CN107735989A - 用于传输网络上站点互连的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

用于管理多个互连站点之间的业务的方法和系统。站点经由通过网络控制器实现的逻辑环的环构件和环段而在物理传输网络上互连。当确定存在需要改变环形拓扑的业务变化时，执行拓扑优化以适应业务变化。拓扑优化可以包括：动态地增加环段的容量、动态地减小环段的容量、动态地创建业务路径、和/或动态地去除业务路径。

Description

用于传输网络上站点互连的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年7月10日提交的美国临时专利申请序列号62/191,011和于2015年11月17日提交的美国专利申请序列号14/943,709的优先权，上述两者的全部内容都通过引用并入本文中。
技术领域
本公开内容总体上涉及传输网络，并且更具体地涉及使用传输软件定义网络来在传输网络上使站点互连。
背景技术
传输软件定义网络(Transport software-defined networking，TSDN)可以被认为适用于将软件定义网络(software-defined networking，SDN)技术应用于服务提供者广域网(WideArea Network，WAN)的传输层。传输层包括层0(L0)和层1(L1)，以及在某些情况下可能包括层2(L2)。在计算机网络的七层开放系统互联(Open SystemsInterconnection，OSI)模型中，物理层为L1。网络布线有时被称为L0。L0可以使用例如密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM)或光子传输系统。L1可以例如采用诸如同步光纤网络(Synchronous Optical Networking，SONET)、同步数字系列(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)和光传输网络(Optical Transport Network，OTN)的协议。层2可以是以太网。
TSDN控制器可以监视和管理网络中的业务流。
发明内容
在一些示例中，本公开内容描述了一种管理多个互连站点之间的业务的方法，所述站点经由通过网络控制器实现的逻辑环的环构件和环段而在物理传输网络上互连。该方法包括：接收关于逻辑环中的业务的信息；根据所接收的信息确定对环形拓扑的改变的需要；响应于该确定来执行拓扑优化以适应业务的变化，该拓扑优化包括以下中的至少一个：增加环段的容量、减小环段的容量、创建业务路径、以及去除业务路径；以及将更新的路由信息发送至环构件，该路由信息反映环形拓扑的改变。
在一些示例中，本公开内容描述了一种用于管理多个互连站点之间的业务的系统。该系统包括：传输软件定义网络(TSDN)控制器，其被配置成管理包括站点的传输网络上的业务，该TSDN控制器包括被配置成执行指令以使TSDN控制器执行以下操作的处理器：通过传输网络的物理部件实现逻辑环，该逻辑环包括环构件和环段，站点经由逻辑环在逻辑上互连；接收关于逻辑环中的业务的信息；根据所接收的信息确定对环形拓扑的改变的需要；响应于该确定来执行拓扑优化以适应业务的变化，该拓扑优化包括以下中的至少一个：增加环段的容量、减小环段的容量、创建业务路径、以及去除业务路径；以及将更新的路由信息发送至环构件，该路由信息反映环形拓扑的改变。
在一些示例中，本公开内容描述了一种网络，其包括：多个站点；多个光交换机，其经由物理链路使所述多个站点互连；以及传输软件定义网络(TSDN)控制器，其管理所述多个光交换机，该TSDN控制器被配置成通过光交换机和物理链路实现逻辑环，该逻辑环包括不一定与光交换机和物理链路一致的环构件和环段，站点经由逻辑环在逻辑上互连。
在结合附图阅读本公开内容的具体实施方式的以下描述时，本公开内容的其他方面和特征对于本领域普通技术人员将变得明显。
附图说明
现在将通过示例的方式参考示出了示例实现的附图；并且在附图中：
图1是示出了用于TSDN的物理网络的简化示例的示意图；
图2A和图2B是示出了用于管理传输网络上的站点互连的示例逻辑模型的示意图；
图3是示出了用于在传输网络上使站点互连的可以由TSDN控制器实现的示例逻辑环的示意图；
图4是示出了TSDN控制器可以如何动态地调整示例逻辑环的段的容量的示例的示意图；
图5是示出了TSDN控制器可以如何动态地添加或去除示例逻辑环的逻辑构件的示例的示意图；
图6是示出了TSDN控制器可以如何在示例逻辑环中动态地创建旁通链路的示例的示意图；
图7是示出了逻辑环可以如何服务多个互连站点集合的示例的示意图；
图8是示出了站点控制器可以如何与TSDN控制器通信的示例的示意图；
图9是示出了在示例逻辑环中可以如何转发分组的示例的示意图；
图10是示出了TSDN控制器可以如何动态地修改示例逻辑环的拓扑的示例的流程图；以及
图11是示出了TSDN控制器可以如何动态地将新的环构件添加至示例逻辑环的示例的流程图。
具体实施方式
图1是示出了用于TSDN的简化示例物理传输网络100的示意图。在该示例中，TSDN控制器105监视和管理三个交换机110之间的连接。在一些示例中，可以存在合作的多个TSDN控制器105。尽管示出了三个交换机110，但是应当理解，网络100可以更为复杂，具有更多的交换机110。
TSDN控制器105可以包括耦接至一个或更多个存储器120的一个或更多个处理器115。处理器115可以访问内部存储器120和/或一个或更多个外部存储器(未示出)中的数据，并且可以执行存储在内部存储器120和/或外部存储器中的指令。例如，存储器120可以包括在被执行时使TSDN控制器105实现调度器功能125、分析功能130、用户界面功能135和网络优化功能140的指令。调度器功能125可以用于执行交换机110之间的路径调度。这可以实现非常精确的时间同步的路径添加/去除，以用于近乎无中断的网络动作。分析功能130可以用于执行对路径业务的统计分析。例如，分析功能130可以监视网络100的任何的问题改变或发展，并且可以提供对预期的网络问题的预警。用户界面功能135可以用于向用户提供图形输出。网络优化功能140可以用于执行路径优化(例如，基于来自分析功能130的结果)。例如，执行这样的功能125、130、135和140的指令可以通过由处理器115执行的相应的软件模块或应用提供；可以通过单个软件模块或应用提供；可以通过多个软件模块或应用的组合提供；或者可以简单地作为操作系统中的编码指令来提供。在一些示例中，功能125、130、135和140中的一个或更多个功能可以被编码在存储在TSDN控制器105外部(例如，存储在远程访问的存储器(未示出)中)的指令中，并且可以被TSDN控制器105访问以执行适当的功能。存储器120还可以存储数据145，例如与管理传输网络相关的数据。在一些示例中，数据145的一个或更多个部分可以根据需要被外部存储并且被TSDN控制器105访问。TSDN控制器105还可以在其存储器120(或外部存储器)中存储所有网络事件的记录，并且可以实现网络事件的离线回放或回顾。
例如，处理器115可以耦接至TSDN控制器105内部或外部的输出装置150(例如，计算机显示器)，以经由用户界面功能135向用户提供输出。用户界面功能135可以例如使用简单的用户界面来实现显示被管理的网络的图形表示(例如，网络的物理链路和/或逻辑链路的表示)的图形用户界面(例如，高质量的3D图形显示)的输出。这可以是具有嵌入式编程的用户可扩展用户界面。TSDN控制器105还可以包括一个或更多个应用程序接口(application program interface，API)155，以使得TSDN控制器105能够与一个或更多个外部系统(未示出)进行接口。例如，API 155可以使得第三方应用能够调度连接、检查网络状态或添加/去除路径以及其他任务。
例如出于迁移调试的目的，TSDN控制器105可以包括一个或更多个冗余控制器或影子控制器。
交换机110可以是实现不同波长的光(也被称为λ)的交换的光交换机(也被称为λ交换机)。交换机110可以包括光学端口160和/或电端口165(例如，电层2(L2)端口/电层3(L3)端口)。路径可以在光学端口160或电端口165处终止。电端口165通过电接口从外部节点接收数据，并且可以将所接收的用于传输的数据流编码为光信号。
TSDN控制器105与交换机110之间以及交换机110之间的连接可以使用任何合适的协议，包括开放式最短路径优先(Open Shortest Path First，OSPF)和对本领域技术人员明显的其他协议。交换机110可以具有例如使用零配置v6(例如，使用在制造期间分配的地址)的简单的互联网协议第6版(Internet Protocol version 6，IPv6)连接。交换机可以对OSPF运行通用多协议标签交换(Generalized Multi-Protocol Label Switching，GMPLS)扩展以用于约束的广播。被广播的约束可以作为数据145存储在TSDN控制器105中。本领域技术人员将理解，交换机110还可以使用用于连接的其他协议，包括但不限于IPv4。
TSDN控制器105可以具有双冗余连接，并且可以运行OSPF以用于图学习。TSDN控制器105可以使用基于IP的OpenFlow与交换机110进行通信。用于数据中心网络(data centernetwork，DCN)的经由OSPF v6的间接IP连接可以被保留以用于低速光路径。TSDN控制器105可以包括用于执行网络优化功能140中的高速路径优化(例如，使用线性规划(LP)求解器和凸优化)的现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)。TSDN控制器105可以使用调度器功能125实现基于时间的路径调度。TSDN控制器105还可以针对每个路径执行服务级别协议(service level agreement，SLA)监视，并且基于这样的监视可以例如通过触发用于专用备份路径保护(DBPP(dedicated backup path protection)或1+1保护)的新的路径的创建来执行光网状网络保护。
L2/L3虚拟转发实例(virtual forwarding instance，VFI)或虚拟路由和转发(virtual routing and forwarding，VRF)功能可以由TSDN控制器105用转发状态来填充。例如，网络处理单元(network processing unit，NPU)或专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)可以放置在L2VPN或层3VPN的电终端处。网络100中的路径可以是可变大小的，例如可以使用每个下至10G的灵活网格。
图2A和图2B是示出了用于管理示例传输网络上的站点互连的示例逻辑模型的示意图。图2A和图2B可以是可以使用参照图1描述的物理网络连接来实现的逻辑表示。
在该示例中，可以使用逻辑传输来使多个站点205a、205b、205c和205d(统称为站点205)例如数据中心互连。转到图2A，站点205可以是高容量站点，并且可以例如使用相对便宜的L2交换结构和相对便宜的短距离光学部件来实现。可以使用站点控制器210(参见图2B)来管理本地站点网络。站点205可以连接至可以提供较长距离的光学部件(例如，实现DWDM)的传输装置215，如L2交换机。可以使用链路聚合(Link aggregation，LAG)来聚合从传输装置215到传输网络的链路，从而创建单个逻辑链路，其可以被称为LAG链路220。在该示例逻辑模型中，从站点205的角度传输网络可以看起来是单个中央逻辑L2交换机225。单个中央交换机225可以被概念化为高容量交换机，其使得能够进行从任何输入的LAG链路220到任何输出的LAG链路220的分组交换。
如图2B所示，例如，创建概念性中央交换机225的结果是，站点205a、205b、205c和205d中的每一个将网络视为具有星形配置，使得每个站点205需要仅将数据发送至用于路由的中央交换机225。这与以下物理配置形成对比：在该物理配置中，存在将每个站点205连接至每个其他站点205的传输网络的多个实际的节点到节点连接。站点控制器210可以仅需将业务信息(例如，以业务矩阵的形式)发送至TSDN控制器105，而不必知道沿实际网络路径的业务。虽然站点控制器210被示为仅针对一个站点205b，但是应当理解，可以存在用于每个站点205a、205b、205c和205d的站点控制器210，以将与每个站点205a、205b、205c和205d相关的业务信息传送至TSDN控制器105。
在各种示例中，本公开内容描述了用于提供站点之间的逻辑L2互连的传输网络的布置。LAG链路可以用于将每个站点连接至传输网络。TSDN控制器可以经由在物理网络上虚拟化的逻辑环来实现逻辑L2交换机。这可以提供环构件之间的弹性L2单播和多播。此外，例如，TSDN控制器可以例如通过动态地增加/减小环段的容量、通过动态地添加/去除环构件和环段、以及出于单播业务的目的通过动态地创建各种容量的环旁通段(也被称为直通点)来动态地修改逻辑环。LAG链路的使用可以使得环容量能够无中断或近无中断地增加/减少，从而得到灵活的网络带宽。
站点控制器可以仅需将期望的业务矩阵传送至TSDN控制器(例如，经由通过TSDN控制器提供的API)。TSDN控制器可以(例如，使用其调度器功能、分析功能和优化功能)动态地调整不同链路的带宽以满足期望的业务矩阵。例如，TSDN控制器可以响应于来自站点的变化的业务矩阵来动态地创建/去除环旁通段。
在各种示例中，本公开内容可以通过使站点之间的逻辑链路的创建自动化以及动态地控制逻辑链路的容量来使得能够降低操作成本，使得对站点本身几乎没有控制影响或没有控制影响。使用L2数据路径可以使得能够实现任何合适的L2解决方案，例如可以在透明网络之上使用具有OSPF/中间系统到中间系统(Intermediate System-to-IntermediateSystem，ISIS)/边界网关协议(Border Gateway Protocol，BGP)的以太网/IPv4/IPv6。因此，可以使用标准以太环网技术来实现基础L2连接。例如，站点可以使用地址解析协议(address resolution protocol，ARP)来形成子网，然后可以运行IP和虚拟可扩展局域网(virtual extensible local area network，VXLAN)。
图3是示出了可以由TSDN控制器实现以使传输网络上的站点互连的示例逻辑环的示意图。如上所说明的，通过实现这样的逻辑环，可以实现中央交换机的逻辑模型。
逻辑环可以是物理网络之上的虚拟拓扑。在所示的示例中，物理网络可以包括由光纤113互连的物理交换机110(例如，L1/L0交换机)。TSDN控制器105可以管理物理网络中的数据路径以便实现逻辑环。
TSDN控制器105可以使用使一个站点集合互连的L1/L0段来创建逻辑环(例如，在以太网上)。可以使用任何合适的L2环协议(例如，弹性分组环(Resilient Packet Ring，RPR)G.8032)。在一些示例中，如下面进一步描述的，可以使用相同的逻辑环使多个站点集合互连。
逻辑环可以包括经由环段310连接的多个环构件305。每个环构件305可以是无源光交换机，其提供L2输入和L1/L0输出(例如，以太网输入，到光传输网络(opticaltransport network，OTN)，然后到DWDM输出)。每个环段310可以包括聚合在一起的L1/L0逻辑连接(例如，经由LAG)以创建逻辑L2路径或L2管道。一些环构件305可以连接至站点205(例如，经由LAG链路)，而其他环构件305可以简单地用于使业务通过而不连接至站点205。尽管图3示出了不超过一个站点205连接至环构件305，但是在其他示例实施方式中，环构件305可以被连接至两个或更多个站点205。适当时，分组可以被标记用于特定站点205，以及可以添加至或脱离各站点205的逻辑环。
环段310表示两个环构件305之间的逻辑路径。尽管在逻辑上表示为环构件305之间的直接路径，但是环段310可以经由在多个物理交换机110之间互连的多个光纤113物理地实现。尽管图3中的一些环段310被示出为与物理光纤113近似一致，但是例如在环段310e中可以看到，环段310是不一定与网络的物理路径一致的逻辑路径。
应当注意，站点205可以不知道逻辑环的存在。从站点205的视角来看，可以简单地认为其业务正通过中央交换机处理。
如下所述，TSDN控制器可以动态地调节逻辑环，例如以适应变化的业务需求。
图4是示出了TSDN控制器105可以如何动态地调整环段310的容量的示例的示意图。
TSDN控制器105可以从站点控制器210接收业务需求(例如，以业务矩阵的形式)。所接收的业务需求可以指示环段310的容量的大小调整，即需求或期望的(例如，如使用TSDN控制器105的分析功能和优化功能所确定的)。在所示的示例中，如可以通过从站点控制器210接收的业务矩阵的分析来确定的，响应于增加的业务，可能需要环构件305a与305b之间的带宽的增加。TSDN控制器105可以通过向环段310a的LAG链路添加并行的L1/L0连接来增加环段305a与305b之间的环段310a的带宽。假设存在TSDN控制器105可用的未使用的带宽，可以在不影响其他环段310的情况下添加这样的并行连接。在不存在可用的未使用带宽的情况下，TSDN控制器105可以确定(例如，使用适当的优化算法)如何在环段310之间重新分配带宽，以便满足增加环构件305a与305b之间的环段310a上的带宽的需要。例如，这可能涉及减小一个或更多个其他环段310上的带宽。类似地，业务需求可以指示环段310的带宽的减小是适当的。为了释放带宽，TSDN控制器105可以相应地从环段310的LAG链路中去除并行的L1/L0连接。在一些情况下，即使业务需求指示容量下降是适当的，例如在预期未来需要和/或避免情况有变的情况下，TSDN控制器105也可以不立即从LAG链路中去除连接(例如，TSDN控制器105可以实现滞后效应)。应当注意，TSDN控制器105还可以管理不是环网的一部分的站点205之间的连接，并且可以在考虑除环网的要求之外的其他网络连接问题的要求的情况下进行TSDN控制器是否增加或减小环段310上的带宽的确定。
图5是示出了TSDN控制器105可以如何添加环构件305或从逻辑环动态地去除环构件305的示例的示意图。
例如，可以添加新的环构件305，以便通过新的站点205a访问逻辑环。可以通过来自新的站点205a的站点控制器210的请求来触发新的环构件305的添加。该加入环的请求通常被发送至TSDN控制器105。然后，TSDN控制器105可以考虑当前的环形拓扑以确定当前的环构件305是否能够提供对新的站点205a的访问。如果TSDN控制器105确定没有能够提供对新的站点205a的访问的当前环构件305(例如，所有当前环构件305充分地在地理上和/或拓扑上远离新的站点205a)，则可以添加新的环构件305。可以由TSDN控制器105以无中断的方式(即，不影响逻辑环中的业务流)来执行新的环构件305的添加。
在检查当前环形拓扑之后，TSDN控制器105可以确定在何处应当给逻辑环添加新的环部件305c。在所示的示例中，TSDN控制器105确定在现有的环构件305a与305b之间应当添加新的环构件305c。
然后，TSDN控制器105可以将新的环段310b和310c添加至现有的逻辑环，以将新的环构件305c连接至现有的环构件305a和305b。可以通过将到新的环构件305c的合适的L1/L0逻辑连接聚合在一起(例如，使用LAG)来创建新的环段310b和310c。
在新的环构件305c以及新的环段310b和310c建立之后，环构件305a与305b之间的现有的环段310a可以被TSDN控制器105去除。因为可以确保直到建立新的环段310b和310c之后才会去除环段310a，所以逻辑环中的业务流不会受到负面影响。除了确保直到创建合适的替换路线之后没有停用环段310a，还可以确保在停用环段310a之前将业务转移到较新的环段310b和310c上的同时由环段310a提供的连接保持有效。这使得放置在环段310a上的所有业务能够在环段310a被去除之前离开环段310a。可以使用适合于逻辑环的业务管理技术，如在去除旧的环段310a期间临时逆转业务流，以确保业务流不受负面影响。使用这些技术，可以通过动态添加新的环构件305c和新的站点205a来无中断地扩展逻辑环。应当注意，当环的逻辑布局被扩展以容纳新的构件(例如，添加新的段)时，将向至少两个现有的环构件(例如，在本示例中为环构件305a和305b)提供更新的路由表。可以向任何受影响的环构件提供保持旧的环段有效的指令，直到可以提供无中断的转换为止。
可以在TSDN控制器105处相应地更新L2环协议配置以反映新的环形拓扑。
以类似的方式，环构件的无中断动态去除也可以由TSDN控制器105执行。例如，如果环构件305c要从逻辑环中去除(例如，由于站点205a不再需要参与逻辑环)，则TSDN控制器105可以首先在环构件305a与305b之间建立新的环段305a，然后去除将环构件305c连接至逻辑环的其余部分的环段310b和310c。同样，逻辑环中的业务流无需被负面影响。可以在TSDN控制器105处相应地更新L2环协议配置以反映新的环形拓扑。在某些情况下，即使业务需求指示环构件305的去除是适当的，例如在预期未来的需求和/或避免情况有变的情况下，TSDN控制器105也可以不立即从逻辑环中去除环构件305及其相关联的环段310(例如，TSDN控制器105可以实现滞后效应)。
图6是示出了TSDN控制器105可以如何在逻辑环中动态地创建旁通链路的示例的示意图。在标准的环形拓扑中，业务环绕环的圆周流动。如果存在在它们之间具有大量业务的两个站点205，则允许直接连接上述两个站点205的旁通链路可能是有益的。例如，可能期望在两个站点205之间的逻辑环中具有旁通链路，以使得能够较快的直接通信(例如，对于单播业务)。这种对旁路连接的需要的示例可以是当两个数据中心站点的客户端在由另一站点使用的一个站点处创建服务时。这样的客户端可以具有对具有特定延迟的站点之间的高带宽连接的限定需求。代替增加围绕环分配的资源来适应该客户端需求，可以创建旁通链路或直通连接。
例如，TSDN控制器105可以基于来自站点205a和205b的业务矩阵来确定在这两个站点205a、205b之间需要较高的容量。站点205a和205b不通过相邻的环构件305来彼此连接。因此，TSDN控制器105可以为两个站点205a和205b之间的业务建立直接路由。相邻环构件之间的该直接路由可以通过允许站点之间的业务绕过环来使得能够较快的通信并避免环上的拥塞。可替选地，站点205a和205b中的一者或两者可以向TSDN控制器105发送请求，从而直接在站点205a与205b之间(或相关联的环构件305之间)请求创建旁通链路。
旁通链路的创建可以与例如如上所述的创建新的环段类似，然而没有添加新的逻辑环构件。在所示的示例中，TSDN控制器105可以通过将不相邻的环构件305a与305d之间的L1/L0连接聚合在一起来创建使得能够在站点205a与205b之间进行直接业务的旁通链路310d。例如，旁通链路310d可以设置有比其他环段310更大的容量。然后，TSDN控制器105可以相应地更新环形协议，使得可以经由旁通链路310d直接发送单播业务。通常，旁通链路310d仅承载如下业务，其源自站点205a和205b中之一，并且指向站点205a和205b中的另一个。
在一些示例中，TSDN控制器105可以例如根据站点205a和205b的业务需求来另外增加站点205a与205b之间的现有环段310a的容量。在一些示例中，如果来自站点205a和205b的业务矩阵表明对这两个站点205a与205b之间的较高容量的要求，则TSDN控制器105可以在创建旁通链路310d之前首先尝试增加两个站点205a和205b之间的现有环段310的容量。如果在创建旁通链路310d之前已经增加了环段310的容量，则旁通链路310d的创建可以用作减小剩余环段310的容量的触发。
在一些示例中，逻辑环可以包括多于一个旁通链路。例如，图6还示出了非相邻环构件305d与305e之间的第二旁通链路310e，使得能够在站点205d与205c之间进行直接单播业务。
虽然可以分别在直接链接的站点205a与205b之间的旁通链路310d和直接链接的站点205b与205c之间的旁通链路310e上承载单播业务，但多播业务可以保留在逻辑环上。应当注意，站点205可以保持不知道任何旁通链路310d和310e的存在(例如，如果站点205本身没有请求创建旁通链路)。
因此，旁通链路可以由TSDN控制器105响应于变化的业务状况以无中断的方式来动态地创建。类似地，旁通链路可以由TSDN控制器105响应于变化的业务状况以无中断的方式动态地去除。
图7是示出了逻辑环可以如何服务多个互连站点集合的示例的示意图。为了便于理解，未示出物理网络的交换机和物理光纤连接。
在所示的示例中，多个站点205-A形成彼此通信的一个站点集合(例如，经由VPN-A)，并且多个站点205-B形成彼此通信的单独站点集合(例如，经由单独的VPN-B)。由相同TSDN控制器105管理的相同逻辑环可以服务两个站点集合205-A和205-B。这可以通过与VPN-B的分组不同地标记VPN-A的分组(例如，使用堆叠的虚拟局域网(virtual local areanetwork，VLAN)标签或等效地使用服务实例标识符(service instance identifier，ISID))来实现。在一些示例中，不同的站点集合205-A和205-B在以下情况下共享相同逻辑环可能是实际的：两个站点集合205-A和205-B的业务模式是互补的；两个站点集合205-A与205-B之间存在足够的拓扑或地理交叠；以及两个站点集合205-A和205-B的总业务在逻辑环的容量内。
如图7的示例所示，环构件305a可以服务属于单独的通信集合的站点205-A和205-B两者。一个通信集合的站点205-A可以不知道共享相同逻辑环的另一个通信集合的站点205-B。各站点集合205-A和205-B可以独立地向TSDN控制器105发送业务信息(例如，业务矩阵)和/或拓扑请求(例如，创建旁通链路的请求)。TSDN控制器105可以在考虑到对两个站点集合205-A和205-B的业务的影响的情况下相应地管理逻辑环上的业务和/或动态地改变环形拓扑。
在所示的示例中，逻辑环包括旁通链路310a(例如，由TSDN控制器105响应于业务需求而创建的)。如图所示，旁通链路310a服务站点集合205-A中的两个站点，但是本领域技术人员将理解，在其他实施方式中，旁通链路可以在出现需求和机会时由两个站点集合205-A和205-B共享。
在一些示例中，随着业务状况改变，一个站点集合205-A的业务模式可能偏离另一个站点集合205-B的业务模式。例如，站点集合205-A可以添加在拓扑上或地理上远离站点集合205-B的新构件。在这种情况下，TSDN控制器105可以确定两个站点集合205-A和205-B将由两个单独的逻辑环更好地服务。TSDN控制器105然后可以为每个站点集合205-A和205-B创建单独的逻辑环。可以使用适合于管理逻辑环的业务管理技术来确保业务流不受负面影响。例如，在创建两个单独的逻辑环期间可以存在临时过渡时期，在临时过渡时期中，来自两个站点集合205-A和205-B的业务可以使用两个逻辑环。
尽管示出了仅两个站点集合205-A和205-B共享逻辑环，但是只要逻辑环的容量能够支持业务，可以存在共享逻辑环的更多的单独的站点集合。
图8是示出了站点控制器210可以如何与TSDN控制器105通信的示例的示意图。为了便于理解，未示出物理网络的交换机和物理光纤连接。
在所示的示例中，逻辑环服务两个站点集合205-A和205-B。用于每个相应集合的站点控制器210-A和210-B可以将它们各自的业务需求传送至TSDN控制器105。TSDN控制器105可以分别对每个站点集合205-A和205-B的业务进行优化，或者可以对逻辑环上的全局业务执行优化。
TSDN控制器105还可以由站点控制器210-A和210-B经由通过TSDN控制器105提供的TSDN应用来访问。TSDN应用可以在站点集合205-A与205-B之间提供不同级别的统计复用(例如，从零复用到业务流允许的最大值的范围)。使用TSDN应用，站点205-A可以传送加入逻辑环的请求，并且可以指示其在站点集合205-A中的成员资格(例如，使用安全协议)。在一些示例中，可能需要站点205-A来提供密钥或其他授权信息以便加入站点集合205-A。
在一些示例中，TSDN应用可以实现在TSDN控制器105处存储来自站点控制器210-A和210-B的密钥或密钥值。这可以是相对少量的存储。在TSDN控制器105处的密钥值的存储可以实现站点控制器210-A和210-B的数据交换和/或相互发现。站点控制器210-A和210-B的这样的数据交换和/或发现可以被限制在相同个站点集合205-A、205-B内(即，站点控制器210-A仅能够在属于相同站点集合205-A的情况下交换数据和/或发现另一站点控制器210-A)。
尽管在逻辑环上被服务的多个站点集合205-A和205-B的上下文中描述了站点控制器210与TSDN控制器105之间的通信，但可以在存在由逻辑环服务的仅一个站点集合205的情况下执行类似的通信。
图9是示出了在示例逻辑环中可以如何转发分组的示例的示意图。为了便于理解，未示出物理网络的交换机和物理光纤连接。
在该示例中，环构件305A被示为具有路由表中的转发选项：#1-东至环构件305B；#2-直接至环构件305E(使用旁通链路)；以及#3-西至环构件305F。环构件305A例如使用OTN和DWDM根据这些选项中之一转发分组。环构件305A还能够将寻址至其连接的站点205A的任何分组脱离环；这可以被认为是转发选项#0。
应当注意，例如当TSDN控制器105指示时，可以对每个环构件305的路由表进行更新，以反映环形拓扑的变化(例如，环构件的添加/去除或旁通链路的添加/去除)。
环上的分组可以用其目的地地址标记，或者可以标记为广播分组。如果存在共享相同逻辑环的多个站点集合，则分组也可以用该分组所属的集合来标记。当环构件305A接收到分组时，环构件305A根据与其标签相关联的路由过程转发分组。在所示的示例中，环上的分组可以用其目的地站点和/或其目的地环构件的媒体访问控制(media accesscontrol，MAC)地址标记，或者可以被标记为广播分组。分组也可以被标记为属于绿色站点集合或蓝色站点集合。当环构件305A接收到分组时，环构件305A可以处理分组，例如解析分组标签以便确定哪个转发选项应用于分组。
环构件305可以被编程(例如，具有适当的L2行为)以例如基于MAC头是否指示广播分组或MAC地址而将业务路由至环段或路由至旁通链路。在一些示例中，路由决定还可以基于分组头中的任何服务质量(Quality of Service，QOS)位的存在(其可以指示分组是高优先级，并且因此如果可用，则应当通过旁通链路被路由)或任何其他合适的头映射信息。可以根据任何合适的分组路由技术来对分组进行路由。下表示出了一些示例。
分组标签 解析地址 解析集合标识符 转发选项
MAC_A/绿色 MAC_A 绿色 #0(脱离环)
MAC_C/绿色 MAC_C 绿色 #1(东)
MAC_E/蓝色 MAC_E 蓝色 #2(旁路)
MAC_E/绿色 MAC_E 绿色 #2(旁路)
MAC_F/蓝色 MAC_F 蓝色 #3(西)
BCAST/蓝色 广播 蓝色 #1(东)
BCAST/绿色 广播 绿色 #3(西)
如前讨论的，在存在由相同的逻辑环上的相同的环构件服务的多个站点集合的情况下，可以使用堆叠的VLAN标签或ISID来区分属于不同站点集合的分组。
图10是示出了用于动态地修改环形拓扑的可以由TSDN控制器105执行的示例方法1000的流程图。
在1005处，TSDN控制器105可以监视环中的业务。这可以包括例如从与连接至环的站点205相关联的一个或更多个站点控制器210接收业务需求。TSDN控制器105也可以以其他方式例如使用各种合适的TSDN或SDN监视技术来监视业务。
在1010处，TSDN控制器105可以基于业务信息来确定是否应当修改环形拓扑。是否应修改环形拓扑的确定可以例如基于一个或更多个环段310中业务的变化(例如，增加或减少)是否超过预定阈值。如果确定不需要修改环形拓扑，则方法1000可以返回至1005以继续监视业务。如果确定需要修改环形拓扑，则方法1000可以继续至1015。
在1015处，TSDN控制器105可以执行拓扑优化(例如，使用适当的TSDN或SDN技术)来适应业务的变化。拓扑优化可以包括：在1020处增加/减少一个或更多个环段310的容量(例如，如上参照图4所述)；和/或在1025处创建/去除一个或更多个旁通链路(例如，如上参照图6所述)。
在1030处，在拓扑被适当地修改之后，TSDN控制器105可以更新其本身存储的关于环配置的信息以反映新的环形拓扑。TSDN控制器105可以将更新的路由信息发送至一个或更多个环构件305，从而反映环形拓扑的变化。在一些示例中，TSDN控制器105可以将自身更新的路由信息发送至直接受环形拓扑变化影响的那些环构件305。
方法1000可以循环回1005以继续监视环上的业务。
其他触发可以使TSDN控制器105修改环形拓扑。例如，站点控制器210可以向TSDN控制器105发送请求，从而请求创建旁通链路。环形拓扑也可以通过添加或去除环构件305来修改。
图11是示出了可以由TSDN控制器105执行的用于向逻辑换添加新的站点205的示例方法1100的流程图。
在1105处，TSDN控制器105可以接收来自新的站点205的加入逻辑环的请求。请求可以包括授权信息，如加入一个站点集合所需的密钥或共享秘密。
在1110处，TSDN控制器105可以验证新的站点205是否被授权加入环。这可以包括验证新的站点205具有加入站点集合所需的正确的密钥或共享秘密。
如果验证失败，则在1115处，TSDN控制器105可以拒绝该请求，并且方法1100会结束。
如果验证成功，则在1120处，TSDN控制器105可以确定是否需要添加新的环构件305以连接至新的站点205。
如果不需要新的环构件305，则在1125处，TSDN控制器105可以建立新站点205与现有环构件305(例如，最靠近新的站点205的环构件305)之间的连接。方法1100会结束。
如果需要新的环构件305，则在1130处，TSDN控制器105可以将新的环构件305连接至新的站点205。新的环构件305可以被选择为最接近新的站点205的那一个。
在1135处和1140处，例如参考图5所述，TSDN控制器105可以创建新的环段310，以将新的环构件305加入至现有的环构件305，并且随后去除冗余的旧的环段310。在一些示例中，TSDN控制器105可以在创建新的环段之后将新的环构件305连接至新站点205(即，1130和1140可以在1130之前执行)。
在1145处，TSDN控制器105可以更新其本身存储的关于环配置的信息以反映新的环形拓扑。TSDN控制器105可以将更新的路由信息发送至一个或更多个环构件305，从而反映环形拓扑的变化。在一些示例中，TSDN控制器105可以将自身更新的路由信息发送至直接受环形拓扑变化影响的那些环构件305。
因此，本公开内容使得能够使用L2逻辑环来创建用于使多个站点(例如，数据中心)互连的L2VPN。L1/L0交换机可以是环构件，并且它们可以经由可以是L1/L0LAG链路的环段连接在一起作为逻辑环。该环可以由TSDN控制器监视和管理。
TSDN控制器可以例如响应于变化的业务状况通过添加或去除至环段LAG链路的L1/L0连接来动态地或无中断地增加或减少各个环段的容量。TSDN控制器可以例如响应于变化的业务状况以及/或者添加或去除站点连接而以无中断的方式动态地添加或去除环构件。TSDN控制器还可以动态且无中断地添加或去除能够进行非相邻环构件之间的直接单播业务的旁通链路。
站点控制器可以经由通过TSDN控制器提供的应用来影响TSDN控制器的行为(例如，在站点控制器具有足够的授权来这样做的情况下)。例如，站点控制器可以经由TSDN应用来监视逻辑环上的业务，并且可以使TSDN相应地添加或去除旁通链路。在一些示例中，TSDN应用可以首先验证站点控制器具有逻辑环中的安全成员身份，并且可以进一步验证站点控制器具有足够的授权来运行TSDN应用。
尽管讨论了某些示例，但是应当理解，这些示例旨在是示例性的而不是限制性的。例如，任何L2技术都可以(在修改或者没有修改的情况下)在L2逻辑环上运行。也可以使用用于TSDN和SDN的任何业务监视和管理技术。
在各种示例中，本公开内容提供了一种用于实现站点互连的技术，从站点的角度该站点互连看起来是与中央逻辑L2交换机的连接。本公开内容的示例可以使得能够模拟这样的中央交换机，同时还使得能够通过可以对互连站点完全透明的TSDN控制器来进行动态容量改变。
本公开内容可以例如适用于如TSDN、SDN、通用多协议标签交换(GeneralizedMultiprotocol Label Switching，GMPLS)和自动交换光网络(Automatically SwitchedOptical Network，ASON)的标准。经由传输网络上的L2互连的任何互连站点可以采用本公开内容。
尽管本公开内容描述了具有特定顺序的步骤的方法和过程，但是适当时可以省略或改变方法和过程中的一个或更多个步骤。适当时一个或更多个步骤可以以除它们被描述的顺序之外的顺序进行。
虽然至少部分地在方法方面描述了本公开内容，但是本领域普通技术人员将理解，本公开内容还涉及用于执行所描述的方法的方面和特征中的至少一些方面和特征的各种部件，通过硬件部件、软件或两者的任何组合成为上述部件。因此，本公开内容的技术方案可以被实施为软件产品的形式。合适的软件产品可以存储在预先记录的存储装置或者其他类似的非易失性或非暂态计算机可读介质中，包括例如DVD、CD-ROM、USB闪存盘、可移动硬盘或其他存储介质。软件产品包括确切地存储在其上的指令，其使得处理装置(例如，个人计算机、服务器或网络装置)能够执行本文公开的方法的示例。
在不脱离权利要求的主题的情况下，本公开内容可以以其他具体形式实施。所描述的示例实施方式在所有方面都被认为是仅说明性的而不是限制性的。可以组合来自一个或更多个上述实施方式的选定特征以创建未明确描述的替选实施方式，适合于这样的组合的特征可以被理解为在本公开内容的范围内。
还公开了所公开范围内的所有值和子范围。此外，虽然本文公开和示出的系统、装置和过程可以包括特定数量的元件/部件，但是可以修改这些系统、装置和组件以包括另外的或较少的这样的元件/部件。例如，虽然所公开的元件/部件中的任一个可以被称为单数，但是本文公开的实施方式可以被修改为包括多个这样的元件/部件。本文所述的主题旨在涵盖和包含所有合适的技术改变。

Claims (21)

1.一种管理多个互连站点之间的业务的方法，所述站点经由通过网络控制器实现的逻辑环的环构件和环段而在物理传输网络上互连，所述方法包括：
接收关于所述逻辑环中的业务的信息；
根据所接收的信息确定对环形拓扑的改变的需要；
响应于所述确定来执行拓扑优化以适应所述业务的变化，所述拓扑优化包括以下中的至少一个：增加环段的容量、减小环段的容量、创建业务路径、以及去除现有业务路径；以及
将更新的路由信息发送至环构件，所述路由信息反映所述环形拓扑的改变。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括向一个或更多个环构件发送指令，所述指令使所述一个或更多个环构件各自更新相应的路由表以反映所述环形拓扑的改变。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，还包括将所述逻辑环的图形表示输出至图形用户界面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，接收信息包括从经由所述逻辑环连接的一个或更多个站点接收站点到站点业务需求的指示。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括：
从新的站点接收加入所述逻辑环的请求；
创建新的环段以将所述逻辑环的现有环构件连接至新的环构件；
将所述新的环构件连接至所述新的站点，以将所述新的站点连接至所述逻辑环；
去除任何冗余的环段；以及
更新环配置协议以反映所述环形拓扑的改变。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
在将所述新的站点连接至所述逻辑环之前，验证所述新的站点是否具有足够的授权来加入所述逻辑环。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述环段包括聚合的通信链路。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，存在经由所述逻辑环互连的至少两个不同的定义的站点集合，并且其中，对每个站点集合单独地执行拓扑优化。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，存在经由所述逻辑环互连的至少两个不同的定义的站点集合，并且其中，对所有站点集合全局地执行拓扑优化。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，动态地创建业务路径包括在两个不相邻的环构件之间动态地创建直接旁通链路。
11.一种用于管理多个互连站点之间的业务的系统，所述系统包括：
传输软件定义网络(TSDN)控制器，其被配置成管理包括所述站点的传输网络上的业务，所述TSDN控制器包括被配置成执行指令以使所述TSDN控制器执行以下操作的处理器：
通过所述传输网络的物理部件实现逻辑环，所述逻辑环包括环构件和环段，所述站点经由所述逻辑环在逻辑上互连；
接收关于所述逻辑环中的业务的信息；
根据所接收的信息确定对环形拓扑的改变的需要；
响应于所述确定来执行拓扑优化以适应所述业务的变化，所述拓扑优化包括以下中的至少一个：增加环段的容量、减小环段的容量、创建业务路径、以及去除业务路径；以及
将更新的路由信息发送至环构件，所述路由信息反映所述环形拓扑的改变。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述处理器还被配置成执行指令以进一步使所述TSDN控制器：向一个或更多个环构件发送指令，所述指令使所述一个或更多个环构件各自更新相应的路由表以反映所述环形拓扑的改变。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的系统，其中，所述处理器还被配置成执行指令以进一步使所述TSDN控制器：将所述逻辑环的图形表示输出至图形用户界面。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的系统，其中，所述处理器还被配置成执行指令以进一步使所述TSDN控制器通过从经由所述逻辑环连接的一个或更多个站点接收站点到站点业务需求的指示来接收信息。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的系统，其中，所述处理器还被配置成执行指令以进一步使所述TSDN控制器：
从新的站点接收加入所述逻辑环的请求；
创建新的环段以将所述逻辑环的现有环构件连接至新的环构件；
将所述新的环构件连接至所述新的站点，以将所述新的站点连接至所述逻辑环；
去除任何冗余的环段；以及
更新环配置协议以反映所述环形拓扑的变化。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述处理器还被配置成执行指令以进一步使所述TSDN控制器：
在将所述新的站点连接至所述逻辑环之前，验证所述新的站点是否具有足够的授权来加入所述逻辑环。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的系统，其中，所述环段包括聚合的通信链路。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的系统，其中，存在经由所述逻辑环互连的至少两个不同的定义的站点集合，并且其中，对每个站点集合单独地执行拓扑优化。
19.根据权利要求11至17中任一项所述的系统，其中，存在经由所述逻辑环互连的至少两个不同的定义的站点集合，并且其中，对所有站点集合全局地执行拓扑优化。
20.根据权利要求11至19中任一项所述的系统，其中，所述处理器还被配置成执行指令以进一步使所述TSDN控制器：通过在两个不相邻的环构件之间动态地创建直接旁通链路来动态地创建业务路径。
21.一种网络，包括：
多个站点；
多个光交换机，其经由物理链路使所述多个站点互连；以及
传输软件定义网络(TSDN)控制器，其管理所述多个光交换机，
所述TSDN控制器被配置成通过所述光交换机和所述物理链路实现逻辑环，所述逻辑环包括不一定与所述光交换机和所述物理链路一致的环构件和环段，所述站点经由所述逻辑环在逻辑上互连。
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