一种基于SDN架构的弹性光网络控制系统及方法，涉及信息通信技术领域，弹性光网络入网边缘处多流光收发器收到新分组数据流，生成相应的新流入网消息，发送给集中网络控制器；集中网络控制器生成流映射表和交叉连接表，分别下发至多流光收发器和带宽可变波长交叉连接器，该多流光收发器根据流映射表配置线路端发送相应的光子数据流；带宽可变波长交叉连接器根据交叉连接表建立光子数据流传输路径及频谱分配；光子数据流在弹性光网络出网边缘处多流光收发器中，依据流映射表反映射分组数据流，被目的端路由器接收。本发明专利技术减少网络控制功能复杂程度，提高资源利用效率，实现异构网络资源的归一化调度。
【技术实现步骤摘要】
一种基于SDN架构的弹性光网络控制系统及方法
本专利技术涉及信息通信
，具体来讲涉及一种基于SDN架构的弹性光网络控制系统及方法。
技术介绍
超100G时代，多载波技术是趋势，如何提升多载波技术的频谱利用率，以及怎样通过资源的灵活调度提升光网络整体的频谱利用效率成为下一步发展的首要问题。EON (Elastic Optical Network,弹性光网络)的概念在此背景之下应运而生,它通过定义更小的带宽栅格，克服了传统WDM(Wavelength Divis1n Multiplexing,波分复用)光网络粗粒度、固定栅格的限制，动态灵活的分配带宽资源，能够承载从子波长级到超级通道级的业务需求，极大的提高了频谱资源利用率；同时，它还可以在收发端根据传输距离、链路质量、业务需求动态调整传输速率、调制格式、频谱范围以匹配网络实际需求，提高了网络灵活性和生存性。从物理层数据平面来看，弹性光网络包含MF-OTP(Mult1-flowOptical Transponder,多流光收发器)和 BV-WXC(Bandwidth Variable WavelengthCross-connects,带宽可变波长交叉连接器)两部分。 然而，物理层面的连接并不等同于业务，业务的完成还包含丰富的业务提供逻辑，这主要依赖于控制平面技术。相较于数据平面的技术进步，控制平面还停留在以ASON/GMPLS为代表的智能光网络解决方案，其核心是交换自动化，侧重于针对连接建拆处理过程的控制，包括路由、信令、发现和链路资源管理等功能。智能控制平面技术存在“重控制、轻业务”的问题，应用于弹性光网络中，需要引入业务感知、损伤分析、层域协同、资源虚拟等新的策略与规则，导致扩展后的AS0N/GMPLS控制“胖平面”化的趋势愈加明显，网络控制功能越来越复杂。同时，由于其自身基于分布式控制机制，缺乏集中的全网视图和跨层视野，无法实现IP与光层的统一控制与协同，难以应对多层多域大规模组网的挑战，资源利用低效。 针对弹性光网络数据平面与传统光网络控制平面技术失配的问题，急需提出基于SDN架构的弹性光网络控制，并对网络控制器的南向接口 OpenFlow协议进行扩展，以期在弹性光网络中实现动态智能的端到端路径提供和IP业务流量的光层卸载。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于SDN架构的弹性光网络控制系统及方法，减少网络控制功能复杂程度，提高资源利用效率，实现异构网络资源的归一化调度与业务应用的高质量保证。 为达到以上目的，本专利技术采取一种基于SDN架构的弹性光网络控制系统，包括控制层面的集中网络控制器，数据层面的至少两个多流光收发器和至少一个带宽可变波长交叉连接器，两层面之间通过扩展的OpenFlow协议通信，其特征在于:所述多流光收发器设有流映射表，用于记录客户端分组数据流与线路端光子数据流之间的映射关系，所述带宽可变波长交叉连接器设有交叉连接表，用于记录线路中光子数据流的输入/输出端口、占用频谱范围的相关路径信息，所述流映射表和交叉连接表由集中网络控制器通过南向接口协议统一管理。 在上述技术方案的基础上，所述多流光收发器和带宽可变波长交叉连接器内均设置OpenFlow代理功能模块,多流光收发器的OpenFlow代理功能模块用于维护流映射表，带宽可变波长交叉连接器的OpenFlow代理功能模块用于维护交叉连接表。 在上述技术方案的基础上，弹性光网络入网边缘处与路由器相连的多流光收发器，用来识别来自路由器接口的客户端分组数据流，利用数据包报头所携带的信息进行分类，并根据分类结果将所述信息转化为线路端光子数据流。 在上述技术方案的基础上，所述带宽可变波长交叉连接器通过路由-选择型结构，对线路中的光子数据流进行频谱切割后选路交换，同时支持本地光子数据流的上下路。 在上述技术方案的基础上，所述流映射表包括匹配域、指令域、流速率、中心频率、频谱宽度和调制格式六个表项，其中匹配域含有数据包报头信息字段，包括源地址、目的地址、VLAN标签。 在上述技术方案的基础上，所述数据包报头信息字段识别及分类分组数据流，指令域决定着分组数据流与对应光子数据流之间的映射和反映射操作，流速率、中心频率、频谱宽度和调制格式刻画线路端光子数据流的技术特征。 在上述技术方案的基础上，所述交叉连接表包括输入表项和输出表项，输入表项包括输入端口号、输入中心频率、输入频谱宽度和输入调制格式四个表项，输出表项包括输出端口号、输出中心频率、输出频谱宽度和输出调制格式四个表项。 在上述技术方案的基础上，输入端口号对应光子数据流上路时的端口号、输出端口号对应光子数据流下路时的端口号，或者输入端口号和输出端口号两个表项对应光子数据流波长交叉连接。 本专利技术还提供一种基于SDN架构的弹性光网络控制方法，包括步骤:S1.弹性光网络入网边缘处与路由器相连的多流光收发器收到一条客户端输入的新分组数据流，提取其数据包报头信息，并测算流速率，生成相应的新流入网消息，发送给集中网络控制器；S2.集中网络控制器收到新流入网消息，通过路由谱分配算法计算后，生成流映射表和交叉连接表，再通过扩展的OpenFlow协议分别下发至对应的多流光收发器和带宽可变波长交叉连接器；S3.弹性光网络入网边缘处与路由器相连的多流光收发器，根据下发的流映射表配置线路端发送相应的光子数据流；所有带宽可变波长交叉连接器根据交叉连接表建立光子数据流传输路径及频谱分配；S4.光子数据流在弹性光网络出网边缘处多流光收发器中，依据流映射表反映射分组数据流，被目的端路由器接收。 在上述技术方案的基础上，谱分配算法综合新流入网消息的流量信息及全网资源占用情况，计算出对应光子数据流的技术参数，包括路径安排、频谱分配和调制格式，根据技术参数生成流映射表和交叉连接表。 本专利技术的有益效果在于:通过SDN架构的弹性光网络采用开放式灵活集中控制系统，并通过扩展南向接口 OpenFlow协议的方法，提供开放式的管理与业务适配接口，简化了多层多域组网控制功能，提升了网络整体频谱利用效率，实现了对网络底层资源的动态灵活调度和对网络多样业务的智能高效承载。同时，其集中性和开放性所具备的全网视图及跨层视野，也为网络层域协同融合和资源虚拟化提供了可能。 【附图说明】 图1为本专利技术基于SDN架构的弹性光网络控制系统的原理图； 图2为流映射表的表项框图； 图3为交叉连接表的表项框图； 图4为基于SDN架构的弹性光网络控制方法流程图； 图5为本专利技术实施例弹性光网络控制系统示例图。 【具体实施方式】 以下结合附图对本专利技术作进一步说明。 如图1所示，本专利技术基于SDN架构的弹性光网络控制系统，包括控制层面的集中网络控制器(Cont1ller)，数据层面具备OpenFlow代理功能的多流光收发器(OF-MF-OTP)和带宽可变波长交叉连接器(OF-BV-WXC)，两层面之间通过扩展的OpenFlow协议通信，其中多流光收发器至少两个，带宽可变波长交叉连接器至少为一个，多流光收发器至少一个位于弹性光网络入网边缘处与路由器相连，至少一个位于弹性光网络出网边缘与目的端路由器相连。多流光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于SDN架构的弹性光网络控制系统，包括控制层面的集中网络控制器，数据层面的至少两个多流光收发器和至少一个带宽可变波长交叉连接器，两层面之间通过扩展的OpenFlow协议通信，其特征在于：所述多流光收发器设有流映射表，用于记录客户端分组数据流与线路端光子数据流之间的映射关系，所述带宽可变波长交叉连接器设有交叉连接表，用于记录线路中光子数据流的输入/输出端口、占用频谱范围的相关路径信息，所述流映射表和交叉连接表由集中网络控制器通过南向接口协议统一管理。
【技术特征摘要】
1.一种基于31^架构的弹性光网络控制系统，包括控制层面的集中网络控制器，数据层面的至少两个多流光收发器和至少一个带宽可变波长交叉连接器，两层面之间通过扩展的0？611？1^协议通信，其特征在于:所述多流光收发器设有流映射表，用于记录客户端分组数据流与线路端光子数据流之间的映射关系，所述带宽可变波长交叉连接器设有交叉连接表，用于记录线路中光子数据流的输入/输出端口、占用频谱范围的相关路径信息，所述流映射表和交叉连接表由集中网络控制器通过南向接口协议统一管理。2.如权利要求1所述的基于31^架构的弹性光网络控制系统，其特征在于:所述多流光收发器和带宽可变波长交叉连接器内均设置代理功能模块，多流光收发器的.0？611？10^代理功能模块用于维护流映射表,带宽可变波长交叉连接器的01)61^10?代理功能模块用于维护交叉连接表。3.如权利要求1所述的基于31^架构的弹性光网络控制系统，其特征在于:弹性光网络入网边缘处与路由器相连的多流光收发器，用来识别来自路由器接口的客户端分组数据流，利用数据包报头所携带的信息进行分类，并根据分类结果将所述信息转化为线路端光子数据流。4.如权利要求1所述的基于31^架构的弹性光网络控制系统，其特征在于:所述带宽可变波长交叉连接器通过路由-选择型结构，对线路中的光子数据流进行频谱切割后选路交换，同时支持本地光子数据流的上下路。5.如权利要求1所述的基于31^架构的弹性光网络控制系统，其特征在于:所述流映射表包括匹配域、指令域、流速率、中心频率、频谱宽度和调制格式六个表项，其中匹配域含有数据包报头信息字段。6.如权利要求5所述的基于31^架构的弹性光网络控制系统，其特征在于:所述数据包报头信息字段识别及分类分组数据流，指令域决定着分组数据流与对应光子数据流之间...
【专利技术属性】
技术研发人员：何炜，蔡鸣，张新全，陈亮，
申请(专利权)人：武汉邮电科学研究院，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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