CN103546212A - 面向服务的多粒度光网络测试控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向服务的多粒度光网络测试控制方法，包括如下步骤：a)将服务感知边缘路由器和核心路由器通过信令相连构成光网络测试系统；b)将光网络测试系统所认知的QoS以及资源的应用的服务请求转移到服务感知边缘路由器上进行网络参数映射，并转换为对于该服务的动态配置的直接请求；c)解析面向服务的请求，配置聚合调度器并建立快慢不同的路径来支持不同的服务。本发明提供的面向服务的多粒度光网络测试控制方法，通过在应用请求与网络服务之间的映射过程，将由终端使用者所感知的参数与网络装置所需要的技术特定的指令相分离，从而实现自动网络配置并建立与不同类别服务的随选连接，便于演示各种多媒体的应用交互。

Description

面向服务的多粒度光网络测试控制方法

技术领域

本发明涉及一种光网络测试控制方法，尤其涉及一种面向服务的多粒度光网络测试控制方法。

背景技术

新一代应用正在出现，它们要求接入远程计算资源、分布式数据存储设施、媒体服务器、内容存储库以及科研仪器，经常是经由高速网络基础设施。在开始时是由联合的虚拟研究社区开发的，这些应用引导了新的面向服务的网络技术及架构的开发。

在应用与网络之间的交互意识(reciprocal awareness)被认为是朝向下一代网络的实施方案的基础步骤。正在出现的网络应用的完整类别(例如，网格、SHD随选多媒体服务)将依赖于先进的服务与网络控制平面技术，来实现(调度、接入以及使用)网络及IT基础设施的优化管理。

因此有必要提供用于支持未来互联网应用的新颖的面向服务的多粒度以太网光突发交换(E-OBS)及传输(E-OBT)网络演示器。此概念的实验验证依赖于在E-OBS测试台上的四HD随选视频(VoD)服务的演示。该网络架构是基于将面向服务的光网络(SOON)框架功能性与E-OBS-T控制及数据平面技术相整合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种面向服务的多粒度光网络测试控制方法，能够自动网络配置并建立与不同类别服务的随选连接，便于演示各种多媒体的应用交互。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种面向服务的多粒度光网络测试控制方法，包括如下步骤：a)将服务感知边缘路由器和核心路由器通过信令相连构成光网络测试系统；b)将光网络测试系统所认知的QoS以及资源的应用的服务请求转移到服务感知边缘路由器上进行网络参数映射，并将该映射转换为对于该服务的动态配置的直接请求；c)解析面向服务的请求，配置聚合调度器并建立快慢不同的路径来支持不同的服务。

上述的面向服务的多粒度光网络测试控制方法，其中，所述核心路由器包含三个节点，所述三个节点均由集中式的基于FPGA的控制平面模块来控制，从而产生网状拓扑，其中两个节点由微电机系统交换机组成，第三个节点为微电机系统交换机以及声光交换机，从而形成多粒度光交叉连接。

上述的面向服务的多粒度光网络测试控制方法，其中，所述网络参数包括突发尺寸、偏移时间、网络供应服务以及端至端光路。

上述的面向服务的多粒度光网络测试控制方法，其中，所述步骤c)包括如下过程：配置聚合调度器包括设置缓冲器大小和时间，选择λ／次λ的突发大小。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的面向服务的多粒度光网络测试控制方法，通过在应用请求与网络服务之间的映射过程，将由终端使用者所感知的参数与网络装置所需要的技术特定的指令相分离，有效地在应用层与网络层之间桥接信息间隙，从而用于预见“应用到网络”交互的新范式，实现自动网络配置并建立与不同类别服务的随选(on-demand)连接，便于演示各种多媒体的应用交互。

附图说明

图1为面向服务的以太网光突发交换传输测试网络平台构架示意图；

图2为本发明面向服务的多粒度光网络测试控制流程示意图；

图3为面向对象光网络端到端整体服务提供时间示意图；

图4为本发明对于不同业务的延迟时间示意图；

图5为本发明对于不同业务的抖动时间示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1为面向服务的以太网光突发交换传输测试网络平台构架示意图，图2为本发明面向服务的多粒度光网络测试控制流程示意图。

请参见图1和图2，本发明提供的面向服务的多粒度光网络测试控制方法包括如下步骤：

步骤S1：将服务感知边缘路由器和核心路由器通过信令相连构成光网络测试系统；所述核心路由器包含三个节点，所述三个节点均由集中式的基于FPGA(现场可编程门阵列)的控制平面模块来控制，从而产生网状拓扑，其中两个节点由MEMS交换机(微电机系统，Micro-Electro—Mechanic System)组成，第三个节点为MEMS交换机以及声光交换机，从而形成多粒度光交叉连接；

步骤S2：将光网络测试系统所认知的QoS以及资源的应用的服务请求转移到服务感知边缘路由器上进行网络参数映射，并将该映射转换为对于该服务的动态配置的直接请求；所述网络参数包括突发尺寸、偏移时间、网络供应服务以及端至端光路；

步骤S3：解析面向服务的请求，配置聚合调度器并建立快慢不同的路径来支持不同的服务；具体过程如下：配置聚合调度器包括设置缓冲器大小和时间，选择λ／次λ的突发大小。

本发明的SOON框架能够将应用(例如，多媒体)在网络服务请求内所规定的一组参数映射到由该网络所使用的一组特定参数(例如，边缘聚合缓冲阈值、偏移、λ／次λ光路)中，同时隐藏来自该应用的网络资源技术及拓扑细节。SOON还将该映射转换为对于该服务的动态配置的直接请求。E-OBS-T网络然后能够解析该SOON请求并且在工作进行中(on the fly)配置聚合调度器(缓冲器大小、时间)，选择恰当的粒度(λ／次λ的突发大小(burst size))并建立相应光路(慢路径-快路径)来支持不同的服务。

SOON实现的E-OBS-T网络如图1所示：网络架构、测试台设置以及SOON结果如下：所提出的面向服务的网络架构是基于SOON元件以及E-OBS-T技术，利用了通过JIT-SOON信令互连的服务感知边缘及核心路由器。该SOON将关于所认知的QoS以及资源的应用的服务请求转移到在E-OBS-T网络的边缘处的技术特定池(technology-specific pool)。通过这种将网络技术与服务解耦的能力，控制平面(CP)被解除了面向服务的功能性的负担，因而可以专注于供应连接性服务(connectivity service)。该SOON支持服务抽象及资源虚拟化能力，从而允许将一组应用特定参数映射成由该网络所使用的一组参数来进行服务的实际配置，同时避免将网络资源技术细节暴露给应用。网络特定参数包括：突发尺寸、偏移时间、网络供应服务(E-OBS-E-OBT)以及端至端光路。

该SOON框架还具有协调不同的OBS边缘装置的能力以建立单向及双向端至端波长(E-OBT)及次波长(E-OBS)路径。这是通过在分布式服务元件(distributed serviceelement，DSE)中间的专用信令协议来获得的，该等分布式服务元件可以交换边缘特性及可达性信息。该DSE还通过网络资源DB(NR-DB)内部数据库来管理涉及边缘节点装置的信息的周期性更新，用于解决源／目的地的可达性。为了实现该框架与OBS网络交互，已经设想了安装于每一DSE中的依赖于特定技术的模块，该模块将从该DSE接收的信息转译成可由E-OBS-T装置理解的一组特定指令。

服务感知边缘OBS路由器利用了以1GE(伺服器／客户端)以及2.5Gbps(E-OBS-T控制平面以及数据平面)操作的网络处理器以及FPGA装置，能够在服务层消息(基于SOON)、网络请求以及数据包之间进行差异化处理。在SOON信令消息的情况中，该边缘路由器将它们转发给该控制平面。在传入的SOON网络请求的情况中，突发聚合调度器被触发以将服务请求反映到缓冲器大小以及时间阈值中。该SOON消息还用于对网络供应系统是E-OBS还是E-OBT来做出决策，然后选择恰当的光路(最多为四中选一)。E-OBS供应系统的建立是通过将突发进行聚合并且提前(5us)产生并传输突发控制标头(BCH)来为每个突发配置声光切换。E-OBT通过在接收到SOON消息之后产生BCH来在服务进行期间支持端至端光路。最终，通过控制连接到MEMS交换机(涉及与所有核心节点的连接性)的SG-DBR可调谐激光器(在边缘1处)，连同在核心FPGA处处理的BCH，λ选择的组合提供了端至端动态光路。最终，数据包在聚合(aggregation)FIFO上得到缓冲，然后在不同的波长或次波长光路上传输。E-OBS-T数据平面传输机制是基于在突发传输之间的保持活动(keep-alive)的消息。

服务感知核心OBS路由器包含三个节点，这三个节点均由集中式的基于FPGA的控制平面模块来控制，从而产生网状拓扑。两个节点由MEMS交换机(10ms)组成，第三个节点为MEMS交换机以及声光交换机(4us)从而形成多粒度光交叉连接(multi-granular optical cross-connect，MG-OXC)。该控制平面模块利用网络处理器以及FPGA，并且它可以处理并转发在工作进行中的(on the fly)服务层信息，并且分配开关资源来进行E-OBS或E-OBT供应。E-OBS业务是使用特定光路通过MG-OXC节点来传输的，并且在声光交换机支持不同服务。该业务的其余部分是在三个不同的光路上传输的，这三个不同的光路具有不同数目的跳，基于E-OBT，在服务进行中使用。不同于现有的面向服务的架构，在现有的面向服务的架构中，使用旧版IP网络来载运SOON信号及消息，而在所提出的架构中，SOON消息是通过JIT信令在光域中载运以及在突发控制标头(BCH)中载运。GUI服务应用将请求发布给SOON框架来达成特定的网络服务(四个网络服务)。然后，DSE元件使用专有的信令来触发另一个所涉及的DSE并配置OBS装置。该SOON信令为服务特定的并且对于每一种类型的所提供的服务具有不同的消息集合。

图3中的第一区段(从左侧开始)表示的是在开始信令(峰线3)之前服务请求的SOON处理时间，而第二区块表示的是从使用者请求中推断的边缘节点配置(峰线4)的特定指令的构建的处理。在边缘配置之后，该SOON从该DSE模块收集该ACK消息，并且将服务提供(service-provided)的ACK发送给GUI装置应用(峰线5)。SOON-JIT控制协议性能已通过测量端至端服务时间而得到评估，该端至端服务时间包括边缘及核心节点解析及转发时间。该值最主要取决于SOON元件的端主机性能，而不是实际的E-OBS-T测试平台。

网络服务结果如下：

在本发明中，演示了在E-OBS-T传输上的SOON服务以及连接建立以及高清晰度视频。在BCH中所囊封的SOON-JIT消息被在E-OBS-T控制平面上发送而所产生的可变光突发则在以太网类型数据平面上发送。为了研究E-OBS-T对高性能媒体的实时传输的效应，在OBS网络测试台上的不同的流媒体情形中使用了四个预先记录的具有不同质量的视频。这些视频分别从解析度为1280X720以及1440X1080的高解析度以及比特率为27Mbps以及46Mbps变化到2560X1600的四HD以及106和156Mbps的比特率。大约200Mbps的TCP背景业务还通过业务发生器来产生以模拟当前互联网业务行为(在TCP与UDP数据之间)。所开发的聚合是混合式的并且将大小与时间阈值相组合，大小与时间阈值还会在每个SOON服务上动态改变，其中最大大小阈值为5000字节而时间极限为2ms。图4中曲线1所示为使用E-OBT的服务1，曲线2所示为使用E-OBS的服务2，对于服务1来说(E-OBT)，UDP包中95％以上的部分具有小于3ms的延迟，最大延迟小于4ms，处于可接受的水平内，而对于服务2来说，该值小于1.8ms。图5中曲线1所示为使用E-OBT的服务1，曲线2所示为使用E-OBS的服务2，对于服务2(E-OBS)来说，对于100％的业务而言抖动(jitter)仍处于1.4ms以下，并且低于0.9ms，仍然是一个可以接受的值。对于数据总量来说，OBS网络的包损失为零。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (4)

1.一种面向服务的多粒度光网络测试控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)将服务感知边缘路由器和核心路由器通过信令相连构成光网络测试系统；

b)将光网络测试系统所认知的QoS以及资源的应用的服务请求转移到服务感知边缘路由器上进行网络参数映射，并将该映射转换为对于该服务的动态配置的直接请求；

c)解析面向服务的请求，配置聚合调度器并建立快慢不同的路径来支持不同的服务。

2.如权利要求1所述的面向服务的多粒度光网络测试控制方法，其特征在于，所述核心路由器包含三个节点，所述三个节点均由集中式的基于FPGA的控制平面模块来控制，从而产生网状拓扑，其中两个节点由微电机系统交换机组成，第三个节点为微电机系统交换机以及声光交换机，从而形成多粒度光交叉连接。

3.如权利要求1所述的面向服务的多粒度光网络测试控制方法，其特征在于，所述网络参数包括突发尺寸、偏移时间、网络供应服务以及端至端光路。

4.如权利要求1所述的面向服务的多粒度光网络测试控制方法，其特征在于，所述步骤c)包括如下过程：配置聚合调度器包括设置缓冲器大小和时间，选择λ／次λ的突发大小。

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