支持分組/電路混合交換網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種支持分組電路混合交換網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著移動(dòng)通信、寬帶接入、數(shù)據(jù)中屯、、云計(jì)算等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，IP數(shù)據(jù)網(wǎng)的 重要性與日俱增。為了支持端到端數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)按需建立和靈活資源調(diào)度，光承載網(wǎng)和 IP數(shù)據(jù)網(wǎng)的動(dòng)態(tài)互通與融合至關(guān)重要且迫在眉睫：離開(kāi)了光承載網(wǎng)的大帶寬通道建立，IP 數(shù)據(jù)網(wǎng)將面臨高成本、高能耗和擴(kuò)展性的瓶頸；同樣，沒(méi)有IP數(shù)據(jù)網(wǎng)的支持，光承載網(wǎng)過(guò)大 的交換粒度將導(dǎo)致其巨大的帶寬資源無(wú)法被充分利用，并難W實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)調(diào)度的實(shí)時(shí)性和靈 活性。
[0003] 然而，由于基于分組交換的IP數(shù)據(jù)網(wǎng)和基于電路交換的光承載網(wǎng)的交換機(jī)制和 組網(wǎng)模式存在巨大差異，現(xiàn)有動(dòng)態(tài)分組/電路混合交換網(wǎng)絡(luò)尚未做到真正意義上的動(dòng)態(tài)統(tǒng) 一控制和無(wú)縫融合。運(yùn)是因?yàn)椋陔娐方粨Q網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸需要首先進(jìn)行連接建立，當(dāng) 且僅當(dāng)連接建立過(guò)程完成后才能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。而連接建立過(guò)程會(huì)導(dǎo)致時(shí)延，且時(shí)延大小 差異通常很大，和交換技術(shù)、設(shè)備種類、設(shè)備廠商、節(jié)點(diǎn)數(shù)量、路徑長(zhǎng)度等因素密切相關(guān)，從 幾十毫秒到幾十秒或更久不等。相比之下，基于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的分組交換網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有連接建立的 過(guò)程，不存在電路交換網(wǎng)絡(luò)的連接建立時(shí)延。運(yùn)種時(shí)延差異將引發(fā)業(yè)務(wù)建立和故障恢復(fù)時(shí) 的協(xié)同控制問(wèn)題，構(gòu)成分組/電路混合交換網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一控制的一大障礙。此外，與單一IP網(wǎng) 絡(luò)的控制不同，混合交換網(wǎng)絡(luò)的控制架構(gòu)需要考慮光承載網(wǎng)物理層的限制，例如光功率、物 理?yè)p傷、信號(hào)可達(dá)性、連接建立速率、可用帶寬、交換粒度等因素，運(yùn)構(gòu)成分組交換網(wǎng)絡(luò)與電 路交換網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)互通和融合的另一障礙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。
[0005] 為此，本發(fā)明的目的在于提出一種支持分組/電路混合交換網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 和控制方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的支持分組/電路混合交換網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一網(wǎng) 絡(luò)架構(gòu)和控制方法，包括W下步驟：
[0007] 在由多個(gè)分組交換網(wǎng)絡(luò)和電路交換網(wǎng)絡(luò)組成的多域異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置一個(gè)集中網(wǎng) 絡(luò)控制器，進(jìn)行全網(wǎng)的路由計(jì)算、資源調(diào)度和流量控制，并通過(guò)外部接口接納不同網(wǎng)絡(luò)控制 和管理規(guī)則的定制；所述集中網(wǎng)絡(luò)控制器與所述分組交換網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)路由器相連，獲取 所述路由器的鄰居拓?fù)湫畔⒑土髁抗こ虜?shù)據(jù)庫(kù)信息，用于進(jìn)行路由計(jì)算、資源調(diào)度和流量 控制；并將路由計(jì)算結(jié)果和控制管理信息下發(fā)給所述路由器，完成路由表配置和路由器控 管；將每個(gè)所述電路交換網(wǎng)絡(luò)視作一個(gè)虛擬路由器，并設(shè)置一個(gè)虛擬路由器代理作為其實(shí) 體；所述集中網(wǎng)絡(luò)控制器與所述每個(gè)虛擬路由器代理相連，通過(guò)運(yùn)些虛擬路由器代理獲取 其各自所對(duì)應(yīng)的電路交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部和外部抽象拓?fù)湫畔⒑土髁抗こ虜?shù)據(jù)庫(kù)信息；此外， 所述集中網(wǎng)絡(luò)控制器通過(guò)每個(gè)所述虛擬路由器代理將虛擬路由表和控制管理信息下發(fā)至 每個(gè)所述電路交換網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)，并觸發(fā)所述電路交換網(wǎng)絡(luò)的連接控制和網(wǎng)絡(luò)管理。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的支持分組/電路混合交換網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和控制方法， 可克服現(xiàn)有分組/電路混合交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和控制方法的不足之處，實(shí)現(xiàn)分組/電路混合交 換網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一控制，并能明顯降低混合交換網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)建立時(shí)延。
[0009] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的支持分組/電路混合交換網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和 控制方法還可W具有如下附加技術(shù)特征：
[0010] 在一些示例中，還包括：所述虛擬路由器代理對(duì)其所對(duì)應(yīng)的電路交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行如 下的拓?fù)浜土髁抗こ虜?shù)據(jù)庫(kù)資源映射，映射關(guān)系為：（1)所述電路交換網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)的外 部網(wǎng)絡(luò)端口映射為所述虛擬路由器的出端口，反之亦然；(2)所述電路交換網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn) 之間的內(nèi)部連接關(guān)系映射為所述虛擬路由器端口間的轉(zhuǎn)發(fā)能力限制：當(dāng)兩個(gè)電路交換網(wǎng)絡(luò) 邊緣節(jié)點(diǎn)之間存在連接時(shí)，其所有連接通道的總剩余帶寬映射為所述虛擬路由器對(duì)應(yīng)端口 間的轉(zhuǎn)發(fā)帶寬上限；當(dāng)兩個(gè)所述電路交換網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)之間不存在連接時(shí)，所述虛擬路由 器對(duì)應(yīng)端口間不具備轉(zhuǎn)發(fā)能力。
[0011] 在一些示例中，還包括：當(dāng)一個(gè)LSP(標(biāo)記交換路徑）請(qǐng)求到達(dá)某個(gè)所述電路交 換網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)時(shí)，該邊緣節(jié)點(diǎn)首先根據(jù)該LSP的下一跳節(jié)點(diǎn)確定所述虛擬路由器的出端 口；再根據(jù)所述映射關(guān)系確定對(duì)應(yīng)的所述電路交換網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)的外部網(wǎng)絡(luò)端口，并進(jìn)一 步確定所述兩個(gè)電路交換網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)之間的所有剩余帶寬不小于所述LSP請(qǐng)求帶寬的 連接通道；若所述連接通道存在，則將所述LSP梳理至運(yùn)些連接通道中的一個(gè)或多個(gè)中，完 成所述LSP的建立過(guò)程；若所述連接通道不存在，則啟動(dòng)所述兩個(gè)電路交換網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn) 之間的路由計(jì)算和連接建立，待該連接建立完成之后，將所述LSP梳理至該連接通道中，完 成所述LSP的建立過(guò)程。
[0012] 在一些示例中，還包括：所述兩個(gè)電路交換網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)之間的路由計(jì)算和連接 建立可W通過(guò)所述虛擬路由器代理集中式進(jìn)行，也可W通過(guò)所述電路交換網(wǎng)絡(luò)的控制平面 分布式進(jìn)行。
[0013] 在一些示例中，還包括：將每個(gè)所述電路交換網(wǎng)絡(luò)的所有網(wǎng)絡(luò)資源分割為兩部分， 分別置于緩存層和負(fù)載層中；在每個(gè)所述電路交換網(wǎng)絡(luò)初始化時(shí)，在緩存層預(yù)先為每一對(duì) 所述電路交換網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)配置至少一個(gè)連接通道。 陽(yáng)014] 在一些示例中，還包括：當(dāng)一個(gè)LSP(標(biāo)記交換路徑）請(qǐng)求到達(dá)某個(gè)所述電路交 換網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)時(shí)，該邊緣節(jié)點(diǎn)首先根據(jù)該LSP的下一跳節(jié)點(diǎn)確定所述虛擬路由器的出端 口；再根據(jù)所述映射關(guān)系確定對(duì)應(yīng)的所述電路交換網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)的外部網(wǎng)絡(luò)端口，并進(jìn)一 步確定所述兩個(gè)電路交換網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)之間的所有處于緩存層的連接通道；若至少有一個(gè) 所述緩存層的連接通道的剩余帶寬不小于所述LSP請(qǐng)求的帶寬，則將所述LSP梳理至運(yùn)些 連接通道中的任意一個(gè)中，完成所述LSP的建立過(guò)程；若所有所述緩存層的連接通道的剩 余帶寬均小于所述LSP請(qǐng)求的帶寬，則在負(fù)載層啟動(dòng)所述兩個(gè)電路交換網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)之間 的路由計(jì)算和連接建立，待該連接建立完成之后，將所述LSP梳理至該連接通道中，完成所 述LSP的建立過(guò)程。
[0015] 在一些示例中，還包括：若在緩存層的連接通道中成功建立所述LSP，則立即在負(fù) 載層建立和所述LSP所在的緩存層連接通道具有相同源/目的節(jié)點(diǎn)和帶寬的連接通道，并 在該新連接通道建立完成后，將所述緩存層連接通道中建立的所述LSP重新梳理至該負(fù)載 層中建立的新連接通道中，同時(shí)釋放所述LSP占用的緩存層連接通道資源。
[0016] 在一些示例中，還包括：可根據(jù)緩存層命中率（在緩存層成功建立LSP的概率）指 標(biāo)調(diào)整分配給所述緩存層的網(wǎng)絡(luò)資源的大小，當(dāng)緩存層命中率降低時(shí)，增大分配給所述緩 存層的帶寬W提高緩存層命中率，反之亦然；緩存層命中率Phit的大小可通過(guò)下式計(jì)算得 至IJ:
，其中，L為所述電路交換網(wǎng)絡(luò)所有邊緣節(jié)點(diǎn)對(duì)的數(shù)量，n 為緩存層帶寬（假設(shè)所有LSP請(qǐng)求的帶寬為1)，A為L(zhǎng)SP請(qǐng)求的到達(dá)率，為第1個(gè)邊