0 引 言

数据中心的规模随应用的拓展不断增加，数据量十分巨大[1]。巨大的数据通信给数据中心网络的传输带来了挑战。传统的三层网络结构，不利于横向数据的传输，时延较大[2]。为了适应新形势的要求，出现了不同的新型网络[3]。光电混合网络成为数据中心网络的一个重要发展方向。文献[4]讨论了MEMS在光交换机中的应用；文献[5]讨论了光电混合网络在数据中心的应用优势；文献[6]构建了数据中心机柜间的光网络，根据流量特征配置所需波长的光线，实现对链路带宽进行调节；文献[7]使用Tunable Wavelength Converters和Arrayed-Waveguide Grating Router构建光电混合网络，在机柜间建立一条持续的光线路。

光链路的建立和配置过程需要一定的时间，撤除也消耗时间。然而，光交换技术具有极高的传输带宽和几乎不受限制的交换能力[8]，本文提出了一种光电混合网络数据传输方案，解决电域链路中流量过大的问题。此外，光链路还可以搭载附近链路的部分数据，实现数据的光电共同传输，缓解周围链路的传输压力，提高光网络利用率，避免光链路建立撤除过于频繁。文献[9]指出相邻或相近的节点之间比相同Vlan的节点具有更多的通信量。因而，光链路搭载周围链路的数据具有重要意义。

1 系统设计

为了便于数据中心网络横向数据的传输，本文采用两层的多根树结构。在现有数据中心电域网络基础上增加光域网络，实现数据的光电共同传输。为了便于系统管理，设置控制中心模块、流量管理模块和光交换机管理模块。电域网络用来传输流量较小的数据，光域网络用来传输流量较大的数据和附近链路的部分数据。网络拓扑结构如图1所示。TOR(top of rank)交换节点同时连接到电域交换机和光域交换机中。光交换机管理模块负责光链路之间的建立和撤除。控制中心根据流量管理模块发送来的流量信息，通知光交换机管理模块在流量需求满足条件的链路建立光链路，同时控制附近链路的部分数据搭载光链路传输，并指导交换节点修改搭载路由信息。数据中心的服务器放在机柜中，每个机柜可以放置多台服务器。服务器与机柜内的交换机相连。交换节点间组成如图1所示的数据中心网络。

  

图1 拓扑结构

WSS包含一个光输入端口和若干输出端口，能将同一输入端口不同波长的光通过不同的输出端口输出。为了单独控制各个波长，需要对入射光进行解复用分光，采用光纤光栅、衍射光栅、阵列波导光栅等进行波长分离。要使各个波长选择不同输出端口，需要对各个波长的光实现光线偏转的光交换元件，如MEMS微镜。分离后不同波长的光采用透镜聚焦到二维阵列的MEMS微反射镜上，通过静电(或鼓力)控制微镜面发生转动或偏转实现不同波长信号光的路由选择。一个N×N的二维反射阵列可以控制N束光信号的交换。WSS将波分复用/解复功能与光交换功能集成在同一器件中。基于MEMS微镜的光交换设备具有低损耗、低串扰、低偏振敏感性，同时还具有高开关速度、体积小易于大规模集成等优点[10]。OCA(optical channel adapter)能够进行光信号和电信号的转换。用于发送端和接受收端的光电信号转换。每个OCA有一个1：N的分光器，可以把混合光束分离成不同波长的光；还有一个接收器阵列把光信号转换成电信号。文中采用这些光器件建立光交换链路，在CSM(circuit switch manager)控制下进行数据传输。

交换节点包含有一个或多个流表(flowtable)，还有一个组表(grouptable)。可以执行数据包的查询和传输。交换节点接收到数据包时，按顺序查询流表，如果成功与一条流表项匹配，那么就更新这个流表项所对应的统计数据，包括匹配成功的数据包数量和数据长度等，执行相应的操作后，将数据包转发。交换节点将一段时间里成功转发的数据包总数、数据字节数以及丢弃数据包的数量等流量信息进行统计，并将流量信息发给流量管理模块，如图2所示。

  

图2 流量测控

外围交换节点除了进行一段时间里的流量监测之外，还要统计发往相同目的地址的数据包总数和数据长度，便于管理中心作进一步的分析。此外，外围交换节点的计数时间长度应设置更短，使本节点的流量信息和所统计的相同目的地址的数据流量信息能够及时地传输到管理中心，准确地反应所统计的信息。

流量是动态变化的，区域之间的流量还存在一定关系。采用基于目的地址的路径流量测评方式，对链路路径的下一时段流量进行评估，以便控制中心进行决策，采取相应的措施。数据由外围节点进入到中心网络，外围节点数据流量的变化，引起数据中心网络某些节点通信流量的变化。在外围节点建立流量统计信息，根据目的地址统计一时段内，由本节点发往同一目的地址的数据流量，并将流量信息发给流量管理模块。流量管理模块收到流量信息后，对数据流所经过的路径进行流量汇总，就可以掌握外围节点进入中心网络的流量和数据流即将经过的路径，对路径流量进行评估。

为了将外围交换节点的流量信息及时地传到流量管理模块，外围节点把一段时间内转发到同一目的地址的数据流量进行统计，并把流量信息和目的地址封装在UDP数据包中，传输给流量管理模块。这里采用UDP传输的原因是数据中心网络内部数据包丢失的概率很小。UDP不用建立连接，减少延时。流量信息应及时地传到流量管理模块，为了减少封帧的时间，采用提前封帧的方式。在交换节点预先生成不同流量级别的流量信息包，计数时间一到，根据所统计的同一目的地址的数据流量所在的范围值，选择相应的流量等级(ri)，立即把信息包发送给流量管理模块。使用流量等级主要是为了处理的简单方便，如某系统根据流量特征，把数据流量分为r1,r2,…r5等5个不同的流量等级。此外，为了减少数据传输和通信的开销，当发往某一目的地址的流量未到达一到范围时，不发流量信息给流量管理模块。流量管理模块未收到流量信息时就认为流量低于阈值，减小处理的复杂度。

(3)E′⟺E，选择包含E的极小连通分支建立光链路。

流量管理模块对收到的流量信息进行处理，通过对UDP数据进行分析，得出目的地址和流量信息。流量管理模块维持一个系统全局路径信息，查找路径信息，就可以知道数据流即将要经过的路径，对数据流所经过的各跳路径的流量信息增加一个相应的值，表示这些路经未来的流量将加大。图3是一个流量信息矩阵。该矩阵是在收到流f1到达的目的地址为C，沿途路径为A-D-B-E-C。流f2到达的目的地址为F，沿途路径为E-A-D-B-F后更新的流量信息矩阵内容。

  

图3 流量信息矩阵

为了使流量信息矩阵的信息能够正确地反应这一时段的流量信息，流量信息矩阵的内容每隔一定的时间进行清零处理。清零后，重新建立流量信息矩阵内容，保持流量信息矩阵不断更新。

光链路的建立按如下方式进行。根据流量信息，当流量超过某一阈值h1时，检查流量信息矩阵的值是否大于h2，或者是流量超过阈值h1持续一段时间的路径，设符合这些条件的边集合为E={e1,e2…en}， n为符合条件的边数。按图的匹配算法来建立光链路。最大匹配时的边数为m,此时 考虑到集合E和E′的关系，分3种情况进行讨论。

(1)E′=E，按最大匹配方式建立光链路。

代价权值影响光链路传输范围，根据式(2)可知，通过对参数α和Cu的设置，调节光链路的代价权值，控制光链路搭载附近链路的范围，文中进行了实验。链路结构如图4所示，其中路径c-f-i-l-o-r是光链路，采用光交换，其余为电域传输。节点间代价权值设置如下，横向路径a-d-g-j-m-p和b-e-h-k-n-q，纵向路径a-b-c，d-e-f，g-h-i，j-k-l，m-n-o，p-q-r间的权值均为70，斜向路径b-f，a-e-i，d-h-l，g-k-o，j-n-r，m-q，b-d，c-e-g，f-h-j，i-k-m，l-n-p，o-q间的权值为90。

埃克森美孚位于比利时安特卫普炼油基地的新装置建成投产。该装置将重质高含硫油加工成高品质的船用汽柴油，日加工能力5万桶。该套装置的低硫产品设计将满足欧洲对燃料清洁性的要求，也将满足国际海事组织（IMO）将于2020年开始实施的船舶燃料新规。埃克森美孚燃料和润滑油板块总裁布莱恩·弥尔顿表示，过去10年，公司在安特卫普炼油基地已经投入了20亿美元，持续投资将提升公司向欧洲市场规模供应清洁、高附加值燃料产品的能力，有利于增强公司作为欧洲领先炼油商的竞争力。

光链路撤除的考虑，光链路上的流量小于阈值h1，流量信息矩阵中的值小于一定范围，或流量低于阈值h1持续一段时间之后，应该对光链路进行撤除，避免链路容量的浪费，采用电域传输就能满足要求。为了避免光链路撤除之后给该链路的电交换带来过多的流量，在光链路撤除之前，发送光链路撤除消息和链路代价权值更新消息，节点收到消息之后，更新路径代价矩阵信息，根据新的信息采用相应的路径进行传输。

2 光链路搭载旁路数据

光链路建立后，链路容量扩大，能够提供更多更快的数据传输服务，原来响应时间较长、拥挤的链路变得通畅，同时还可以搭载邻近链路的部分数据，实现数据的光域、电域共同传输，减少附近链路数据积压，使光链路得到充分利用。光链路搭载的这部分数据，它们需要经过的距离或许比原路径有所增加，但是原路径交换速率慢，容量有限，等待时间长，而光链路容量大、速率高，它们到达目的站点的时间却比原路径短。

利用指纹识别和触摸式传感器提高婴儿车的专有性与安全性，即只有指纹录入者才能控制婴儿车刹车系统的开关。而在推动过程中，当有人将手搭放在握把上时，传感器进行感应并产生响应，也就是控制婴儿车由锁闭状态转为解锁状态。

设数据包的长度为L，电域交换的速率为Se，从源地址到目的地址需要经过Ne跳，那么数据包到达目的站点所需要的时间为

 

若采用光链路传输，光域交换速率为So，所经跳数为No跳，从电域到光域所需要的跳数为H1，从光域到电域需要的跳数为H2，则改经光域搭载后所需时间为

 

if(M[v]i]=True;p[v][v]=True;}

 

可以得到

 

(1)

电域传输的数据，部分数据改用光域搭载传输之后，为了保持数据交换的有序进行，存在光链路搭载数据的电域交换节点设置两个队列，根据目的地址和所经过的跳数对数据进行分类存放。满足式(1)条件的光域搭载数据存放在Queue1中，其余数据存放在Queue2中。光链路建立之后，队列Queue1中的数据按算法的光链路搭载路径传输，将数据转载到光域中，队列Queue2中的数据采用电域传输。而当光链路没有建立时，采用轮询的方式，从Queue1和Queue2队列中转发数据。

2.1 代价矩阵的建立

光链路建立之后，路径权值发生改变，需要重新构建系统路径代价矩阵。一方面是反应链路更新变化的需要，光域的路径代价权值发生了改变，应该采用与之相对应的路径权值，符合链路变化的要求；另一方面是为了使光链路附近的电域链路可以搭载光域进行传输，为光域传输提供更多的数据，提高光域传输效率，减少电域传输压力。

光交换的速率为So，电交换的速率为Se，如果电域交换的代价权值为Ce，那么光交换的代价权值可以设置为

 

(2)

式(2)中的α为常数，用来设置光电之间传输的一个比例因子，针对不同的应用环境设置与之相对应的值。Cu是在光域交换中，基于其它因素的考虑设置的一个参数，如系统中介质差异或光域数据流量等额外因素。参考电域交换的代价权值，通过式(2)可以对光链路代价权值进行设置。

光链路建立后，采用最小代价算法来构建光链路搭载电域数据所经过的路径。设系统中的节点数为Nodenum，Cost[i][j]表示节点Vi到达Vj之间的代价权值，节点Vi电域传输到达目的节点的代价用D[j]表示，M[j]为光电混合网络中节点Vi到达Vj的最小代价。当flag为True 时表示可以进行光域搭载，为False时不进行光域搭载。

算法：光链路搭载算法

政府在与社工组织互动的过程中，由于政府控制着社工组织所稀缺的资源如经费、合法性等。因此，政府一直处于强势的地位，拥有着资源依赖学派所指的权力，政府在制定服务指标标准的时候也体现着这种权力的作用。政府在购买社工组织服务的同时也制定了一套评估服务的标准，但政府关注的更多是量，是否完成项目合同里面规定的个案、小组、社区活动的数量，成为了政府衡量社工组织开展服务好与坏的主要标准。社工组织在面对资源获取的不稳定性和组织的依赖性，需要不断改变自身的行动模式，以便获取和维持来自外部环境的资源，以至于造成两者互动地位不平等。

输入：电域交换路径代价权值

输出：光链路搭载判断结果和搭载路径

for(i=1;i

1096 Magnetic resonance angiography for head and neck arteries of Bama minipig

1.适应转型，营造良好内审环境。高校内部审计文化根植于内部审计的历史、现实和发展并体现高校内审工作的服务性、建设性以及时代性特征［3］，因此高校领导层应高度重视并加强引导，给予政策和物质上的支持，内审机构领导应在倡导审计新理念、实践审计新功能中率先垂范。内部审计工作物质条件改善提高、内部审计文化价值认识到位，才能确保其建设行动的自觉，所以既要以物质为载体对文化建设提供经费物质保障，又要对全体内审人员及其他人员开展思想动员。

Setting the weight of the optical link according to the formula (2);

for (v=0;v

{final[v]=False;

M[v]=Cost[vi][v];

for(w=0;w

对于满足Th≤Te的数据就可以采用光链路搭载进行传输。即

北京师范大学与重庆市教育委员会、重庆市江北区人民政府协同共建“重庆市教师教育创新实验区”，旨在通过体制机制创新，创生具有区域特色的教师教育经验，打破教师教育主体相互隔绝的态势，实现教师培养与专业发展相互融通。

M[vi]=0; final[vi]= True;

}

for(k=1;k

由于课程学习之初，学生了解了课程的考核方式和要求，加上教师日常理论授课环节的教学内容贴近行业实践，学生一开始就树立了重视学习过程的意识，因而学习的主观能动性更强、自主学习的能力提高较快。

min=INFINITY;

for(w=0;w

if(!final[w])

if(M[w]

因为生长痛拥有典型的临床特点，2/3的儿童有反复双下肢间歇性疼，尤其以胫骨（小腿骨头）、膝关节及周边部位较重。所谓的间歇性指有一定的周期性，各个报道不尽相同，周期为几天至几个月不等，而一些严重的病例可能每天都会发生。

final[v]=True;

for(w=0;w

if(!final[w]&&(min+Cost[v][w]

品种的质量直接影响着玉米生长的质量，所以必须要对于品种进行严格控制，在品种选择的过程中，要严格按照当地的农田生态环境以及具体的栽培条件进行分析，选择恰当的品种避免越区种植，保证籽粒饱满、完全成熟。另外要选择紧凑型或半紧凑型的耐旱抗倒伏品种，在选择完种子之后要加强对于种子质量的处理，应该挑选出霉变、瘪粒、破碎或者是被害虫啃啮的种子，并且提前5-7天进行晾晒。在晾晒完毕之后为了避免地下害虫对种子的啃食，可以利用50%的辛硫磷乳油兑水40kg-400kg种子。

{M[w]=min+Cost[v][w];

p[w]=P[v];p[w][w]=True;

}

过程：

if (M[i]< D[i])

(《庚辰六月晦，立秋，刘青园师陆招，偕何玉民田季，高陪左田师纳凉崇效寺，重展《青松红杏画》卷次左田师韵》)

{flag=True;

Output path;}

else

flag=False;

}

2.2 搭载路径分析

(2)E′⊂E，按最大匹配方式建立光链路，对于剩余的边E2=E-E′，再进行子图的最大匹配方式建立光链路，如此重复下去，直到E中所有的边都建立光链路为止。

需求分析宏观上指社会和行业对ESP教学的要求，微观上指学习者的学习需求。需求分析应该是ESP课程基础和ESP教学开展的必要前提。对中国目前大学英语教学向ESP发展进行现状调研，并对开展ESP教学的各类高校进行需求分析，对ESP学科建设具有理论和现实指导意义。

  

图4 路径图

实验中主要讨论节点b到目的节点r、q、p、n、m、k所选择的路径。光链路初始权值为70时，节点b到这6个节点的路径均采用电域传输，见表1。

 

表1 初始路径

  

目的节点总代价路径k210b-e-h-km300b-e-h-k-mn280b-e-h-k-np370b-e-h-k-n-pq350b-e-h-k-n-qr370b-e-h-k-n-r

实验过程中，光链路的权值分别为60、50依次减小到20。权值为60时，6个目的节点中只有到r的路径发生了改变，搭载光链路f-i-l-o，其它节点仍是电域传输。权值为50时，目的节点q的路径也发生了改变，b到r和q的数据传输使用了光链路搭载。权值为40时，光链路搭载数据的目的节点又增加了n和p。随着权值的变化，光链路新增目的节点路径变化见表2。

 

表2 变化路径

  

权值目的节点路径60rb-f-i-l-o-r50qb-f-i-l-o-q40nb-f-i-l-n40pb-f-i-l-n-p20kb-f-i-k20mb-f-i-k-m

从表2可以看出，在光链路权值变小后，节点b到达这6个的目的节点的路径中，更多的路径可以经光链路进行传输，通过设置式(2)中α和Cu值，可以控制光链路搭载附近链路的范围大小。

3 仿真结果

本文采用网络仿真工具Opnet和Matlab来模拟网络运行环境，进行仿真实验，对网络性能进行测评。根据数据中心网络流量的特点，数据流的到达时间间隔采用Constant和Poisson分布，并且每种分布设置多个参数来产生数据流，模拟网络流的多样性。此外，为了模拟网络环境的复杂多样，进行了轻负载和重负载环境下的实验。仿真实验中的ESM(electrical switch mode)为电域交换模式的结果，HOESM(hybrid optical-electrical switch mode)为本文的光电混合网络的结果。

(1)溢出数：交换节点受处理能力的限制，未能处理的数据包需缓存。缓存容量有限，超过范围后，后续到达的数据包将不能缓存而溢出。交换节点的溢出数越多，丢弃的数据包就越多，性能也越低，同时影响到系统的吞吐量。重负载环境下节点的溢出数如图5所示。在流量较大的节点间建立光链路，光链路交换速率快，并且对附近链路的部分数据进行了搭载。因此，HOESM中溢出数比ESM明显要少。

(3)测量误差会导致单项结构误差的辨识精度浮动，但结构误差的整体辨识精度并未下降，证明了线性化误差模型的稳定性。

  

图5 重负载溢出数

轻负载环境下，对节点进行了分类，考查不同类型节点的溢出数。一类是HOESM中的光链路节点以及ESM中的这部分节点称为A类节点。另一类节点是HOESM中光链路附近节点和ESM中的这部分节点称为B类节点。A类节点的溢出数如图6所示。光链路的容量比较大，HOESM中对光链路附近的数据进行了搭载，在光链路上传输的数据比较多，因而出现了溢出，从图6可以看出，光链路上的溢出数大大低于ESM中的溢出。B类节点溢出数如图7所示。在HOESM中，节点中的部分数据转由光链路传输，减少了电域传输的压力，这正是HOESM中数据溢出数明显减少的原因。

  

图6 轻负载A类节点溢出数

  

图7 轻负载B类节点溢出数

(2)延时：数据包从源端到目的端经过交换节点的转发，增加了处理延时。数据包的延时越小，表明网络的性能越高。为了详细地了解数据包的延时，进行了A类节点和B类节点传输延时实验。A类节点平均延时如图8所示。HOESM中传输的数据不仅包含光链路所需传输的数据，还包括部分附近链路搭载的数据。由于光链路交换速率快，HOESM中传输数据的平均延时要比ESM小。

2016年，体重超重的前三位中，家庭医学、急救医学位列第2和第3，他们同时也位列2016年和2017年倦怠感最高的前三位，而皮肤和眼科医生超重比例最低，同时他们也是当年运动最多的和最幸福的。2017年调查显示，白人医生、日裔和菲律宾裔医生最爱运动(至少一周2次)，同时他们也是工作外幸福感较高的。

图9是B类节点数据传输平均延时。HOESM中节点的部分数据进行了光链路搭载，减少了转发的数据，从而使数据能够及时得到响应。因此数据的端到端的平均延时比ESM要小。

  

图8 A类延时

  

图9 B类延时

4 结束语

本文采用WSS光器件，在电域网络基础上构建光电混合网络，结合流量需求信息，在大流量链路建立光链路，提高链路带宽，缓解数据中心网络通信容量不足、交换受限问题。为了保持光链路的稳定，减少突发瞬时流量变化导致频繁的光链路建立和撤除。根据目的地址对下一时刻的流量进行测评，为光链路建立撤除提供决策服务。光链路建立后，可以缓解原电域链路数据传输能力的不足，还能搭载附近链路数据，建立光电传输代价矩阵，给出了光链路搭载旁路数据的方案，保持光链路的高效利用。

文中详细描述了光电混合网络的结构设计和光电混合网络的传输控制，实现数据的光域和电域共同传输，采用仿真工具进行了性能评测。结果表明，相对传统的电域网络，本文设计的网络有着更高的传输性能，更少的拥塞和更高的系统吞吐量。

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