换节点属于第二子网络且目的混合交换节点属于第一子网络，

第三跳转混合交换节点属于目的混合交换节点所在的混合交换节点组或者源混合交换节点所在的混合交换节点组。

第四方面，提供一种通信系统，该通信系统可以包括如权利要求7至13中任一项的混合交换节点，或者，通信系统可以包括如权利要求14至19中任一项的数据中心网络。

第五方面，提供了一种通信设备，该通信设备可以是混合交换机，也可以是混合交换机内的芯片。该通信设备可以包括处理单元和收发单元。处理单元可以是处理器，收发单元可以是收发器；终端设备还可以包括存储单元，存储单元可以是存储器；存储单元用于存储指令，处理单元执行存储单元所存储的指令，以使混合交换机执行上述各方面中混合交换节点的方法。当设备是终端设备内的芯片时，处理单元可以是处理器，收发单元可以是输入/输出接口、管脚或电路等；处理单元执行存储单元所存储的指令，以使混合交换机执行各方面中混合交换节点的执行方法，存储单元可以是芯片内的存储单元(例如，寄存器、缓存等)，也可以是混合交换机内的位于芯片外部的存储单元(例如，只读存储器、随机存取存储器等)。

可选地，该处理器可以是通用处理器，可以通过硬件来实现也可以通过软件来实现。当通过硬件实现时，该处理器可以是逻辑电路、集成电路等；当通过软件来实现时，该处理器可以是一个通用处理器，通过读取存储器中存储的软件代码来实现，该存储器可以集成在处理器中，可以位于该处理器之外，独立存在。

当程序被执行时，处理器通过收发器执行如第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中的方法。

第六方面，提供一种计算机可读存储介质，包括计算机程序，当该计算机程序在通信设备上运行时，使得该通信设备执行如第一方面或第一方面的任意一种实现方式中的方法。

第七方面，提供了一种计算机程序产品，当该计算机程序产品在计算机上运行时，使得该计算机执行如第一方面或第一方面任意一种实现方式中的方法。

需要说明的是，装置侧的有益效果与方法侧的有益效果类似，具体的请参考方法侧有益效果的描述，此处不再赘述。

附图说明

图1是适用本申请的通信系统的一例网络架构示意图。

图2是适用本申请的一种通信系统的示意图。

图3是适用本申请的一种通信系统的示意图。

图4是适用本申请的一种通信系统连接方式的示意图。

图5是适用本申请的一种路由算法的示意图。

图6是适用本申请的一种交换机的结构示意图和一种交换控制模块的结构示意图。

图7是适用本申请的一种交换机内部结构示意图。

图8是适用本申请的一种光通路的结构示意图。

图9是适用本申请的一种交换控制模块的结构示意图。

图10是适用本申请的一种传输信息的方法的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本申请实施例的技术方案可以应用于各种通信系统，例如：全球移动通讯(globalsystem of mobile communication，GSM)系统、码分多址(code division multipleaccess，CDMA)系统、宽带码分多址(wideband code division multiple access，WCDMA)系统、通用分组无线业务(general packet radio service，GPRS)、长期演进(long termevolution，LTE)系统、LTE频分双工(frequency division duplex，FDD)系统、LTE时分双工(time division duplex，TDD)、通用移动通信系统(universal mobiletelecommunication system，UMTS)、全球互联微波接入(worldwide interoperabilityfor microwave access，WIMAX)通信系统、未来的第五代5G系统或新无线(new radio，NR)，也可以扩展到类似的无线通信系统中，如无线保真(wireless-fidelity，WIFI)，以及第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project，3GPP)相关的蜂窝系统等。

通常来说，传统的通信系统支持的连接数有限，也易于实现。然而，随着通信技术的发展，移动通信系统将不仅支持传统的通信，还将支持例如设备到设备(device todevice，D2D)通信，机器到机器(machine to machine，M2M)通信，机器类型通信(machinetype communication，MTC)，车联网(vehicle to everything，V2X)通信，例如，车到车(vehicle to vehicle，V2V)通信、车到基础设施(vehicle to infrastructure，V2I)通信，车到行人(vehicle to pedestrian，V2P)通信，车道网络(vehicle to network，V2N)通信。

应理解，本申请实施例的技术方案还可以应用于各种基于非正交多址接入技术的通信系统，例如稀疏码多址接入(sparse code multiple access，SCMA)系统，当然SCMA在通信领域也可以被称为其他名称；进一步地，本申请实施例的技术方案可以应用于采用非正交多址接入技术的多载波传输系统，例如采用非正交多址接入技术正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)、滤波器组多载波(filter bankmulti-carrier，FBMC)、通用频分复用(generalized frequency division multiplexing，GFDM)、滤波正交频分复用(filtered-OFDM，F-OFDM)系统等。

本申请提供的技术方案还可以应用于未来的通信系统，如第六代移动通信系统等。本申请对此不作限定。

在本申请实施例中，终端设备可以称为用户设备(user equipment，UE)、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置、软终端等，包括各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备。终端可以是移动站(mobile station，MS)、用户单元(subscriber unit)、蜂窝电话(cellular phone)、智能电话(smart phone)、无线数据卡、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)电脑、平板型电脑、无线调制解调器(modem)、手持设备(handset)、膝上型电脑(laptopcomputer)、机器类型通信(machine type communication，MTC)终端等。

本申请实施例中的终端设备也可以是手机(mobile phone)、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(virtual reality，VR)终端设备、增强现实(augmented reality，AR)终端设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程医疗(remote medical)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端、蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(sessioninitiation protocol，SIP)电话、无线本地环路(wireless local loop，WLL)站、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、手持终端、笔记本电脑、无绳电话(cordlessphone)或者无线本地环路(wireless local loop，WLL)台、未来5G网络中的终端设备，或者未来演进的公用陆地移动通信网络(public land mobile network，PLMN)中的终端设备等。

此外，终端设备还可以是物联网(internet of things，IoT)系统中的终端设备。IoT是未来信息技术发展的重要组成部分，其主要技术特点是将物品通过通信技术与网络连接，从而实现人机互连，物物互连的智能化网络。应理解，本申请对于终端设备的具体形式不作限定。

此外，终端设备还可以包括智能打印机、火车探测器、加油站等传感器，主要功能包括收集数据(部分终端设备)、接收网络设备的控制信息与下行数据，并发送电磁波，向网络设备传输上行数据。

在本申请实施例中，网络设备可以是一种部署在无线接入网中为终端设备提供无线通信功能的装置，可以是用于与终端设备通信的设备或者该设备的芯片。该网络设备包括但不限于：无线网络控制器(radio network controller，RNC)、基站控制器(basestation controller，BSC)、家庭基站(例如，home evolved nodeB，或home node B，HNB)、基带单元(baseband unit，BBU)，无线保真系统中的接入点(access point，AP)、无线中继节点、无线回传节点、传输点(transmission point，TP)或者发送接收点(transmissionand reception point，TRP)等，还可以为5G(如NR)系统中的gNB或传输点(TRP或TP)，或者5G系统中的基站的一个或一组(包括多个天线面板)天线面板，或者还可以为构成gNB或传输点的网络节点，如基带单元BBU，或分布式单元(distributed unit，DU)等。

本申请实施例中的网络设备可以包括各种形式的宏基站，微基站(也称为小站)，中继站，接入点等，可以是全球移动通讯GSM系统或码分多址CDMA中的基站(basetransceiver station，BTS)，也可以是宽带码分多址WCDMA系统中的基站(nodeB，NB)，还可以是LTE系统中的演进型基站(evolutional nodeB，eNB或eNodeB)，还可以是云无线接入网络(cloud radio access network，CRAN)场景下的无线控制器，或者该网络设备可以为中继站、接入点、可穿戴设备或车载设备、可穿戴设备以及5G或未来网络中的网络设备或者未来演进的公用陆地移动通信网络PLMN网络中的网络设备等。

在一些网络部署中，网络设备可以包括集中式单元(centralized unit，CU)和分布式单元(distributed unit，DU)。网络设备还可以包括射频单元(radio unit，RU)、有源天线单元(active antenna unit，AAU)。CU实现网络设备的部分功能，比如负责处理非实时协议和服务，实现无线资源控制(radio resource control，RRC)，分组数据汇聚层协议(packet data convergence protocol，PDCP)层的功能。DU实现网络设备的部分功能，比如负责处理物理层协议和实时服务，实现无线链路控制(radio link control，RLC)层、媒体接入控制(media access control，MAC)层和物理(physical，PHY)层的功能。AAU实现部分物理层处理功能、射频处理及有源天线的相关功能。由于RRC层的信息最终会变成PHY层的信息，或者，由PHY层的信息转变而来。因而在这种架构下，高层信令(例如，RRC层信令)也可以认为是由DU发送的，或者由DU+AAU发送的。可以理解的是，网络设备可以为CU节点、或DU节点、或包括CU节点和DU节点的设备。此外，CU可以划分为接入网RAN中的网络设备，也可以将CU划分为核心网CN中的网络设备，在此不做限制。

网络设备为小区提供服务，终端设备通过网络设备分配的传输资源(例如，频域资源，或者频谱资源)与小区进行通信，该小区可以属于宏基站(例如，宏eNB或宏gNB等)，也可以属于小小区(small cell)对应的基站，这里的小小区可以包括：城市小区(metro cell)、微小区(micro cell)、微微小区(pico cell)、毫微微小区(femto cell)等，这些小小区具有覆盖范围小、发射功率低的特点，适用于提供高速率的数据传输服务。

在本申请实施例中，网络设备和终端设备包括无线资源控制(radio resourcecontrol，RRC)信令交互模块、媒体接入控制(media access control，MAC)信令交互模块、以及物理(physical，PHY)信令交互模块。其中，RRC信令交互模块可以为：网络设备和终端设备用于发送及接收RRC信令的模块。MAC信令交互模块可以为：网络设备和终端设备用于发送及接收媒体接入控制-控制元素(media access control-control element，MAC CE)信令的模块。PHY信令及数据交互模块可以为：网络设备和终端设备用于发送及接收上行控制信令或下行控制信令、上下行数据或下行数据的模块。

应理解，本申请实施例可以适用于LTE系统以及后续的演进系统如5G等，或其他采用各种无线接入技术的无线通信系统，如采用码分多址，频分多址，时分多址，正交频分多址，单载波频分多址等接入技术的系统。

为了便于理解本申请实施例，首先结合图1详细说明适用于本申请实施例提供的方法的通信系统。图1示出了适用于本申请实施例提供的方法的通信系统100的示意图。如图所示，该通信系统100可以包括至少一个网络设备，如图1中所示的5G系统中的网络设备101；该通信系统100还可以包括至少一个终端设备，如图1中所示的终端设备102至107。其中，该终端设备102至107可以是移动的或固定的。网络设备101和终端设备102至107中的一个或多个均可以通过无线链路通信。每个网络设备可以为特定的地理区域提供通信覆盖，并且可以与位于该覆盖区域内的终端设备通信。例如，网络设备可以向终端设备发送配置信息，终端设备可以基于该配置信息向网络设备发送上行数据；又例如，网络设备可以向终端设备发送下行数据。因此，图1中的网络设备101和终端设备102至107构成一个通信系统。

可选地，终端设备之间可以直接通信。例如可以利用D2D技术等实现终端设备之间的直接通信。如图中所示，终端设备105与106之间、终端设备105与107之间，可以利用D2D技术直接通信。终端设备106和终端设备107可以单独或同时与终端设备105通信。

终端设备105至107也可以分别与网络设备101通信。例如可以直接与网络设备101通信，如图中的终端设备105和106可以直接与网络设备101通信；也可以间接地与网络设备101通信，如图中的终端设备107经由终端设备105与网络设备101通信。

应理解，图1示出了一个网络设备和多个终端设备，以及各通信设备之间的通信链路。可选地，该通信系统100可以包括多个网络设备，并且每个网络设备的覆盖范围内可以包括其它数量的终端设备，例如更多或更少的终端设备。本申请对此不做限定。

上述各个通信设备，如图1中的网络设备101和终端设备102至107，可以配置多个天线。该多个天线可以包括至少一个用于发送信号的发射天线和至少一个用于接收信号的接收天线。另外，各通信设备还附加地包括发射机链和接收机链，本领域普通技术人员可以理解，它们均可包括与信号发送和接收相关的多个部件(例如处理器、调制器、复用器、解调器、解复用器或天线等)。因此，网络设备与终端设备之间可通过多天线技术通信。

可选地，该无线通信系统100还可以包括网络控制器、移动管理实体等其他网络实体，本申请实施例不限于此。

还应理解，图1仅为便于理解而示例的简化示意图，该通信系统100中还可以包括其他网络设备或者还可以包括其他终端设备，图1中未予以画出。

为了便于理解本申请的技术方案，提前对相关技术概念做一简单解释。

1.光路交换

光路交换(Optical Circuit Switching，OCS)是目前研究最多最为成熟的一种光交换技术，其通过在主叫和被叫之间建立一个光连接通道来进行数据传输。该通道可能是一根光纤，也可能是采用复用技术构建的存在于光复用线路中的一个通道。这条通道在一个呼叫的通信期间将一直保持到通信结束。光路交换能够实现可变拓扑，采用OCS交换机和无线设备作为可变拓扑结构的组成部分，能够通过高效的拓扑自适应算法提升性能效果。

2.光分组交换技术

光分组交换(Optical Packet Switching，OPS)技术，以光分组作为最小的交换颗粒，数据包的格式为固定长度的光分组头、净荷和保护时间三部分。在交换系统的输入接口完成光分组读取和同步功能，同时用光纤分束器将一小部分光功率分出送入控制单元，用于完成如光分组头识别、恢复和净荷定位等功能。光交换矩阵为经过同步的光分组选择路由，并解决输出端口竞争。最后输出接口通过输出同步和再生模块，降低光分组的相位抖动，同时完成光分组头的重写和光分组再生。

全光分组交换OPS是光交换的发展方向。OPS是一种不面向连接的交换方式，采用单向预约机制，在进行数据传输前不需要建立路由、分配资源。分组净荷紧跟分组头在相同光路中传输，网络节点需要缓存净荷，等待带分组目的地的分组头的处理，以确定路由。相比光路交换(Optical Circuit Switching，OCS)，OPS有着很高的资源利用率，和很强的适应突发数据的能力。

3.解聚的数据中心网络架构

解聚的数据中心网络架构，其将服务器中的中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)、内存和存储资源分离，各自成为独立的硬件资源，并构建资源池。解聚后的数据中心网络(Data Center Network，DCN)可以根据不同的应用需求，灵活动态的配置硬件资源，从而提高网络资源的利用率，降低成本以及资源能耗的浪费。除此之外，随着新技术的发展，每个硬件资源在其生命周期结束前都可以独立更新。

4.云资源池

在云计算体系中，存储与计算资源集中放置在公共的云资源池中，使得客户能够通过网络以便利的、按需付费的方式获取。某种程度上说，云资源池是云服务的核心。云资源池有以下几层含义：网络服务器集群(服务器、存储、CPU等)，云应用软件(操作系统、集成开发环境)，云平台软件(主机虚拟化，云管平台等)，基于网络为租户提供数据存储和网络计算服务。本申请中的云资源池可以包括内存资源、计算资源、存储资源等。

5.南北向流量与东西向流量

南北向流量和东西向流量是数据中心中常用的网络流量模式。通常在数据中心中，将其网络流量分为两种类型，一种是数据中心外部用户和内部服务器之间交互的流量，这样的流量称作南北向流量或者纵向流量；另外一种是数据中心内部服务器之间交互的流量，称作东西向流量或者横向流量。简单来说，南北向流量指的是客户端和服务器之间的流量，东西向流量指的是不同服务器间的流量。

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本申请的一种全光数据中心网络解聚架构如图2所示，在该网络架构中，可以包括L个机架，其中每个机架可以部署一个混合光交换机(Hybrid Optical Switch，HOS)。在每个机架中包含两种类型的通信，分别是：计算节点(Com)与内存节点(Mem)之间的通信，内存节点(Mem)与存储节点(Stor)之间的通信。机架中的混合光交换机采用光分组交换和光路交换相结合的方式来进行不同节点之间的通信，从而构成了全光的数据中心网络解聚架构。

其中：Q个内存节点与D个计算节点之间通过光分组交换技术进行通信，Q内存节点和K个存储节点之间通过光路交换技术进行通信，Q、D、K均为正整数，Q大于或等于D。考虑到目前光缓存技术发展不成熟，本申请的架构可以避免使用光缓存技术，将该解聚架构的网络直径设置为2。

应理解，网络直径指的是信息传输过程中遍历的路径的数量，可以通过信息传输过程中经历的跳转数+1来计算，比如，信息传输过程中经历了1跳，则该架构的网络直径为2。

应理解，本申请中的混合光交换机中可以包括控制模块，控制模块也可以在机体外部，本申请中的混合光交换机与混合交换节点是等同的。

一种可能的实施方式，可以将如图2所示的架构看作一个集群(也即，混合交换节点组)，对该架构进行扩展，同时保证网络直径为2。

假设每个集群最多能够支持M个机架，扩展架构最多可以支持2M个集群，即最多可以支持L＝2M*M个机架，架构规模为2M²。

该网络直径为2的可扩展解聚DCN架构的建立规则如下：

1.对于给定的集群大小M(M为素数，且M％4＝1)，首先在集合X＝{1,2,…,M-1}

中找出一个元素ξ，使得X中的所有元素可以被表示为mod(ξ^a,M)；

其中，M％4＝1是指，M除以4所得的余数为1。

应理解，集群的大小可以是集群能够支持的机架的最大数量。

2.计算得到两个集合：集合C1＝mod({ξ,ξ³,…,ξ^M-2},M)，集合C2＝mod({1,ξ²,…,ξ^M-3},M)；

示例地，M＝5时，可取ξ＝2，此时，1＝mod(2⁴,5),2＝mod(2¹,5),3＝mod(2³,5),4＝mod(2²,5)。由此可知C1＝mod({ξ,ξ³},5)＝{2,3}，集合C2＝mod({1,ξ²},5)＝{1,4}。

应理解，M和2M都是一个极限值，M的具体选择主要取决于规模需求和交换机支持多少个端口。例如需要建立一个有40个机架的集群，根据2M²≥40(M为素数，且M％4＝1)，可知M的最小值为5，需要建立实例中所示的架构，每个交换机都只需5(集群间)+2(集群内)＝7个端口，但此时无需每个端口都建立连接，因为有10个机架的冗余，可以选择减少集群数目，也可以选择减少集群中的机架数目，此时从外观上看起来，集群内机架数和集群数是不同的，但是其实所有的连线方式和路由算法还与M＝5时规定的相同，执行时只需把冗余的部分跳过即可。

也即，集群内有5个机架时，可以支持11或12个集群甚至更多集群，此时的连线规则并不是M＝5时的连线规则，而是M＝13(＞5且满足要求的M)时的连线规则，只不过是冗余了非常多机架的特殊情况。

应理解，在完全满连接的情况下，交换机的端口利用率是最高的。

也即，上数集群中包括的机架数量与架构包括的集群的数量之间并无特别限定的数量关系，只是作为一种示例。

3.假设将第i个集群的第j个机架的混合光交换机表示为HOS(i,j)：

①对于i₁≤M，若有j₂-j₁∈C1,则HOS(i₁,j₁)与HOS(i₁,j₂)互联；

②对于i₂>M，若有j₄-j₃∈C2,则HOS(i₂,j₃)与HOS(i₂,j₄)互联；

③若j₃＝mod((i₁-1)*(i₃-M-1)+j₁-1,M)+1,则HOS(i₁,j₁)与HOS(i₃,j₃)互联。

按照上述①～③的规则，实际是将这2M个集群分为了两个各包含M个集群的半网络，其中，编号为1～M的集群为前半网络，编号为(M+1)～2M的集群为后半网络。则①是前半网络中每个集群内部的连线规则，②是后半网络中每个集群内部的连线规则，③是前半网络和后半网络不同集群之间的连线规则。如图3所示，集群1～集群M为前半网络，每个集群分别采用①连线规则进行集群内连接；集群(M+1)～集群2M为后半网络，每个集群分别采用②连线规则进行集群内连接；前后两个半网络的不同集群之间采用③连线规则进行连接。

应理解，上述数字与顺序均作为一种示例而非限定。

还应理解，比如①～③作为并列的规则分别对应于前半网络内部、后半网络内部、前半网络与后半网络之间的连线规则。

示例地，M取5时，

①前半网络各集群内部的连线关系：对于i₁<＝5，若满足j₂-j₁＝2或3,则HOS(i₁,j₁)与HOS(i₁,j₂)互联；

②后半网络各集群内部的连线关系：对于i₂>5，若满足j₄-j₃＝1或4,则HOS(i₂,j₃)与HOS(i₂,j₄)互联；

③前半网络与后半网络集群间的连线关系：若满足j₃＝mod((i₁-1)*(i₃-6)+j₁-1,5)+1,则HOS(i₁,j₁)与HOS(i₃,j₃)互联。

具体地，该架构在M＝5时的具体连线如图4所示，集群1(Group1)～集群5(Group5)为前半网络(也即，第一子网络)，其中，各集群的集群内连线方式是一致的：HOS1连接HOS3和HOS4，HOS2连接HOS4和HOS5，HOS3连接HOS5；

Group6～Group10为后半网络(也即，第二子网络)，其各集群的集群内连线方式也是一致的：HOS1连接HOS2和HOS5，HOS2连接HOS3，HOS3连接HOS4，HOS4连接HOS5。

图4中的虚线为前半网络与后半网络之间的部分连线关系：

Group1的HOS1～5分别连接Group6～Group10的HOS1～5；

Group2的HOS1～5分别连接Group6的HOS1～5，Group7的HOS2～5和HOS1，Group8的HOS3～5和HOS1～2，Group9的HOS4～5和HOS1～3，Group10的HOS5和HOS1～4；

Group3的HOS1～5分别连接Group6的HOS1～5，Group7的HOS3～5和HOS1～2，Group8的HOS5和HOS1～4，Group9的HOS2～5和HOS1，Group10的HOS4～5和HOS1～3；

Group4的HOS1～5分别连接Group6的HOS1～5，Group7的HOS4～5和HOS1～3，Group8的HOS2～5和HOS1，Group9的HOS5和HOS1～4，Group10的HOS3～5和HOS1～2；

Group5的HOS1～5分别连接Group6的HOS1～5，Group7的HOS5和HOS1～4，Group8的HOS4～5和HOS1～3，Group9的HOS3～5和HOS1～2，Group10的HOS2～5和HOS1。

一种可能的实施方式，适用于上述架构及连接关系的一种路由调度算法，记源HOS和目的HOS分别为HOS(a₁,b₁)和HOS(a₂,b₂)，根据源HOS与目的HOS的位置关系可分为以下几种情况：

1.HOS(a₁,b₁)与HOS(a₂,b₂)直连，则HOS(a₁,b₁)→HOS(a₂,b₂)，直达；

2.HOS(a₁,b₁)与HOS(a₂,b₂)非直连，且在一个集群内部：此时在该集群中必有一个中转混合光交换机mid-HOS同时连接HOS(a₁,b₁)和HOS(a₂,b₂)，则HOS(a₁,b₁)→mid-HOS→HOS(a₂,b₂)，可经一跳转发到达目的地；

3.HOS(a₁,b₁)与HOS(a₂,b₂)非直连，且处于两个不同的集群，又可以分为以下情况：

①源HOS与目的HOS在不同的半网络：

可以尝试在目的HOS所在集群中寻找与HOS(a₁,b₁)互联的mid-HOS1，若mid-HOS1与HOS(a₂,b₂)互联，则HOS(a₁,b₁)→mid-HOS1→HOS(a₂,b₂)，路由结束；

否则，在源HOS所在集群中寻找与HOS(a₂,b₂)互联的mid-HOS2，必有HOS(a₁,b₁)与mid-HOS2互联，则HOS(a₁,b₁)→mid-HOS2→HOS(a₂,b₂)，路由结束。

②源HOS与目的HOS同在后半网络：

此时可以在前半网络中找到一个mid-HOS同时与HOS(a₁,b₁)和HOS(a₂,b₂)连接。

具体地，由前述连接方式可知，前半网络的集群间连接规律可以如下所示：

集群1中HOS1连接集群M+1，M+2,…,2M中的HOS1(序号差值为0)，集群1中HOS2连接集群M+1，M+2,…,2M中的HOS2(序号差值为0)…；

集群2中HOS1分别连接集群M+1，M+2,…,2M中的HOS1，HOS2,…,HOSM(序号差值为1)，集群2中HOS2分别连接集群M+1，M+2,…,2M中的HOS2，HOS3,…,HOS1(序号差值为1)…；

……；

集群M中HOS1分别连接集群M+1，M+2,…,2M中HOS1，HOSM,…,HOS2(序号差值为M-1)，集群M当中HOS2分别连接集群M+1，M+2,…,2M中的HOS2，HOS1,…,HOSM-2(序号差值为M-1)…；

其中，序号差值可以指连接的HOS的序号的差值，序号差值可以通过(目的HOS序号-源HOS序号+n*M)/(目的HOS所在集群序号-源HOS所在集群序号)来进行计算，(n取使得此式为整数的最小值)。

根据上述统计规律，可以计算出特定源HOS和目的HOS需经过的mid-HOS。

示例地，M取5时，假设源HOS为Group7的第3个交换机，目的HOS为Group9的第1个交换机，则序号差值的计算如下所示：

(1-3+n*5)/(9-7)，令n为2，该式为整数，求得的序号差值为4。

即可说明mid-HOS是Group5中的交换机，再根据源HOS和目的HOS的具体位置，可以找出两者在Group5中共同连接的唯一一台交换机HOS4。

为了更清晰的展示上述规律，可将M取5时的连接关系整理如表1-5所示：

表1集群1中的HOS与后半网络集群中的HOS的连接关系

表2集群2中的HOS与后半网络集群中的HOS的连接关系

表3集群3中的HOS与后半网络集群中的HOS的连接关系

表4集群4中的HOS与后半网络集群中的HOS的连接关系

表5集群5中的HOS与后半网络集群中的HOS的连接关系

应理解，表1-5作为一种示例而非限定，可以以表格中部分或整体的内容作为实施，也可以以部分表格或全部表格的内容作为实施，本申请对此不作限定。

还应理解，表格中的数字作为集群的序号、HOS的序号只是一种序号的示例，其他可以作为区分标志的方式，或其他等效替代的方式也在本申请保护范围内。

在5个表格中，可以发现每个表格中行间的差值分别为0,1,2,3,4。应理解，由于示例是取M为5，所以HOS序号最大为5。示例地，参见表5，集群5中的HOS2与集群7的HOS1相连，与集群8的HOS5相连，与集群9的HOS4相连，HOS1、HOS5、HOS4三个HOS的序号的差为4，值得注意的是，由于M取5，只有5个HOS，所以在HOS5后以HOS1作为相邻的HOS，因此，与HOS5序号相隔4的HOS为HOS4。可以理解的是，假设M取值为10，与HOS5序号相隔4的HOS即为HOS9。

由表中的连接关系可知，源HOS和目的HOS的位置是固定的，则会有且仅有一个竖列同时满足两者的位置需求，即可确定唯一的mid-HOS。例如，源HOS为Group7的第3个交换机，目的HOS为Group9的第1个交换机，则可确定唯一竖列，即表5中第四列，也即mid-HOS为Group5的第4个交换机HOS4。

③源HOS与目的HOS同在前半网络：

此时可以在后半网络中找到一个mid-HOS同时与HOS(a₁,b₁)和HOS(a₂,b₂)连接。

后半网络的集群间连接方式如下所示：

集群M+1中的HOS1连接集群1，2,…,M中的HOS1(j₁＝1)，集群M+1中的HOS2连接集群1，2,…,M中的HOS2(j₁＝2)…；

集群M+2中的HOS1分别连接集群1，2,…,M中的HOS1，HOSM,…,HOS2(j₁＝mod(2-i₁,M)，序号相差为-1)，集群2中的HOS2分别连接集群1，2,…,M中的HOS2，HOS1,…,HOS3(j₁＝mod(3-i₁,M)，序号相差为-1)…；

……；

集群2M中的HOS1分别连接集群1，2,…,M中的HOS1，HOS2,…,HOSM(j₁＝mod((1-(M-1)(i₁-1)),M)，序号相差为-(1-M))，集群2M中的HOS2分别连接集群1，2,…,M中的HOS2，HOS3,…,HOS1(j₁＝mod(2-(M-1)(i₁-1),M)，序号相差为-(1-M))…。

根据上述统计规律，可以计算出特定源HOS和目的HOS需经过的mid-HOS。序号差值可以通过(目的HOS序号-源HOS序号+n*M)/(目的HOS所在集群序号-源HOS所在集群序号，n取使得此式为整数的最小值)计算。

例如，假设源HOS为Group1的第2个交换机，目的HOS为Group4的第5个交换机，则序号差值可以等于(5-2+n*5)/(4-1)，令n为0，上式为整数，求得的序号差值为1，也可认为是-4(如前所述)，即可说明mid-HOS是Group10中的交换机，再根据源和目的HOS的具体位置，可以找出两者在Group7中共同连接的唯一一台交换机HOS2。

为了更清晰的展示上述规律，可将M取5时的连接关系整理如表6-10所示：

表6集群6中的HOS与前半网络集群中的HOS的连接关系

表7集群7中的HOS与前半网络集群中的HOS的连接关系

表8集群8中的HOS与前半网络集群中的HOS的连接关系

表9集群9中的HOS与前半网络集群中的HOS的连接关系

表10集群10中的HOS与前半网络集群中的HOS的连接关系

应理解，表6-10作为一种示例而非限定，可以以表格中部分或整体的内容作为实施，也可以以部分表格或全部表格的内容作为实施，本申请对此不作限定。

还应理解，表格中的数字作为集群的序号、HOS的序号只是一种序号的示例，其他可以作为区分标志的方式，或其他等效替代的方式也在本申请保护范围内。

在5个表格中，可以发现每个表格中行间的差值分别为0,-1,-2,-3,-4。应理解，由于示例是取M为5，所以HOS序号最大为5。示例地，参见表10，集群10中的HOS2与集群3的HOS4相连，与集群4的HOS5相连，与集群5的HOS1相连，HOS4、HOS5、HOS1三个HOS的序号的差为-4，值得注意的是，由于M取5，只有5个HOS，所以在HOS5后以HOS1作为相邻的HOS，因此，与HOS4序号相隔-4的HOS为HOS5。可以理解的是，假设M取值为10，与HOS8序号相隔-4的HOS即为HOS4。

由表中的连接关系可知，源HOS和目的HOS的位置是固定的，则会有且仅有一个竖列同时满足两者的位置需求，即可确定唯一的mid-HOS。例如，源HOS为Group1的第2个交换机，目的HOS为Group4的第5个交换机，则可确定唯一竖列，即表10中第二列，也即mid-HOS为Group10的第2个交换机HOS4。

本实施方式通过采用新设计的集群内和集群间连接方式，保证网络拓扑直径为2，能够有效降低网络时延。

本申请的另一实施例，适用于上述架构和连接方法的一种路由调度方法如图5所示，判断源HOS和目的HOS是否直接相连，若直接相连则直接与目的HOS完成通信。

若不直接相连，再判断源HOS和目的HOS是否在同一半网络。

若在同一半网络时，继续判断源HOS和目的HOS是否在同一集群，若在同一集群，则可以通过同一集群中与源HOS和目的HOS都互联的mid-HOS1跳转至目的HOS；若不在同一集群，则可以通过另一半网络中与源HOS和目的HOS都互联的mid-HOS1跳转至目的HOS。

若不在同一半网络，继续判断源HOS是否与目的HOS所在的同一集群中的mid-HOS直接相连。

若直接相连，则可以通过目的HOS所在的半网络中与源HOS直连的mid-HOS3跳转至目的HOS。

若不直接相连，则可以通过源HOS所在半网络中与目的HOS直连的mid–HOS4跳转至目的HOS。

至此，路由调度过程结束。

应理解，图5为流程图的一种示例，具体的实施中可能以部分流程进行，也可能以全部流程进行，本申请对此不作限定。

应理解，本申请提出的是源路由算法，即在数据发送前，发送端可以根据图5所示的路由调度算法，计算出传输路径，给数据打上光路由标签，传给源端HOS，源端HOS可以解析该路由标签，根据标签中的下一跳信息，传给目的HOS或者mid-HOS。若是mid-HOS，则再按照相同的方式转发，直至到达目的HOS，目的HOS再将数据转发给目的端。

由上述路由算法可以看出，本申请所提的可扩展的全光解聚数据中心网络架构，其网络直径仅为2，即最多只需经过一跳转发，即可到达目的HOS。对于全光的解聚数据中心来说，该架构一方面由于网络直径短，从源端到目的端的传输跳数少，因此极大的缩短了不同节点下的交换设备端到端的延时，尤其是对于东西向的流量而言。另一方面，对于流控制来说，由于网络直径短，在发生丢包需要进行重传的情况下，也可直接从源端进行重传，避免使用目前还未发展成熟的光缓存技术，这样可以弥补全光传输的不足。

上述架构中的混合光交换机(也称混合光交换节点，混合交换节点)的一例如图6所示，本申请提出的混合光交换机可以包括分组交换模块和光路交换模块。与混合光交换机进行连接的外部节点包含D个计算节点(CPU)，Q个内存节点(Mem)和K个存储节点(Stor)。除此之外，该交换机还有p个外部端口(External port,EP)，外部端口是机架间的互联端口，用于与其他机架进行连接。在图6的右图所示的全光混合交换机的具体结构中，该混合光交换机主要包含三个模块：光路交换模块(OCS，Optical Circuit Switching)，光分组交换模块(OPS，Optical Packet Switching)，以及交换控制模块(Switch Controller)。

应理解，各节点以及端口的数量均为自然数。

光路交换OCS是目前研究最多最为成熟的一种光交换技术，其通过在主叫和被叫之间建立一个光连接通道来进行数据传输。该通道可能是一根光纤，也可能是采用复用技术构建的存在于光复用线路中的一个通道。这条通道在一个呼叫的通信期间将一直保持到通信结束。即交换过程共分三个阶段：①链路建立阶段；②链路保持阶段，链路始终被通信双方占用，不允许其他通信方共享该链路；③链路拆除阶段。

混合交换机的光路交换模块(Circuit Switching Matrix)可以与外部节点直接相连，

如图7所示，端口5/6/7/8可以是外部输入端口，端口9/10/11/12可以是外部输出端口，输入端口和输出端口之间可以任意选路进行导通，具体的映射关系即为光路交换模块表征的交换矩阵。端口1/2/3/4可以是OCS上用于连接OPS的端口，也即端口13/14/15/16为OPS的端口，与端口1/2/3/4相连。

一种可能的实现方式，可以通过图8所示的结构(即交换元件)实现交换。在图8中，左上角和右下角分别为输入和输出的光纤阵列，右上角和左下角是两个光学反射结构，可以是光学反射镜，对光路进行反射，通过调整镜片的角度，可以使输入端口的光导入到不同的输出端口，从而形成不同的映射关系，即交换矩阵。当需要切换通道时，需要调整镜片的角度，并使反射稳定。所需时间较长，为毫秒ms级别。

应理解，该交换的具体实现方式有多种，本申请对此不作限定。

光分组交换是一种信息包的交换，通过光调制方式将信息形成光信号序列，然后分隔成多个分组，并被附加上各自的光分组头。光信号独立经过光分组网的节点，节点通过解析分组头获得路由信息，然后转发送往目的地。光路交换中一个通信业务独占一条通路或信道，而光分组交换允许多个通信业务动态地、分时段共享某一通道，因此相比光路交换而言，光分组交换更为灵活和快速。

本申请中光分组交换结构的一例，光分组交换模块有q个调制Modulate模块，每个调制模块的具体结构可以如图6中的左图所示，由多个连接模块构成。

其中，连接模块的一例可以是如图9所示的结构(即交换元件)，包括光纤延迟线(fiber delay line，FDL)，光学放大器(semiconductor optical amplifier，SOA)，假设输入信号要去往1号输出端口，则1号SOA门连通，其余SOA门关闭。SOA门的切换时间可以达到纳秒ns级别。

应理解，上述结构仅作为一种示例，本申请对此不做限定，其他能够实现相同功能的模块或是结构均应在本申请保护范围之内。

如图7所示，假设信息1需要在Stor1与MEm3之间进行传输，则Stor1的端口与端口5相连，MEm3的端口与端口11相连，信息1从Stor1出发，进入端口5历经光路交换模块到达端口11，输出至MEm3。

假设信息2需要在CPU1与MEm3之间进行传输，则CPU1的端口与端口7相连，光路交换模块与光分组交换模块之间通过光通路相连，如端口1与端口7光连接，光分组交换模块内部进行交换连接，可以从端口4输出，端口4与光路交换模块的端口11通过光通路相连，信息2从端口7输入历经光路交换模块、光分组交换模块到达端口11，输出至MEm3。

其中，用于光路交换模块与光分组交换模块连接的光通路，可以是光纤，也可以是如图8所示的光路结构，本申请对此不作限定。

一种可能的实现方式，光分组交换模块作为一种快速交换模块，可以是可插拔模块。

快速交换端口组的大小和集群M的值可以根据网络的实际需求来设计。由于快速交换模块为灵活的可插拔模块，也可以通过添加分组交换模块来增加快速交换组中的端口数量N的值。

一种可能的方式，在N＝p+K+Q+D的情况下，每个端口都可以配置为快速交换组中的端口，因此该混合光交换机为纯光分组交换机。

另一种可能的方式，在N＝0的情况下，该混合光交换机为纯光路交换机，可以在仅存在长业务流的情况下使用。

在实际通信时，若通过的是大带宽、对时延不敏感的流量(如存储和内存节点之间的通信)，时延要求大于一定的阈值，可以直接通过光路交换的端口和模块进行通信；而当通过的是时延敏感、需要进行快速交换的流量时(如CPU和内存节点之间进行通信)，时延要求小于或等于一定的阈值，则需要将对应端口配置为快速交换模块的端口。

应理解，时延要求的阈值可以是预设的，也可以是根据业务需求确定的，本申请对此不作限定。

应理解，在该交换机中，信息传输路径可以根据时延要求分为两种类型，比如，对时延要求大于一定的阈值的传输，可以通过光路交换模块与外部节点的端口相连接的路径(即第二传输)，该路径可以是如图7所示的结构；对时延要求小于或等于一定的阈值的传输，需要利用光分组交换模块提高传输效率，降低时延，但由于外部节点只能与光路交换模块的端口相连，因此，该信息传输需先经过光路交换模块的端口，连接至光分组交换模块的端口(即第一传输)。

还应理解，光路交换模块的光通路连接需要实时调整路径，比如，输入端口和/或输出端口发生改变时，需要调整光路传输路径以完成信息的完整传输，而外部节点通过光路交换模块的端口与光分组交换模块的端口相连的光通路在确定后，一般不需再调整光路，输出端口需要调整时，交换控制模块根据节点上报的信息调整光分组交换模块内部的端口连接即可。

还应理解，第一传输可能是单向传输(即第一子传输)，比如从CPU到Mem传输，也可能是双向传输(即第一子传输+第二子传输)，比如从CPU到Mem，再从Mem反馈至CPU的传输。其中，对于双向传输，外部节点，比如CPU，可以向交换控制模块上报第一子传输的起始节点和结束节点，第二子传输的路径默认为按原路返回；也可以是CPU既上报第一子传输的起始节点和结束节点，同时上报第二子传输的起始节点和结束节点；也可以是，CPU只上报第一子传输的起始节点和结束节点，Mem上报第二子传输的起始节点和结束节点。本申请对此不作限定。

还应理解，第一传输和第二传输可以同时进行。

光路交换模块和分组交换模块由交换控制器(Switch Controller)进行控制，对于有快速交换需求的机架，首先需要建立与分组交换模块中的快速交换端口组中的端口的连接。交换控制器也可以控制光分组交换模块中快速交换端口之间的连接。

本申请的一个实施例，提供一种适用于上述混合交换节点的通信方法，如图10所示：

1001：控制模块(SW)解析混合交换节点接收到的数据包以获得第一信息，所述第一信息包括所述数据包的下一跳信息；

1002：所述控制模块根据所述第一信息和/或第二信息从所述OPS和所述OCS中确定目标模块，所述第二信息包括所述OPS对应的输入端口的信息、所述OCS对应的输入端口的信息和所述数据包的输入端口的信息；

1003：所述控制模块根据所述第一信息生成第一控制信令，所述第一控制信令用于所述目标模块将所述数据包路由至下一跳；

1004：所述控制模块向所述目标模块发送第一控制信令。

1005：目标模块接收第一控制信令，根据第一控制信令调整交换器件，以使光信号通过。

具体地，在包括有上述实施例中的交换机的网络架构中，光信号的传递可以如下所示：

假设数据包A从Group7的第3个机架上的CPU1要传输至Group9的第1个机架上的Mem3，则Group7的第3个机架上的HOS为源HOS，Group9的第1个机架上的HOS为目的HOS，数据传输流程可以是：

CPU1已知网络拓扑，根据目的节点(即Group9的第1个机架上的Mem3)按照规定的路由算法计算出完整的传输路由，即，可以算出mid-HOS为Group5中的交换机HOS4。将该传输路由作为光标签放入数据包A，发送给Group7的第3个机架上的HOS，其中，路由算法与前述实施例中的路由算法类似，此处不再赘述；

可以理解的是，HOS可以根据完整的路由判断内部的传输路径，包括输出端口。HOS也可以仅获知下一跳信息，根据下一跳信息确定内部的传输路径，也可以根据输入端口来确定内部传输路径，比如，当输入端口是和CPU相连的端口时，则经由OPS路由。也即，光标签可以包括源节点信息或者下一跳信息或者数据包本次传输的完整路由，本申请对滴不作限定。

该HOS通过光路交换模块中与CPU1相连的端口接收数据包A，解析光标签，获知下一跳是mid-HOS，然后由交换控制器SW根据下一跳信息，控制光分组交换模块进行切换，比如，上一次的传输中光分组交换模块中的端口13与15相连，本次传输需要从端口14输出连接至EP端口，则，SW可以生成控制信息，控制快速分组模块的端口13切换至与端口14连接，数据包A从端口14传输至EP端口；

EP端口与mid-HOS直连，数据包A通过mid-HOS的EP端口进入，此时数据包A中还携带着光标签，mid-HOS解析该光标签获取传输路由，切换内部端口之间的连接，再从EP端口将数据包A输出；

mid-HOS的EP端口与目的HOS的EP端口直连，数据包A进入目的HOS，目的HOS解析光标签，获知传输路由，切换内部端口之间的连接，以切换至与目的节点(即Group9的第1个机架上的Mem3)相连的输出端口，数据包A到达目的节点，传输完成。

应理解，上述传输流程中各交换机可以通过标签提取器对光标签进行解析。

应理解，上述传输流程仅作为一个示例，不作任何限定。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行该计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。该计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，该计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

在本说明书中使用的术语“部件”、“模块”、“系统”等用于表示计算机相关的实体、硬件、固件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如，部件可以是但不限于，在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或计算机。通过图示，在计算设备上运行的应用和计算设备都可以是部件。一个或多个部件可驻留在进程和/或执行线程中，部件可位于一个计算机上和/或分布在2个或更多计算机之间。此外，这些部件可从在上面存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。部件可例如根据具有一个或多个数据分组(例如来自与本地系统、分布式系统和/或网络间的另一部件交互的两个部件的数据，例如通过信号与其它系统交互的互联网)的信号通过本地和/或远程进程来通信。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，该单元的划分，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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的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，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者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者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，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，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案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步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本申请实施例中，终端设备或网络设备包括硬件层、运行在硬件层之上的操作系统层，以及运行在操作系统层上的应用层。该硬件层包括中央处理器CPU、内存管理单元(memory management unit，MMU)和内存(也称为主存)等硬件。该操作系统可以是任意一种或多种通过进程(process)实现业务处理的计算机操作系统，例如，Linux操作系统、Unix操作系统、Android操作系统、iOS操作系统或windows操作系统等。该应用层包含浏览器、通讯录、文字处理软件、即时通信软件等应用。并且，本申请实施例并未对本申请实施例提供的方法的执行主体的具体结构特别限定，只要能够通过运行记录有本申请实施例的提供的方法的代码的程序，以根据本申请实施例提供的方法进行通信即可，例如，本申请实施例提供的方法的执行主体可以是终端设备或网络设备，或者，是终端设备或网络设备中能够调用程序并执行程序的功能模块。

另外，本申请的各个方面或特征可以实现成方法、装置或使用标准编程和/或工程技术的制品。本申请中使用的术语“制品”涵盖可从任何计算机可读器件、载体或介质访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括，但不限于：磁存储器件(例如，硬盘、软盘或磁带等)，光盘(例如，压缩盘(compact disc，CD)、数字通用盘(DVD)等)，智能卡和闪存器件(例如，可擦写可编程只读存储器EPROM、卡、棒或钥匙驱动器等)。另外，本文描述的各种存储介质可代表用于存储信息的一个或多个设备和/或其它机器可读介质。术语“机器可读介质”可包括但不限于，无线信道和能够存储、包含和/或承载指令和/或数据的各种其它介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，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 (20)

1.一种通信方法，应用于混合交换节点，其特征在于，所述混合交换节点包括控制模块、光路交换模块OCS和光分组交换模块OPS，所述方法包括：

控制模块解析所述混合交换节点接收到的数据包以获得第一信息，所述第一信息包括所述数据包的下一跳信息；

所述控制模块根据所述第一信息和/或第二信息从所述OPS和所述OCS中确定目标模块，所述第二信息包括所述OPS对应的输入端口的信息、所述OCS对应的输入端口的信息和所述数据包的输入端口的信息；

所述控制模块根据所述第一信息生成第一控制信令，所述第一控制信令用于所述目标模块将所述数据包路由至下一跳；

所述控制模块向所述目标模块发送第一控制信令。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据包在所述混合交换节点中是以光信号的形式传输的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一信息还包括所述数据包的源节点信息。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述混合交换节点包括多个输入端口和多个输出端口，所述多个输入端口包括多个第一输入端口和多个第二输入端口，所述多个输出端口包括多个第一输出端口和多个第二输出端口，其中，在所述第一输入端口与所述第一输出端口之间传输的数据包经由所述OCS路由，在所述第二输入端口与所述第二输出端口之间传输的数据包经由所述OPS路由，

其中，所述OPS与所述第二输入端口之间通过光通路连接，和/或

所述OPS与所述第二输出端口之间通过光通路连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述多个输入端口和所述多个输出端口配置在所述OCS中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一控制信令具体用于所述OCS或者所述OPS调整交换元件。

7.一种混合交换节点，其特征在于，所述混合交换节点包括控制模块、光路交换模块OCS和光分组交换模块OPS，

所述控制模块用于解析所述混合交换节点接收到的数据包以获得第一信息，所述第一信息包括所述数据包的下一跳信息，

所述控制模块用于根据所述第一信息和/或第二信息从所述OPS和所述OCS中确定目标模块，所述第二信息包括所述OPS对应的输入端口的信息、所述OCS对应的输入端口的信息和所述数据包的输入端口的信息，

所述控制模块用于根据所述第一信息生成第一控制信令，向所述目标模块发送第一控制信令，

所述目标模块用于根据第一控制信令将所述数据包路由至下一跳。

8.根据权利要求7所述的混合交换节点，其特征在于，所述数据包在所述混合交换节点中是以光信号的形式传输的。

9.根据权利要求7或8所述的混合交换节点，其特征在于，所述第一信息还包括所述数据包的源节点信息。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的混合交换节点，其特征在于，所述混合交换节点包括多个输入端口和多个输出端口，所述多个输入端口包括多个第一输入端口和多个第二输入端口，所述多个输出端口包括多个第一输出端口和多个第二输出端口，其中，所述OCS用于路由在所述第一输入端口与所述第一输出端口之间传输的数据包，所述OPS用于路由在所述第二输入端口与所述第二输出端口之间传输的数据包，

其中，所述OPS与所述第二输入端口之间通过光通路连接，和/或

所述OPS与所述第二输出端口之间通过光通路连接。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的混合交换节点，其特征在于，所述多个输入端口和所述多个输出端口配置在所述OCS中。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的混合交换节点，其特征在于，所述OCS或者所述OPS具体用于根据所述第一控制信令调整交换元件。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的混合交换节点，其特征在于，所述OCS、所述OPS和所述控制模块在同一机体内。

14.一种数据中心网络，其特征在于，所述数据中心网络包括第一子网络和第二子网络，所述第一子网络和所述第二子网络分别包括至少一个混合交换节点组，所述至少一个混合交换节点组中的每个混合交换节点组包括至少一个如权利要求7至13中任一项所述的混合交换节点，所述数据中心网络的任一传输路由上最多包括一个跳转混合交换节点，所述跳转混合交换节点用于连接源混合交换节点与目的混合交换节点。

15.根据权利要求14所述的数据中心网络，其特征在于，所述源混合交换节点和所述目的混合交换节点均属于第一子网络，所述源混合交换节点和所述目的混合交换节点均属于第一混合交换节点组，第一跳转混合交换节点属于所述第一混合交换节点组，

或者，

所述源混合交换节点和所述目的混合交换节点均属于第二子网络，所述源混合交换节点和所述目的混合交换节点均属于第二混合交换节点组，所述第一跳转混合交换节点属于所述第二混合交换节点组。

16.根据权利要求14所述的数据中心网络，其特征在于，所述源混合交换节点和所述目的混合交换节点均属于第一子网络，所述源混合交换节点属于第一混合交换节点组，所述目的混合交换节点属于第三混合交换节点组，所述第三混合交换节点组属于所述第一子网络，第二跳转混合交换节点属于所述第二子网络，

或者，

所述源混合交换节点和所述目的混合交换节点均属于第二子网络，所述源混合交换节点属于第二混合交换节点组，所述目的混合交换节点属于第四混合交换节点组，所述第四混合交换节点组属于所述第二子网络，所述第二跳转混合交换节点属于所述第一子网络。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的数据中心网络，其特征在于，所述跳转混合节点是根据混合交换节点序号差值确定的，所述混合交换节点序号差值是根据第一参数确定的，所述第一参数包括以下参数：

目的混合交换节点序号、源混合交换节点序号、目的混合交换节点所在混合交换节点组的序号、源混合交换节点所在混合交换节点组的序号和所述第一子网络或者所述第二子网络包括的混合交换节点组的数量。

18.根据权利要求17所述的数据中心网络，其特征在于，所述第一参数满足下述关系：

所述混合交换节点序号差值＝(目的混合交换节点序号-源混合交换节点序号+n*所述第一子网络或者所述第二子网络包括的混合交换节点组的数量)/(目的混合交换节点所在混合交换节点组的序号-源源混合交换节点所在混合交换节点组的序号)，

其中，n取使得此式为整数的最小值。

19.根据权利要求14所述的数据中心网络，其特征在于，所述源混合交换节点属于第一子网络且所述目的混合交换节点属于第二子网络，或者，所述源混合交换节点属于第二子网络且所述目的混合交换节点属于第一子网络，

第三跳转混合交换节点属于所述目的混合交换节点所在的混合交换节点组或者所述源混合交换节点所在的混合交换节点组。

20.一种通信系统，其特征在于，所述通信系统包括如权利要求7至13中任一项所述的混合交换节点，或者，所述通信系统包括如权利要求14至19中任一项所述的数据中心网络。

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