CN104618273B - 一种光纤交换机的控制系统及频道解析器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光纤交换机的控制系统及频道解析器，该系统包括：所有光纤交换机及频道解析器依次连接，形成环形网络，其中，每个光纤交换机、频道解析器均为环形网络的节点；任意相邻的两个节点通过多芯光纤相连，形成环形网络中的多个光纤环路；每一个光纤环路上配置一个发送数据的节点，其他节点为接收数据的节点；SDN控制器，与频道解析器相连，用于向频道解析器发送控制命令，并接收频道解析器发来的响应数据；频道解析器，用于将SDN控制器发来的控制命令通过对应的光纤环路发送给光纤交换机，并将光纤交换机发来的响应数据发送给SDN控制器。本发明提供的一种光纤交换机的控制系统及频道解析器，能够降低控制网络的复杂度。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种光纤交换机的控制系统及频道解析器。
背景技术
大数据和云计算的发展，推动数据中心服务器的规模达到了上千台机柜、百万台服务器的级别。同时，虚拟化、云计算的应用促使服务器的网络接口达到了10G甚至更高的带宽。这种情况下，数据中心的扩展能力以及上万服务器的端到端高带宽连接成为了技术瓶颈。光纤传输具有高带宽技术优势，也因此成为了数据中心的优先选择，光纤交换机则成为数据中心端到端高带宽数据通信的基础设施。传统的数据中心数据网络，采用复杂网络结构。随着数据中心业务的扩大，光纤交换机数量不停的增长，其网络布线越来越复杂。而用于控制光纤交换机的控制网络也越来越复杂。
如图1所示，现有技术中的一种光纤交换机的控制系统的结构示意图，图中1为中间控制器，2为光纤交换机。现有技术中，在SDN(Software Defined Network，软件定义网络)控制器与光纤交换机之间设有多级中间控制器，底部的每个中间控制器与多个光纤交换机相连，底部的多个中间控制器又通过上一级的中间控制器来控制，依次类推，通过上一级的中间控制器控制下级的中间控制器，最终通过一个最高级的中间控制器与SDN控制器相连。SDN控制器对光纤交换机进行控制需要通过多级中间控制器来实现。随着光纤交换机数量的增长，控制网络越来越复杂。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种光纤交换机的控制系统及频道解析器，能够降低控制网络的复杂度。
一方面，本发明提供了一种光纤交换机的控制系统，包括：
频道解析器、软件定义网络SDN控制器；
所有光纤交换机及所述频道解析器依次连接，形成环形网络，其中，每个光纤交换机、所述频道解析器均为所述环形网络的节点；
任意相邻的两个节点通过多芯光纤相连，形成所述环形网络中的多个光纤环路；
每一个光纤环路上配置一个发送数据的节点，其他节点为接收数据的节点；
所述SDN控制器，与所述频道解析器相连，用于向所述频道解析器发送控制命令，并接收所述频道解析器发来的响应数据；
所述频道解析器，用于将所述SDN控制器发来的所述控制命令通过对应的光纤环路发送给光纤交换机，并将光纤交换机发来的所述响应数据发送给所述SDN控制器。
进一步地，所述频道解析器包括：
网络交换机，与所述SDN控制器相连，用于接收所述SDN控制器发来的携带所述控制命令的控制电信号，并将所述控制电信号发送给电光转换器；
所述电光转换器，与所述网络交换机相连，用于将所述网络交换机发来的控制电信号转换成携带所述控制命令的控制光信号，并将所述控制光信号通过所述频道解析器对应的光纤环路发送给光纤交换机。
进一步地，所述频道解析器还包括：
光电转换器，与所述网络交换机相连，用于将接收到的携带所述响应数据的响应光信号转换成携带所述响应数据的响应电信号，并将所述响应电信号发送给所述网络交换机；
所述网络交换机，还用于将所述响应电信号发送给所述SDN控制器。
进一步地，所述频道解析器还包括：
波长选择开关，与所述光电转换器相连，用于从接收到的携带有所述响应数据的光信号中分离出波长为预设波长的携带所述响应数据的响应光信号，并将分离出的所述响应光信号发送给所述光电转换器。
进一步地，所述网络交换机，包括对应转换域的发送端口和接收端口，以及对应链接域的交互端口；
所述发送端口，用于将所述控制电信号发送给所述电光转换器，其中，所述发送端口为半双工发送模式；
所述接收端口，用于接收所述光电转换器发来的所述响应电信号，其中，所述接收端口为半双工接收模式；
所述交互端口，用于接收所述SDN控制器发来的所述控制电信号，并将所述响应电信号发送给所述SDN控制器，其中，所述交互端口为全双工端口。
另一方面，本发明提供了一种频道解析器，包括：
所述频道解析器与相邻的光纤交换机通过多芯光纤相连，以形成环形网络及环形网络中的多个光纤环路，其中，每个光纤交换机、所述频道解析器均为所述环形网络的节点；
配置单元，用于根据配置信息确定控制命令的专用光纤环路；
网络交换机，用于连接外部SDN控制器和外部光纤环路上的光纤交换机，在所述专用光纤环路上发送所述外部SDN控制器发来的控制命令，并在所述专用光纤环路之外的其他光纤环路上接收光纤交换机发来的响应数据，将响应数据发送给所述外部SDN控制器。
进一步地，还包括：电光转换器；
所述网络交换机，还用于接收所述SDN控制器发来的携带所述控制命令的控制电信号，并将所述控制电信号发送给电光转换器；
所述电光转换器，与所述网络交换机相连，用于将所述网络交换机发来的控制电信号转换成携带所述控制命令的控制光信号，并在所述专用光纤环路上将所述控制光信号发送给光纤交换机。
进一步地，还包括：光电转换器；
光电转换器，与所述网络交换机相连，用于将接收到的携带所述响应数据的响应光信号转换成携带所述响应数据的响应电信号，并将所述响应电信号发送给所述网络交换机；
所述网络交换机，用于将所述响应电信号发送给所述外部SDN控制器。
进一步地，还包括：
波长选择开关，与所述光电转换器相连，用于从接收到的携带有所述响应数据的光信号中分离出波长为预设波长的携带所述响应数据的响应光信号，并将分离出的所述响应光信号发送给所述光电转换器。
进一步地，所述网络交换机，包括对应转换域的发送端口和接收端口，以及对应链接域的交互端口；
所述发送端口，用于将所述控制电信号发送给所述电光转换器，其中，所述发送端口为半双工发送模式；
所述接收端口，用于接收所述光电转换器发来的所述响应电信号，其中，所述接收端口为半双工接收模式；
所述交互端口，用于接收所述外部SDN控制器发来的所述控制电信号，并向所述SDN控制器发送所述响应电信号，其中，所述交互端口为全双工端口。
本发明提供了一种光纤交换机的控制系统及频道解析器，所有光纤交换机及频道解析器依次连接，形成环形网络，任意相邻的两个节点通过多芯光纤相连，形成所述环形网络中的多个光纤环路，每个节点在对应的一个光纤环路上发送数据，频道解析器在其对应的光纤环路上发送SDN控制器发来的控制命令，光纤交换机分别在其对应的光纤环路上向频道解析器发送响应数据，通过光纤环路实现频道解析器与光纤交换机的通信，控制网络简单，能够降低控制网络的复杂度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中的一种光纤交换机的控制系统的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的一种光纤交换机的控制系统的结构示意图
图3是本发明一实施例提供的一种环形网络中光纤环路示意图；
图4是本发明一实施例提供的一种频道解析器的结构示意图；
图5是本发明一实施例提供的一种频道解析器示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种光纤交换机的控制系统，该系统包括：
频道解析器、SDN控制器；
所有光纤交换机及所述频道解析器依次连接，形成环形网络，其中，每个光纤交换机、所述频道解析器均为所述环形网络的节点；
任意相邻的两个节点通过多芯光纤相连，形成所述环形网络中的多个光纤环路；
每一个光纤环路上配置一个发送数据的节点，其他节点为接收数据的节点；
所述SDN控制器，与所述频道解析器相连，用于向所述频道解析器发送控制命令，并接收所述频道解析器发来的响应数据；
所述频道解析器，用于将所述SDN控制器发来的所述控制命令通过对应的光纤环路发送给光纤交换机，并将光纤交换机发来的所述响应数据发送给所述SDN控制器。
本发明实施例提供的一种光纤交换机的控制系统，所有光纤交换机及频道解析器依次连接，形成环形网络，任意相邻的两个节点通过多芯光纤相连，形成所述环形网络中的多个光纤环路，每个节点在对应的一个光纤环路上发送数据，频道解析器在其对应的光纤环路上发送SDN控制器发来的控制命令，光纤交换机分别在其对应的光纤环路上向频道解析器发送响应数据，通过光纤环路实现频道解析器与光纤交换机的通信，控制网络简单，能够降低控制网络的复杂度。
频道解析器需要将SDN控制器发来的电信号转换成光信号，以使该控制信息能通过光纤环路发送给光纤交换机。在一种可能的实现方式中，所述频道解析器包括：
网络交换机，与所述SDN控制器相连，用于接收所述SDN控制器发来的携带所述控制命令的控制电信号，并将所述控制电信号发送给电光转换器；
所述电光转换器，与所述网络交换机相连，用于将所述网络交换机发来的控制电信号转换成携带所述控制命令的控制光信号，并将所述控制光信号通过所述频道解析器对应的光纤环路发送给光纤交换机。
为了将光纤交换机发来的光信号转换成电信号，所述频道解析器还包括：
光电转换器，与所述网络交换机相连，用于将接收到的携带所述响应数据的响应光信号转换成携带所述响应数据的响应电信号，并将所述响应电信号发送给所述网络交换机；
所述网络交换机，还用于将所述响应电信号发送给所述SDN控制器。
光纤交换机发来的光信号可能是耦合光信号，在耦合光信号中耦合了多种波长的光信号，需要从耦合光信号中提取出携带响应数据的光信号。所述频道解析器，还包括：
波长选择开关，与所述光电转换器相连，用于从接收到的携带有所述响应数据的光信号中分离出波长为预设波长的携带所述响应数据的响应光信号，并将分离出的所述响应光信号发送给所述光电转换器。
在该实现方式中，每个波长选择开关可以对应一个接收响应数据的光纤环路，每个光纤环路中响应光信号的波长可以预先与光纤交换机约定，使光纤交换机按照预设波长发送响应光信号。另外，该预设波长可以是从发送该响应光信号的光纤交换机中获取的。
网络交换机有多个端口，为了节省资源，可以对端口的工作模式进行如下设置：所述网络交换机，包括对应转换域的发送端口和接收端口，以及对应链接域的交互端口；
所述发送端口，用于将所述控制电信号发送给所述电光转换器，其中，所述发送端口为半双工发送模式；
所述接收端口，用于接收所述光电转换器发来的所述响应电信号，其中，所述接收端口为半双工接收模式；
所述交互端口，用于接收所述SDN控制器发来的所述控制电信号，并将所述响应电信号发送给所述SDN控制器，其中，所述交互端口为全双工端口。
另外，所有的端口可以设置为1G或1G以上带宽。
参见图2，图2示出了一种光纤交换机的控制系统的结构示意图。图中，频道解析器与光纤交换机组成环形网络，频道解析器与SDN控制器相连。
参见图3，图3示出了一种环形网络中光纤环路示意图。图中，通过Cn端口连接成的光纤环路Cn为频道解析器发送控制命令的专用光纤环路，其他光纤环路为频道解析器接收响应数据的光纤环路。
本发明实施例还提供了一种频道解析器，参见图4，包括：
所述频道解析器与相邻的光纤交换机通过多芯光纤相连，以形成环形网络及环形网络中的多个光纤环路，其中，每个光纤交换机、所述频道解析器均为所述环形网络的节点；
配置单元401，用于根据配置信息确定控制命令的专用光纤环路；
网络交换机402，用于连接外部SDN控制器和外部光纤环路上的光纤交换机，在所述专用光纤环路上发送所述外部SDN控制器发来的控制命令，并在所述专用光纤环路之外的其他光纤环路上接收光纤交换机发来的响应数据，将响应数据发送给所述外部SDN控制器。
在本实施例提供的频道解析器上，频道解析器在专用光纤环路上发送控制命令，不进行其他数据的发送，能够使控制命令及时准确地发送给光纤交换机。
频道解析器需要将SDN控制器发来的电信号转换成光信号，以使该控制信息能通过光纤环路发送给光纤交换机。在一种可能的实现方式中，所述频道解析器，还包括：电光转换器；
所述网络交换机，还用于接收所述SDN控制器发来的携带所述控制命令的控制电信号，并将所述控制电信号发送给电光转换器；
所述电光转换器，与所述网络交换机相连，用于将所述网络交换机发来的控制电信号转换成携带所述控制命令的控制光信号，并在所述专用光纤环路上将所述控制光信号发送给光纤交换机。
为了将光纤交换机发来的光信号转换成电信号，所述频道解析器还包括：光电转换器；
光电转换器，与所述网络交换机相连，用于将接收到的携带所述响应数据的响应光信号转换成携带所述响应数据的响应电信号，并将所述响应电信号发送给所述网络交换机；
所述网络交换机，用于将所述响应电信号发送给所述外部SDN控制器。
光纤交换机发来的光信号可能是耦合光信号，在耦合光信号中耦合了多种波长的光信号，需要从耦合光信号中提取出携带响应数据的光信号。频道解析器还包括：
波长选择开关，与所述光电转换器相连，用于从接收到的携带有所述响应数据的光信号中分离出波长为预设波长的携带所述响应数据的响应光信号，并将分离出的所述响应光信号发送给所述光电转换器。
网络交换机有多个端口，为了节省资源，可以对端口的工作模式进行如下设置：所述网络交换机，包括对应转换域的发送端口和接收端口，以及对应链接域的交互端口；
所述发送端口，用于将所述控制电信号发送给所述电光转换器，其中，所述发送端口为半双工发送模式；
所述接收端口，用于接收所述光电转换器发来的所述响应电信号，其中，所述接收端口为半双工接收模式；
所述交互端口，用于接收所述外部SDN控制器发来的所述控制电信号，并向所述SDN控制器发送所述响应电信号，其中，所述交互端口为全双工端口。
另外，所有的端口可以设置为1G或1G以上带宽。
参见图5，图5示出了一种频道解析器示意图。在图中，频道解析器通过专用光纤环路Cn发送控制命令，通过光纤环路C1-Cn-1接收响应数据。预设波长为λn。发送端口为Tx，接收端口为Rx，交互端口带宽设置为1G和10G。
本发明实施例提供的一种光纤交换机的控制系统及频道解析器，具有如下有益效果：
1、本发明实施例提供的一种光纤交换机的控制系统及频道解析器，所有光纤交换机及频道解析器依次连接，形成环形网络，任意相邻的两个节点通过多芯光纤相连，形成所述环形网络中的多个光纤环路，每个节点在对应的一个光纤环路上发送数据，频道解析器在其对应的光纤环路上发送SDN控制器发来的控制命令，光纤交换机分别在其对应的光纤环路上向频道解析器发送响应数据，通过光纤环路实现频道解析器与光纤交换机的通信，控制网络简单，能够降低控制网络的复杂度。
2、本发明实施例提供的一种光纤交换机的控制系统及频道解析器，频道解析器与光纤交换机连接，形成环形网络，任意相邻的两个节点通过多芯光纤相连，形成所述环形网络中的多个光纤环路，每个光纤环路的数据传输是相互独立的不会相互影响，频道解析器只需通过其对应的光纤环路传输控制命令即可，不会影响光纤交换机之间的数据传输。本实施例提供的控制系统中，数据平面网络和控制平面网络的物理连接融为一体，逻辑连接依然保持分离，数据平面网络与控制平面网络的数据传输互不影响。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种光纤交换机的控制系统，其特征在于，包括：
频道解析器、软件定义网络SDN控制器；
所有光纤交换机及所述频道解析器依次连接，形成环形网络，其中，每个光纤交换机、所述频道解析器均为所述环形网络的节点；
任意相邻的两个节点通过多芯光纤相连，形成所述环形网络中的多个光纤环路；
每一个光纤环路上配置一个发送数据的节点，其他节点为接收数据的节点；
所述SDN控制器，与所述频道解析器相连，用于向所述频道解析器发送控制命令，并接收所述频道解析器发来的响应数据；
所述频道解析器，用于将所述SDN控制器发来的所述控制命令通过对应的光纤环路发送给光纤交换机，并将光纤交换机发来的所述响应数据发送给所述SDN控制器。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述频道解析器包括：
网络交换机，与所述SDN控制器相连，用于接收所述SDN控制器发来的携带所述控制命令的控制电信号，并将所述控制电信号发送给电光转换器；
所述电光转换器，与所述网络交换机相连，用于将所述网络交换机发来的控制电信号转换成携带所述控制命令的控制光信号，并将所述控制光信号通过所述频道解析器对应的光纤环路发送给光纤交换机。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述频道解析器还包括：
光电转换器，与所述网络交换机相连，用于将接收到的携带所述响应数据的响应光信号转换成携带所述响应数据的响应电信号，并将所述响应电信号发送给所述网络交换机；
所述网络交换机，还用于将所述响应电信号发送给所述SDN控制器。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述频道解析器还包括：
波长选择开关，与所述光电转换器相连，用于从接收到的携带有所述响应数据的光信号中分离出波长为预设波长的携带所述响应数据的响应光信号，并将分离出的所述响应光信号发送给所述光电转换器。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述网络交换机，包括对应转换域的发送端口和接收端口，以及对应链接域的交互端口；
所述发送端口，用于将所述控制电信号发送给所述电光转换器，其中，所述发送端口为半双工发送模式；
所述接收端口，用于接收所述光电转换器发来的所述响应电信号，其中，所述接收端口为半双工接收模式；
所述交互端口，用于接收所述SDN控制器发来的所述控制电信号，并将所述响应电信号发送给所述SDN控制器，其中，所述交互端口为全双工端口。
6.一种频道解析器，其特征在于，包括：
所述频道解析器与相邻的光纤交换机通过多芯光纤相连，以形成环形网络及环形网络中的多个光纤环路，其中，每个光纤交换机、所述频道解析器均为所述环形网络的节点；
配置单元，用于根据配置信息确定控制命令的专用光纤环路；
网络交换机，用于连接外部软件定义网络SDN控制器和外部光纤环路上的光纤交换机，在所述专用光纤环路上发送所述外部SDN控制器发来的控制命令，并在所述专用光纤环路之外的其他光纤环路上接收光纤交换机发来的响应数据，将响应数据发送给所述外部SDN控制器。
7.根据权利要求6所述的频道解析器，其特征在于，还包括：电光转换器；
所述网络交换机，还用于接收所述SDN控制器发来的携带所述控制命令的控制电信号，并将所述控制电信号发送给电光转换器；
所述电光转换器，与所述网络交换机相连，用于将所述网络交换机发来的控制电信号转换成携带所述控制命令的控制光信号，并在所述专用光纤环路上将所述控制光信号发送给光纤交换机。
8.根据权利要求7所述的频道解析器，其特征在于，还包括：光电转换器；
光电转换器，与所述网络交换机相连，用于将接收到的携带所述响应数据的响应光信号转换成携带所述响应数据的响应电信号，并将所述响应电信号发送给所述网络交换机；
所述网络交换机，用于将所述响应电信号发送给所述外部SDN控制器。
9.根据权利要求8所述的频道解析器，其特征在于，还包括：
波长选择开关，与所述光电转换器相连，用于从接收到的携带有所述响应数据的光信号中分离出波长为预设波长的携带所述响应数据的响应光信号，并将分离出的所述响应光信号发送给所述光电转换器。
10.根据权利要求9所述的频道解析器，其特征在于，所述网络交换机，包括对应转换域的发送端口和接收端口，以及对应链接域的交互端口；
所述发送端口，用于将所述控制电信号发送给所述电光转换器，其中，所述发送端口为半双工发送模式；
所述接收端口，用于接收所述光电转换器发来的所述响应电信号，其中，所述接收端口为半双工接收模式；
所述交互端口，用于接收所述外部SDN控制器发来的所述控制电信号，并向所述SDN控制器发送所述响应电信号，其中，所述交互端口为全双工端口。
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| US6961335B1 (en) * | 2002-05-31 | 2005-11-01 | Verizon Communications Inc. | Multi-layer ring architecture for fiber-to-the-home telco carrier network |
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| CN103944639A (zh) * | 2014-03-31 | 2014-07-23 | 天津大学 | 一种具有自愈功能的无源光纤星环网 |
| CN104022927A (zh) * | 2014-05-19 | 2014-09-03 | 武汉邮电科学研究院 | 固移融合波分接入环及接入方法 |
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2015
- 2015-01-23 CN CN201510034251.6A patent/CN104618273B/zh active Active
Patent Citations (4)
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