支持分组/电路混合交换网络的统一网络架构和控制方法技术

本发明专利技术公开了一种支持分组/电路混合交换网络的统一网络架构和控制方法，通过该架构和方法可以实现分组/电路异构交换网络的统一控管并大幅降低端到端建路时延。本发明专利技术所涉及的网络架构为每个电路交换子网设置一个虚拟路由器，这些虚拟路由器和实际路由器组成虚拟网络拓扑，用于进行路由计算和连接控制。每个电路交换子网将部分带宽资源分离出来构成缓存层，其余资源构成负载层。在缓存层上建立该子网所有边缘节点对之间的固定连接。当一个穿越该子网的业务到达时，首先通过缓存层的固定连接传输数据，同时在负载层为该业务建立新的连接。当新连接建立完成后，将缓存层承载的业务切换到负载层的新建连接上，并释放缓存层固定连接的资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及网络通讯
，具体设及一种支持分组电路混合交换网络的统一 网络架构和控制方法。
技术介绍
随着移动通信、宽带接入、数据中屯、、云计算等数据业务的飞速发展，IP数据网的 重要性与日俱增。为了支持端到端数据业务的动态按需建立和灵活资源调度，光承载网和 IP数据网的动态互通与融合至关重要且迫在眉睫：离开了光承载网的大带宽通道建立，IP 数据网将面临高成本、高能耗和扩展性的瓶颈；同样，没有IP数据网的支持，光承载网过大 的交换粒度将导致其巨大的带宽资源无法被充分利用，并难W实现业务调度的实时性和灵 活性。 然而，由于基于分组交换的IP数据网和基于电路交换的光承载网的交换机制和 组网模式存在巨大差异，现有动态分组/电路混合交换网络尚未做到真正意义上的动态统 一控制和无缝融合。运是因为，在电路交换网络上进行业务传输需要首先进行连接建立，当 且仅当连接建立过程完成后才能进行数据传送。而连接建立过程会导致时延，且时延大小 差异通常很大，和交换技术、设备种类、设备厂商、节点数量、路径长度等因素密切相关，从 几十毫秒到几十秒或更久不等。相比之下，基于存储转发的分组交换网络没有连接建立的 过程，不存在电路交换网络的连接建立时延。运种时延差异将引发业务建立和故障恢复时 的协同控制问题，构成分组/电路混合交换网络统一控制的一大障碍。此外，与单一IP网 络的控制不同，混合交换网络的控制架构需要考虑光承载网物理层的限制，例如光功率、物 理损伤、信号可达性、连接建立速率、可用带宽、交换粒度等因素，运构成分组交换网络与电 路交换网络动态互通和融合的另一障碍。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。 为此，本专利技术的目的在于提出一种支持分组/电路混合交换网络的统一网络架构 和控制方法。 为了实现上述目的，根据本专利技术实施例的支持分组/电路混合交换网络的统一网 络架构和控制方法，包括W下步骤： 在由多个分组交换网络和电路交换网络组成的多域异构网络中设置一个集中网 络控制器，进行全网的路由计算、资源调度和流量控制，并通过外部接口接纳不同网络控制 和管理规则的定制；所述集中网络控制器与所述分组交换网络的每一个路由器相连，获取 所述路由器的邻居拓扑信息和流量工程数据库信息，用于进行路由计算、资源调度和流量 控制；并将路由计算结果和控制管理信息下发给所述路由器，完成路由表配置和路由器控 管；将每个所述电路交换网络视作一个虚拟路由器，并设置一个虚拟路由器代理作为其实 体；所述集中网络控制器与所述每个虚拟路由器代理相连，通过运些虚拟路由器代理获取 其各自所对应的电路交换网络的内部和外部抽象拓扑信息和流量工程数据库信息；此外， 所述集中网络控制器通过每个所述虚拟路由器代理将虚拟路由表和控制管理信息下发至 每个所述电路交换网络边缘节点，并触发所述电路交换网络的连接控制和网络管理。 根据本专利技术实施例的， 可克服现有分组/电路混合交换网络架构和控制方法的不足之处，实现分组/电路混合交 换网络的统一控制，并能明显降低混合交换网络的业务建立时延。 另外，根据本专利技术上述实施例的支持分组/电路混合交换网络的统一网络架构和 控制方法还可W具有如下附加技术特征： 在一些示例中，还包括：所述虚拟路由器代理对其所对应的电路交换网络进行如 下的拓扑和流量工程数据库资源映射，映射关系为：（1)所述电路交换网络边缘节点的外 部网络端口映射为所述虚拟路由器的出端口，反之亦然；(2)所述电路交换网络边缘节点 之间的内部连接关系映射为所述虚拟路由器端口间的转发能力限制：当两个电路交换网络 边缘节点之间存在连接时，其所有连接通道的总剩余带宽映射为所述虚拟路由器对应端口 间的转发带宽上限；当两个所述电路交换网络边缘节点之间不存在连接时，所述虚拟路由 器对应端口间不具备转发能力。 在一些示例中，还包括：当一个LSP(标记交换路径）请求到达某个所述电路交 换网络边缘节点时，该边缘节点首先根据该LSP的下一跳节点确定所述虚拟路由器的出端 口；再根据所述映射关系确定对应的所述电路交换网络边缘节点的外部网络端口，并进一 步确定所述两个电路交换网络边缘节点之间的所有剩余带宽不小于所述LSP请求带宽的 连接通道；若所述连接通道存在，则将所述LSP梳理至运些连接通道中的一个或多个中，完 成所述LSP的建立过程；若所述连接通道不存在，则启动所述两个电路交换网络边缘节点 之间的路由计算和连接建立，待该连接建立完成之后，将所述LSP梳理至该连接通道中，完 成所述LSP的建立过程。 在一些示例中，还包括：所述两个电路交换网络边缘节点之间的路由计算和连接 建立可W通过所述虚拟路由器代理集中式进行，也可W通过所述电路交换网络的控制平面 分布式进行。 在一些示例中，还包括：将每个所述电路交换网络的所有网络资源分割为两部分， 分别置于缓存层和负载层中；在每个所述电路交换网络初始化时，在缓存层预先为每一对 所述电路交换网络边缘节点配置至少一个连接通道。 阳014] 在一些示例中，还包括：当一个LSP(标记交换路径）请求到达某个所述电路交 换网络边缘节点时，该边缘节点首先根据该LSP的下一跳节点确定所述虚拟路由器的出端 口；再根据所述映射关系确定对应的所述电路交换网络边缘节点的外部网络端口，并进一 步确定所述两个电路交换网络边缘节点之间的所有处于缓存层的连接通道；若至少有一个 所述缓存层的连接通道的剩余带宽不小于所述LSP请求的带宽，则将所述LSP梳理至运些 连接通道中的任意一个中，完成所述LSP的建立过程；若所有所述缓存层的连接通道的剩 余带宽均小于所述LSP请求的带宽，则在负载层启动所述两个电路交换网络边缘节点之间 的路由计算和连接建立，待该连接建立完成之后，将所述LSP梳理至该连接通道中，完成所 述LSP的建立过程。 在一些示例中，还包括：若在缓存层的连接通道中成功建立所述LSP，则立即在负 载层建立和所述LSP所在的缓存层连接通道具有相同源/目的节点和带宽的连接通道，并 在该新连接通道建立完成后，将所述缓存层连接通道中建立的所述LSP重新梳理至该负载 层中建立的新连接通道中，同时释放所述LSP占用的缓存层连接通道资源。 在一些示例中，还包括：可根据缓存层命中率（在缓存层成功建立LSP的概率）指 标调整分配给所述缓存层的网络资源的大小，当缓存层命中率降低时，增大分配给所述缓 存层的带宽W提高缓存层命中率，反之亦然；缓存层命中率Phit的大小可通过下式计算得 至IJ:，其中，L为所述电路交换网络所有边缘节点对的数量，n 为缓存层带宽（假设所有LSP请求的带宽为1)，A为LSP请求的到达率，为第1个边 当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支持分组电路混合交换网络的统一网络架构和控制方法，其特征在于，包括以下步骤；在由多个分组交换网络和电路交换网络组成的多域异构网络中设置一个集中网络控制器，进行全网的路由计算、资源调度和流量控制，并通过外部接口接纳不同网络控制和管理规则的定制；所述集中网络控制器与所述分组交换网络的每一个路由器相连，获取所述路由器的邻居拓扑信息和流量工程数据库信息，用于进行路由计算、资源调度和流量控制，并将路由计算结果和控制管理信息下发给所述路由器，完成路由表配置和路由器控管；将每个所述电路交换网络视作一个虚拟路由器，并设置一个虚拟路由器代理作为其实体，所述集中网络控制器与所述每个虚拟路由器代理相连，通过这些虚拟路由器代理获取其各自所对应的电路交换网络的内部和外部抽象拓扑信息和流量工程数据库信息，以及所述集中网络控制器通过每个所述虚拟路由器代理将虚拟路由表和控制管理信息下发至每个所述电路交换网络边缘节点，并触发所述电路交换网络的连接控制和网络管理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：华楠，郑小平，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11