近些年,随着云计算技术的飞速发展,作为云计算技术基础设施的数据中心交换网络,其中的业务流量的规模和种类都出现了显著的增长。使用传统的电交换的数据中心网络在承载这些新业务时,电交换网络的带宽小、时延高等问题限制了数据中心网络的性能提升。光交换数据中心网络以其高带宽、低时延等特点,逐渐成为了替代电交换的首选。但单一的光交换模式难以满足数据中心网络中日益复杂的业务流量类型的需求,此时,能够满足不同业务流量类型的不同需求的光交换模式研究显得越发重要。本文针对在不同业务流量类型和拓扑结构类型下的数据中心网络的光交换研究,开展了以下工作:1.提出了一种新型的面向数据中心网络的混合光交换模式。该交换模式将传输的过程分为不断重复的两个周期,每个周期分别采用光时间片交换(Optical Time Slice Switching,OTSS)和光分组交换(Optical Packet Switching,OPS),使混合光交换能适应周期性与突发性业务混合的数据中心网络业务模式,且可以通过改变两种周期的相对长度的方式适应不同业务类型占比的情况。设计了能够实现混合交换的物理结构,详细阐述了混合交换的工作原理。2.对混合光交换在不同拓扑结构下的数据中心网络中的性能进行了仿真实验。本文对混合交换模式在传统三层树、胖树和环形结构这三种不同的数据中心网络拓扑结构下的性能进行了仿真实验。仿真结果表明:在负载较低的情况下,混合光交换在三种拓扑结构的数据中心网络性能无很大差异,但随着负载的增加,其在胖树结构下具有更高的吞吐量、更低的丢包率与更低的端到端时延。3.对不同业务流量类型占比(主要是周期性业务和突发性业务)下,混合光交换模式与单一的OTSS和OPS的性能差异,以及不同混合交换周期比下混合交换的性能差异进行了仿真实验。仿真结果表明:在业务流量类型为周期性业务与突发性业务混合的情况下,采用具有与业务流量类型比相匹配的混合交换周期比的OTSS/OPS混合光交换模式具有更高的吞吐量、更低的丢包率和更低的端到端时延。本文设计的OTSS/OPS混合光交换模式,在业务流量类型混合下,具有高容量、低丢包、低时延的特点,充分保障了数据中心网络业务流量大、可靠性和即时性的需求,为数据中心网络全光交换提供了依据。