具有到每一资源的多个分布式连接的直接网络的制作方法_3

文档序号:9355662阅读:来源:国知局
直接网络102的等待时间相关的性能。这是因为,连接技术扩大当从源资源向目的地资源发送消息时可以使用的路由选项的数量。这会增大直接网络102可以发现源资源和目的地资源之间的相对短路径的机率。
[0045]假设,例如,资源B连接到至少资源节点120(其中,该连接未在图1中示出)。进一步假设,希望将消息从资源B传输到资源Α。直接网络102可以选择将消息从路由节点120传输到路由节点118,这定义了只有一个跳跃计数的路径。如果资源A通过单一链路,例如,连接到资源节点130,则此选项将不可用。
[0046]更具体而言,在其中每一资源都连接到交换结构中的单一点的直接网络中,各资源之间的通信等待时间与直接网络中的资源的数量的立方根成比例地增大。随着数据中心扩展,直接网络中的等待时间会增大到不能令人满意的程度。图1所示出的连接策略会消除或减少此问题。
[0047]附加地或替换地,连接策略可以改善直接网络102的容错。这是因为,任何路由节点的故障都将不会完全阻止往返于耦合到此路由节点的资源的通信。
[0048]附加地或替换地,连接策略可以增大可用于往返于每一资源传输消息的带宽。例如,如果每一链路的带宽都是b,则连接策略提供往返于每一资源的K*b总带宽。
[0049]附加地或替换地,连接策略可以减少通过交换结构116的流量。此优点互补上文所描述的等待时间相关的优点。即,连接策略平均起来,提供通信资源对之间的较短的路径。较短的路径导致通过交换结构116的通信链路上的流量减少。
[0050]上文所描述的优点只作为示例,而不作为限制。其他实现可以提供额外的好处。
[0051]图2示出了另一直接网络202的代表性的部分,其中,多个资源204中的每一个都通过K个路由节点连接到网络的交换结构206。在图2的情况下,每一路由节点都耦合到六个其他相邻的路由节点(代替在图1的情况下的四个)。例如,图2的直接网络202可以对应于三维圆环型网络。
[0052]对于每一个资源,直接网络202可以使用上文所描述的任何节点间分隔准则(或准则的任何组合),以确定K个路由节点的分布。对于非共享的环路准则,除X环路和y环路之外,直接网络202还提供z环路的集合。规则以与上述的相同的方式另行应用:设计人员将企图最大化每一资源连接到的唯一环路的数量。
[0053]图3示出了任何直接网络302的小部分。直接网络302以上文参考图1和2所描述的方式通过K个路由节点304将每一资源都耦合到直接网络302的交换结构。例如,代表性的资源A通过K个路由节点304连接到交换结构,并且那些路由节点304根据上文指定的至少一个节点间分隔准则来间隔开。
[0054]另外,图3指示直接网络的设计人员可以使用基于距离的准则(或多个准则),所述基于距离的准则对每一组K个路由节点的物理放置施加约束。更具体而言,上文所描述的节点间分隔准则涉及由直接网络拓扑所定义的坐标空间中的路由节点的分隔。坐标空间中的两个节点的分隔不一定规定节点在物理空间中分隔的方式。这是因为,可以将路由节点分配给任何物理位置,只要它们以由网络的交换结构所指定的方式连接到一起。例如,考虑包括多个环路的圆环形网络的情况。圆环形网络的设计人员可以折叠、弯曲、压缩和/或伸展任何环路,以实现环路内的路由节点的各种物理位置。
[0055]一个基于物理距离的准则可以指定:对于每一组K个路由节点,任何一对K个路由节点之间的物理距离将不超出规定的最大距离。或者准则可以指定:通过K个路由节点形成的集群将具有超出规定的最小集群-强度度量的集群-强度度量,等等。可以制定许多其他环境特定的基于距离的准则。一般而言,设计人员可能希望将与一资源相关联的K个节点编组在一起,以便简化该资源和直接网络的交换结构之间的连线。此物理编组也可以改善直接网络的性能。
[0056]图4提供了图1,2,或3所示出的交换结构(116,206)中的路由节点402的高级的描绘。假设,路由节点402连接到至少一个资源。(并且,如同所指出的,每一资源都连接到多个这样的路由节点。)
[0057]在一种情况下,图4所示出的逻辑的至少一部分可以通过与路由节点402连接到的资源分开的机制来实现。替换地或附加地,逻辑的至少一部分可以通过资源本身来实现。例如,假设资源对应于处理器等等。处理器可以连同其他功能,实现路由节点402的至少某些功能。
[0058]在一种实现中,路由节点402可包括交换机制404和路由机制406。交换机制404可以接收从任何连接的源路由节点传播到路由节点402的消息,并且然后,将消息转发到任何连接的目的地路由节点。例如,假设图4的路由节点402对应于图1的路由节点104。在该情况下,交换机制404包括用于从任何连接的路由节点(例如,路由节点106、108、110,以及112)接收消息,以及然后,用于将消息转发到任何连接的路由节点(再次,路由节点106,108,110,以及112中的任何一个)的逻辑。交换机制404也可以处理往返于与路由节点402相关联的资源(或多个资源)(如果有的话)的通信。交换机制404可以以任何方式来实现,例如,使用硬件逻辑电路和/或软件驱动的功能性。
[0059]路由机制406在选择消息在穿越直接网络的交换结构时采取的路径时起作用。路由机制406可以应用任何路由技术或技术的组合,来执行此功能,包括任何确定性路由技术和/或自适应路由技术。确定性路由技术使用预定路径来在一对路由节点之间路由消息。自适应路由技术可以在消息穿越交换结构时,基于直接网络的当前状态,适配(adapt)路由路径。
[0060]考虑下列仅仅代表性的确定性路由技术。每一路由节点都可以存储表,该表标识可以被用来将消息从该路由节点传输到每一目的地资源的一组路径,连同与那些路径相关联的开销值。当源路由节点被要求将消息传输到特定目的地资源时,它可以使用其表来确定合适的路径。在一种情况下,源路由节点的路由机制406可以将路径信息附加到消息,其中所述路径信息指定希望的路径,可任选地,连同替代的后备路径。然后,沿着选定的路径的路由节点可以解释指令,以沿着所希望的路径路由消息,直到消息到达所希望的目的地。
[0061]在其他路由技术中,每一路由机制406都可以作出关于消息穿过网络所采取的路径的更多本地决定。例如,给定向特定目的地资源发送消息的最终的指定的目标的情况下,图1的路由节点104的路由机制406可以将其分析限制到选择在相邻路由节点(106,108,110,112)中的一个中选择接收方节点。路径中的其他路由节点可以作出相同类型的本地判断。
[0062]B.说明性过程
[0063]图5和6示出了互补在图1-4中所提供的结构相关的细节的过程。由于在部分A已经描述了构成直接网络的基础的原理,因此,在此部分以概述的方式说明某些操作。
[0064]从图5开始,此图形示出了阐述构建图1,2,或3所示出的类型的直接网络的一种方式的说明性过程500。在框502中,设计人员提供形成直接网络的交换结构的多个路由节点和通信链路。在框504中,设计人员将多个资源连接到交换结构。建立连接,以便:(a)每一资源都连接到一组K个路由节点,其中K多2;以及(b)该组中的K个路由节点以满足至少一个节点间分隔准则的方式分布。在部分A中描述了说明性节点间分隔准则。另外,可以建立连接,以满足一个或多个物理距离相关的准则,例如,以确保该K个路由节点彼此有足够近的物理接近度。
[0065]设计人员可以使用不同的方法来执行图5的过程500。在一种情况下,设计人员可以人工地选择与每一资源相关联的K个路由节点。在另一种
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