引用本文:
陈孝莲,纪元,过烽,等. SD-EON业务安全等级感知的低时延路由频谱分配算法[J]. 光通信技术,2021,45(5):11-15.
陈孝莲1,纪 元1,过 烽1,郭 宏2,张 杰2*
1.国网江苏省电力有限公司 无锡供电分公司,江苏 无锡 214000; 2.北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室,北京 100876
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:光网络中普遍存在着普通业务和安全业务,为了将安全业务配置到安全链路进行传输,规避普通业务占用安全链路,降低业务请求光路建立时延,提出了业务安全等级感知的低时延路由频谱分配算法。算法将网络物理拓扑分为安全虚拟拓扑和普通虚拟拓扑,充分考虑了业务安全类别和链路差别,通过运用安全虚拟拓扑将安全业务配置到安全链路进行传输,回避Eve窃听到有效的安全业务数据。算法的并行建路策略减少了光路的平均建立时延和业务的阻塞率,通过实验仿真验证了算法的有效性。
关键词:低时延;路由频谱分配;安全业务;虚拟拓扑
中图分类号:TN929.1 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2021)05-0011-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2021.05.003
0 引言
随着光纤通信技术的快速发展,越来越多的业务数据在光通信网络中传输[1-2]。光网络中普遍存在着普通业务和安全业务[3],这些业务能够通过波分复用方式在一根光纤中传输。安全传输光链路由于部署了安全传输策略具备防窃听能力[4],但是安全业务建立光路需查找具备安全传输能力的光链路,增加了光路建立时延。这要求在光网络中为业务建立光路时考虑业务安全类别和光路建立时延,在确保业务数据安全的前提下对业务数据进行低时延、高速率传输是未来光网络的发展目标[5]。
光网络安全问题分为光层信息安全和物理层安全,其中后者对光网络设备威胁更大。为提高光网络的物理层安全性,研究光网络攻击感知路由频谱分配非常重要。文献[6]考虑了物理节点对业务请求的安全系数来进行路由频谱分配,将业务按照某种排序策略进行排序,为每个业务选择多条满足业务最低安全级别要求的光链路,通过遗传算法为业务选择最优的路由频谱分配方案。这种遗传算法满足了业务在光链路传输的安全级别要求,能够有效减小网络中的最大占用频隙号,提高光网络的频谱利用率。算法取得了很好的效果,但是在窃听模型中,假设Eve能力无限,Eve能够窃听到无安全传输能力光链路的全部信息[7]。另外,光节点安全功能需配置到光链路,将光纤中所有频谱配置为安全传输链路增加网络运维费用和光路建立时延。文献[8]在业务未到达前预先计算出路由频谱分配方案来降低光路建立时延,算法充分结合了静态路由频谱分配(RSA)算法和动态RSA算法的优点,规避物理损伤对业务光链路建立的影响,减少了业务光路平均建立时延,增加了频谱资源利用率,但未考虑业务安全类别。软件定义弹性光网络(SD-EON)频谱使用更加灵活高效,能够获取全网设备信息和拓扑信息,充分利用虚拟拓扑等新技术更好地对光网络资源集中控制[9],考虑业务安全类别和链路差别,为业务提供低时延光路建立和高速数据传输。但是,文献[9]未综合考虑业务安全类别、链路差别和光路建立时延的相互约束关系,进行区分业务安全类别的低时延光路建立。
为解决上述问题,本文在SD-EON架构中提出业务安全等级感知的低时延路由频谱分配(SECURITYA-RSA)算法。在为业务请求建立光路时,从全局的角度考虑业务安全类别、链路差别和光路建立时延之间的关系,实现区分业务安全类别的光路低时延建立。
3 结束语
本文提出业务安全等级感知的低时延路由频谱分配SECURITYA-RSA算法。算法采用多线程技术为普通业务和安全业务计算路由,分配频谱资源,配置光路上的设备,建立光路。由于使用并行建立光路和虚拟拓扑相结合的方法,在安全业务不被窃听的前提下,SECURITYA-RSA算法减少了业务的平均光路建立时延和阻塞率。为简化算法控制模型,算法未考虑遇突发事件时安全光链路中断在线切换已建路安全业务。另外,光网络增加安全光链路,算法需离线配置,降低了算法效率。在后续工作中,我们将根据网络变化和安全链路变化,自动重构安全拓扑,自动重路由已建立安全业务光路。