專利名稱：用于多級光突發(fā)交換系統(tǒng)的控制層和方法
用于多級光突發(fā)交換系統(tǒng)的控制層和方法發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明描述了用于基于分布式突發(fā)光交換機的大容量分組交換架構(gòu)的構(gòu)建的方法和系統(tǒng)。具體而言，本發(fā)明涉及供允許光突發(fā)交換閉路環(huán)形網(wǎng)絡(luò)之間的互連的交換架構(gòu)使用的控制層。
發(fā)明背景
光突發(fā)交換可在無界光學(xué)介質(zhì)格式或有界光學(xué)介質(zhì)格式中使用。無界光學(xué)介質(zhì)是其中一組任意地網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)互連的光交叉連接提供光纖傳輸路徑基礎(chǔ)設(shè)施的光學(xué)介質(zhì)，其中光突發(fā)通過該光纖傳輸路徑基礎(chǔ)設(shè)施在分布遍及該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)各處的源和目的地之間傳播。
在有界光學(xué)介質(zhì)格式中，該光傳輸基礎(chǔ)設(shè)施是閉路的以提供受約束的傳輸路徑， 一般是光纖環(huán)，其中跨該受約束的傳輸路徑來在源和目的地之間在無需中介光交叉連接的情況下實現(xiàn)直接連通性是可行的。在前者的無界情形中，光突發(fā)必須通過光路徑網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來路由，并且被調(diào)度成確保諸突發(fā)不在該網(wǎng)絡(luò)的任何一點處發(fā)生沖突。在后者的有界情形中，諸突發(fā)僅需要被調(diào)度即可，因為路由是沿著在所有源和所有目的地之間共享的單個傳輸介質(zhì)的徑直傳播。
本發(fā)明涉及該有界光突發(fā)交換系統(tǒng)格式。在此為一系列源-目的地對提供接入以從共享光傳輸介質(zhì)卸下光突發(fā)和向該共享光傳輸介質(zhì)插入光突發(fā)。通過使用單個連續(xù)光纖環(huán)來將一組光突發(fā)源-目的地對連接在一起來提供此方面的一示例，其中該單個連續(xù)光纖環(huán)具有為每個對提供卸下和插入點的分接點(tappoint)。此布置提供任何源可藉以向任何目的地傳送的手段。每個源必須精確地安排其在每個光信道處的突發(fā)傳輸?shù)臅r間以確保它將不影響嘗試在相同光信道上傳送的任何源或與其發(fā)生沖突。這些光信道由用于光傳輸?shù)牟ㄩL來定義。調(diào)度被用來確保沒有沖突發(fā)生并且用來確保系統(tǒng)上的每個源具有通過該光傳輸介質(zhì)對每個目的地的公平接入，并且確保每個目的地被給予通過該光傳輸介質(zhì)對每個源的公平連通性。
該系統(tǒng)還提供傳入服務(wù)流藉以被排隊并且然后跨該介質(zhì)各自被傳送到其分別的目的地的手段。復(fù)用的服務(wù)流可在源處出現(xiàn)，所以該系統(tǒng)的服務(wù)管理方面分用這些服務(wù)流并且然后將它們復(fù)用到諸隊列中用于向正確目的地傳輸。該調(diào)度系統(tǒng)移除排隊的服務(wù)信息并且將此信息以突發(fā)格式跨該介質(zhì)向其在該系統(tǒng)上的目的地端口傳送。
當這些傳入服務(wù)流是以太網(wǎng)的流時，該光突發(fā)交換系統(tǒng)提供分布式以太網(wǎng)交換。 在舊式以太網(wǎng)交換技術(shù)下，網(wǎng)絡(luò)是通過使用光傳輸技術(shù)互連以太網(wǎng)交換機來創(chuàng)建的。在此這些交換節(jié)點提供一些客戶端端口，而其他端口被保留用于互連交換節(jié)點。此布置的問題在于網(wǎng)絡(luò)所有者必須將該網(wǎng)絡(luò)的交換層與該網(wǎng)絡(luò)的傳輸層分開地進行工程實現(xiàn)。分布式以太網(wǎng)交換通過將該光突發(fā)交換層用作傳輸層和交換結(jié)構(gòu)(fabric)兩者來克服該問題。此簡化為承運商提供了圍繞該閉路光纖介質(zhì)的諸端口之間的幀級直接光轉(zhuǎn)發(fā)。使用了此類分布式交換系統(tǒng)，交換級的數(shù)目也得以最小化，這減小了通過該網(wǎng)絡(luò)的固有等待時間并且簡化了置備和管理通過該網(wǎng)絡(luò)的諸流所需的控制面開銷。
然而該基于光突發(fā)交換的分布式交換的缺陷在于，該突發(fā)介質(zhì)是閉路的并且因此在容量上固有地受限。該系統(tǒng)的容量由光源調(diào)制器的傳輸比特率和能得到支持的光信道的數(shù)目來設(shè)定。例如，有80個可能的有效波長的IOGb/秒光線路速率將標稱地比例換算成 800Gb/秒。該標稱容量不是可完全實現(xiàn)的，因為具有現(xiàn)實時間調(diào)度的該光突發(fā)交換系統(tǒng)將顯現(xiàn)出83%左右的交換結(jié)構(gòu)效率。更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)可通過在固定光連接上互連分布式以太網(wǎng)交換機來創(chuàng)建，但是盡管相較于由固定光線路來互連的舊式交換機而言這樣減少了交換級的數(shù)目，但是其仍然承襲了控制面管理以及個體幀的多跳的負擔(dān)。
最終因此，從光突發(fā)交換系統(tǒng)構(gòu)建的該分布式以太網(wǎng)交換由于諸突發(fā)不能延伸到該閉路光介質(zhì)之外這一事實而在規(guī)模上受到限制。無界光突發(fā)交換系統(tǒng)能夠比例縮放到大得多的理論極限，但難以商用地構(gòu)建。盡管有界光突發(fā)系統(tǒng)是實際可行的，但是其在規(guī)模上有由在該閉路介質(zhì)上可能實現(xiàn)的頻譜效率設(shè)定的限制。
轉(zhuǎn)讓給Intel公司的PCT專利公開號W02005034569A2公開了使用擴展式邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)的光交換網(wǎng)絡(luò)。該PCT專利公開描述了對邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)的改進以便允許來自在本文中被稱為光子突發(fā)交換(PBS)開放網(wǎng)絡(luò)的光突發(fā)交換(OBS)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的IP路由報頭信息可被用來路由話務(wù)通過與諸如公司LAN和WAN網(wǎng)絡(luò)之類的其他路由區(qū)域相結(jié)合的開放OBS網(wǎng)絡(luò)區(qū)域。為此，該IP報頭信息是取自兩個OBS區(qū)域的邊界處、或OBS區(qū)域和非OBS區(qū)域的邊界處的話務(wù)路徑，并且該路由協(xié)議被用來確定在每個區(qū)域中相應(yīng)地將該話務(wù)發(fā)送往何處。該系統(tǒng)允許創(chuàng)建對BGP的擴展，這些擴展允許話務(wù)在PBS (OBS)交換結(jié)構(gòu)之間被路由。然而此系統(tǒng)的問題在于其被限制于IP尋址，并且不能在同一網(wǎng)絡(luò)上路由來自多個服務(wù)供應(yīng)商的數(shù)據(jù)。
轉(zhuǎn)讓給Intel公司的另一 PCT公開號W02005/062578公開了用于在服務(wù)器和存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)之間進行光聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)。此系統(tǒng)嘗試將光纖信道幀封裝到一個或更多個OBS數(shù)據(jù)突發(fā)中。為了用此系統(tǒng)來創(chuàng)建聯(lián)網(wǎng)方案，路由協(xié)議必須使用光纖信道地址或即PBS地址來提供通過該組PBS和非PBS交換結(jié)構(gòu)的路由。用于這樣一組交換結(jié)構(gòu)的控制面因此必須是為服務(wù)(在此情形中是光纖信道)所特有的，但在一般情形中則由客戶端服務(wù)的尋址方案構(gòu)成，或即是為PBS (OBS)所特有的，其中OBS系統(tǒng)因此被預(yù)先連接以便為客戶端服務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供傳輸服務(wù)器。
本發(fā)明的目的是要提供光突發(fā)交換系統(tǒng)和突破由閉路光學(xué)層內(nèi)的光信道密度和光線路速率設(shè)定的限制的比例縮放方法。發(fā)明概要
根據(jù)本發(fā)明，如所附權(quán)利要求中所闡述，提供了用于光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的控制層，所述系統(tǒng)包括配置成具有閉路光突發(fā)交換尋址方案和用于發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分組的一個或更多個端口的至少一個級；并且所述控制層包括獨立于該閉路光尋址方案的控制尋址方案和為每個端口提供與每個其他端口的互連性的裝置。
在一個實施例中，提供了用于光突發(fā)交換(OBS )系統(tǒng)的控制層，所述OBS系統(tǒng)包括至少一個級，每個級被配置成具有閉路光突發(fā)交換尋址方案和一個或更多個端口，每個端口適配成用于發(fā)送或接收客戶端數(shù)據(jù)，所述端口中的一個或更多個端口適配成用于支持代表不同客戶端數(shù)據(jù)服務(wù)的多個客戶端服務(wù)格式；其特征在于
所述控制層藉由在端口處將客戶端數(shù)據(jù)封裝到獨立于該光尋址方案的分組格式中來提供控制地址，并且將該經(jīng)封裝的分組格式傳遞到排隊系統(tǒng)中用于向目的地端口的向前傳輸，來包括獨立于該閉路光尋址方案的控制尋址方案；以及
用于在所述級中為每個端口提供與每個其他端口的互連性的裝置。
該流控制層提供共用分布式交換基礎(chǔ)設(shè)施，其可被用于不止一個客戶端服務(wù)格式。通過將數(shù)據(jù)封裝或映射到獨立分組格式中，該光環(huán)形網(wǎng)絡(luò)就能從大量不同源和服務(wù)供應(yīng)商(例如SDH、以太網(wǎng)和IP)傳送和接收數(shù)據(jù)。該交換可在本質(zhì)上提供光數(shù)據(jù)的電表示，其可用來根據(jù)該獨立分組數(shù)據(jù)中的信息來路由到適當?shù)哪康牡毓?jié)點。換言之，該分組格式是以其為獨立于客戶端服務(wù)的方式來打包的。
本發(fā)明提供對OBS交換結(jié)構(gòu)的覆蓋控制面。此覆蓋包括對客戶端話務(wù)的封裝，其中該客戶端話務(wù)被分配有其自己的地址，該地址是正被控制的該組OBS交換結(jié)構(gòu)所特有的地址。此組是封閉組?，F(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)使用客戶端話務(wù)的IP報頭并且利用邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議 (BGP)，從而使得這些擴展只在IP地址上工作。本發(fā)明提供固有地與波長地址綁定的突發(fā)尋址方案和客戶端地址方案之間的尋址層，并且不依賴于IP地址。此新層提供客戶端地址無關(guān)性并且允許該封閉組的OBS交換結(jié)構(gòu)是多服務(wù)的。根本上區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的本發(fā)明的第二方面在于該封閉組的OBS交換結(jié)構(gòu)是拓撲靜態(tài)且有界的。這意味著使用諸如BGP之類的協(xié)議的路由(其意指對通過該多個交換結(jié)構(gòu)的路由的計算)是不必要的。這是因為該封閉群的OBS交換結(jié)構(gòu)在新定義的封裝層的端點地址之間具有由該系統(tǒng)構(gòu)造處的連接拓撲決定的預(yù)先注定的路由。此顯著簡化允許構(gòu)建被諸客戶端服務(wù)視為諸單交換機的多級OBS交換結(jié)構(gòu)。這與使用擴展式BGP來允許對路由IP流通過多個OBS交換結(jié)構(gòu)以形成開放網(wǎng)絡(luò)大為不同。
該封裝允許用對在開放網(wǎng)絡(luò)中使用BGP的顯著簡化來創(chuàng)建閉路網(wǎng)絡(luò)。而且，該封裝不需要分辨什么類型的光數(shù)據(jù)已經(jīng)被封裝，從而該控制層能處置來自多個客戶端服務(wù)的數(shù)據(jù)。換言之，本發(fā)明將FC (流控制)分組封裝在OPST (光分組交換和傳輸)中，然后將該 OPST封裝在OBS幀中。這在OBS和客戶端分組之間提供了與閉路OBS交換結(jié)構(gòu)組相組合的新層。
在一個實施例中，該系統(tǒng)包括至少三個或更多個級，其中每個級包括閉路光尋址方案和一個或更多個端口來提供多級交換；并且所述控制層跨越該多級交換，從而該獨立控制方案為每個端口提供與每個其他端口的互連性。
在一個實施例中，該控制層包括用于在端口處將光數(shù)據(jù)封裝到獨立分組格式中以提供獨立控制地址、并且將該獨立分組格式傳遞到排隊系統(tǒng)以用于向目的地端口的向前傳輸?shù)难b置。
在一個實施例中，所述封裝將該光數(shù)據(jù)打包為包括光學(xué)層地址的電表示數(shù)據(jù)幀。
在一個實施例中，該光學(xué)層地址包括目的地端口地址。
在一個實施例中，該獨立控制地址包括數(shù)字控制幀分組。
在一個實施例中，該獨立控制地址包括用于存儲目的地端口的光學(xué)地址的報頭幀。
在一個實施例中，該報頭幀包括或包含指示該目的地端口屬于哪個環(huán)和波長的地址。
在一個實施例中，提供了具有用于檢測隊列中的用戶數(shù)據(jù)的出現(xiàn)并且調(diào)度傳輸突發(fā)以將該數(shù)據(jù)從該隊列移除的裝置的調(diào)度器。
在一個實施例中，該調(diào)度器包括用于從隊列流送并且跨該光突發(fā)網(wǎng)絡(luò)傳送的裝置，以便該流控制層提供數(shù)據(jù)面載體和控制面需求來使得能對該突發(fā)光數(shù)據(jù)進行完整抽象。
在一個實施例中，該控制層包括經(jīng)抽象外部接口，其具有數(shù)字電數(shù)據(jù)面方面和數(shù)字電控制面方面。
在一個實施例中，該交換包括閉路光突發(fā)分布式交換機上保留用于外部客戶端端口的至少一個端口。
在一個實施例中，提供了用于在該光突發(fā)傳輸被包含在每個級處的每個閉路光系統(tǒng)內(nèi)的時候提供該交換機的從邊緣經(jīng)核心到邊緣的流連續(xù)性的裝置。
在一個實施例中，該控制層被定位在級中的至少一個端口中，允許使用該控制層來創(chuàng)建多級分布式交換系統(tǒng)以用于這些級的互連。
在一個實施例中，覆蓋流控制層是通過將控制處理器放置在該多級分布式交換系統(tǒng)的邊緣級和核心級之間的交匯處來實現(xiàn)的。
在另一個實施例中，提供了用于在閉路光突發(fā)交換環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中使用的控制交換機，所述交換機包括控制層，其用于在端口處將光數(shù)據(jù)封裝到獨立分組格式中并且將該獨立分組格式傳遞到排隊系統(tǒng)中以用于由該光突發(fā)交換環(huán)形網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥康牡囟丝凇?br> 在本發(fā)明的進一步實施例中，提供了用于控制光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的方法，所述 OBS系統(tǒng)被配置成具有閉路光突發(fā)交換尋址方案和一個或更多個端口，每個端口適配成用于發(fā)送或接收客戶端數(shù)據(jù)，所述端口中的一個或更多個端口適配成用于支持代表不同客戶端數(shù)據(jù)服務(wù)的多個客戶端服務(wù)格式；所述方法包括以下步驟
通過在端口處將客戶端數(shù)據(jù)封裝到獨立于該光尋址方案的分組格式中以提供控制地址，并且將該經(jīng)封裝分組格式傳遞到排隊系統(tǒng)，來實現(xiàn)獨立于該閉路光尋址方案的控制尋址方案；
向目的地端口傳送該經(jīng)封裝分組格式。
還提供了一種包括用于使計算機程序執(zhí)行以上方法的程序指令的計算機程序，其可被實施在記錄介質(zhì)、載波信號或只讀存儲器上。


參照附圖從僅藉由示例給出的本發(fā)明實施例的以下描述將可更清楚地理解本發(fā)明，附圖中
圖1解說光網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)；
圖2解說根據(jù)本發(fā)明的帶有控制層的系統(tǒng)；
圖3解說以分布式方式實現(xiàn)的圖2所示的帶有控制層的系統(tǒng)；
圖4解說根據(jù)本發(fā)明的一個方面的分布式系統(tǒng)的經(jīng)抽象形式；
圖5解說控制層如何被用來將分布式光突發(fā)交換系統(tǒng)擴展成多級光突發(fā)交換系統(tǒng)的不意圖；以及
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的被連接以形成三級交換機的OBS級布置。
附圖詳細描述
圖1繪出具有多個端口或節(jié)點的光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)中的光網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)。為清楚起見，僅有通過該系統(tǒng)的一個轉(zhuǎn)發(fā)方向已被示出。該服務(wù)流通過接口 105進入系統(tǒng)。該服務(wù)由話務(wù)分類功能101處理。此功能從該端口流提取分量流并且將這些分量流發(fā)送到光突發(fā)交換功能104中的正確隊列。被管理成為諸分量流的服務(wù)流話務(wù)的示例將是， 但將不限于包括構(gòu)成以太網(wǎng)虛擬專線服務(wù)的數(shù)個帶標記流的以太網(wǎng)服務(wù)。
該話務(wù)分類功能101在此情形中將讀取該標記并且在逐分組的基礎(chǔ)上將分組引向其各自隊列。該光突發(fā)交換功能對該OBS系統(tǒng)上的每個目的地節(jié)點有一隊列。話務(wù)分類功能101可被預(yù)配置成將來自傳入端口流的各分量話務(wù)流映射到OBS功能104中的正確目的地特有隊列。此預(yù)配置可以手動執(zhí)行，或者其可從跨該整個網(wǎng)絡(luò)工作的自動化控制系統(tǒng)來執(zhí)行。典型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)將是，但將不限于PNN1、MPLS、ASON、GMPLS或IS-1S。提取出的流在接口 106上以本來的形式被放置到其目的地節(jié)點隊列中。話務(wù)分類功能101還配置調(diào)度器102以便每個分量流所需的流特性能夠由OBS網(wǎng)絡(luò)104提供。在該系統(tǒng)的出口端處， 出口話務(wù)管理功能103從在接口 108上來自該OBS網(wǎng)絡(luò)周圍的OBS源節(jié)點到來的這些分量流組裝單個出口流。經(jīng)聚集服務(wù)流然后通過接口 109流出該系統(tǒng)。
圖2解說根據(jù)本發(fā)明的帶有控制層的系統(tǒng)。該控制層位于OBS層上面以及服務(wù)層下面。該服務(wù)通過接口 208進入該系統(tǒng)。話務(wù)管理功能201如圖1所述提取諸分量流，但另外將這些流傳遞到控制層封裝功能206中。此控制層封裝服務(wù)流數(shù)據(jù)定量以提供共用內(nèi)部幀格式供OBS網(wǎng)絡(luò)和排隊系統(tǒng)204處置。
封裝功能206的一特性在于其能取許多服務(wù)分量流并且將它們聚集到該OBS系統(tǒng)的諸入口節(jié)點和該OBS系統(tǒng)的諸出口節(jié)點之間的單個流中。此聚集特性將該內(nèi)部地址容量綁定到對 該系統(tǒng)的諸節(jié)點之間的流的內(nèi)部控制所需的地址容量、而不是服務(wù)地址容量，后者通常大得多。話務(wù)管理功能201使用接口 210來對控制層轉(zhuǎn)發(fā)功能205提供流參數(shù)?？刂茖庸δ?05為每個聚集流創(chuàng)建內(nèi)部地址，并且使用接口 211來將這些內(nèi)部地址附連到封裝幀報頭。
接口 210被提供給話務(wù)管理功能201。這意味著流要求可使用該組參數(shù)而非對調(diào)度器202直接編程來指定。用來描述該流的這些參數(shù)通常是，但不限于以下各項承諾信息速率、峰值信息速率、承諾突發(fā)大小以及要求的延遲邊界。
控制層轉(zhuǎn)發(fā)功能205然后使用這些參數(shù)來算法地確定當時在系統(tǒng)上工作的調(diào)度器和隊列管理的特定實例所要求的調(diào)度器和隊列管理參數(shù)。該調(diào)度器和諸排隊參數(shù)的此算法確定允許該系統(tǒng)通過共用流特性定義接口來為不同服務(wù)進行操作，并且在另一方面在無需改變該服務(wù)接口的情況下允許該系統(tǒng)調(diào)度器被修改以實現(xiàn)增強的性能。在后一情形中所需的唯一更改是要升級從該服務(wù)要求輸入推導(dǎo)出這些調(diào)度器參數(shù)的算法。
該算法能夠響應(yīng)于正向或從作為具有共用封裝報頭的單個內(nèi)部流操作的客戶端流聚集添加或刪除客戶端流來確定排隊和調(diào)度器參數(shù)的改變。該算法另外能夠確定創(chuàng)建新內(nèi)部流所需的排隊和調(diào)度參數(shù)。這些排隊和調(diào)度參數(shù)在接口 212上被編程到該OBS網(wǎng)絡(luò)層中。在功能206中附連到服務(wù)流的這些封裝報頭也是用來測試(instrument)這些內(nèi)部流以便跨該系統(tǒng)的傳輸中的任何差錯可被檢測出的給定數(shù)據(jù)。差錯檢測測試示例通常是，但不限于比特差錯、塊差錯、分組丟失、分組脫序、以及分組丟棄。
封裝功能206通過接口 213將每個聚集流發(fā)送到用于其相應(yīng)目的地的隊列中。如調(diào)度器202所調(diào)度，該OBS網(wǎng)絡(luò)然后從每個隊列向每個目的地傳送數(shù)據(jù)突發(fā)。
在來自該OBS網(wǎng)絡(luò)的出口接口 204處，每個傳入內(nèi)部流聚集的內(nèi)部封裝在功能207 中被移除。此功能檢查報頭測試數(shù)據(jù)并且提供相對于與源轉(zhuǎn)發(fā)功能205所需的流特性而言的內(nèi)部轉(zhuǎn)發(fā)完好性的告警和性能信息。許多源轉(zhuǎn)發(fā)功能205可被傳送給每個目的地轉(zhuǎn)發(fā)功能207。該目的地轉(zhuǎn)發(fā)功能將所有這些分量流合并成單個流并且移除該內(nèi)部封裝。這為出口話務(wù)管理功能203提供單個流以在接口 215上處理。該話務(wù)然后通過接口 216流出該系統(tǒng)。
圖3解說以分布式方式實現(xiàn)的圖2所示的帶有控制層的系統(tǒng)。示出了該系統(tǒng)的連接到由光纖接口 306表示的閉路光介質(zhì)的三個實例。話務(wù)分類功能是301。功能205和206 在此示為單個功能302并且光突發(fā)發(fā)射機、調(diào)度器和接收機被示在功能303中。示出了該系統(tǒng)的每個端口或節(jié)點的接收和發(fā)射路徑。該接收路徑包括從功能304中的控制層到話務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)功能305中的解封裝。在此實施例中，控制信道被提供以允許該控制層的諸實例進行通信。該話務(wù)分類和轉(zhuǎn)發(fā)層的諸實例還可分開通信。這種通信通常指稱為對等的。在此實施例中，控制層功能302和304 —起形成對等以便在諸端口之間以單向或雙向形式建立控制分組流。該話務(wù)分類功能構(gòu)成另一對等層。在該話務(wù)對等層中，功能301和305 —起形成對等以建立要在諸端口之間創(chuàng)建服務(wù)流的意圖。它們?nèi)缓笳埱罂刂屏骱蛠碜郧度朐?02 和304中的該控制層的映射，302和304用提供該服務(wù)所需的流特性來建立該連通性。
在圖4中解說了示出的分布式系統(tǒng)的經(jīng)抽象形式。該控制層包括可被概括在系統(tǒng)范圍功能403中的控制功能的對等實例。這通過調(diào)度功能來連接到突發(fā)傳輸系統(tǒng)404。這些話務(wù)分類功能以其個體實例的形式而被示為兩組。這兩組被示在功能401和402中。此實施例解說了在該話務(wù)分類層和該光突發(fā)層之間插入的用來提供多服務(wù)系統(tǒng)的共用控制面。在一個實施例中，服務(wù)401可以是以太網(wǎng)的，其中該控制層提供被用來在該系統(tǒng)的諸節(jié)點上的端點端口之間創(chuàng)建以太網(wǎng)虛擬連接(EVC)的流。
與此同時，話務(wù)分類功能402可以是SDH或Sonet，其中該控制層提供被用來在該系統(tǒng)的諸節(jié)點上的端點端口之間創(chuàng)建VC4或STSl連接的流。在此實施例中，在這些服務(wù)分類功能組之間提供連通性所需的這些光突發(fā)交換資源由該控制層一起編組到這些功能401 和402下。由此在該組話務(wù)分類功能401之間創(chuàng)建連接不影響話務(wù)分類功能組402。在此系統(tǒng)的另一實施例中，話務(wù)分類功能組401具有與話務(wù)分類功能組402相同的服務(wù)類型。一示例是這兩個功能組401和402都是以太網(wǎng)的。在此實施例的情況下，組401是與組402分開管轄的。共用控制功能403允許網(wǎng)絡(luò)運營商對每個服務(wù)組單獨添 加和減去節(jié)點功能。這些分開管轄可然后使用其服務(wù)組而不干擾其他管轄?？梢杂斜?個多得多的話務(wù)分類組。 在此說明書中使用的服務(wù)類型是以太網(wǎng)和Sonet或SDH?？梢杂懈嗟姆?wù)類型，例如，但不限于MPLS、IP、光纖信道和ESC0N。
圖5解說控制層如何被用來將分布式光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)擴展到多級光突發(fā)交換系統(tǒng)中的示意圖。有三個閉路光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)級503、504和505。每個OBS網(wǎng)絡(luò)具有封閉的光學(xué)地址空間。
控制層502具有跨所有三個OBS網(wǎng)絡(luò)的共用地址空間。在此實施例中，有兩個邊緣級和一個中央互連級。該互連級不設(shè)有任何話務(wù)分類端口，并且因此被用于各邊緣系統(tǒng)之間的互連。此實施例中的每個級上的控制層502包括如前所述的控制功能的一系列對等實例。此實例組通過接口 506連接到該互連系統(tǒng)控制層。此接口 506在解封裝功能之前取自該控制系統(tǒng)的輸出，從而在該控制層中有從第一級的邊緣處的封裝到話務(wù)功能501中的最后級中的話務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)之前的解封裝的分組連續(xù)性。接口 506還包括控制信息來允許該連接級系統(tǒng)將調(diào)度器置備成提供該服務(wù)所需的流特性。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的被連接以形成三級交換機的OBS級布置。諸環(huán)之間的控制層互連由菱形標記602指示。此實施例的每個級可以是相同的并且包括閉路光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)、該控制層和至少一個話務(wù)管理功能集。示出了三個邊緣系統(tǒng)603、604和 605。示出了三個核心系統(tǒng)606、607和608。這些核心系統(tǒng)和邊緣系統(tǒng)的區(qū)別僅僅在于核心系統(tǒng)不提供話務(wù)分類功能和客戶端接口 601。在此實施例中，每個邊緣處的這些控制層通過控制信道(未示出)來彼此通信。
合適的控制信道可由連接在此三級系統(tǒng)的每個邊緣處的控制功能之間的IP或以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)來提供。為了建立從一個邊緣系統(tǒng)上的端口到另一邊緣系統(tǒng)上的端口的連接，這兩個邊緣系統(tǒng)形成對等并且選擇將該連接放置成通過哪個核心系統(tǒng)。該核心系統(tǒng)控制功能使用相同控制信道以類似方式來與這些邊緣系統(tǒng)通信。用于決定要選擇哪個核心環(huán)來連接系統(tǒng)的選擇準則將是，但將不限于用于連接請求互連的這兩個邊緣系統(tǒng)的該核心系統(tǒng)中的可用容量。例如，如果是請求了在邊緣系統(tǒng)603上的客戶端端口 601到邊緣系統(tǒng)605上的客戶端端口 601之間的連接，那么邊緣系統(tǒng)603控制層實例將連接邊緣系統(tǒng)605控制層實例以信令通知要建立連接的意圖。有三個可用互連控制端口可藉以進行該連接。邊緣系統(tǒng) 605將為該連接返回可用端口。邊緣系統(tǒng)603然后將把這些端口與它所具有的該連接可用的端口進行相關(guān)，并且選擇可用于進行該連接的(諸)核心系統(tǒng)。第一可用核心系統(tǒng)控制實例將在該控制信道上被聯(lián)系以請求連接。如果被拒絕，那么此過程將重復(fù)直至找到將接受該連接的核心系統(tǒng)，否則該連接將被拒絕。
將領(lǐng)會，在諸如光纖光學(xué)環(huán)之類的有界光介質(zhì)上工作的光突發(fā)交換系統(tǒng)可被用來為分布式以太網(wǎng)交換機提供交換結(jié)構(gòu)。
在其他實施例中，該光突發(fā)交換的交換結(jié)構(gòu)可被用來創(chuàng)建分布式MPLS交換機、或分布式IP路由器。在此類布置中，該分布式交換機的每個端口設(shè)有客戶端服務(wù)處理硅器件和將傳入客戶端分組轉(zhuǎn)發(fā)到諸隊列中的協(xié)議，這些隊列由跨該光突發(fā)交換結(jié)構(gòu)的傳輸來清空。在此類布置中，該光突發(fā)交換系統(tǒng)由該客戶端服務(wù)直接控制，或被靜態(tài)置備以滿足該客戶端服務(wù)的需求，或是其兩者的某種組合。
本發(fā)明提供由獨立分組格式和完全綁定到該光突發(fā)傳輸交換結(jié)構(gòu)的排隊系統(tǒng)提供的流控制層。此層提供允許該客戶端服務(wù)作出流需求的外部控制接口，這些流需求然后由該光突發(fā)傳輸交換結(jié)構(gòu)執(zhí)行。這些外部接口將僅僅接受該光突發(fā)傳輸交換結(jié)構(gòu)要滿足的能力以內(nèi)的流需求。以此方式，該流控制層被直接綁定到該光突發(fā)交換結(jié)構(gòu)，但是它有效地對使用該交換結(jié)構(gòu)的客戶端服務(wù)隱藏起該交換結(jié)構(gòu)技術(shù)的諸特性。
該流控制層具有數(shù)據(jù)面方面，該方面提供客戶端服務(wù)可藉以使用數(shù)字電子技術(shù)來被封裝并且傳遞到隊列中以供由該光突發(fā)系統(tǒng)進行傳輸?shù)氖侄?。此調(diào)度系統(tǒng)通過調(diào)度諸突發(fā)來對該隊列中流控制數(shù)據(jù)的出現(xiàn)作出反應(yīng)以將該數(shù)據(jù)從該隊列移除。除響應(yīng)于流控制數(shù)據(jù)的出現(xiàn)以外，該調(diào)度器同時響應(yīng)于流需求置備。這些是對調(diào)度器設(shè)置的限制，這些限制確切地與該調(diào)度器被允許從隊列流送并且跨該光突發(fā)介質(zhì)傳送的最大信息量相對應(yīng)。該流控制層因此提供數(shù)據(jù)面載體和控制面需求，其提供了對該突發(fā)光介質(zhì)的完整抽象。
由該流控制層提供的該光突發(fā)介質(zhì)的抽象提供該光突發(fā)交換可藉以被控制成在流控制封裝的分組出現(xiàn)于隊列中時通過轉(zhuǎn)發(fā)足夠的光突發(fā)來滿足流需求來確定性地執(zhí)行這些流需求的手段。以此方式，該系統(tǒng)的該閉路光突發(fā)層設(shè)有經(jīng)抽象外部接口，該接口具有數(shù)字電數(shù)據(jù)面方面和數(shù)字電控制面方面。
該流控制層提供共用分布式交換基礎(chǔ)設(shè)施，其可被用于不止一個客戶端服務(wù)格式。這允許創(chuàng)建可被用作用于多個客戶端服務(wù)虛擬交換機同時操作的主機平臺的光突發(fā)交換基礎(chǔ)設(shè)施。
在另一實施例中，該流控制層提供具有完全封裝該閉路光內(nèi)部交換結(jié)構(gòu)的控制面和數(shù)據(jù)面端口接口的廣義經(jīng)抽象集合的單個閉路光突發(fā)交換系統(tǒng)。通過保留這些接口中的一些接口用于相同閉路光突發(fā)系統(tǒng)的互連，就實現(xiàn)了多級光突發(fā)交換機。對于此類型的實施例，閉路光突發(fā)分布式交換機上的一些端口被保留用于外部客戶端端口并且一些端口被保留用于互連級。多級交換機的一示例將是其中這些端口接口中的最多達一半的端口接口被保留用于該多級交換機的邊緣級處的互連，而核心級的所有端口被保留用于互連。該流控制層在此在該光突發(fā)傳輸被包含在每個級處的每個閉路光系統(tǒng)內(nèi)的時候提供從邊緣通過核心到邊緣的流連續(xù)性。該流控制層在此提供可藉以通過將諸流從客戶端格式變換成流控制層格式、光突發(fā)格式、流控制層格式并且使用此格式來提供藉以互連多級分布式交換機的各級的手段，來將該閉路光突發(fā)交換結(jié)構(gòu)比例縮放至多級交換布置的手段。
位于該網(wǎng)絡(luò)中的至少一個節(jié)點中的該控制系統(tǒng)允許使用該流控制層進行各級的互連來創(chuàng)建多級分布式交換系統(tǒng)，其在單級系統(tǒng)的極限之上增加了交換容量而不引起通過經(jīng)由諸客戶端端口互連的多個獨立的分布式交換系統(tǒng)的路由計算的復(fù)雜性。這是因為這些流控制層互連被約束于已定義的拓撲，從而在入口邊緣級進入該系統(tǒng)的流可通過這些互連流層端口中的任何端口到達任何出口邊緣。在此，確定要使用這些互連端口中的哪個(些) 端口的問題是對跨可用端口資源的諸流進行負載平衡的問題，而非通過跨多個獨立的分布式交換系統(tǒng)進行信令通知來建立路由的問題。
該控制系統(tǒng)允許通過添加覆蓋流控制層來實現(xiàn)從單級分布式閉路光突發(fā)交換機到多級分布式光突發(fā)交換機的該 流控制。此覆蓋流控制層是通過在該多級系統(tǒng)的邊緣級和核心級之間的交匯處放置控制處理器來實現(xiàn)的。每個級內(nèi)的這些控制器作為該交匯控制器的客戶端來工作。這些交匯控制器彼此對等通信以提供對每個級內(nèi)的控制器的覆蓋。
本發(fā)明中的參照附圖描述的實施例包括一種計算機裝置和/或在計算機裝置中執(zhí)行的過程。然而，本發(fā)明還延及計算機程序，尤其是存儲在適配成把本發(fā)明付諸實踐的載體之上或之中的計算機程序。該程序可以是以源代碼、目標代碼，或源代碼與目標代碼中間的代碼的形式，諸如經(jīng)部分編譯的形式或適于在根據(jù)本發(fā)明的方法的實現(xiàn)中使用的任何其它形式。載體可包括存儲介質(zhì)，諸如例如CD ROM等的R0M，或者例如軟盤或硬盤等的磁記錄介質(zhì)。載體可以是可經(jīng)由電纜或光纜或者由無線電或其他手段傳送的電或光信號。
在本說明書中，術(shù)語“包括”、“包含”、“含有”、和“具有”或其任何變體被認為是完全可互換的并且它們?nèi)紤?yīng)被給予最寬的可能解釋，反之亦然。本發(fā)明不限于本文中前述的諸實施例，而是可在構(gòu)造和細節(jié)兩者上有所變化。
權(quán)利要求
1.一種用于光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的控制層，所述OBS系統(tǒng)包括至少一個級，每個級被配置成具有閉路光突發(fā)交換尋址方案和一個或更多個端口，每個端口適配成用于發(fā)送或接收光客戶端數(shù)據(jù)，所述端口中的一個或更多個端口適配成用于支持代表不同客戶端數(shù)據(jù)服務(wù)的多個客戶端服務(wù)格式；其特征在于所述控制層藉由在端口處將客戶端數(shù)據(jù)封裝到獨立于所述光尋址方案的分組格式中來提供控制地址、并且將經(jīng)封裝分組格式傳遞到排隊系統(tǒng)中用于向目的地端口的向前傳輸，來包括獨立于所述閉路光尋址方案的控制尋址方案；以及用于在所述級中為每個端口提供與每個其他端口的互連性的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的用于光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的控制層，其特征在于，所述系統(tǒng)包括至少三個或更多個級，其中每個級包括閉路光尋址方案和一個或更多個端口來提供多級交換機；以及所述控制層跨越所述多級交換機，從而使得所述獨立控制方案為每個端口提供與每個其他端口的互連性。
3.如權(quán)利要求1所述的用于光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的控制層，其特征在于，所述封裝將所述光數(shù)據(jù)打包為包括光學(xué)層地址的電表示數(shù)據(jù)幀。
4.如權(quán)利要求3所述的用于光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的控制層，其特征在于，所述光學(xué)層地址包括目的地端口地址。
5.如以上任何權(quán)利要求所述的用于光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的控制層，其特征在于，所述獨立控制地址包括數(shù)字控制幀分組。
6.如以上任何權(quán)利要求所述的用于光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的控制層，其特征在于，所述獨立控制地址包括存儲目的地端口的所述光學(xué)地址的報頭幀。
7.如權(quán)利要求6所述的用于光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的控制層，其特征在于，所述報頭幀包括波長顏色以指示所述目的地端口屬于哪個網(wǎng)絡(luò)環(huán)。
8.如以上任何權(quán)利要求所述的用于光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的控制層，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分組格式緊綁定到所述光突發(fā)傳輸交換結(jié)構(gòu)。
9.如以上任何權(quán)利要求所述的用于光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的控制層，其特征在于，包括具有用于檢測隊列中的流控制數(shù)據(jù)的出現(xiàn)并且調(diào)度傳輸突發(fā)以將所述數(shù)據(jù)從所述隊列移除的裝置的調(diào)度器。
10.如權(quán)利要求9所述的用于光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的控制層，其特征在于，所述調(diào)度器包括用于從隊列流送并且跨所述光突發(fā)網(wǎng)絡(luò)傳送、以便所述流控制層提供數(shù)據(jù)面載體和控制面需求來使得能對所述突發(fā)光數(shù)據(jù)進行完整抽象的裝置。
11.如以上任何權(quán)利要求所述的用于光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的控制層，其特征在于，所述控制層包括具有數(shù)字電數(shù)據(jù)面方面和數(shù)字電控制面方面的經(jīng)抽象外部接口。
12.如以上任何權(quán)利要求所述的用于光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的控制層，其特征在于，所述交換機包括閉路光突發(fā)分布式交換機上被保留用于外部客戶端端口的至少一個端口。
13.如以上任何權(quán)利要求所述的用于光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的控制層，其特征在于，包括用于在所述光突發(fā)傳輸被包含在每個級處的每個閉路光系統(tǒng)內(nèi)的時候提供從所述交換機的邊緣通過核心到邊緣的流連續(xù)性。
14.如以上任何權(quán)利要求所述的用于光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的控制層，其特征在于，位于級中的至少一個端口中的所述控制層允許使用所述控制程進行各級的互連來創(chuàng)建多級分布式交換系統(tǒng)。
15.如權(quán)利要求14所述的用于光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的控制層，其特征在于，覆蓋流控制層是通過在所述多級分布式交換系統(tǒng)的邊緣級和核心級之間的交匯處放置控制處理器來實現(xiàn)的。
16.一種用于在閉路光突發(fā)交換環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中使用的控制交換機，所述交換機包括控制層，其用于在端口處將光數(shù)據(jù)封裝到獨立分組格式中并且將所述獨立分組格式傳遞到排隊系統(tǒng)中用于由所述光突發(fā)交換環(huán)形網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥康牡囟丝凇?br> 17.一種用于控制光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的方法，所述OBS系統(tǒng)被配置成具有閉路光突發(fā)交換尋址方案和一個或更多個端口，每個端口適配成用于發(fā)送或接收客戶端數(shù)據(jù)，所述端口中的一個或更多個端口適配成用于支持代表不同客戶端數(shù)據(jù)服務(wù)的多個客戶端服務(wù)格式；所述方法包括以下步驟 通過在端口處將客戶端數(shù)據(jù)封裝到獨立于所述光尋址方案的分組格式中以提供控制地址、并且將經(jīng)封裝分組格式傳遞到排隊系統(tǒng)中，來實現(xiàn)獨立于所述閉路光尋址方案的控制尋址方案；向目的地端口傳送所述經(jīng)封裝分組格式。
18.—種包括用于使計算機執(zhí)行權(quán)利要求17的方法的程序指令的計算機程序。
全文摘要
本發(fā)明提供用于光突發(fā)交換(OBS)系統(tǒng)的控制層，所述系統(tǒng)包括配置成具有閉路光突發(fā)交換尋址方案和用于發(fā)送或接收數(shù)據(jù)分組的一個或更多個端口的至少一個級。該控制層包括獨立于該閉路光尋址方案的控制尋址方案、和用于為每個端口提供與每個其他端口的互連性的裝置。在一個實施例中，提供了閉路光突發(fā)交換環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。該控制層將端口處的光數(shù)據(jù)封裝或映射成獨立分組格式并且將該獨立分組格式傳遞到排隊系統(tǒng)中用于由該光突發(fā)交換環(huán)形網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥康牡囟丝凇?br> 文檔編號H04Q11/00GK103026729SQ201180023371
公開日2013年4月3日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者J·希爾茨, J·鄧尼 申請人:英特尤恩網(wǎng)絡(luò)有限公司