CN115988362A - 一种交换网络的通信方法、系统、控制器及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交换网络的通信方法、系统、控制器及存储介质。所述方法应用于光交换通信系统中，所述光交换通信系统包括至少两套光交换装置，每套光交换装置具有多个通信入口和多个通信出口，每套光交换装置分别与控制器相连。所述方法包括：当高响应优先级通信节点对应的目标通信节点发生变更时，向第一光交换装置广播消息，以使所述第一光交换装置知晓目标通信节点发生变更；通过所述第一光交换装置通知其余通信节点第二光交换装置内未被所述高优响应先级通信节点所占用的链路的连接状态。该方法直接通过控制器将链路通断等信息同步至其他光交换装置，不需要额外增加电互联网络，保证了通信设备之间的连通性，有效提高了带宽利用率。

Description

一种交换网络的通信方法、系统、控制器及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种交换网络的通信方法、系统、控制器及存储介质。

背景技术

基于光路交换系统实现的交换网络，其调度粒度较粗，两个通信节点建立通信前需要先构建对应的点对点物理链路，且已经建立的物理链路为单一会话独占，在独占期间其他会话无法通过该链路传输，使得链路的应答能力受限。

现有光路交换网络往往采用一张额外的分组网络辅助运行，将链路通断等信息通过分组网络进行同步，数据的发出决策也从交换机前置到了节点内部；节点根据已同步的链路通断信息，决定当前应不应该向外发送数据、发送哪些数据。但是，由电互连网络辅助的光路交换网络，不仅增加了网络的复杂度，还需要额外增加构建网络所需的硬件。

发明内容

本发明提供了一种交换网络的通信方法、系统、控制器及存储介质，以解决现有技术中通过电互联网络辅助光电交换网络导致的网络复杂度高的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种交换网络的通信方法，应用于光交换通信系统中，所述光交换通信系统包括至少两套光交换装置，每套光交换装置具有多个通信入口和多个通信出口，每套光交换装置分别与控制器相连；将所述至少两套光交换装置中的一套光交换装置作为第一光交换装置，所述第一光交换装置设置为单向环形拓扑；将所述至少两套光交换装置中除所述第一光交换装置以外的其余光交换装置作为第二光交换装置，针对每个第二光交换装置，在所述第二光交换装置内部，高响应优先级通信节点对应的通信出口与所述第二光交换装置上连接控制器的通信入口相连，所述高响应优先级通信节点对应的通信入口与目标通信节点对应的通信出口相连；所述方法由控制器执行，所述方法包括：

当所述高响应优先级通信节点对应的目标通信节点发生变更时，向所述第一光交换装置广播消息，以使所述第一光交换装置知晓目标通信节点发生变更；

通过所述第一光交换装置通知其余通信节点所述第二光交换装置内未被所述高响应优先级通信节点所占用的链路的连接状态。

根据本发明的另一方面，提供了一种光交换通信系统，所述系统包括至少两套光交换装置、多个通信节点以及控制器，每套光交换装置分别与所述控制器相连，所述多个通信节点与每套光交换装置上的对应通信接口相连；

将所述至少两套光交换装置中的一套光交换装置作为第一光交换装置，所述第一光交换装置设置为单向环形拓扑；将所述至少两套光交换装置中除所述第一光交换装置以外的其余光交换装置作为第二光交换装置，针对每个第二光交换装置，在所述第二光交换装置内部，高优先级通信节点对应的通信出口与所述第二光交换装置上连接控制器的通信入口相连，所述高优先级通信节点对应的通信入口与目标通信节点对应的通信出口相连；

所述控制器用于执行本发明任一实施例所述的交换网络的通信方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种控制器，所述控制器包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的交换网络的通信方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的交换网络的通信方法。

本发明实施例提供了一种交换网络的通信方法，所述方法应用于光交换通信系统中，所述光交换通信系统包括至少两套光交换装置，每套光交换装置具有多个通信入口和多个通信出口，每套光交换装置分别与控制器相连。所述方法包括：当高响应优先级通信节点对应的目标通信节点发生变更时，向第一光交换装置广播消息，以使所述第一光交换装置知晓目标通信节点发生变更；通过所述第一光交换装置通知其余通信节点第二光交换装置内未被所述高优响应先级通信节点所占用的链路的连接状态。该方法直接通过控制器将链路通断等信息同步至其他光交换装置，解决了现有技术中通过电互联网络辅助光电交换网络导致的网络复杂度高的问题，不需要额外增加电互联网络，保证了通信设备之间的连通性，有效提高了带宽利用率。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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附图。

图1为本发明实施例一提供的一种光交换通信系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种第一光交换装置内部链路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种交换网络的通信方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种高响应优先级通信节点变更连接目标的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种第二光交换装置与通信节点连接的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种第一光交换装置内部链路重构的等效拓扑图；

图7为本发明实施例提供的一种第二光交换装置内部链路重构的结构示意图；

图8为本发明实施例二提供的一种交换网络的通信方法的流程示意图；

图9为本发明实施例提供的一种光交换通信系统的结构示意图；

图10为本发明实施例的交换网络的通信方法的控制器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种光交换通信系统的结构示意图，

如图1所示，本发明实施例一提供的一种光交换通信系统，包括至少两套光交换装置，每套光交换装置具有多个通信入口和多个通信出口，每套光交换装置分别与控制器相连；将所述至少两套光交换装置中的一套光交换装置作为第一光交换装置，所述第一光交换装置设置为单向环形拓扑；将所述至少两套光交换装置中除所述第一光交换装置以外的其余光交换装置作为第二光交换装置，针对每个第二光交换装置，在所述第二光交换装置内部，高响应优先级通信节点对应的通信出口与所述第二光交换装置上连接控制器的通信入口相连，所述高响应优先级通信节点对应的通信入口与目标通信节点对应的通信出口相连。

其中，光交换装置可以是用于进行光路交换(OpticalCircuitSwitching，OCS)的装置，在一个光交换通信系统中，至少有两套光交换装置。通信节点可以是在光交换通信系统中进行通信的设备，示例性的，通信节点可以为CPU等设备。控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置，控制器可以完成协调和指挥整个计算机系统的操作。

其中，通信入口和通信出口可以是用于通信的入口和出口，每个通信出口都有一个通信入口与之对应，每个光交换装置、通信节点、控制器可以有多个通信入口和通信出口。需要说明的是，光交换装置上的通信入口和通信出口可以用FC头或直接熔接，通信节点以及控制器上可以将光模块或集成收发装置作为通信入口和通信出口。

其中，第一光交换装置可以是至少两套光交换装置中的任意一套光交换装置，可以将至少两套光交换装置中除了第一光交换装置的其余光交换装置作为第二光交换装置。第一光交换装置的拓扑构型可以设置为单向环形拓扑，单向环形拓扑是一个像环一样的闭合链路，由许多中继器和通过中继器连接到链路上的节点连接而成。每一节点与它左右相邻的节点连接，是一个点对点的封闭结构，可用节点同时充当中继器。所有的通信节点共用一个信息环路，都可以提出发送数据的请求，获得发送权的节点可以发送数据。环形网络常使用令牌来决定哪个节点可以访问通信系统。在环形网络中信息流只能是单方向的，每个收到信息包的站点都向它的下游站点转发该信息包，直至目的通信节点。

其中，高响应优先级通信节点可以为发送消息的优先级最高的通信节点。目标通信节点可以是需要接收消息的通信节点。

进一步的，在所述第一光交换装置内部，所述高响应优先级通信节点的通信入口与所述第一光交换装置上连接控制器的通信出口相连；所述高响应优先级通信节点的通信出口与下一个通信节点的通信入口相连，其余通信节点的通信出口分别和与之对应的下一个通信节点的通信入口相连；最后一个通信节点的通信出口与所述第一光交换装置上连接控制器的通信入口相连。

图2为本发明实施例提供的一种第一光交换装置内部链路的结构示意图，如图2所示，光交换通信系统中包括有n个CPU节点，可以将CPU1设置为高响应优先级通信节点，在第一光交换装置内部，将CPU1的通信入口与第一光交换装置上连接控制器的通信出口相连，通信节点CPU1的通信出口与CPU2的通信入口相连，通信节点CPU2的通信出口与CPU3的通信入口相连，……，最后一个通信节点的通信出口与第一光交换装置上连接控制器的通信入口相连。

图3为本发明实施例一提供的一种交换网络的通信方法的流程示意图，该方法可适用于通信节点之间通过光路交换进行通信的情况，该方法应用于光交换通信系统中，该方法可以由光交换通信系统中的控制器执行。

如图3所示，本发明实施例一提供的一种交换网络的通信方法，包括如下步骤：

S110、当所述高响应优先级通信节点对应的目标通信节点发生变更时，向所述第一光交换装置广播消息，以使所述第一光交换装置知晓目标通信节点发生变更。

在本实施例中，当与高响应优先级通信节点进行通信的节点发生变更时，表示该高响应优先级通信节点对应的目标通信节点发生变更，此时，控制器可以向第一光交换装置广播消息，以使第一光交换装置知晓高响应优先级通信节点的目标通信节点发生变更。

示例性的，图4为本发明实施例提供的一种高响应优先级通信节点变更连接目标的结构示意图，如图4所示，当高响应优先级通信节点CPU1与目标通信节点CPU3通信时，若此时CPU1改变连接目标，如从连接CPU3改为连接CPU5，则控制器可以将变更通信节点的消息发送给第二光交换装置；第二光交换装置收到消息后可以进行相应变动，使得控制器出口与CPU5入口相连，CPU5出口与CPU1入口相连，以实现CPU1到CPU5的点对点连接。需要说明的是，上述过程由控制器自动完成，对于CPU1单元，只需在正常的报文头部填写变更后的目标节点即可，控制器会捕获该数据包并自动完成配置，以以太网为例进行说明，CPU1只需要把数据帧头部的目的MAC地址改变为CPU5的MAC地址即可。优势在于CPU1不必关心光交换装置内部的具体拓扑，因为控制器可以保证来自CPU1的所有数据包均可以100％被正确投递。

S120、通过所述第一光交换装置通知其余通信节点所述第二光交换装置内未被所述高响应优先级通信节点所占用的链路的连接状态。

其中，其余通信节点可以是除高响应优先级通信节点以外的通信节点。

在本实施例中，高响应优先级通信节点改变与其进行通信的节点后，第一光交换装置可以将第二光交换装置内未被高响应优先级通信节点所占用的链路的连接状态广播给其余通信节点，从而可以使其余通信节点知晓与自身相连的通信节点，方便其余通信节点通过点对点链路实现高性能数据传输。

示例性的，CPU1从与CPU3连接更改为与CPU5连接后，此时CPU1占用的是与目标通信节点CPU5之间的链路，则其他CPU1-CPU4、CPU6-CPUn-1之间的链路都是未被CPU1占用的链路。通过第一套光交换装置通知其余通信节点到当前第二套光交换装置内未被高响应通信节点CPU1所占用的链路的连接状态，可以方便其余通信节点通过这些点对点链路实现高性能数据传输。

本发明实施例一提供的一种交换网络的通信方法，当所述高响应优先级通信节点对应的目标通信节点发生变更时，向所述第一光交换装置广播消息，通知其余通信节点所述第二光交换装置内未被所述高响应优先级通信节点所占用的链路的连接状态。该方法直接通过控制器将链路通断等信息同步至其他光交换装置，解决了现有技术中通过电互联网络辅助光电交换网络导致的网络复杂度高的问题，不需要额外增加电互联网络，保证了通信设备之间的连通性，有效提高了带宽利用率。

在上述实施例的基础上，提出了上述实施例的变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。

图5为本发明一实施例提供的一种第二光交换装置与通信节点连接的结构示意图，如图5所示，在第二光交换装置中，CPU1的通信出口与CPU3的通信入口相连，CPU3的通信出口与第二光交换装置上连接控制器的通信入口相连，CPU1的通信入口与第二光交换装置上连接控制器的通信出口相连。

进一步的，所述方法还包括：驱动所述第一光交换装置和所述第二光交换装置进行内部链路重构，以使高响应优先级通信节点和目标通信节点之间获得双倍带宽。其中，内部链路重构可以理解为改变光交换装置内部各个通信节点的通信入口与通信出口之间的连接关系。

具体的，驱动所述第一光交换装置进行内部链路重构包括：高响应优先级通信节点与目标通信节点点对点通信，其余通信节点与控制器形成单向通信。

在第一光交换装置内部，将高响应优先级通信节点的通信入口与通信出口，分别与目标通信节点的通信出口与通信入口相连；其余通信节点通过与控制器相连形成单向闭环通信。通过将第一光交换装置内部链路进行重构，在保证了特定节点“一对多”高性能的同时，可以进一步提升高响应优先级通信节点到目标通信节点的带宽，使得高响应优先级通信节点与目标通信节点之间获得双倍带宽，保证了其余节点间通信的可用性，提升了带宽利用率。

示例性的，图6为本发明实施例提供的一种第一光交换装置内部链路重构的等效拓扑图，如图6所示，高响应优先级通信节点CPU1与目标通信节点CPU3直接进行连接，其余通信节点相互通信。

具体的，驱动所述第二光交换装置进行内部链路重构包括：在所述第二光交换装置内部，将高响应优先级通信节点的通信出口与目标通信节点的通信入口相连；将所述目标通信节点的通信出口与所述高响应优先级通信节点的通信入口相连；将所述目标通信节点的上一个通信节点的通信入口与所述第二光交换装置上连接控制器的通信出口相连。

示例性的，图7为本发明实施例提供的一种第二光交换装置内部链路重构的结构示意图。如图7所示，在本实施例中，CPU1的通信出口与CPU3的通信入口相连，CPU3的通信出口与CPU1的通信入口相连，将CPU3的上一个通信节点CPU2的通信入口与第一光交换装置上连接控制器的通信出口相连。

实施例二

图8为本发明实施例二提供的一种交换网络的通信方法的流程示意图，本实施例二在上述各实施例的基础上进行优化。本实施例尚未详尽的内容请参考实施例一。

如图8所示，本发明实施例二提供的一种交换网络的通信方法，包括如下步骤：

S210、当所述高响应优先级通信节点对应的目标通信节点发生变更时，向所述第一光交换装置广播消息，以使所述第一光交换装置知晓目标通信节点发生变更。

S220、通过所述第一光交换装置通知其余通信节点所述第二光交换装置内未被所述高响应优先级通信节点所占用的链路的连接状态。

S230、接收高响应优先级通信节点向下一个通信节点发送的数据包，所述数据包携带令牌，所述令牌用于标识高响应优先级。

其中，数据包可以是通信节点之间进行传输的数据包。令牌是一个特殊的控制帧，令牌本身并不包含信息，仅控制信道的使用，确保同一时刻只有一个通信节点独占信道；当环上的一个通信节点希望传送帧时，必须等待令牌；一旦收到令牌，通信节点便可启动发送帧；通信节点只有取得令牌后才能发送数据帧，因此令牌环网不会发生碰撞；通信节点在独占信道一定时间后，应释放令牌，以便让其他通信节点使用。此外还可以允许通信节点在无占用信道的需求后可以提前释放。

S240、解析所述数据包确定令牌变更后，驱动所述第二光交换装置重构内部链路，通过重构的第二光交换装置将令牌发送给所述下一个通信节点，以使所述下一个通信节点成为高响应优先级通信节点。

在本实施例中，为确保全部通信节点公平地享有高响应点对点通信的机会，每个CPU节点即通信节点须在占用高响应优先级预设时间后，主动释放其响应优先级，并将其主动转移给下一个CPU。其中，预设时间可以根据实际需要进行设置。此时，该CPU节点会通过第二光交换装置向待成为高优先级的CPU发送对应的数据包，该数据包携带标识其享有高优先级的令牌。控制器解析到令牌变更后，会进行链路的重构，使得目标CPU实际享有对应的优先级，并保证下一个高响应优先级节点一定能够接收到令牌。示例性的，高响应优先级通信节点CPU1可以将高响应优先级转让给CPU2。

在本实施例中，控制器收到高响应优先级通信节点发送的数据包后，通过解析数据包确定令牌是否变更，当侦测到令牌变更时，表示CPU2即将变更为高响应优先级通信节点，此时控制器会重构第二光交换装置，假设此前CPU2的通信出口与CPU4的通信入口相连，则重构完毕后，CPU2的通信出口与控制器的通信入口相连，CPU1的通信出口与CPU4的通信入口相连，CPU4的通信出口与CPU2的通信入口相连，实现CPU2直连控制器，享有高响应优先级。

本发明实施例二提供的一种交换网络的通信方法，控制器通过接收高响应优先级通信节点向下一个通信节点发送的数据包，解析数据包确定令牌变更后，驱动所述第二光交换装置重构内部链路，通过所有权传递的方法确定当前处于高优先级状态的通信节点，确保全部通信节点公平地享有高响应点对点通信的机会。

进一步的，若预设时长内未侦测到令牌变更，则确定高响应优先级通信节点是否发生故障；若无故障，则撤销所述高响应优先级通信节点的高响应优先级，并选择一个通信节点作为下一个高响应优先级通信节点；若有故障，则标记所述高响应优先级通信节点存在故障，并将标记为存在故障的通信节点排出通信系统。

其中，预设时长可以是未检测到令牌变更的时间，预设时长可以根据实际情况预先设置，本实施例对此不做限定。通信节点发生故障的原因可以是物理线路发生破损，也可以是设备损坏，本实施例对通信节点发生故障的原因不做限定。若高响应优先级通信节点发送的所有数据包都需要经过控制器，则当高响应优先级通信节点发生故障或长时间不释放令牌时，控制器有权变更并指定新的高响应优先级通信节点。

在本实施例中，如果控制器长时间未能侦测到令牌转让，则可以确定高响应优先级通信节点是否发生故障，若否，则控制器可以撤销该通信节点的高优先级，选择下一个CPU节点进入高优先级状态；若有故障，则标记该通信节点为故障，将其排出当前通信网络系统。示例性的，一种排出通信网络的方式如下：将该节点的输出端口与该节点的输入端口相连。

在一个实施例中，与所述第一光交换装置相连的通信节点对接收到的所述数据包进行转发时，向控制器提出路由请求，以缩短转发路径。

其中，路由请求可以是指确定应用程序响应客户端对特定端点的请求。转发路径可以是用于转发数据包的路径。

在本实施例中，所有连接到第一套光交换装置的通信节点均有义务转发其收到的数据包。示例性的，一种可行的转发方式如下：通过数据转发装置转发数据包，该装置的输入端与输出端均与传输光纤相连，通过光纤分路器接收来自于输入端传输光纤的光信号，并将输入的光信号复制为至少三份光信号以通过每一条分路将复制的光信号输出；通过光直通转发模块接收光纤分路器的一条分路输出的光信号并将需要转发的光信号直接以光信号形式经过光纤选路器传输到输出端的传输光纤；通过光电转换模块接收光纤分路器的另一条分路输出的光信号并将其转换为电信号且以数据包形式进行缓存；控制模块接收光纤分路器的第三条分路输出的光信号，以根据光信号的目的地址判断光信号是否需要转发，并根据输出端传输光纤的工作状态针对需要转发或不需要转发的光信号分别输出相应的控制命令。

在本实施例中，由于第一光交换装置是单向环形网络，CPU往任意目标发送的数据包可能经过不同数量的转发节点，导致某些频繁使用的热点流量可能经过过多的转发，使得效率降低。此时，该CPU节点可以向控制器提出路由请求，缩短其与目标CPU节点的距离，降低所需的转发节点数量。示例性的，一种可行的方式如下：获取当前CPU互连系统的全局流量信息及其占比；基于当前CPU互连系统的全局流量信息及其占比，动态地调整光交叉互连开关与所述多个CPU节点的输入输出端口的连接关系，其中，CPU互连系统包括多个CPU节点，每个CPU节点包括至少一组光输入输出端口；通过光交叉互连开关动态可配置地连接至少部分的多个CPU节点的输入输出端口以形成环形互连网络拓扑结构，可以较低的成本和较高的集成度实现可重构环形拓扑网络，提升网络效率。

实施例三

本发明实施例三提供的一种光交换通信系统，如图1所示，所述系统包括至少两套光交换装置、多个通信节点以及控制器，每套光交换装置分别与所述控制器相连，所述多个通信节点与每套光交换装置上的对应通信接口相连；

将所述至少两套光交换装置中的一套光交换装置作为第一光交换装置，所述第一光交换装置设置为单项环形拓扑；将所述至少两套光交换装置中除所述第一光交换装置以外的其余光交换装置作为第二光交换装置，针对每个第二光交换装置，在所述第二光交换装置内部，高优先级通信节点对应的通信出口与所述第二光交换装置上连接控制器的通信入口相连，所述高优先级通信节点对应的通信入口与目标通信节点对应的通信出口相连；

所述控制器用于执行本发明任意实施例所述的交换网络的通信方法。

图9为本发明实施例三提供的一种光交换通信系统的外部连接示意图，如图9所示，光交换通信系统包括两个N×N全光交换装置，一个全光交换装置控制器，以及N个通信节点。两个N×N全光交换装置包括N×N全光交换装置1即第二光交换装置以及N×N全光交换装置2即第一光交换装置。

一个通信节点具有两对输入输出接口以连接两个交换装置，通信节点1是通过全光交换装置1上的1号通信口与全光交换装置1连接，通过全光交换装置2上的1号通信口与全光交换装置2连接；通信节点2是通过全光交换装置1上的2号通信口与全光交换装置1连接，通过全光交换装置2上的2号通信口与全光交换装置2连接。全光交换装置1和全光交换装置2上的N号通信口与全光交换装置控制器相连，1到N-1个通信节点之间可以通过两个N×N全光交换装置进行通信。

实施例四

图10示出了可以用来实施本发明的实施例的控制器10的结构示意图。控制器可以为组合逻辑控制器、微程序控制器或其它类似的装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图10所示，控制器10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM13中，还可存储控制器10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM12以及RAM13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

控制器10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许控制器10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如交换网络的通信方法。

在一些实施例中，交换网络的通信方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM12和/或通信单元19而被载入和/或安装到控制器10上。当计算机程序加载到RAM13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的交换网络的通信方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行交换网络的通信方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在控制器上实施此处描述的系统和技术，该控制器具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给控制器。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (11)

1.一种交换网络的通信方法，其特征在于，应用于光交换通信系统中，所述光交换通信系统包括至少两套光交换装置，每套光交换装置具有多个通信入口和多个通信出口，每套光交换装置分别与控制器相连；将所述至少两套光交换装置中的一套光交换装置作为第一光交换装置，所述第一光交换装置设置为单向环形拓扑；将所述至少两套光交换装置中除所述第一光交换装置以外的其余光交换装置作为第二光交换装置，针对每个第二光交换装置，在所述第二光交换装置内部，高响应优先级通信节点对应的通信出口与所述第二光交换装置上连接控制器的通信入口相连，所述高响应优先级通信节点对应的通信入口与目标通信节点对应的通信出口相连；所述方法由控制器执行，所述方法包括：

当所述高响应优先级通信节点对应的目标通信节点发生变更时，向所述第一光交换装置广播消息，以使所述第一光交换装置知晓目标通信节点发生变更；

通过所述第一光交换装置通知其余通信节点所述第二光交换装置内未被所述高响应优先级通信节点所占用的链路的连接状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一光交换装置内部，所述高响应优先级通信节点的通信入口与所述第一光交换装置上连接控制器的通信出口相连；所述高响应优先级通信节点的通信出口与下一个通信节点的通信入口相连，其余通信节点的通信出口分别和与之对应的下一个通信节点的通信入口相连；最后一个通信节点的通信出口与所述第一光交换装置上连接控制器的通信入口相连。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

驱动所述第一光交换装置和所述第二光交换装置进行内部链路重构，以使高响应优先级通信节点和目标通信节点之间获得双倍带宽。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，驱动所述第一光交换装置进行内部链路重构包括：

高响应优先级通信节点与目标通信节点点对点通信，其余通信节点与控制器形成单向通信。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，驱动所述第二光交换装置进行内部链路重构包括：

在所述第二光交换装置内部，将高响应优先级通信节点的通信出口与目标通信节点的通信入口相连；将所述目标通信节点的通信出口与所述高响应优先级通信节点的通信入口相连；将所述目标通信节点的上一个通信节点的通信入口与所述第二光交换装置上连接控制器的通信出口相连。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收高响应优先级通信节点向下一个通信节点发送的数据包，所述数据包携带令牌，所述令牌用于标识高响应优先级；

解析所述数据包确定令牌变更后，驱动所述第二光交换装置重构内部链路，通过重构的第二光交换装置将令牌发送给所述下一个通信节点，以使所述下一个通信节点成为高响应优先级通信节点。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若预设时长内未侦测到令牌变更，则确定高响应优先级通信节点是否发生故障；

若无故障，则撤销所述高响应优先级通信节点的高响应优先级，并选择一个通信节点作为下一个高响应优先级通信节点；

若有故障，则标记所述高响应优先级通信节点存在故障，并将标记为存在故障的通信节点排出通信系统。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，与所述第一光交换装置相连的通信节点对接收到的所述数据包进行转发时，向控制器提出路由请求，以缩短转发路径。

9.一种光交换通信系统，其特征在于，所述系统包括至少两套光交换装置、多个通信节点以及控制器，每套光交换装置分别与所述控制器相连，所述多个通信节点与每套光交换装置上的对应通信接口相连；

将所述至少两套光交换装置中的一套光交换装置作为第一光交换装置，所述第一光交换装置设置为单向环形拓扑；将所述至少两套光交换装置中除所述第一光交换装置以外的其余光交换装置作为第二光交换装置，针对每个第二光交换装置，在所述第二光交换装置内部，高优先级通信节点对应的通信出口与所述第二光交换装置上连接控制器的通信入口相连，所述高优先级通信节点对应的通信入口与目标通信节点对应的通信出口相连；

所述控制器用于执行如权利要求1-8中任一项所述的交换网络的通信方法。

10.一种控制器，其特征在于，所述控制器包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-8中任一项所述的交换网络的通信方法。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的交换网络的通信方法。

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