一种OBS网络信道调度方法及调度器技术

本发明专利技术公开了一种OBS网络信道调度方法及调度器，该方法包括：可用信道寻找步骤，根据BCP携带的信息为对应的待调度BDP寻找可用信道；最优信道确定步骤，基于信道利用率最大评判原则从可用信道中确定最优信道，以进行BDP调度。本发明专利技术简化了调度过程，提升了信道调度器的处理速度，改善了OBS网络的丢包率。

【技术实现步骤摘要】
一种OBS网络信道调度方法及调度器
本专利技术属于光网络
，具体地说，涉及一种OBS网络信道调度方法及调度器。
技术介绍
随着大数据、云计算、物联网等各种网络应用和需求的爆发式增长，现有的光网络不仅需要大量的带宽，还需要有快速灵活的交换和处理来对带宽实行有效管理。目前，在光网络中主要有三种光交换方式：光线路交换(OpticalCircuitSwitching,OCS)、光分组交换(OpticalPacketSwitching,OPS)和光突发交换(OpticalBurstSwitching,OBS)。由于OBS采用了单向预留机制和使用了更细的交换粒度，因此网络传输延迟和带宽利用率都优于OCS。其次，OBS的突发控制包(BurstControlPacket,BCP)和突发数据包(BurstDataPacket,BDP)彼此时空分离(时间上相隔一段偏移时间，空间上分别通过不同的波长信道进行传输)，并且每个转发节点可对经过光电转换后的BCP运用成熟的电域技术进行逻辑处理。因而OBS可在没有光存储和全光逻辑处理器件的情况下，对网络突发数据实现端到端的全光透明传输，这一点优于OPS。由于延迟小、带宽利用率好、器件要求低、技术复杂度不高，这些优点使OBS成为当前一种极具吸引力的光交换网实现方案。然而，因为缺少光存储器件以及突发控制包和突发数据包时空分离等原因，造成OBS网络的丢包性能不太理想。
技术实现思路
为解决以上问题，本专利技术提供了一种OBS网络信道调度方法及调度器，用以简化信道调度过程和提高信道调度速度。根据本专利技术的一个方面，提供了一种OBS网络信道调度方法，包括：可用信道寻找步骤，根据BCP携带的信息为对应的待调度BDP寻找可用信道；最优信道确定步骤，基于信道利用率最大评判原则从可用信道中确定最优信道，以进行BDP调度。根据本专利技术的一个实施例，以一个时间窗口内已调度BDP的总长作为该信道的信道利用率。根据本专利技术的一个实施例，可用信道寻找步骤进一步包括：以当前时刻作为时间窗起点，将固定大小的时间窗分为多个等长的时间槽，其中，单个BDP的首尾不得出现在同一个时间槽内；确定待调度的BDP的首尾在时间槽中的位置：根据待调度BDP的长度及首尾所在的时间槽标识待调度BDP占据的时间槽；根据待调度BDP占据的时间槽和该信道已调度BDP占据的时间槽确定可用信道。根据本专利技术的一个实施例，标识待调度BDP占据的时间槽进一步包括：根据待调度BDP首尾在时间槽中的位置，基于下式确定待调度BDP占据的时间槽：NewBDP＝((8'h01＜＜Tail)-(8'h01＜＜Head))|(8'h01＜＜Tail)其中，<<是左移运算符，|是逐位或运算操作，被BDP占据的时间槽标记为1，为被BDP占据的时间槽标记为0，Tail表示待调度BDP尾部，Head表示待调度BDP首部。根据本专利技术的一个实施例，根据待调度BDP占据的时间槽和该信道已调度BDP占据的时间槽确定可用信道进一步包括：设置对应时间槽数量的位数的寄存器，以记录各信道上的各时间槽的闲/忙状态，其中，时间槽闲标记为0，时间槽忙标记为1；根据待调度BDP占据的时间槽标记与所有信道的寄存器记录值进行与运算；根据运算结果确定所有可用信道，其中，如运算结果中只有一比特为是1且待调度BDP头部位于该比特位对应的时间槽内，则根据该时间槽内已调度BDP的结束时间和待调度BDP的开始时间判断，如两个BDP之间无重叠则该信道可用，否则不可用；如运算结果中只有一比特位是1且待调度BDP尾部位于该比特位对应的时间槽内，则根据该时间槽内已调度BDP的开始时间和待调度BDP的结束时间判断，如两个BDP之间无重叠则该信道可用，否则不可用；如运算结果中只有两个比特位是1且待调度BDP首尾位于这两个比特位对应的时间槽中，则：当待调度BDP占据两个以上时间槽时，根据运算结果和这两个比特位对应的时间槽对应的已调度BDP的结束时间和开始时间判断，如待调度BDP与这两个比特位对应的时间槽对应的已调度BDP的结束时间和开始时间无重叠则该信道可用，否则不可用，当待调度BDP占据两个时间槽时，根据运算结果和这两个比特位对应的时间槽对应的已调度BDP的结束时间和开始时间判断，如待调度BDP开始时间对应的时间槽已调度BDP的结束时间和待调度BDP结束时间对应的时间槽已调度BDP的开始时间为0且待调度BDP与这两个比特位1对应的时间槽对应的已调度BDP的结束时间和开始时间无重叠，则该信道可用，否则不可用；如运算结果中比特位均是0，则该信道可用。根据本专利技术的一个实施例，从可用信道中确定最优信道后进一步包括：对确定的最优信道进行刷新步骤，其中，根据待调度BDP占据的时间槽标记与最优信道闲/忙标记进行或运算，以对最优信道闲/忙标记进行更新，并将待调度BDP的开始时间写入对应的开始时间表和结束时间写入对应的结束时间表，更新信道利用率。根据本专利技术的一个实施例，每个信道的各时间槽均设置有开始时间表和结束时间表，用以记录已调度BDP的开始时间和结束时间。根据本专利技术的一个实施例，所述时间槽满足以下要求：N＞(TOff_Max+TBDP_Max)/τ＞(TOff_Max+TBDP_Max)/TBDP_Min其中，N是时间槽数量，TOff_Max是最大偏置时间，TBDP_Max是最大BDP的时长，TBDP_Min是最小BDP的时长，τ表示时间槽大小。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种OBS网络信道调度器，包括：接收模块，用于接收BCP信息和BDP信息；控制模块，根据BCP携带的信息为对应的待调度BDP寻找可用信道，基于信道利用率最大评判原则从可用信道中确定最优信道，以进行BDP调度；输出模块，用于将已调度的BDP发送出去。根据本专利技术的一个实施例，所述控制模块包括：中央控制单元，根据BCP携带的信息和各信道已调度的BDP信息，得到待调度BDP与各信道已调度的BDP的信道占据结果；判决引擎单元，根据信道占据结果判决得到当前待调度BDP的可用信道；通道选择单元，根据信道利用率最大评判原则从可用信道中选择最优信道。本专利技术的有益效果：本专利技术简化了调度过程，提升了信道调度器的处理速度，改善了OBS网络的丢包率。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍：图1是OBS网络结构示意图；图2是图1所示网络的单向预留机制示意图；图3是根据本专利技术的一个实施例的调度方法流程图；图4是根据本专利技术的一个实施例的CU计算示意图；图5是根据本专利技术的一个实施例的待调度BDP占据两个以上时间槽的调度示意图；图6是根据本专利技术的一个实施例的待调度BDP占据两个时间槽的调度示意图；以及图7是根据本专利技术的一个实施例的调度器的硬件结构示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种OBS网络信道调度方法，包括：可用信道寻找步骤，根据BCP携带的信息为对应的待调度BDP寻找可用信道；最优信道确定步骤，基于信道利用率最大评判原则从可用信道中确定最优信道，以进行BDP调度。

【技术特征摘要】
1.一种OBS网络信道调度方法，包括：可用信道寻找步骤，根据BCP携带的信息为对应的待调度BDP寻找可用信道；最优信道确定步骤，基于信道利用率最大评判原则从可用信道中确定最优信道，以进行BDP调度。2.根据权利要求1所述的调度方法，其特征在于，以一个时间窗口内已调度BDP的总长作为该信道的信道利用率。3.根据权利要求2所述的调度方法，其特征在于，可用信道寻找步骤进一步包括：以当前时刻作为时间窗起点，将固定大小的时间窗分为多个等长的时间槽，其中，单个BDP的首尾不得出现在同一个时间槽内；确定待调度的BDP的首尾在时间槽中的位置：根据待调度BDP的长度及首尾所在的时间槽标识待调度BDP占据的时间槽；根据待调度BDP占据的时间槽和该信道已调度BDP占据的时间槽确定可用信道。4.根据权利要求3所述的调度方法，其特征在于，标识待调度BDP占据的时间槽进一步包括：根据待调度BDP首尾在时间槽中的位置，基于下式确定待调度BDP占据的时间槽NewBDP：NewBDP＝((8'h01＜＜Tail)-(8'h01＜＜Head))|(8'h01＜＜Tail)其中，<<是左移运算符，|是逐位或运算操作，被BDP占据的时间槽标记为1，为被BDP占据的时间槽标记为0，Tail表示待调度BDP尾部，Head表示待调度BDP首部。5.根据权利要求4所述的调度方法，其特征在于，根据待调度BDP占据的时间槽和该信道已调度BDP占据的时间槽确定可用信道进一步包括：设置对应时间槽数量的位数的寄存器，以记录各信道上的各时间槽的闲/忙状态，其中，时间槽闲标记为0，时间槽忙标记为1；根据待调度BDP占据的时间槽标记与所有信道的寄存器记录值进行与运算；根据运算结果确定所有可用信道，其中，如运算结果中只有一比特为是1且待调度BDP头部位于该比特位对应的时间槽内，则根据该时间槽内已调度BDP的结束时间和待调度BDP的开始时间判断，如两个BDP之间无重叠则该信道可用，否则不可用；如运算结果中只有一比特位是1且待调度BDP尾部位于该比特位对应的时间槽内，则根据该时间槽内已调度BDP的开始时间和待调度BDP的结束时间判断，如两个BDP之间无重叠则该信道可用，否则不可用；如运算结果中只有两个比特位是1且待调度BDP首尾位于这两个比特位对应的时间槽中，则：当待调度B...

【专利技术属性】
技术研发人员：张泰然，唐军，蒋国涛，张泰峰，曾超，严伟光，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43