一種多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出一種多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和方法，為了滿足現(xiàn)有光傳送網(wǎng)中多節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)具有差異化的可靠性需求。本發(fā)明多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)包括資源抽象模塊、虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理、可靠性管理模塊、路徑計(jì)算模塊和資源數(shù)據(jù)庫(kù)，本發(fā)明所述多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制方法包含以下步驟：第1步、資源抽象管理。第2步、用戶許可判決。第3步、業(yè)務(wù)算路部署。在用戶請(qǐng)求中用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度數(shù)需求作為用戶可靠性等級(jí)需求，根據(jù)用戶的可靠性等級(jí)需求和網(wǎng)絡(luò)最大可靠性閾值判決是否接受用戶請(qǐng)求。本發(fā)明根據(jù)各用戶的可靠性需求的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，能夠提高虛擬網(wǎng)絡(luò)接入的成功率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信和虛擬網(wǎng)絡(luò)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種包含多可靠性等級(jí)的虛擬網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)是未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)發(fā)展的技術(shù)方向。其本質(zhì)是在一個(gè)公共物理基礎(chǔ)設(shè)施上，通過(guò)抽象、分配、隔離機(jī)制獨(dú)立地運(yùn)營(yíng)若干個(gè)具有互相獨(dú)立協(xié)議體系的虛擬子網(wǎng)。它能夠?qū)⒌讓踊A(chǔ)設(shè)施提供商與上層網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商分離開(kāi)來(lái)，允許若干個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商以不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議靈活共享一套物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?br> [0003]虛擬網(wǎng)絡(luò)映射是網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)中必不可少的步驟，把用戶的虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求合理有效地分配到網(wǎng)絡(luò)設(shè)施上。虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的拓?fù)渚哂卸鄻有院蛯?shí)時(shí)性的特點(diǎn)。資源分配包括節(jié)點(diǎn)資源(如計(jì)算資源等)和鏈路資源(如帶寬和延時(shí)性能等)。物理節(jié)點(diǎn)的資源必須滿足虛擬節(jié)點(diǎn)的資源需求，并且物理鏈路的資源必須滿足虛擬鏈路的資源需求。
[0004]軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software-Defined Networking, SDN)架構(gòu)中的虛擬網(wǎng)絡(luò)控制層對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源具有全局管理與調(diào)度能力。虛擬網(wǎng)絡(luò)控制層作為網(wǎng)絡(luò)用戶與物理網(wǎng)絡(luò)的中間層，一方面，可以獲取網(wǎng)絡(luò)用戶的虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求及其相應(yīng)的可靠性需求；另一方面，可以實(shí)時(shí)獲取傳送層的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和鏈路可用資源狀態(tài)，為虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求在物理拓?fù)渖线x擇合適的區(qū)域進(jìn)行部署。
[0005]專(zhuān)利(CN201110035858)提供了一種將接收到的虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湔?qǐng)求劃分為多個(gè)虛擬子網(wǎng)的處理方法和系統(tǒng)。它解決了由于計(jì)算資源消耗過(guò)大而帶來(lái)的處理瓶頸問(wèn)題，減少了虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求及部署的時(shí)間。但是沒(méi)有對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求所涉及的業(yè)務(wù)區(qū)分可靠性等級(jí)，也未考慮物理鏈路的故障對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了滿足現(xiàn)有光傳送網(wǎng)中多節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)具有差異化的可靠性需求，提出一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和方法。
[0007]本發(fā)明多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)10包括資源抽象模塊1、虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理2、可靠性管理模塊3、路徑計(jì)算模塊4和資源數(shù)據(jù)庫(kù)5。
[0008]所述資源抽象模塊I通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制接口 SBI感知光網(wǎng)絡(luò)傳送層各節(jié)點(diǎn)和鏈路的資源，將所述資源信息存入所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)5中。
[0009]所述虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理2具有虛擬網(wǎng)絡(luò)用戶接口 VNI，虛擬網(wǎng)絡(luò)用戶服務(wù)器20通過(guò)所述虛擬網(wǎng)絡(luò)用戶接口輸入用戶請(qǐng)求，所述用戶請(qǐng)求中的信息包含虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒖煽啃缘燃?jí)需求。所述虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理2收集和分析用戶請(qǐng)求，確定用戶的可靠性等級(jí)，并輸出到所述可靠性管理模塊3。
[0010]所述可靠性管理模塊3根據(jù)所述虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理2所提供的用戶需求信息、當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)資源信息，對(duì)具有差異化可靠性需求的用戶請(qǐng)求進(jìn)行判決、完成用戶許可判決。
[0011]所述路徑計(jì)算模塊4根據(jù)所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)5中實(shí)時(shí)的光網(wǎng)絡(luò)信息，執(zhí)行映射算法，針對(duì)所述用戶請(qǐng)求進(jìn)行路由計(jì)算，包括節(jié)點(diǎn)和鏈路，得出虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)映射關(guān)系，然后將所述映射關(guān)系存入所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)5。
[0012]所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)5存放物理光傳送網(wǎng)的拓?fù)湫畔?、資源信息、虛擬光網(wǎng)絡(luò)映射關(guān)系，使本發(fā)明的裝置能夠?qū)崟r(shí)處理虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建、修改和拆除虛擬網(wǎng)絡(luò)。
[0013]本發(fā)明所述多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制方法包含以下步驟:
[0014]第I步、資源抽象管理。對(duì)物理網(wǎng)絡(luò)資源信息進(jìn)行抽象，包括光網(wǎng)絡(luò)傳送層物理拓?fù)湫畔ⅰ㈡溌穾捹Y源，統(tǒng)計(jì)各節(jié)點(diǎn)度數(shù)下最大可靠性閾值(Maximum ReliabilityThreshold，MRT);實(shí)時(shí)更新資源數(shù)據(jù)。
[0015]第2步、用戶許可判決。當(dāng)虛擬網(wǎng)絡(luò)用戶提出用戶請(qǐng)求時(shí)，在所述用戶請(qǐng)求中用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度數(shù)需求作為用戶可靠性等級(jí)需求，根據(jù)用戶的可靠性等級(jí)需求和網(wǎng)絡(luò)最大可靠性閾值判決是否接受用戶請(qǐng)求。
[0016]第3步、業(yè)務(wù)算路部署。根據(jù)用戶實(shí)時(shí)可靠性等級(jí)需求對(duì)用戶請(qǐng)求的虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路徑計(jì)算和頻譜資源分配，其中路徑計(jì)算包括所涉及的節(jié)點(diǎn)和鏈路；完成交付并更新資源數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0017]采用本發(fā)明所述方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用了虛擬化控制平面，既對(duì)虛擬用戶的需求進(jìn)行了統(tǒng)一管理，又對(duì)所有物理拓?fù)涞馁Y源進(jìn)行了抽象，從而達(dá)到靈活快速的根據(jù)各用戶的可靠性需求部署到相應(yīng)有保護(hù)能力的物理拓?fù)鋮^(qū)域，在一定程度上解決了傳統(tǒng)方法對(duì)于傳送網(wǎng)要求剛性的約束。由于引入最大可靠性閾值等約束條件，采用基于可靠性的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，能夠在保證提供差異化可靠性的基礎(chǔ)上，提高虛擬網(wǎng)絡(luò)接入的成功率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)實(shí)施例
[0019]圖2是多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制方法流程圖
[0020]圖3是資源抽象管理過(guò)程的實(shí)施例
[0021]圖4是用戶許可判決過(guò)程的實(shí)施例
[0022]圖5是業(yè)務(wù)算路部署過(guò)程的實(shí)施例
[0023]圖6是舉例說(shuō)明多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制方法的應(yīng)用場(chǎng)景

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)包括資源抽象模塊1、虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理2、可靠性管理模塊3、路徑計(jì)算模塊4和資源數(shù)據(jù)庫(kù)5。
[0026]所述資源抽象模塊I通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制接口 SBI感知物理光網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)和鏈路的資源，將所述資源信息存入所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)5中。
[0027]所述虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理2具有虛擬網(wǎng)絡(luò)用戶接口 VNI，虛擬網(wǎng)絡(luò)用戶通過(guò)所述虛擬網(wǎng)絡(luò)用戶接口輸入用戶請(qǐng)求，所述用戶請(qǐng)求中的信息包含虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒖煽啃缘燃?jí)需求。所述虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理2收集用戶請(qǐng)求，確定用戶的可靠性等級(jí)，并輸出到所述可靠性管理豐旲塊3。
[0028]所述可靠性管理模塊3根據(jù)所述虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理2所提供的用戶需求信息、當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)資源信息，對(duì)具有差異化可靠性需求的用戶請(qǐng)求進(jìn)行判決、完成用戶許可判決。
[0029]所述路徑計(jì)算模塊4根據(jù)所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)5中實(shí)時(shí)的光網(wǎng)絡(luò)信息，執(zhí)行映射算法，針對(duì)所述用戶請(qǐng)求進(jìn)行路由計(jì)算，包括節(jié)點(diǎn)和鏈路，得出虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)映射關(guān)系，然后將所述映射關(guān)系存入所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)5。
[0030]所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)5存放物理光傳送網(wǎng)的拓?fù)湫畔?、資源信息、虛擬光網(wǎng)絡(luò)映射關(guān)系，以便實(shí)時(shí)管理虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建、修改和拆除虛擬網(wǎng)絡(luò)。
[0031]光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與本發(fā)明控制裝置通信，通過(guò)控制接口 SBI把該節(jié)點(diǎn)的資源和功能統(tǒng)計(jì)信息傳送給本發(fā)明的控制系統(tǒng)。
[0032]虛擬網(wǎng)絡(luò)用戶提出不同可靠性的多點(diǎn)間互通的網(wǎng)狀業(yè)務(wù)需求。每個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)用戶都有自己的虛擬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器20，通過(guò)虛擬網(wǎng)絡(luò)接口 VNI與本發(fā)明的虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理2相連接。虛擬網(wǎng)絡(luò)用戶通過(guò)所述虛擬網(wǎng)絡(luò)接口 VNI將可靠性需求等要求輸入到所述虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理2，所述虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理2通過(guò)管理配置提供滿足用戶要求的物理資源。圖1中A、B、C表示不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫枨?，通過(guò)虛擬網(wǎng)絡(luò)用戶服務(wù)器20輸入到VNI接口。
[0033]圖2是多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制方法流程圖。當(dāng)每個(gè)用戶請(qǐng)求接入本發(fā)明的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)進(jìn)行如下三步操作:資源抽象管理、用戶許可判決和業(yè)務(wù)算路部署。
[0034]第I步、資源抽象管理?？刂葡到y(tǒng)要對(duì)物理網(wǎng)絡(luò)資源信息進(jìn)行抽象，包括光網(wǎng)絡(luò)傳送層物理拓?fù)湫畔⒑玩溌穾捹Y源(包含光交換節(jié)點(diǎn)的可用交換能力、光鏈路上的可用波長(zhǎng)數(shù)量等)，對(duì)現(xiàn)有光傳送網(wǎng)節(jié)點(diǎn)度數(shù)(所謂節(jié)點(diǎn)度數(shù)，是指與每個(gè)光交換節(jié)點(diǎn)連接的光鏈路總數(shù))進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算各節(jié)點(diǎn)度數(shù)下最大可靠性閾值。實(shí)時(shí)更新所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)5。
[0035]特定節(jié)點(diǎn)度數(shù)d下最大可靠性閾值(MRTd)，指物理網(wǎng)絡(luò)中所有滿足節(jié)點(diǎn)度數(shù)d的節(jié)點(diǎn)總數(shù)(包含節(jié)點(diǎn)度數(shù)大于或等于d的節(jié)點(diǎn))，該值會(huì)隨著資源的利用和釋放、故障的發(fā)生與否動(dòng)態(tài)變化。以美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)拓?fù)錇槔撏負(fù)渚哂?4節(jié)點(diǎn)，21條鏈路，平均節(jié)點(diǎn)度數(shù)是3，最大度數(shù)是4 (有2個(gè))，最小度數(shù)是2 (有2個(gè))，剩余的節(jié)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)度數(shù)為 3 的節(jié)點(diǎn)。那么，MRT2= 14、MRT3= 12、MRT4= 2。
[0036]第2步、用戶許可判決。對(duì)用戶的可靠性請(qǐng)求進(jìn)行分析，確定用戶的可靠性等級(jí)。判斷能否為用戶提供可靠的映射部署。具體地，用所需的物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度數(shù)來(lái)定義可靠性等級(jí)，對(duì)用戶的可靠性等級(jí)需求進(jìn)行分類(lèi)。根據(jù)用戶的可靠性等級(jí)需求和網(wǎng)絡(luò)最大可靠性閾值，判決是否接受用戶請(qǐng)求。
[0037]本發(fā)明用節(jié)點(diǎn)的度數(shù)d對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性等級(jí)進(jìn)行分類(lèi)的含義舉例如下。等級(jí)1:任意I條物理鏈路故障，所需提供服務(wù)的η個(gè)節(jié)點(diǎn)就不連通，即這η個(gè)提供服務(wù)的節(jié)點(diǎn)度數(shù)d等于I ;等級(jí)2:最大允許任意I條物理鏈路故障，所需提供服務(wù)的η個(gè)節(jié)點(diǎn)仍然連通，即這η個(gè)提供服務(wù)的點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)度數(shù)至少均為2，則d = 2 ;等級(jí)3:最大允許任意2條鏈路故障，所需提供服務(wù)的η個(gè)節(jié)點(diǎn)仍然連通，即要求這η個(gè)提供服務(wù)的節(jié)點(diǎn)度數(shù)至少均為3，則d = 3;…，以此類(lèi)推。用戶的可靠性需求可以用需要度數(shù)為d的虛擬節(jié)點(diǎn)總數(shù)&來(lái)定義。例如，一個(gè)可靠性等級(jí)為4的5節(jié)點(diǎn)虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，映射到物理拓?fù)渖弦驲4= 5。
[0038]作為本方法進(jìn)一步優(yōu)化的實(shí)施例，當(dāng)用戶請(qǐng)求被拒絕后，該用戶對(duì)可靠性需求進(jìn)行調(diào)整，如果可靠性需求降低后，網(wǎng)絡(luò)最大可靠性閾值仍然不能滿足該業(yè)務(wù)的需求，則拒絕該請(qǐng)求。
[0039]第3步、業(yè)務(wù)算路部署。根據(jù)用戶實(shí)時(shí)的可靠性需求，控制系統(tǒng)對(duì)用戶請(qǐng)求的虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路徑計(jì)算和頻譜資源分配，所述路徑計(jì)算過(guò)程包括:節(jié)點(diǎn)映射部署、鏈路映射部署。映射部署后完成交付，并更新資源數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0040]上述3個(gè)步驟依次循環(huán)操作，完成虛擬網(wǎng)絡(luò)部署。
[0041]下面結(jié)合圖1?2所述實(shí)施例，具體說(shuō)明各個(gè)步驟的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，如圖3?5所示。
[0042]圖3是本發(fā)明方法中資源抽象管理過(guò)程的實(shí)施例，包含以下步驟:
[0043]第1.1步、獲取資源抽象。光網(wǎng)絡(luò)傳送層各節(jié)點(diǎn)上報(bào)該節(jié)點(diǎn)的可用資源信息到所述資源抽象模塊1，所述資源抽象模塊I獲得每個(gè)光交換節(jié)點(diǎn)可用交換能力、與節(jié)點(diǎn)相連鏈路的可用波長(zhǎng)信息，并統(tǒng)計(jì)全網(wǎng)所有的光交換節(jié)點(diǎn)的可用的節(jié)點(diǎn)度數(shù)、最大可靠性閾值。
[0044]第1.2步、實(shí)時(shí)更新資源。每成功部署一個(gè)用戶的虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求、或者每當(dāng)發(fā)生物理網(wǎng)絡(luò)的鏈路故障時(shí)受影響的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)上報(bào)節(jié)點(diǎn)與鏈路信息，則更新所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)5的資源信息。所述資源抽象模塊I把最新的可用資源信息、改變后的節(jié)點(diǎn)度數(shù)、最大可靠性閾值存入所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)5。
[0045]圖4是用戶許可判決過(guò)程的實(shí)施例，包含以下步驟:
[0046]第2.1步、用戶需求收集。所述虛擬網(wǎng)絡(luò)用戶服務(wù)器20向所述虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理模塊2輸入虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，包括所需提供服務(wù)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量、可靠性等級(jí)需求。
[0047]第2.2步、可靠性判斷。所述可靠性管理模塊3將虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的可靠性等級(jí)d所需的節(jié)點(diǎn)總數(shù)Rd與當(dāng)前資源數(shù)據(jù)庫(kù)中的最大可靠性閾值MRTd相比較，來(lái)決定是否給該用戶發(fā)放接入許可。如果Rd< MRT d，虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理模塊接受用戶請(qǐng)求，進(jìn)行所述業(yè)務(wù)算路部署過(guò)程；如果Rd> MRT d，系統(tǒng)拒絕用戶請(qǐng)求。
[0048]第2.3步、用戶需求調(diào)整。對(duì)于不滿足要求的用戶請(qǐng)求，該系統(tǒng)建議用戶降低可靠性等級(jí)要求再進(jìn)行映射。若用戶不同意降低可靠性等級(jí)、或者允許的最低可靠性等級(jí)仍高于物理拓?fù)淠芴峁┑淖畲罂煽啃蚤撝?，系統(tǒng)則拒絕該用戶請(qǐng)求。
[0049]例如，上述NSF物理拓?fù)?MRT3= 12,MRT4= 2)中，一個(gè)4個(gè)節(jié)點(diǎn)可靠性等級(jí)4的虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求(R4= 4)要映射到上述物理拓?fù)渖希驗(yàn)镽4> MRT4，所以映射不成功。如果用戶同意降低可靠性等級(jí)要求為等級(jí)3 (R3= 4)，因?yàn)镽 3< MRT 3，所以允許其部署到NSF拓?fù)渖?。如果用戶不同意降低虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的可靠性要求，則不能提供網(wǎng)絡(luò)映射。
[0050]圖5是業(yè)務(wù)算路部署過(guò)程的實(shí)施例，采用節(jié)點(diǎn)與鏈路分別映射的方法進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)的部署。包含以下步驟:
[0051]第3.1步、節(jié)點(diǎn)映射部署:所述可靠性管理模塊3獲取虛擬網(wǎng)絡(luò)要求，包括虛擬網(wǎng)絡(luò)可靠性等級(jí)d，以及虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量η。路徑計(jì)算模塊4在物理拓?fù)渲羞x擇物理節(jié)點(diǎn)度數(shù)大于等于d的η個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行部署。
[0052]第3.2步、鏈路映射部署:路徑計(jì)算模塊4利用最短路徑算法(例如Dijkstra算法、Floyd算法等)計(jì)算上述η個(gè)節(jié)點(diǎn)中任意兩節(jié)點(diǎn)間的最短路徑，以該最短路徑為連接兩節(jié)點(diǎn)的虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路，使任一節(jié)點(diǎn)在虛擬網(wǎng)絡(luò)中的度數(shù)為d或d+Ι，且至多有一個(gè)節(jié)點(diǎn)在虛擬網(wǎng)絡(luò)中的度數(shù)為d+Ι (—般地，當(dāng)nXd為偶數(shù)時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在虛擬網(wǎng)絡(luò)中的度數(shù)都為d ;當(dāng)nXd為奇數(shù)時(shí)，總有一個(gè)節(jié)點(diǎn)在虛擬網(wǎng)絡(luò)中的度數(shù)為d+Ι，其余節(jié)點(diǎn)在虛擬網(wǎng)絡(luò)中的度數(shù)為d)o
[0053]第3.3步、頻譜資源分配:為選定的路由分配相應(yīng)的頻譜資源(波長(zhǎng)或者時(shí)隙)。
[0054]圖6舉例說(shuō)明多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制方法的應(yīng)用場(chǎng)景。假設(shè)用戶的虛擬網(wǎng)絡(luò)可靠性需求為R3= 4(4節(jié)點(diǎn)可靠性等級(jí)為3)，此時(shí)任意雙鏈路故障時(shí)，仍能保證4個(gè)需要提供服務(wù)的節(jié)點(diǎn)是連通的。
[0055]如圖6 (a)所示，不使用本發(fā)明所述控制系統(tǒng)和方法時(shí)，假如用戶要在n4、n5、n9和nlO這4個(gè)節(jié)點(diǎn)間提供可靠性等級(jí)為3的服務(wù)，傳統(tǒng)方法無(wú)法滿足服務(wù)要求。當(dāng)雙故障發(fā)生在n5-nl0鏈路和n9_nl0鏈路上，由于光傳送網(wǎng)物理節(jié)點(diǎn)nlO的節(jié)點(diǎn)度數(shù)的限制(d1Q= 2)，無(wú)法提供從nlO與n4相連的第3條路徑(如圖中帶大箭頭虛線所示)，nlO節(jié)點(diǎn)成為孤島而失去通信能力。只能通過(guò)升級(jí)物理節(jié)點(diǎn)的度數(shù)，建立光鏈路，增加成本投入來(lái)解決問(wèn)題。
[0056]如圖6(b)所示，采用本發(fā)明多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和方法，利用了 SDN的地理靈活的特性，把虛擬用戶的需求移動(dòng)到地理靈活且能夠滿足可靠性要求的物理拓?fù)鋮^(qū)域上。如果把同樣的虛擬請(qǐng)求映射部署到n0、nl、n2和n3上，可以成功接入并部署該可靠性業(yè)務(wù)。圖中帶小箭頭虛線為最終虛擬業(yè)務(wù)被部署的物理鏈路。
[0057]在圖6(c)中，任意發(fā)生雙物理鏈路故障，虛擬節(jié)點(diǎn)所映射部署的物理節(jié)點(diǎn)仍然連通，通過(guò)光通道保護(hù)倒換，可以完成通信。這樣就在不用提高光傳送網(wǎng)建網(wǎng)成本的條件下，有效提高了網(wǎng)絡(luò)能夠提供可靠性業(yè)務(wù)的個(gè)數(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括資源抽象模塊、虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理、可靠性管理模塊、路徑計(jì)算模塊和資源數(shù)據(jù)庫(kù)； 所述資源抽象模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制接口感知光網(wǎng)絡(luò)傳送層各節(jié)點(diǎn)和鏈路的資源，將所述資源信息存入所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)中； 所述虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理具有虛擬網(wǎng)絡(luò)用戶接口，用戶請(qǐng)求通過(guò)所述虛擬網(wǎng)絡(luò)用戶接口輸入，所述用戶請(qǐng)求中的信息包含虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、可靠性等?jí)需求； 所述虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理收集和分析用戶請(qǐng)求，確定用戶的可靠性等級(jí)，并輸出到所述可靠性管理模塊； 所述可靠性管理模塊根據(jù)所述虛擬光網(wǎng)絡(luò)代理所提供的用戶需求信息、當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)資源信息，對(duì)用戶請(qǐng)求進(jìn)行判決、完成用戶許可判決； 所述路徑計(jì)算模塊根據(jù)所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)時(shí)的光網(wǎng)絡(luò)信息，執(zhí)行映射算法，針對(duì)所述用戶請(qǐng)求進(jìn)行路由計(jì)算，得出虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)映射關(guān)系，然后將所述映射關(guān)系存入所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)； 所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)存放物理光傳送網(wǎng)的拓?fù)湫畔?、資源信息、虛擬光網(wǎng)絡(luò)映射關(guān)系。
2.一種多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制方法，其特征在于，包含資源抽象管理、用戶許可判決和業(yè)務(wù)算路部署的步驟，其中 所述資源抽象管理的步驟包括:對(duì)物理網(wǎng)絡(luò)資源信息進(jìn)行抽象，統(tǒng)計(jì)各節(jié)點(diǎn)度數(shù)下最大可靠性閾值，實(shí)時(shí)更新資源數(shù)據(jù)； 所述用戶許可判決的步驟包括:當(dāng)虛擬網(wǎng)絡(luò)用戶提出用戶請(qǐng)求時(shí)，分析用戶可靠性等級(jí)需求，根據(jù)用戶的可靠性等級(jí)需求和網(wǎng)絡(luò)最大可靠性閾值判決是否接受用戶請(qǐng)求； 所述業(yè)務(wù)算路部署的步驟包括:根據(jù)用戶實(shí)時(shí)可靠性等級(jí)需求對(duì)用戶請(qǐng)求的虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路徑計(jì)算和頻譜資源分配，完成交付并更新資源數(shù)據(jù)庫(kù)。
3.如權(quán)利要求2所述多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制方法，其特征在于，在所述用戶請(qǐng)求中用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度數(shù)需求作為用戶可靠性等級(jí)需求。
4.如權(quán)利要求2所述多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制方法，其特征在于，所述物理網(wǎng)絡(luò)資源信息，包括光網(wǎng)絡(luò)傳送層物理拓?fù)湫畔?、鏈路帶寬資源信息。
5.如權(quán)利要求4所述多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制方法，其特征在于，所述鏈路帶寬資源信息包含光交換節(jié)點(diǎn)的可用交換能力、光鏈路上的可用波長(zhǎng)數(shù)量。
6.如權(quán)利要求2?5所述任一多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制方法，其特征在于，所述實(shí)時(shí)更新資源數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程具體是: 每成功部署一個(gè)用戶的虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，或者每當(dāng)發(fā)生物理網(wǎng)絡(luò)的鏈路故障時(shí)受影響的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)上報(bào)節(jié)點(diǎn)與鏈路信息，資源抽象模塊把最新的可用資源信息、改變后的節(jié)點(diǎn)度數(shù)、最大可靠性閾值存入所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)。
7.如權(quán)利要求2?5所述任一多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制方法，其特征在于，在所述用戶許可判決步驟中還包括:當(dāng)用戶請(qǐng)求被拒絕后，該用戶對(duì)可靠性需求進(jìn)行調(diào)整，如果可靠性需求降低后，網(wǎng)絡(luò)最大可靠性閾值仍然不能滿足該業(yè)務(wù)的需求，則拒絕該請(qǐng)求。
8.如權(quán)利要求2?5所述任一多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制方法，其特征在于，所述接受用戶請(qǐng)求的條件是Rd< MRT d，其中，Rd是虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的可靠性等級(jí)所需的節(jié)點(diǎn)總數(shù)，MRT d是當(dāng)前資源數(shù)據(jù)庫(kù)中的最大可靠性閾值。
9.如權(quán)利要求2?5所述任一多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制方法，其特征在于，所述路徑計(jì)算過(guò)程包括以下步驟: 節(jié)點(diǎn)映射部署:可靠性管理模塊獲取虛擬網(wǎng)絡(luò)要求，包括虛擬網(wǎng)絡(luò)可靠性等級(jí)4以及虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量II，路徑計(jì)算模塊在物理拓?fù)渲羞x擇物理節(jié)點(diǎn)度數(shù)大于等于(1的!1個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行部署； 鏈路映射部署:路徑計(jì)算模塊利用最短路徑算法計(jì)算上述II個(gè)節(jié)點(diǎn)中任意兩節(jié)點(diǎn)間的最短路徑，以該最短路徑為連接兩節(jié)點(diǎn)的虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路，使任一節(jié)點(diǎn)在虛擬網(wǎng)絡(luò)中的度數(shù)為(1或4+1，且至多有一個(gè)節(jié)點(diǎn)在虛擬網(wǎng)絡(luò)中的度數(shù)為扣1。
10.如權(quán)利要求9所述多可靠性等級(jí)虛擬網(wǎng)絡(luò)控制方法，其特征在于，還包含頻譜資源分配的步驟: 為選定的路由分配相應(yīng)的頻譜資源，所述頻譜資源為波長(zhǎng)或者時(shí)隙。
【文檔編號(hào)】H04L12/46GK104486194SQ201410771752
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】羅廣駿, 劉革, 陳希, 張穎, 周靜, 劉國(guó)軍, 丁慧霞, 張 杰, 趙永利 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué), 國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院