[发明专利]一种基于扩展立方体架构的数据中心网络及其服务器容错广播方法

说明书

本申请提供一种基于扩展立方体架构的数据中心网络(Datacenter Network Based on Augmented Cube，简称AQDN)及其服务器容错广播方法。在AQDN数据中心网络中，充分利用廉价的交换机和具有两个网卡的服务器，能够降低成本，具有较好的应用价值。服务器容错广播方案能够借助于顶点‑独立生成树来实现。

技术领域

本申请涉及网络通信领域，尤其涉及一种基于扩展立方体架构的数据中心网络及其服务器容错广播方法。

背景技术

在图论中，扩展立方体(Augmented Cube)是超立方体的一种重要变型，受到了研究者们的广泛关注。n维扩展立方体AQ_n的顶点数量与n维超立方体Q_n的顶点数量相同且Q_n是AQ_n的真子图。相对于Q_n，AQ_n进一步增加了(2n-1)×2^n-1-n×2^n-1＝(n-1)×2^n-1条边且AQ_n是(2n-1)-边连通的和(2n-1)-顶点连通的(这里，n≠3)。AQ_n(n≥2)是由两个AQ_n-1连接而成。这两个AQ_n-1表示为和和之间增加2×2^n-1条边如下令和中的顶点a＝0a_n-1a_n-1...a₁与中的顶点b＝1b_n-1b_n-2...b₂相邻当且仅当对于任意i，1≤i≤n-1，a_i＝b_i或对于任意i，1≤i≤n-1，由于n≤3时AQ_n的结构比较简单，接下来我们仅考虑n≥4的情况。

AQ_n由于其顶点度数2n-1在n比较大时，相对较高。若我们将服务器(计算机)直接部署到AQ_n的每个顶点上时需要的每台服务器连接2n-1根网线，需要的网卡数量太多，此时，不能将普通计算机部署为服务器，比较难以实施。而在现实世界中，交换机是比较廉价的，且具有两个网卡的普通计算机作为服务器是容易配置的。

当数据中心网络中服务器的数量比较多的时候，故障服务器的存在是不可避免的。如何保证重要的数据能够在故障服务器存在的情况下，准确可靠地被广播到所有无故障服务器，即容错广播，具有重要的意义。当源服务器要广播重要信息给所有无故障服务器时，容纳多个故障服务器的顶点-独立生成树，就是适用于容错广播的一种性质优良的解决方案。给定一个网络，顶点-独立生成树是一组以相同服务器为根顶点的生成树且根到任何一个其它服务器顶点之间所经过的边和顶点在任意两棵生成树中均不相同。迄今为止，扩展立方体结构上还没有顶点-独立生成树的构造方法。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种基于扩展立方体架构的数据中心网络(Datacenter Network Based on Augmented Cube，简称AQDN)及其服务器容错广播方法。在AQDN数据中心网络中，充分利用廉价的交换机和具有两个网卡的服务器，能够降低成本，具有较好的应用价值。服务器容错广播方案能够借助于顶点-独立生成树来实现。

基于上述目的，在本申请的第一个方面，提出了一种基于扩展立方体的数据中心网络，其特征在于，扩展立方体AQ_n中的每一个顶点设置一个连接2n-1台服务器的交换机，并且对于AQ_n中的每一对相邻顶点，将其中一个顶点对应的2n-1台服务器中的任意一个与另一个顶点对应的2n-1台服务器中的任意一个相连。

优选的是，每个所述服务器具有两个网卡。

本申请进而提供了上述基于扩展立方体的数据中心网络的服务器容错广播方法，其特征在于，包括以下步骤：