基于波分復用(wdm)的光網(wǎng)絡(luò)的傳送功能虛擬化的制作方法
【專利說明】基于波分復用（WDM)的光網(wǎng)絡(luò)的傳送功能虛擬化
[0001] 相關(guān)申請案的交叉參考
[0002] 本發(fā)明要求2012年10月8日由魏威等人遞交的發(fā)明名稱為"用于傳送網(wǎng)絡(luò)虛擬 化的系統(tǒng)和方法"的第61/711011號美國臨時專利申請案的在先申請優(yōu)先權(quán)，該在先申請的 內(nèi)容W引用的方式并入本文本中，如全文再現(xiàn)一般。
[0003] 關(guān)于由聯(lián)邦政府贊助
[0004] 研究或開發(fā)的聲明
[0005] 不適用。
[0006] 參考縮微膠片附錄
[0007] 不適用。
【背景技術(shù)】
[000引隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務繼續(xù)急劇增長，現(xiàn)今的通信和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)面臨著支持和管理大量互 聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的許多挑戰(zhàn)。具體而言，現(xiàn)代光網(wǎng)絡(luò)一直面臨W下需求：增加單波長的帶寬，實現(xiàn) 靈活的連接請求，W及為網(wǎng)絡(luò)虛擬化等新應用提供實時支持。改進現(xiàn)代光網(wǎng)絡(luò)的一個方法 已經(jīng)是創(chuàng)建軟件定義認知光網(wǎng)絡(luò)（CON)的光相干通信技術(shù)中的進步。CON可通過使用智能 軟件（例如光傳送平面中的數(shù)字信號處理值S巧軟件和光控制平面中的通用多協(xié)議標記交 換（GMPLS))和靈活的硬件（例如帶寬可變的動態(tài)光分插復用（R0ADM)和光正交頻分復用 器（00FDM))支持對硬件傳輸邏輯和新網(wǎng)絡(luò)應用（例如自適應帶寬服務）進行重編程。
[0009] 此外，隨著如云計算等數(shù)據(jù)中屯、應用的浪涌和服務提供商在減少資本支出 (CAPE幻和運營支出（0PE幻方面的壓力，電信行業(yè)的趨勢已經(jīng)是將分組傳送平臺與光傳送 平臺集成起來。將傳送平臺與光傳送平臺集成的一些示例包括光W太網(wǎng)承載傳送網(wǎng)（0TN)、 波分復用（WDM)上的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（1巧W及GMPLS統(tǒng)一控制平面技術(shù)。然而，將傳送平臺與 光傳送平臺集成產(chǎn)生了復雜的網(wǎng)絡(luò)，該些復雜網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常難W管理、不靈活且可能無法擴展 服務。例如，管理分組-光傳送網(wǎng)絡(luò)可能設(shè)及使用高度自適應的服務提供。傳送功能可能 不僅需要提供一對源和目的地節(jié)點之間的按需分配帶寬炬〇的W有效率地適應動態(tài)分組 流，而且需要在一組節(jié)點間提供具有最小延遲和不同帶寬粒度的可靠電路W形成應用專用 虛擬網(wǎng)絡(luò)（例如虛擬網(wǎng)絡(luò)服務）。
[0010] 管理集成分組-光傳送網(wǎng)絡(luò)的最新舉措已經(jīng)成為對軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN)、路徑計 算單元（PC巧協(xié)議和開流（0巧協(xié)議的開發(fā)。從根本上說，SDN解禪網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的控制和轉(zhuǎn)發(fā)平 面，并使用集中控制器來管理控制平面功能。通過虛擬化層2(L2)和層3(L3)數(shù)據(jù)中屯、網(wǎng) 絡(luò)，SDN和OF的組合可產(chǎn)生高度擴展性的W太網(wǎng)交換網(wǎng)絡(luò)。SDN虛擬化還可通過共享IP/ 媒體接入控制（MAC)地址來虛擬化L2/L3/層4(L4)交換機、路由器和防火墻，并增加多種 高層客戶端之間的轉(zhuǎn)發(fā)帶寬。然而，現(xiàn)有的L2和L3虛擬化方法不能保證多種電路服務的確 定性延遲、抖動和彈性，因為L2和L3交換機本質(zhì)上具有相對較差的帶寬隔離能力。此外， 當前的SDN發(fā)展聚焦于分組網(wǎng)絡(luò)的虛擬化，并不提供WDM傳送網(wǎng)絡(luò)的虛擬化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 在一項實施例中，本發(fā)明包括一種用于虛擬化光網(wǎng)絡(luò)中的傳送功能的方法，包括： 抽象對應于所述光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的資源的光資源信息，為一個或多個光可達圖（ORG)節(jié)點對構(gòu)造 多個候選路徑，確定所述候選路徑是否是光可達路徑，W及當所述ORG節(jié)點對存在至少一 個光可達路徑時，在各個ORG節(jié)點對之間創(chuàng)建ORG鏈路，其中鏈接所述ORG節(jié)點對創(chuàng)造了 ORG。
[0012] 在另一項實施例中，本發(fā)明包括一種計算機程序產(chǎn)品，所述計算機程序產(chǎn)品包括 存儲于非瞬時介質(zhì)中的計算機可執(zhí)行指令，當處理器執(zhí)行所述指令時使得節(jié)點執(zhí)行如下操 作；確定光物理網(wǎng)絡(luò)的光電光（OEO)轉(zhuǎn)換能力，將多個服務站點劃分為一個或多個電可達 圖巧RG)節(jié)點，確定各個邸G節(jié)點的疏導能力，化及在所述邸G節(jié)點之間構(gòu)造多個電層到達 路徑W形成ERG。
[0013] 在又一項實施例中，本發(fā)明包括一種用于虛擬化光網(wǎng)絡(luò)的裝置，包括含有ORG模 塊和ERG模塊的存儲器W及禪合到所述存儲器的處理器，其中所述處理器執(zhí)行所述0RG模 塊使得所述裝置執(zhí)行W下操作；維護所述光網(wǎng)絡(luò)的光傳輸工程規(guī)則，維護所述光網(wǎng)絡(luò)的共 享風險鏈路組（SRLG)，使用所述光傳輸工程規(guī)則和所述SRLG確定多個光可達路徑，W及通 過經(jīng)由所述光可達路徑互連多個0RG節(jié)點來構(gòu)造0RG，其中所述處理器執(zhí)行所述ERG模塊 使得所述裝置執(zhí)行如下操作；將所述0RG節(jié)點劃分為執(zhí)行疏導功能的多個ERG節(jié)點，確定所 述ERG節(jié)點的多個電層可達路徑，W及通過使用所述電層可達路徑互連所述ERG節(jié)點從而 在所述0RG上構(gòu)造ERG。
[0014] 結(jié)合附圖和權(quán)利要求書，可從W下的詳細描述中更清楚地理解該些和其它特征。
【附圖說明】
[0015] 為了更完整地理解本發(fā)明，現(xiàn)在參考W下結(jié)合附圖和詳細描述進行的簡要描述， 其中相同參考標號表示相同部分。
[0016] 圖1是包括兩個域和一個外部實體的系統(tǒng)的實施例的示意圖，本發(fā)明的實施例可 在該系統(tǒng)中操作。
[0017] 圖2是包括雙層虛擬化傳送網(wǎng)絡(luò)層的傳送網(wǎng)絡(luò)的實施例的示意圖。
[001引圖3是集中控制器的實施例的示意圖，該集中控制器管理跨越光和電層的網(wǎng)絡(luò)拓 撲抽象。
[0019] 圖4是0RG數(shù)據(jù)模型的實施例的示意圖。
[0020] 圖5是ERG數(shù)據(jù)模型的實施例的示意圖。
[0021] 圖6是用于執(zhí)行疏導功能的ERG節(jié)點的實施例的示意圖。
[002引圖7是光復用段（0M巧鏈路的實施例的示意圖。
[002引圖8是在ERG上提供虛擬傳輸網(wǎng)（VTN)服務的實施例的示意圖。
[0024] 圖9是使用0RG放置額外再生器的實施例的示意圖。
[0025] 圖10是用于構(gòu)造0RG的方法的實施例的流程圖。
[0026] 圖11是用于構(gòu)造ERG的方法的實施例的流程圖。
[0027] 圖12是網(wǎng)元的實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[002引最初應理解，盡管下文提供一個或多個實施例的說明性實施方案，但可使用任意 數(shù)目的當前已知或現(xiàn)有的技術(shù)來實施所公開的系統(tǒng)、裝置和/或方法。本發(fā)明決不應限于 下文所說明的所述說明性實施方案、圖式和技術(shù)，包含本文所說明并描述的示范性設(shè)計和 實施方案，而是可W在所附權(quán)利要求書的范圍W及其均等物的完整范圍內(nèi)修改。雖然已經(jīng) 論述了傳統(tǒng)技術(shù)的某些方面W幫助理解本發(fā)明，但是申請人沒有辦法否認該些技術(shù)方面， 并且預計本發(fā)明可包含一個或多個本文所述的傳統(tǒng)技術(shù)方面。
[0029] 與現(xiàn)有的L2/L3虛擬化相比，基于WDM的光網(wǎng)絡(luò)的虛擬化可支持傳送功能，傳送功 能保證了具有不同性能程度的帶寬劃分和隔離能力。傳送功能虛擬化可能能夠感知物理光 纖網(wǎng)絡(luò)傳輸性能并相應地重配置基于WDM的光網(wǎng)絡(luò)（例如流量工程）。例如，基于WDM的光 網(wǎng)絡(luò)中的軟件定義光轉(zhuǎn)發(fā)器被設(shè)計為W靈活的方式操作。當各個光路徑的光信噪比（OSNR) 限度相對較小時，軟件定義光轉(zhuǎn)發(fā)器可減少光再生器（例如重定時、重傳輸、重整形（3R)再 生器）的數(shù)量。相反，當各個光路徑的OSNR限度相對較大時，轉(zhuǎn)發(fā)器可提高傳輸吞吐量。
[0030] 本文揭示了虛擬化光網(wǎng)絡(luò)的至少一種方法、裝置和系統(tǒng)?？赏ㄟ^將物理WDM光基 板層（例如物理光纖網(wǎng)絡(luò)）內(nèi)的各種光和電資源抽象為兩種類型的資源數(shù)據(jù)庫中來創(chuàng)建雙 層網(wǎng)絡(luò)虛擬化層。第一資源數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生ORG，該ORG抽象光傳輸能力W形成傳輸-能力-連 接拓撲。在一項實施例中，傳輸-能力-拓撲可對路由和波長分配（RWA)算法隱藏光損傷 和波長連續(xù)性約束，從而阻止波長級服務提供和恢復分析詳細的物理光纖傳輸屬性。第二 資源數(shù)據(jù)庫可產(chǎn)生ERG，該ERG使用從ORG中獲取的光可達路徑建立電光信道邏輯拓撲。在 一項實施例中，ERG可隱藏電約束，例如不同子機架和再生器之間的電背板。開放的應用軟 件編程接口（API)可用于通過北向接口進行通信W及提供帶寬池信息給高層控制器（例如 客戶端接口）。
[0031] 圖1是傳送網(wǎng)絡(luò)100的實施例的示意圖，本發(fā)明的實施例可在傳送網(wǎng)絡(luò)100中操 作。傳送網(wǎng)絡(luò)100可包括物理WDM光基板層104和虛擬化傳送網(wǎng)絡(luò)106。物理WDM光基板 層104可包括一個或多個物理傳送網(wǎng)絡(luò)102。如圖1所述，物理WDM光基板層104可包括S 個不同的物理傳送網(wǎng)絡(luò)102。物理傳送網(wǎng)絡(luò)102可W是WDM網(wǎng)絡(luò)、基于OTN的傳送網(wǎng)絡(luò)和/ 或用于傳送光數(shù)據(jù)的任意其它類型的光物理網(wǎng)絡(luò)。物理傳送網(wǎng)絡(luò)102可包括光節(jié)點112， 光節(jié)點112可W是傳統(tǒng)WDM光設(shè)備和/或可編程的光設(shè)備。光節(jié)點112可W是層〇(LO)/ 層1(L1)光和/或光電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，例如ROADM和OTN交換機。在一項實施例中，光節(jié)點112 可由一個或多個供應商制造。此外，光節(jié)點112可在多種參數(shù)中進行編程，該些參數(shù)包括但 不限于波長（例如可調(diào)激光器和/或濾波器）、波段（例如靈活網(wǎng)格）、調(diào)制格式、前向糾錯 (FEC)方案W及電路帶寬。光節(jié)點112可由一個或多個供應商制造并可用于支持一個或多 個域配置。物理WDM光基板層104也可用于支持一個或多個虛擬化傳送網(wǎng)絡(luò)106。
[0032] 虛擬化傳送網(wǎng)絡(luò)106可建立在物理WDM光基板層104之上，并可將物理WDM光