用于数据中心基础设施的自适应无线资源分配的制作方法

本公开总体上涉及联网，特别地涉及联网设备及其操作方法。

背景技术：

1、传统上，数据中心依赖有线基础设施来促进计算资源、网络组件和存储系统之间的通信。这些传统的有线网络通常采用铜线缆、光纤和相关联的硬件组件，以在数据中心元件之间建立固定的通信路径。随着数据中心的规模和复杂性的增长（为了满足增长的计算需求），相应的网络基础设施也类似地扩展，从而造成愈发复杂和密集的有线环境，这给部署、管理和维护活动带来了显著挑战。

2、数据中心内对固定的有线连接的依赖引发了若干个操作上的挑战。物理线缆布置需要大量的规划和大量的安装时间，并且在空间要求和线缆管理方面产生相当大的开销。此外，通过物理布线建立的网络拓扑固有地是静态的，当需要进行更改以适应演变的工作负载需求或硬件添加时，需要手动重新配置并且可能导致停机。这种不灵活性在托管动态的、资源密集型的应用程序的现代数据中心中尤其成问题，其中所述应用程序具有波动的带宽、延时和处理要求。

3、传统的数据中心网络中的资源分配主要通过静态供应（provisioning）来完成，其中基于预期的峰值需求来分配网络容量。这种方法通常会导致资源利用未达最佳，因为许多通信链路在正常运行期间处于未充分利用（underutilized）的状态，而其他通信链路在峰值负载或特定工作负载模式期间可能会变得拥塞。此外，传统的数据中心网络规划通常涉及过度供应，以适应潜在的增长并避免瓶颈，从而导致与安装和维护可能长时段处于未使用状态的过多网络容量相关联的资本支出和运营成本的增加。

技术实现思路

1、根据本公开的至少一些方面，描述了用于在数据中心环境内动态分配无线和有线通信资源的方法和系统。本文描述的技术使得能够对网络基础设施进行自适应重新配置，以匹配变化的工作负载需求，而无需大量的物理修改或服务中断。通过将无线通信链路与传统的有线连接集成在一起，本文描述的技术增强了数据中心网络的灵活性、可扩展性和资源效率。数据中心适于进行无线通信，因为它们是访问受限的受控环境，从而减少了潜在的噪声问题。数据中心的静态性质允许对无线连接进行校准和优化，因为距离短且固定。

2、在一个方面，资源管理系统接收与数据流量相关联的工作负载信息，确定针对计算设备之间的无线通信链路的适当的资源分配，基于波动的工作负载需求来配置无线参数，并且选择性地将流量通过无线或有线通信路径进行路由。这种自适应方案允许关键的、高优先级的流量利用确定性的有线连接，同时针对其他工作负载基于它们的特定的性能需求启用动态的无线连接。该系统监测链路性能，并响应于变化的条件来调整资源分配和路由决策，以维持最佳的网络利用和应用程序性能。

3、所描述的方法和系统通过减少对静态线缆布置基础设施的依赖、实现通信资源和基础设施的快速重新配置以及通过动态分配提供更有效的资源利用，解决了传统数据中心架构的基本限制。通过实现用于工作负载分类、智能路由和无线参数优化的技术，本文描述的各方面能够提供灵活的、软件定义的通信结构，其能够适应演变的应用程序需求，而无需人工干预。这种方案降低了操作复杂性，同时增强了数据中心扩展、重新配置和维护网络资源的能力，其中对服务的中断最小且成本低。

4、本公开的各示例方面提供了一种设备。在一些方面，所述设备可以包括一个或更多个电路，其用于：接收与数据中心中的数据流量相关联的工作负载信息；基于工作负载信息，确定针对数据中心中的计算设备之间的无线通信链路的资源分配；基于所确定的资源分配，配置用于无线通信链路的一个或更多个无线通信参数；以及，基于工作负载信息，选择性地将数据流量的至少部分通过无线通信链路或有线通信链路进行路由。

5、各方面包括，其中，工作负载信息包括以下中的至少一项：处理要求；带宽要求；延时要求；或服务质量要求。

6、各方面包括，其中，一个或更多个无线通信参数包括以下中的至少一项：频率分配；带宽分配；调制方案；或传输功率。

7、各方面包括，其中，一个或更多个电路还用于：监测无线通信链路的性能度量；以及，基于所监测的性能度量，修改资源分配。

8、各方面包括，其中，所述性能度量包括以下中的至少一项：吞吐量；延时；丢包；或信号强度。

9、各方面包括，其中，为了选择性地路由数据流量的至少部分，所述一个或更多个电路还用于：通过有线通信链路来路由第一优先级类型的流量，并且通过无线通信链路来路由第二优先级类型的流量。

10、各方面包括，其中，所述一个或更多个电路还用于：通过向承载第二优先级类型的流量的通信链路分配额外的无线资源，优先处理第二优先级类型的流量。

11、各方面包括，其中，所述一个或更多个电路还用于：基于以下中的至少一项来识别第二优先级类型的流量：流量类型；源应用程序；目的地应用程序；或服务质量要求。

12、各方面包括，其中，所述计算设备包括以下中的至少一项：服务器；存储设备；网络接口控制器；或网络交换机。

13、各方面包括，其中，所述一个或更多个电路还用于：响应于工作负载信息的变化，调整资源分配。

14、各方面包括，其中，为了动态地调整资源分配，所述一个或更多个电路还用于：基于工作负载优先级的变化，将无线资源从第一通信链路重新分配到第二通信链路。

15、各方面包括，其中，所述一个或更多个电路还用于：维护无线资源与数据中心工作负载之间的映射；并且，基于工作负载信息的变化，更新映射。

16、各方面包括，其中，为了更新映射，所述一个或更多个电路还用于：基于以下中的至少一项来重新分配无线资源：工作负载优先级变化；网络拥塞；或性能要求。

17、本公开的各示例方面提供了一种设备。在一些方面，所述设备可以包括一个或更多个电路，其用于：维护与不同类型的数据中心工作负载相关联的性能配置文件（profile）；从多个性能要求级别中识别数据中心工作负载的性能要求级别；基于所识别的性能要求级别，在无线通信链路和有线通信链路之间分配用于所述数据中心工作负载的通信资源；以及，基于工作负载性能要求的变化，调整通信资源的分配。

18、各方面包括，其中，具有较高性能要求级别的数据中心工作负载被分配更多的有线通信资源，并且，具有较低性能要求级别的数据中心工作负载被分配更多的无线通信资源。

19、各方面包括，其中，所述一个或更多个电路还用于：检测无线通信链路或有线通信链路的可用性的变化；以及，基于活动的数据中心工作负载各自的性能要求级别和检测到的可用性变化，在活动的数据中心工作负载之间重新分配通信资源。

20、各方面包括，其中，所述一个或更多个电路还用于：监测数据中心工作负载的延时要求或带宽要求中的至少一项；以及，基于延时要求或带宽要求中的至少一项，将数据中心工作负载从无线通信链路切换到有线通信链路。

21、本公开的各示例方面提供了一种系统，该系统包括：数据中心，其包括通过有线通信链路和无线通信链路互连的计算设备；以及资源管理系统，其用于：接收与数据中心中的数据流量相关联的工作负载信息；基于工作负载信息，确定针对计算设备之间的无线通信链路的资源分配；基于所确定的资源分配，配置用于无线通信链路的一个或更多个无线通信参数；以及，基于工作负载信息，选择性地将数据流量的至少部分通过无线通信链路或有线通信链路进行路由。

22、各方面包括，其中，所述资源管理系统还用于：监测无线通信链路的性能度量；以及，基于所监测的性能度量或功耗要求中的至少一项，修改资源分配。

23、各方面包括，其中，所述资源管理系统还用于：响应于工作负载信息的变化，动态地调整资源分配。

24、本文描述了附加的特征和优点，并且根据以下详细描述和附图，它们将是显而易见的。