专利名称：一种数据中心网络节能路由方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及互联网技术领域，尤其是涉及一种数据中心网络节能路由方法及装置。
背景技术：
数据中心，又称为服务器农场，指用于安置计算机系统及相关部件的设施，例如电 信和存储系统。一般它包含冗余和备用电源，冗余数据通信连接，环境控制(例如空调、灭 火器)和安全设备。当前的数据中心包含成千上万台交换机和服务器，运行着数据密集型应用业务。 数据中心网的目标是将大量的数据中心服务器进行互连，并为上层的应用提供有效和容错 的路由服务。为了克服传统数据中心网的树形拓扑结构所带来的实现代价高、扩展性不好 和单点失效等问题，近几年来提出了许多新的网络拓扑结构方案。这些方案都使用了“富连 接”的拓扑结构来使数据中心网获得1 1的超额定购比。“富连接”是指通过增加交换机的数量、扩展服务器网络接口的数量以及扩充网 络链路的数量等方式来增大节点之间的互连度，为网络数据流提供更多的可用路径。数据 中心的网络容量通常是为网络在最坏情况下或负载最大的情况下而设计的，在大多数情况 下，数据中心的网络流量远远低于其所能达到的峰值流量。此外，网络流量随用户使用时段 的不同而变化，在白天会呈现上升趋势，而在夜晚会下降。因此在这种“富连接”的网络拓 扑中，存在着大量处于空闲状态的网络设备。这些空闲的网络设备消耗着大量的电能，造成 了数据中心网能耗的巨大浪费。目前已有的研究方案都是从低功耗硬件、电源管理和调度策略等方面入手来降低 数据中心的能耗，而从网络路由角度出发来降低网络设备能耗的思想还处于研究的初级阶 段。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述问题之一，特别提出了一种在“富连接”拓扑的数 据中心网中节省网络设备所带来的电能消耗的方法。在数据中心网络负载较轻的情况下， 该方法可以大大降低网络设备所消耗的电能，为数据中心的管理者带来巨大的收益。本发明实施例一方面公开了一种数据中心网络节能路由方法，包括如下步骤Al 计算所述数据中心网络的基本路由和基本吞吐率；A2:计算所述数据中心网络中每个交换机所承载的网络负载，删除负载最轻的交换机节点，重新生成新的网络拓扑；A3 在所述新的网络拓扑下，计算新的网络拓扑对应的网络路由和网络吞吐率；A4 判断所述新的网络拓扑对应的网络吞吐率是否小于网络吞吐率阈值；A5 如果判断所述网络吞吐率大于或等于所述网络吞吐率阈值，则重复步骤 A2-A4直至小于所述网络吞吐率阈值，此时对应的网络路由为节能路由，并将所述节能路由中未使用的交换机关闭或设置为休眠模式。本发明实施例的另一方面公开了一种数据中心网络节能路由装置，包括计算模 块、交换机删除模块、判断模块和节能模块，所述计算模块，用于计算所述数据中心网络的基本路由和基本吞吐率；所述交换机删除模块，用于计算所述数据中心网络中每个交换机所承载的网络负 载，删除负载最轻的交换机节点，重新生成新的网络拓扑；所述计算模块，还用于在所述新的网络拓扑下，计算新的网络拓扑对应的网络路 由和网络吞吐率；所述判断模块，用于判断所述新的网络拓扑对应的网络吞吐率是否小于网络吞吐 率阈值，如果判断所述网络吞吐率大于或等于所述网络吞吐率阈值，则通知所述交换机删 除模块、计算模块以及判断模块重复执行直至小于所述网络吞吐率阈值，此时对应的网络 路由为节能路由；所述节能模块，用于将所述节能路由中未使用的交换机关闭或设置为休眠模式。根据本发明实施例提供的装置和方法，在数据中心网络负载较轻的情况下，该方 法可以大大降低网络设备所消耗的电能，为数据中心的管理者带来巨大的收益。此外，本 发明具有实现简单、容易部署和适用性广等特点，是一种可行、有效的数据中心网络节能方案。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中图1为数据中心网的部署示意2为根据本发明实施例的数据中心网络节能路由方法的流程示意图；图3为根据本发明实施例的数据中心网络节能路由装置的结构框图；图4为图3中功能模块的实施示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。为了更好的解释本发明，首先介绍数据中心网的部署方式。图1示出了数据中心 网的部署示意图。如图1中所示，数据中心服务器由大量交换机设备进行互连，其连接方式 可以采用多种典型的数据中心网拓扑结构。其中，红色的交换机表示该交换机设备处于工 作状态，正在用于转发数据流；白色的交换机表示其处于空闲状态，可以考虑将其关闭或置 于休眠模式。本发明的目的就是采用节能路由方法，通过关闭或休眠网络中上述大量的空 闲网络设备来实现节约网络设备能耗。为了实现本发明之目的，本发明公开了一种数据中心网络节能路由方法。图2示出了本发明实施例的节能路由方法的流程框图。如图2中所示，该方法包括如下步骤Al 计算数据中心网络的基本路由BR和基本吞吐率BT，包括获取数据中心初始网络拓扑Gtl、流量矩阵M ；根据初始网络拓扑Gtl和流量矩阵M计算数据中心网络的基本路由BR和基本吞吐率BT。具体的说，首先获取数据中心初始网络拓扑Gtl、流量矩阵M和网络性能阈值的百分 比PR。通过与数据中心的服务器和交换机进行信息交互，自动地获取当前数据中心的网络 拓扑和服务器之间的流量关系矩阵等信息。包括获取一个三元组(Gtl, M, PR)，其中Gtl表示 数据中心网的初始网络拓扑结构；M为一个流量关系矩阵，用于表示数据中心网服务器之 间的数据流交互关系TR为网络性能阈值百分比，在本实施例中，通过手动方式配置。然后，根据已获取的初始网络拓扑Gtl，计算数据中心网络中所有数据流的路由，为 数据中心内的所有数据流选择路径，使得全网获得尽可能大的网络吞吐率。对于单个数据 流的多条可用路径，优先选择流数量最少的路径。具体地说，计算单个数据流的路由包括计算路径的流数量，其中路径的流数量为该路径包含的所有链路上流数量的最大 值；根据上述计算得到的流数量，优先选择流数量最少的路径。当上述满足流数量最 少的路径存在多条时，则选择跳数最小的路径进行路由。根据上述步骤中得到的各个单条数据流的路由，得到数据中心网络中所有数据流 的基本路由BR。此外，根据已获取的流量矩阵M计算基本吞吐率BT，上述基本吞吐率BT即为在上 述计算得到的路由下网络中所有数据流的吞吐率之和。具体的说，计算数据中心网络的基本吞吐率BT的方法包括首先计算每个数据流 的吞吐率，再将上述计算得到每个数据流的吞吐率求和，得到基本吞吐率。在给定网络拓扑和网络路由的前提下，本实施例采用最大_最小公平性理论模型 来计算每一条流所能达到的吞吐率，从而计算出全网总吞吐率。具体的说，计算每个数据流 的吞吐率包括B1 在网络拓扑中，删除链路k。其中，链路k需满足如下条件在链路k下，Ck/fK的值最小。其中，k e L，L为网 络拓扑中链路的集合，Ck为链路k的剩余带宽，fk为经过链路k且未有瓶颈的链路的数据 流的数量，fK>0。B2 设置每个经过链路k的数据流的吞吐率为Ck/fK，删除上述通过链路k的数据 流，并将通过链路k的数据流所经过的其他链路的剩余带宽减小Ck/fK。B3 重复上述步骤Bl和B2，直至步骤Al中获取的流量矩阵M中数据流均分配了
吞吐率。根据上述步骤Bl至B3中得到的每一条流所能达到的吞吐率，从而计算出数据中 心网的基本吞吐率BT。上述吞吐率计算过程的伪代码如表1所示表 1 A2:计算数据中心网络中每个交换机所承载的网络负载，删除负载最轻的交换机 节点，重新生成新的网络拓扑。从步骤Al中得到初始网络拓扑Gtl中，删除当前满足条件的交换机以及它们所关 联的链路，从而获得新的网络拓扑G。具体地说，本实施例采用贪婪策略来选择交换机进行删除。该策略的基本思想是 首先计算当前网络拓扑中每一台交换机所承载的网络负载，即由该交换机所转发的数据流 的总吞吐率。为了尽可能减少交换机删除所带来的网络性能损失，选择其中负载最轻的一 个或多个交换机，然后将这些被选的交换机以及它们相关联的链路从网络拓扑中删除，得 到新的网络拓扑。需要注意的是，该删除策略应当满足一个前提条件，即所要删除的交换机不能是 网络拓扑中的“关节点”。所谓拓扑图的“关节点”是指如果删除了该节点，网络拓扑图将 不再能形成一个连通图。这个前提条件确保了节能路由方案的实施不会造成数据中心网内 任何数据流的中断。A3 在上述步骤A2中获得的新的网络拓扑G下，计算新的网络拓扑对应的网络路由R和网络吞吐率T，其中网络路由R和网络吞吐率T的计算方法分别同步骤A2中基本路由BR和基本吞吐率BT所述。Α4 判断新的网络拓扑对应的网络吞吐率是否小于网络吞吐率阈值。其中，网络吞吐率是由网络吞吐率百分比P体现。具体的说，网络吞吐率百分比P 为新的网络拓扑G对应的网络吞吐率T与基本吞吐率BT的比值体现，即P = Τ/ΒΤ。网络吞吐率阈值则是由网络性能阈值百分比ra体现，网络性能阈值百分比ra为网络能够接受的最小吞吐率阈值与基本吞吐率T的比值。由此，根据步骤A3中计算得到的网络吞吐率T和步骤Al中获得的网络性能阈值的百分比PR，对网络吞吐率性能百分比P与网络性能阈值的百分比I3R进行比较，判断网络 吞吐率是否小于网络吞吐率阈值，即判断网络吞吐率百分比P是否小于网络性能阈值百分 比PR。A5 如果判断网络吞吐率大于或等于网络吞吐率阈值，则重复步骤A2-A4直至小 于网络吞吐率阈值，此时对应的网络路由为节能路由，并将该节能路由中未使用的交换机 关闭或设置为休眠模式。当判断网络吞吐率大于或等于网络吞吐率阈值，即网络吞吐率百分比大于或等于 网络性能阈值百分比，P彡I3R时，即T/BT彡I3R时，则重复步骤A2-A4 ；直至满足网络吞吐率 小于网络吞吐率阈值，即网络吞吐率百分比小于网络性能阈值百分比，P < PR,即T/BT < PR 时，则该网络路由R为节能路由，结束节能路由的计算过程。优选的，网络性能阈值的百分比ra通过预先配置获取。在本实施例中，ra可以通 过手动配置获取。由此，节能模块340得到一个两元组(R，G)，其中，R表示最终所获得的节能路由。 G表示经过多次交换机删除操作后所得到的网络拓扑。上述获得两元组(R，G)的伪代码描述如表2所示表 2 将数据中心网的所有数据流按照上述得到的节能路由进行路径选择和发送，并且 将处于空闲状态的交换机关闭或置为休眠模式。将节能路由下发到数据中心的每一台交换机和服务器上，数据中心网的所有数据 流按照该节能路由进行路径的选择和发送。最后，节能路由装置300根据所获得的最新网 络拓扑，找到初始网络拓扑图中所有处于空闲状态的交换机，向其发送控制信令，使其关闭 电源或进入休眠模式，由此可以实现节约网络设备能耗的目的。根据本发明实施例提供的方法，在“富连接”拓扑的数据中心网中，为网络中的所 有流计算节能路由，在不损失网络性能的前提下或网络性能损失很小的前提下，使得该路 由所使用的网络设备数量尽可能的少。当数据中心网使用节能路由后，可以有效地减少网 络中用于流量转发的网络设备，从而可以通过关闭或休眠网络中大量的空闲网络设备来实 现节约网络设备能耗的目的。在数据中心网络负载较轻的情况下，本发明实施例提供的方法可以大大降低网络 设备所消耗的电能，为数据中心的管理者带来巨大的收益。此外，本发明具有实现简单、容 易部署和适用性广等特点，是一种可行、有效的数据中心网络节能方法。本发明的实施例还公开了一种数据中心网络节能路由装置，如图1中所示，该节 能路由装置300可以采用集中控制服务器，用来进行全网集中式的计算和控制，接收来自数据中心网交换机的数据。结合图3所示，该装置300包括计算模块310、交换机删除模块320、判断模块330 和节能模块340。具体的说，计算模块310用于计算数据中心网络的基本路由BR和基本吞吐率BT。 首先通过与数据中心的服务器和交换机进行信息交互，自动地获取当前数据中心的网络拓 扑和服务器之间的流量关系矩阵等信息，得到一个三元组(Gc^MjR)，其中Gtl表示数据中心 网的初始网络拓扑结构；M为一个流量关系矩阵，用于表示数据中心网服务器之间的数据 流交互关系；I3R为网络性能阈值百分比，在本实施例中，通过手动方式配置。根据已获取的初始网络拓扑Gtl和流量矩阵M，计算模块310计算数据中心网络的 基本路由BR和基本吞吐率BT。其中，计算模块310包括路由生成单元(RG)311和吞吐率计 算单元(TC)312。路由生成单元(RG)311，用于计算数据中心网络基本路由，包括根据初始 网络拓扑Gtl，计算数据中心网络中所有数据流的路由。结合图4所示，路由生成单元(RG) 311根据初始网络拓扑Gtl，计算数据中心网络中所有数据流的路由，为数据中心内的所有数据流选择路径，使得全网获得尽可能大的网络 吞吐率。对于单个数据流的多条可用路径，优先选择流数量最少的路径。具体地说，路由生 成单元(RG) 311计算单个数据流的路由包括计算路径的流数量，其中路径的流数量为该路径包含的所有链路上流数量的最大 值；根据上述计算得到的流数量，优先选择流数量最少的路径。当上述满足流数量最 少的路径存在多条时，则选择跳数最小的路径进行路由。根据上述步骤中得到的各个单条数据流的路由，得到数据中心网络中所有数据流 的基本路由BR。此外，根据已得到的流量矩阵M，吞吐率计算单元(TC)312计算每个数据流的吞吐 率；将计算得到每个数据流的吞吐率求和，得到基本吞吐率。具体的说，吞吐率计算单元(TC) 312计算数据中心网络的基本吞吐率BT包括首 先计算每个数据流的吞吐率，再将上述计算得到每个数据流的吞吐率求和，得到基本吞吐率。在给定网络拓扑和网络路由的前提下，本实施例采用最大_最小公平性理论模型 来计算每一条流所能达到的吞吐率，从而计算出全网总吞吐率。具体的说，吞吐率计算单元 (TC) 312计算每个数据流的吞吐率包括B1 在网络拓扑中，删除链路k。其中，链路k需满足如下条件在链路k下，Ck/fK的值最小。其中，k e L，L为网 络拓扑中链路的集合，Ck为链路k的剩余带宽，fK为经过链路k且未有瓶颈的链路的数据 流的数量，fK>0。B2 设置每个经过链路k的数据流的吞吐率为Ck/fK，删除上述通过链路k的数据 流，并将通过链路k的数据流所经过的其他链路的剩余带宽减小Ck/fK。B3 重复Bl和B2，直至流量矩阵M中数据流均分配了吞吐率。根据上述步骤Bl至B3中得到的每一条流所能达到的吞吐率，吞吐率计算单元 (TC) 312从而计算出数据中心网的基本吞吐率BT。上述吞吐率计算过程的伪代码如表1所示。交换机删除模块(SE) 320，用于计算数据中心网络中每个交换机所承载的网络负 载，删除负载最轻的交换机节点，重新新的网络拓扑G。根据初始网络拓扑图中Gtl删除当前满足条件的交换机以及它们所关联的链路，从 而获得新的网络拓扑图G。具体地说，本实施例采用贪婪策略来选择交换机进行删除。该策略的基本思想是 交换机删除模块(SE) 320首先计算当前网络拓扑中每一台交换机所承载的网络负载，即由 该交换机所转发的数据流的总吞吐率。为了尽可能减少交换机删除所带来的网络性能损 失，选择其中负载最轻的一个或多个交换机，然后将这些被选的交换机以及它们相关联的 链路从网络拓扑中删除，得到新的网络拓扑。需要注意的是，该删除策略应当满足一个前提条件，即所要删除的交换机不能是 网络拓扑中的“关节点”。所谓拓扑图的“关节点”是指如果删除了该节点，网络拓扑图将 不再能形成一个连通图。这个前提条件确保了节能路由方案的实施不会造成数据中心网内 任何数据流的中断。在由交换机删除模块(SE)320得到的新的网络拓扑G下，计算模块310计算网络 路由R和网络吞吐率T。其中网络路由R和网络吞吐率T的计算分别通过计算模块310中 路由生成单元(RG) 311和吞吐率计算单元(TC)312计算得到，其方法与基本路由BR和基本 吞吐率BT的计算方法相同。根据计算得到的网络路由R和网络吞吐率T，判断模块330判断新的网络拓扑对应 的网络吞吐率是否小于网络吞吐率阈值。其中，网络吞吐率是由网络吞吐率百分比P体现。具体的说，网络吞吐率百分比P 为新的网络拓扑G对应的网络吞吐率T与基本吞吐率BT的比值体现，即P = T/BT.网络吞吐率阈值则是由网络性能阈值百分比ra体现，网络性能阈值百分比ra为 网络能够接受的最小吞吐率阈值与基本吞吐率T的比值。由此，根据计算得到的网络吞吐率T和网络性能阈值的百分比ra，对网络吞吐率 性能百分比P与网络性能阈值的百分比I3R进行比较，判断网络吞吐率是否小于网络吞吐率 阈值，即判断网络吞吐率百分比P是否小于网络性能阈值百分比ra。如图4中所示，当判断网络吞吐率大于或等于网络吞吐率阈值，P彡I3R时，即T/ BT ^ PR时，执行交换机删除模块(SE) 320，继续进行交换机节点删除操作，重新生成新的网 络拓扑，再由计算模块310计算该拓扑下的网络路由和网络吞吐率，由判断模块330判断新 的网络吞吐率是否小于网络吞吐率阈值；直至满足P < PR,即T/BT < PR时，则该网络路由 R为节能路由，结束节能路由的计算过程。优选的，网络性能阈值的百分比ra通过预先配置获取。在本实施例中，ra可以通 过手动配置获取。由此，得到一个两元组(R，G)，其中，R表示最终所获得的节能路由，G表示经过多 次交换机删除操作后所得到的网络拓扑。上述获得两元组(R，G)的伪代码描述如表2所示。根据两元组(R，G)，节能模块340用于将数据中心网的所有数据流按照节能路由 进行路径选择和发送，并且将处于空闲状态的交换机关闭或置为休眠模式。
将节能路由下发到数据中心的每一台交换机和服务器上，数据中心网的所有数据 流按照该节能路由进行路径的选择和发送。最后，节能路由装置300根据所获得的最新网 络拓扑，找到初始网络拓扑图中所有处于空闲状态的交换机，向其发送控制信令，使其关闭 电源或进入休眠模式，由此可以实现节约网络设备能耗的目的。根据本发明实施例提供的装置，在“富连接”拓扑的数据中心网中，为网络中的所 有流计算节能路由，在不损失网络性能的前提下或网络性能损失很小的前提下，使得该路 由所使用的网络设备数量尽可能的少。当数据中心网使用节能路由后，可以有效地减少网 络中用于流量转发的网络设备，从而可以通过关闭或休眠网络中大量的空闲网络设备来实 现节约网络设备能耗的目的。在数据中心网络负载较轻的情况下，本发明实施例提供的装置可以大大降低网络 设备所消耗的电能，为数据中心的管理者带来巨大的收益。此外，本发明具有实现简单、容 易部署和适用性广等特点，是一种可行、有效的数据中心网络节能方法。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可 以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中， 该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，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模块中。上述集成的模 块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如 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。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
权利要求
一种数据中心网络节能路由方法，其特征在于，包括如下步骤A1计算所述数据中心网络的基本路由和基本吞吐率；A2计算所述数据中心网络中每个交换机所承载的网络负载，删除负载最轻的交换机节点，重新生成新的网络拓扑；A3在所述新的网络拓扑下，计算新的网络拓扑对应的网络路由和网络吞吐率；A4判断所述新的网络拓扑对应的网络吞吐率是否小于网络吞吐率阈值；A5如果判断所述网络吞吐率大于或等于所述网络吞吐率阈值，则重复步骤A2-A4直至小于所述网络吞吐率阈值，此时对应的网络路由为节能路由，并将所述节能路由中未使用的交换机关闭或设置为休眠模式。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算数据中心网络的基本路由和基本 吞吐率包括获取所述数据中心初始网络拓扑、流量矩阵；根据所述初始网络拓扑和流量矩阵计算数据中心网络的基本路由和基本吞吐率。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述数据中心网络基本路由包括 根据初始网络拓扑，计算所述数据中心网络中每个数据流的路由。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，计算每个数据流的路由包括计算路径的流数量，所述路径的流数量为所述路径包含的所有链路上流数量的最大值；根据计算得到路径的流数量，以路径的流数量最少且选择跳数最小的路径进行路由。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述数据中心网络的基本吞吐率包括 根据所述初始网络拓扑和计算得到的基本路由，计算每个数据流的吞吐率；将所述计算得到每个数据流的吞吐率求和，得到基本吞吐率。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算每个数据流的吞吐率包括Bl 在网络拓扑中，删除链路k，所述链路k满足在链路k下，Ck/fK的值最小，其中， k e L，L为网络拓扑中链路的集合，Ck为链路k的剩余带宽，fK > 0，所述fK为经过所述链 路k且尚未有瓶颈链路的数据流的数量；B2 设置每个经过链路k的数据流的吞吐率为Ck/fK，删除所述通过链路k的数据流，并 将所述通过链路k的数据流所经过的其他链路的剩余带宽减小Ck/fK ； B3 重复步骤Bl和B2，直至所述流量矩阵中数据流均分配了吞吐率。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述数据中心网络中每个交换机所承 载的网络负载包括计算所述交换机所转发的数据流的总吞吐率。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络吞吐率由网络吞吐率百分比所体 现，所述网络吞吐率阈值由网络性能阈值百分比体现，所述网络吞吐率百分比为新的网络拓扑对应的网络吞吐率与基本吞吐率的比值； 所述网络性能阈值百分比网络能够接受的最小吞吐率阈值与基本吞吐率的比值。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述网络性能阈值的百分比能够通过手动 进行配置。
10.一种数据中心网络节能路由装置，其特征在于，所述装置包括计算模块、交换机删 除模块、判断模块和节能模块，所述计算模块，用于计算所述数据中心网络的基本路由和基本吞吐率；所述交换机删 除模块，用于计算所述数据中心网络中每个交换机所承载的网络负载，删除负载最轻的交 换机节点，重新生成新的网络拓扑；所述计算模块，还用于在所述新的网络拓扑下，计算新的网络拓扑对应的网络路由和 网络吞吐率；所述判断模块，用于判断所述新的网络拓扑对应的网络吞吐率是否小于网络吞吐率阈 值，如果判断所述网络吞吐率大于或等于所述网络吞吐率阈值，则通知所述交换机删除模 块、计算模块以及判断模块重复执行直至小于所述网络吞吐率阈值，此时对应的网络路由 为节能路由；所述节能模块，用于将所述节能路由中未使用的交换机关闭或设置为休眠模式。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述计算模块计算数据中心网络的基本 路由和基本吞吐率包括获取所述数据中心初始网络拓扑、流量矩阵；根据所述初始网络拓扑和流量矩阵计算数据中心网络的基本路由和基本吞吐率。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述计算模块包括路由生成单元和吞吐 率计算单元，所述路由生成单元，用于根据所述初始网络拓扑计算所述数据中心网络的基本路由包括根据初始网络拓扑，计算所述数据中心网络中每个数据流的基本路由； 所述吞吐率计算单元，用于根据所述初始网络拓扑和计算得到的基本路由，计算所述 数据中心网络的基本吞吐率，包括 计算每个数据流的吞吐率；将所述计算得到每个数据流的吞吐率求和，得到基本吞吐率。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述路由生成单元计算每个数据流的路 由包括计算路径的流数量，所述路径的流数量为所述路径包含的所有链路上流数量的最大值；根据计算得到路径的流数量，以路径的流数量最少且选择跳数最小的路径进行路由。
14.如权利要求12所述的装置，所述吞吐率计算单元计算每个数据流的吞吐率包括 Bl 在网络拓扑中，删除链路k，所述链路k满足在链路k下，Ck/fK的值最小，其中，k e L，L为网络拓扑中链路的集合，Ck为链路k的剩余带宽，fK > 0，所述fK为经过所述链 路k且未有瓶颈的链路的数据流的数量；B2 设置每个经过链路k的数据流的吞吐率为Ck/fK，删除所述通过链路k的数据流，并 将所述通过链路k的数据流所经过的其他链路的剩余带宽减小Ck/fK ； B3 重复步骤Bl和B2，直至所述流量矩阵中数据流均分配了吞吐率。
15.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述交换机删除模块计算所述数据中心 网络中每个交换机所承载的网络负载包括计算所述交换机所转发的数据流的总吞吐率。
16.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述网络吞吐率由所述新的网络拓扑对 应的网络吞吐率与基本吞吐率的比值体现；所述网络吞吐率阈值由网络性能阈值百分比体现，所述网络性能阈值百分比为网络 能够接受的最小吞吐率阈值与基本吞吐率的比值。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述网络性能阈值的百分比能够通过手动进行配置。
全文摘要
本发明的实施例公开了一种数据中心网络节能路由方法，包括计算网络的基本路由和基本吞吐率；计算网络中每个交换机所承载的网络负载，删除负载最轻的节点，生成新的网络拓扑；在该拓扑下，计算其对应网络路由和网络吞吐率；判断网络吞吐率是否小于网络吞吐率阈值；如果判断大于或等于网络吞吐率阈值，则重复上述步骤直至小于网络吞吐率阈值，此时对应的网络路由为节能路由，并将该路由中未使用的交换机关闭或设置为休眠模式。本发明实施例还公开了一种数据中心网络节能路由装置，该装置包括计算模块、交换机删除模块、判断模块和节能模块。根据本发明的方法和装置可以大大降低网络设备所消耗的电能，为数据中心的管理者带来巨大的收益。
文档编号H04L29/08GK101841482SQ201010171839
公开日2010年9月22日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者商云飞, 徐明伟, 李丹 申请人:清华大学