一種虛擬光網(wǎng)絡多層資源匯聚方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信計算機技術領域，尤其涉及一種多層資源的數(shù)據(jù)中心光組網(wǎng)時的資源匯聚方法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]近年來，軟件定義網(wǎng)絡(Soft Defined Network，簡稱SDN)為運營商組建資源匯聚網(wǎng)絡提供了極大的靈活性，在全局上采用多種資源統(tǒng)一控制對功能和服務聯(lián)合優(yōu)化。
[0003]網(wǎng)絡功能虛擬化(Network Funct1n Virtualizat1n，簡稱NFV)技術被認為是未來的網(wǎng)絡的核心技術，它可以屏蔽物理網(wǎng)絡的復雜關系與限制，將原始網(wǎng)絡及其功能分成基本單元，例如可碎片分割的應答器和虛擬路徑計算單元，然后將這些細小資源單位匯聚起來實現(xiàn)高性能要求。隨著數(shù)據(jù)中心業(yè)務快速發(fā)展，現(xiàn)有以光學硬件為通信基礎設施的網(wǎng)絡部署無法適應低成本和高效率需求。相比較于傳統(tǒng)光網(wǎng)絡靈活性差、配置周期長、資源利用率較低等不足，通過網(wǎng)絡功能虛擬化技術在通用硬件上實現(xiàn)軟件定義的光組網(wǎng)，可以滿足不同用戶業(yè)務需求變化和高性能應用的要求。
[0004]數(shù)據(jù)中心光組網(wǎng)時，分布式數(shù)據(jù)中心通過光網(wǎng)絡互聯(lián)。虛擬光網(wǎng)絡(VirtualOptical Network,簡稱V0N)通過在IP層和網(wǎng)絡資源的聯(lián)合優(yōu)化映射，完成軟件定義數(shù)據(jù)中心互聯(lián)光網(wǎng)絡中多層資源的綜合運用，使之共同為數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)絡中的服務請求和虛擬網(wǎng)請求提供服務。多層是指光層+IP層的網(wǎng)絡構架，多層資源是對IP層和光網(wǎng)絡層資源的統(tǒng)稱。通過NFV技術、SDN技術可以實現(xiàn)彈性數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)網(wǎng)絡。
[0005]為了改善資源利用率，如何打破網(wǎng)絡設備的限制，運用SDN技術和NFV技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心光組網(wǎng)時的物理節(jié)點中計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡資源的匯聚是一個必須解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種虛擬光網(wǎng)絡的多層資源匯聚方法和系統(tǒng)，通過應用控制器和網(wǎng)絡控制器對全局網(wǎng)絡資源聯(lián)合管理調(diào)度，實現(xiàn)多層資源聯(lián)合互動的全局優(yōu)化。
[0007]本發(fā)明實施例提供了一種虛擬光網(wǎng)絡多層資源匯聚系統(tǒng)，包含:多層資源匯聚單元、虛擬資源管理單元、虛擬路徑計算單元、配置管理單元、資源數(shù)據(jù)庫、業(yè)務管理單元。
[0008]從所述業(yè)務管理單元向所述多層資源匯聚單元傳遞虛擬網(wǎng)絡請求、應用資源信息流；從所述多層資源匯聚單元向所述業(yè)務管理單元傳遞的響應。
[0009]所述業(yè)務管理單元管理和監(jiān)聽來自數(shù)據(jù)中心的虛擬網(wǎng)絡請求，觸發(fā)所述多層資源匯聚單元。
[0010]所述多層資源匯聚單元根據(jù)網(wǎng)絡資源狀態(tài)為所述虛擬網(wǎng)絡請求分配網(wǎng)絡資源，計算哪些應用資源和網(wǎng)絡資源將被匯聚給所述虛擬網(wǎng)絡請求，然后輪流將所述虛擬網(wǎng)絡請求提供給所述虛擬路徑計算單元。
[0011]所述虛擬資源管理單元獲取所述資源數(shù)據(jù)庫中網(wǎng)絡資源狀態(tài)信息，將網(wǎng)絡資源虛擬化。
[0012]所述虛擬路徑計算單元根據(jù)所述網(wǎng)絡資源和所述應用資源進行端到端的多流計算并得出結果。
[0013]所述配置管理單元為每條計算好的路徑執(zhí)行網(wǎng)絡資源分配。
[0014]所述資源數(shù)據(jù)庫存儲的信息包含:所述網(wǎng)絡資源的信息、所述應用資源的信息、所述虛擬請求的信息。
[0015]作為本發(fā)明進一步優(yōu)化的實施例，所述虛擬光網(wǎng)絡多層資源匯聚系統(tǒng)包含一應用控制器，所述應用控制器包含所述業(yè)務管理單元、還包含Openflow協(xié)議單元，所述Openflow協(xié)議單元通過Openflow接口連接至數(shù)據(jù)中心。
[0016]作為本發(fā)明進一步優(yōu)化的實施例，所述虛擬光網(wǎng)絡多層資源匯聚系統(tǒng)包含一網(wǎng)絡控制器，所述網(wǎng)絡控制器包含所述多層資源匯聚單元、所述虛擬資源管理單元、所述虛擬路徑計算單元、所述配置管理單元、所述資源數(shù)據(jù)庫，并通過Openflow接口連接至有NFV代理的帶寬可變光交換機。
[0017]本發(fā)明實施例提供了一種虛擬光網(wǎng)絡多層資源匯聚方法，包含以下步驟:
[0018]監(jiān)聽來自數(shù)據(jù)中心的虛擬網(wǎng)絡請求；
[0019]判斷物理節(jié)點是否有充足的應用資源可以匯聚到虛擬節(jié)點；若所述物理節(jié)點的應用資源不充足，則計算所述物理節(jié)點和它的任意一個相鄰節(jié)點的聚合性，按照聚合體進行節(jié)點資源映射；
[0020]計算K條最短時延路徑，分配連續(xù)的載波資源；
[0021]當流約束為1時，比較每條所述最短時延路徑上網(wǎng)絡資源，如果總和大于所需流量加上保護帶寬，則匯聚映射方法完成，對虛擬網(wǎng)絡請求返回響應；
[0022]當流約束為N(N > 1)時，將流量分成多流，計算和選擇N條路徑，將N條路徑上的網(wǎng)絡資源進行排列，所需要的網(wǎng)絡資源達到一致性和連續(xù)性，則匯聚映射方法完成，對虛擬網(wǎng)絡請求返回響應。
[0023]作為本發(fā)明進一步優(yōu)化的實施例，所述虛擬光網(wǎng)絡多層資源匯聚方法還包含以下步驟:
[0024]計算所述最短時延路徑的路徑計算時延，如果所述路徑計算時延大于閾值，則阻塞業(yè)務。所述路徑計算時延長是指計算得到K條最短時延路徑并將網(wǎng)絡資源信息存儲到資源數(shù)據(jù)庫中整個過程所需要的時間。
[0025]作為本發(fā)明進一步優(yōu)化的實施例，所述虛擬光網(wǎng)絡多層資源匯聚方法還包含以下步驟:
[0026]分流后選擇的N條路徑，計算所述N條路徑的路徑計算時延，如果大于閾值則重新選擇。
[0027]作為本發(fā)明進一步優(yōu)化的實施例，所述虛擬光網(wǎng)絡多層資源匯聚方法還包含以下步驟:
[0028]分流后選擇的N條路徑，將N條路徑上的網(wǎng)絡資源進行排列，所需要的網(wǎng)絡資源不能達到一致性和連續(xù)性，則重新選擇。
[0029]本發(fā)明有益效果如下:
[0030]本發(fā)明實施例提供了一種虛擬光網(wǎng)絡的多層資源匯聚方法和系統(tǒng)，通過應用控制器、網(wǎng)絡控制器、及其各組成單元之間的合作，發(fā)揮多層資源匯聚架構對全局網(wǎng)絡資源聯(lián)合管理調(diào)度能力，實現(xiàn)多層資源聯(lián)合互動的全局優(yōu)化。尤其是在網(wǎng)絡高負荷的場景下，采用本發(fā)明所述方法和系統(tǒng)響應虛擬網(wǎng)絡請求靈活地匯聚網(wǎng)絡資源和應用資源，提高了網(wǎng)絡資源和應用資源的匯聚優(yōu)化能力，與傳統(tǒng)方法相比能降低路徑阻塞概率，因此在資源利用率方面有明顯的優(yōu)勢。此外，本發(fā)明的實施例在路徑提供時延方面也取得了有益效果。
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1是本發(fā)明的一種虛擬光網(wǎng)絡多層資源匯聚系統(tǒng)實施例
[0033]圖2是本發(fā)明的一種虛擬光網(wǎng)絡多層資源匯聚方法實施例
[0034]圖3是用本發(fā)明的資源匯聚方法實施網(wǎng)絡資源控制的實施例
【具體實施方式】
[0035]本發(fā)明所述的資源匯聚是通過指將不同節(jié)點或不同鏈路的物理資源(包含應用資源和網(wǎng)絡資源)整合起來，映射到一虛擬光網(wǎng)絡的節(jié)點或鏈路。
[0036]本發(fā)明所述應用資源，是指物理節(jié)點服務于應用層的計算資源和存儲資源。
[0037]本發(fā)明所述網(wǎng)絡資源，指光網(wǎng)絡中的頻譜資源，如WDM中的載波資源，在以頻率柵格表述時稱為“頻譜碎片”。
[0038]本發(fā)明的核心目的是，將網(wǎng)絡資源和應用資源進行聯(lián)合調(diào)度，實現(xiàn)多層資源匯聚的系統(tǒng)，并且通過資源匯聚的方法，將網(wǎng)絡中可利用的資源匯聚在一起，實現(xiàn)資源利用的最大化，解決資源短缺問題。
[0039]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明實施例中首先提供了一種虛擬光網(wǎng)絡多層資源匯聚系統(tǒng)。圖1是一種虛擬光網(wǎng)絡多層資源匯聚系統(tǒng)的實施例示意圖，給出了架構中各功能單元的功能和相互連接關系。其中包含:網(wǎng)絡控制器1、應用控制器2、有NFV代理的帶寬可變光交換機3和數(shù)據(jù)中心4。在所述網(wǎng)絡控制器1中，包含多層資源匯聚單元11、虛擬資源管理單元12、虛擬路徑計算單元13、配置管理單元14、資源數(shù)據(jù)庫15。在所述應用控制器2中，包含業(yè)務管理單元21、Openflow協(xié)議單元22。
[0040]所述網(wǎng)絡控制器與所述應用控制器的接口 41，包含從所述業(yè)務管理單元21向所述多層資源匯聚單元11傳遞的虛擬網(wǎng)絡請求Req、應用資源信息流Info，及從所述多層資源匯聚單元11向所述業(yè)務管理單元21傳遞的響應R印。數(shù)據(jù)中心的應用資源通過Openflow協(xié)議實現(xiàn)軟件定義并被應用控制器通過數(shù)據(jù)中心接口與42控制，其實現(xiàn)可以通過采用Openflow協(xié)議使能的多流收發(fā)機。光網(wǎng)絡的網(wǎng)絡資源通過Openflow協(xié)議實現(xiàn)軟件定義并被所述網(wǎng)絡控制器通過接口 43控制有NFV代理的帶寬可變光交換機3。
[0041]通過所述網(wǎng)絡控制器和所述應用控制器實現(xiàn)資源匯聚的方法，具體地，
[0042]所述業(yè)務管理單元21通過所述Openflow協(xié)議單元22連接至數(shù)據(jù)中心4，管理和監(jiān)聽來自所述數(shù)據(jù)中心的虛擬網(wǎng)絡請求。所述業(yè)務管理單元21監(jiān)聽到虛擬網(wǎng)絡請求時，觸發(fā)網(wǎng)絡控制器1中的多層資源匯聚單元11。
[0043]所述多層資源匯聚單元11根據(jù)網(wǎng)絡資源狀態(tài)為所述虛擬網(wǎng)絡請求分配網(wǎng)絡資源，計算哪些應用資源和網(wǎng)絡資源將被匯聚給所述虛擬網(wǎng)絡請求，然后輪流將所述虛擬網(wǎng)絡請求提供給所述虛擬路徑計算單元13。
[0044]所述虛擬資源管理單元12獲取所述資源數(shù)據(jù)庫15中網(wǎng)絡資源狀態(tài)信息，將網(wǎng)絡資源虛擬化。
[0045]所述虛擬路徑計算單元13根據(jù)所述網(wǎng)絡資源和所述應用資源進行端到端的多流計算并得出結果。在這里，多流計算是指將一大流量的業(yè)務分成多個小流量業(yè)務來計算，實現(xiàn)分組資源處理。
[0046]所述配置管理單元14為每條計算好的路徑執(zhí)行網(wǎng)絡資源分配，并使用擴展的Openflow協(xié)議提供光路。
[0047]所述資源數(shù)據(jù)庫15存儲的信息包含:所述網(wǎng)絡資源的信息、所述應用資源的信息、所述虛擬請求的信息。
[0048]圖2是本發(fā)明的一種虛擬光網(wǎng)絡多層資源匯聚方法實施例。本發(fā)明虛擬光網(wǎng)絡多層資源匯聚方法，包含如下步驟:
[0049]步驟101:控制狀態(tài)激活:設置所述業(yè)務管理單元處于激活狀態(tài)，等待虛擬網(wǎng)絡請求到來，所述業(yè)務管理單元管理和監(jiān)聽來自數(shù)據(jù)中心的虛擬網(wǎng)絡請求，觸發(fā)所述多層資源匯聚單元。
[0050]步驟102:應用資源判斷:多層資源匯聚單元訪問所述資源數(shù)據(jù)庫，判斷物