多ROADM环网的非阻塞Clos结构在大型数据中心的应用

"本文探讨了在大型数据中心应用的非阻塞Clos网络结构，通过多环ROADM（可重配置光分插复用器）来解决带宽需求问题。" 在当前信息化社会中，大型数据中心（DCs）的带宽需求持续增长，这促使光学网络技术的发展以满足这种需求。然而，大多数现有的解决方案要么在可扩展性方面存在局限，无法应对数据中心的快速增长，要么在提供全分割带宽时存在冲突问题。针对这一挑战，本文提出了一种创新的网络架构，即基于经典Clos理论的非阻塞环形MEMS（微电子机械系统）-环形ROADM网络（简称RMR网络）和MEMS-环形-MEMS网络（简称MRM网络）。 RMR网络和MRM网络的设计策略旨在克服传统Clos网络中未出现的波长限制问题。这些新的策略确保了高可扩展性和非阻塞特性的同时实现。通过引入特定的路由算法，作者证明了RMR和MRM结构与经典Clos网络之间的一对一对应关系，并给出了非阻塞条件。与传统的折叠Clos网络相比，这两种结构在提高网络效率和降低冲突方面具有显著优势。 具体来说，环形ROADM结构允许动态地添加、删除和重新配置光信道，以适应数据中心内部不断变化的流量模式。MEMS技术的应用则提高了网络的灵活性和效率，因为它能够在不影响其他信号的情况下快速调整光路。文章详细分析了这两个网络结构的路由策略，这些策略保证了在所有连接请求下都能找到无冲突的路径，从而确保了全网络的非阻塞性能。 此外，文章还探讨了这些新网络架构在大规模部署时的性能和可扩展性。通过理论分析和仿真验证，作者展示了在不同规模的数据中心环境下，RMR和MRM网络如何有效地提供所需的带宽，同时保持低延迟和高吞吐量。 这篇研究论文提供了对大型数据中心网络设计的新视角，强调了非阻塞和可扩展性的关键性。提出的RMR和MRM网络架构为未来数据中心的光学网络设计提供了有价值的参考，并可能成为解决带宽需求和冲突问题的有效途径。