引用本文:

曹毅宁,王俊华,罗青松:基于软件定义的"IP+光"协同控制研究[J]. 光通信技术,2018,42(4):21-24.

基于软件定义的"IP+光"协同控制研究

曹毅宁1,王俊华1,罗青松2

(1.中国电子设备系统工程公司,北京100039; 2.中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林541004)

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摘要:为适应5G、云计算等业务宽带化持续发展,IP网络和光网络软件化、融合化成为发展趋势。针对IP网络和光网络缺乏动态交互机制的问题,首先分析了软件定义IP网络和软件定义光网络技术特征,探讨了将软件定义网络架构引入多层协同控制的必要性。然后设计了一种基于软件定义的"IP+光"层次协同控制模型,并比较分析了层次控制模型和现有对等控制模型的优缺点。最后分析了新的层次协同控制模型能够为大规模异构网络提供有效的层间交互,从而提高网络效率,降低网络运维成本。

关键词:软件定义光网络;软件定义IP网络;网络控制;协同控制

中图分类号:TN365 文献标志码:文章编号:1002-5561(2018)04-0021-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2018.04.006

0 引言
       近几年,5G、大视频、云计算和物联网等各种宽带业务迅速兴起,以及用户数量和带宽需求的爆炸式增长,给IP网络和光网络带来了巨大挑战。在网络规模方面,激增的网络节点数量和复杂的网络结构使运营商面临前所未有的运维压力。在带宽效率方面,传统粗放式管控方式不能适应高突发的业务流量特征,导致负载不均衡,有效承载能力有限,仅靠扩容已无法满足新涌现的业务需求。随着软件定义网络/网络功能虚拟化(SDN/NFV)技术的引入,网络架构发生了革命性的变化,软件定义IP网、软件定义光网络技术也成为热点技术[1,2]。2014年全球光通信大会(OFC)将SDN列为第一热点,高校、科研院所纷纷开展基础技术研究。ONF、IETF、ITU-T、ETSI、OIF和CCSA等国际标准化组织也纷纷成立工作组,开展相关标准制定工作。
       长期以来,IP网络和光网络一直是独立规划、建设、运维和发展的两类信息基础设施。光网络作为底层管道支撑IP网业务传输,两个网络都具备完整的网络功能,并且能形成相对封闭的管控体系,使得层间交互信息较少。而多层网络之间信息不共享、控制不协同会导致网络资源利用率低下,业务路径无法达到最优;网络故障发生时造成业务中断时间长等问题[3]。随着软件定义IP网、软件定义光网络技术的发展,研究者们提出了针对IP网或光网络的资源优化算法,有效提升了单层网络承载能力[4],为此层间协同问题上升为限制网络能力的瓶颈问题。为突破瓶颈问题,文献[5]提出了统一控制平面的思想,采用统一的Openflow控制器对分组交换设备和线路交换设备进行集中控制;文献[6]进一步提出了超级控制器的实现方案,但统一控制平面的信令代价随网络规模和负载的增加而增大[5],只适用于规模较小的网络。因此,本文在SDN新架构下,研究适合大规模异构网络的"IP+光"协同控制技术。

5 结束语
       IP网络和光网络融合发展成为信息基础设施发展的必然趋势,IP层和光层资源的协同控制问题将成为两网融合过程中亟待解决的热点问题。本文首先分析了在层间控制中引入SDN技术的意义,然后分析了软件定义IP网和软件定义光网络的控制架构,并提出一种基于软件定义的"IP+光"层次协同控制模型,解决协同控制中网络扩展性和异构网络支持性问题,通过全局跨层优化,实现全网资源优化,提升网络业务开通能力。