范修宏，臧大伟，程 东

(1.中国科学院 西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119；2.中国科学院 计算技术研究所，北京 100190)

0 引 言

现在的数据中心广泛使用虚拟化技术，为了高效利用数据中心的物理资源，需要将尽可能多的虚拟拓扑映射到数据中心物理服务器和网络链路上运行。然而，由于资源量及映射算法的不足，经常会发生虚拟拓扑映射失败的问题，据统计有99%的不成功映射是由于虚拟链路无法映射引起[1]。当前数据中心网络缺乏弹性，是导致虚拟链路无法有效映射的主要原因，造成了数据中心硬件资源的极大浪费。光交换技术具有很强的灵活性和极低的能耗[2]，非常适合用来增强数据中心网络的弹性。

基于网络结构与映射算法协同设计的思路，本文提出了一种基于AWGR器件的光电混合网络结构和面向此弹性网络的虚拟拓扑映射算法。主要创新点在于，利用灵活可变的光域网络，通过改变波长调整网络之间的连接关系，重新分配链路的资源，从而提高数据中心的资源利用率和能效。模拟评测结果显示，该方法可以极大提高数据中心的资源利用率和收益。

1 相关研究

在光电混合数据中心网络结构研究方面，当前大量的研究试图结合高带宽的光域交换技术和高灵活性的电域交换技术，如c-Through,Helios,DOS,Proteus[3-5],Petabit Optical Switch[6]等经典的光电混合网络结构。c-Through是一种基于慢速MEMS交换机的光电混合网络结构，它在电域树形网络的基础上增加一个光域交换机，每一个机柜中的柜顶交换机同时连接到电域网络和光域网络，大流量的网络流在两个机柜之间的光链路上传输。……