[发明专利]一种光数据中心中光交换结构开关和光链路故障同时定位的方法

权利要求书

1.一种光数据中心中光交换结构开关和光链路故障同时定位的方法，其特征在于：它包括如下步骤：

S1：结合包调度算法设计基于电缓存和光交换的光数据中心结构，其包括三个模块，分别为输入模块(IM:Input Module)、输出模块(OM:Output Module)和中间级模块(CM:Center Module)；VOQ被用于每个IM的输入端口，并且每个端口具有k个VOQ，因此每个IM中VOQ的总数为nk，即可在每个IM上采用nk个VOQ来缓冲T个时隙的数据包，并且在每个OM上放置n个输出队列(OQ：Output Queue)；

S2：基于S1的光数据中心结构来设计光数据中心多级包调度模型，此包调度模型在实现每个阶段QoS保障的同时，使中间级光交换器并行工作所提供的空间加速比来代替单交换器中的硬件加速比：

S21：在汇聚阶段，提出等式(1)约束来满足流量矩阵，使经过T个时隙对数据包进行累积后，形成的流量矩阵B的行或列和的最大不超过T；

S22：在调度阶段，提出的配置算法需在H个时隙内计算出N_s个置换矩阵其中是0-1置换矩阵，用于描述中间级交换器的配置状态；

S23：在交换阶段，为了保证数据包被全部传输，提出公式(2)实现QoS保障，其中φ_χ指配置矩阵P^χ对应的权重系数，流量矩阵B必须被N_s个带权重的配置矩阵覆盖，在m个中间级光交换器的多级交换结构中，要想把数据包传输完毕，需要进行次重配置，需用m个中间级光交换器的并行工作所提供的空间加速比ρ来代替交换器中的硬件加速比，提出公式(3)来实现QoS保障，其中δ是单个配置的重配置开销，δN_s是调度期间N_s个配置的重配置开销，是调度周期中数据包传递的总持续时间，W表示每根光纤中的波长数量，而调度和交换的总时间开销不能超过数据包在输入模块累积的最大时间T，否则中间级交换器调度将会出现阻塞问题；

S3：设计单配置矩阵中基于多跳调度的包调度算法，在提高数据包传输效率同时减小故障定位周期；

S4：为了同时实现光数据中心的光交换结构开关和光链路的故障定位，首先要将实时变化的交换器配置一一映射为抽象虚拟网络拓扑，即将光链路和当前配置所需的光交换结构开关映射为虚拟网络拓扑的边，并基于检测轨迹覆盖策略对故障进行定位；

S5：为避免配置切换带来的报警器重复放置问题，使每组配置均使用固定的报警器个数，并将每个报警器的发射器和终端报警器固定在光链路上，基于光链路和每组交换器配置对应生成虚拟网络拓扑的边，并考虑检测成本约束来设计检测轨迹以实现精准且快速的故障定位。