光網(wǎng)絡面臨三大困擾 集成控制架構有效提升網(wǎng)絡性能

針對基于GMPLS的分布式控制平面的路徑計算方面的不足，IETF工作組自2006年提出了路徑計算單元(PCE)的概念。同時還規(guī)范了一系列與PCE相關的RFC標準，例如PCE發(fā)現(xiàn)需求、PCE通信協(xié)議(PCEP)、基于PCE的后向回溯路徑計算過程等。利用集中式與分布式相協(xié)同的優(yōu)勢，PCE適合網(wǎng)絡的跨層跨域設計，支持端到端的多約束路徑計算能力，在資源分配和選路優(yōu)化方面具有較強的優(yōu)勢。

然而，當前的智能組網(wǎng)結構在異構網(wǎng)絡的控制效能以及業(yè)務的靈活接入能力方面仍顯不足。隨著對下一代互聯(lián)網(wǎng)絡研究的深入，近年來網(wǎng)絡虛擬化成為國外研究的熱點。通過網(wǎng)絡虛擬化技術，可以使人們更好的發(fā)揮網(wǎng)絡基礎設施資源的優(yōu)勢，通過統(tǒng)一的資源管理平臺，使網(wǎng)絡資源的利用率達到最優(yōu)化?；谔摂M化的網(wǎng)絡體系結構能使業(yè)務快速有效的接入并且按照業(yè)務需求獨立的進行操作，這些過程都是基于同一個物理平臺上。在每一個虛擬網(wǎng)絡上，賦予業(yè)務提供者節(jié)點調(diào)配的靈活性，既可以減小網(wǎng)絡運營者的管理成本，又可以讓網(wǎng)絡更具活力。因此，面向多業(yè)務應用的光網(wǎng)絡集成控制將成為未來光網(wǎng)絡發(fā)展前進的方向。

面向多業(yè)務應用的集成控制架構

光網(wǎng)絡控制集成化可以將底層異構的物理網(wǎng)絡抽象成統(tǒng)一的接口，以供上層應用進行統(tǒng)一的調(diào)度和管理。具體來講，可以將傳統(tǒng)的控制平面劃分為兩部分：一部分功能是與業(yè)務控制緊耦合，包括各種豐富的業(yè)務策略和各種資源配置協(xié)議;另一部分功能是與交換控制緊耦合，主要指實現(xiàn)節(jié)點交換必須具備的控制功能。其中，公共功能部分可從控制平面中分離出來，構成集中式的網(wǎng)絡控制器，向下通過開放的接口協(xié)議與設備節(jié)點相連，向上相當于一個“網(wǎng)絡操作系統(tǒng)”，了解全網(wǎng)資源信息，支持全網(wǎng)業(yè)務策略。在此基礎上可靈活實現(xiàn)控制平面功能的可重構性，以及分組與光層的集成控制，能夠很方便地擴展各種業(yè)務應用和網(wǎng)絡運營功能。

集成化控制中心的實現(xiàn)方案可以分為控制中心全集中實現(xiàn)方案和多控制中心協(xié)作方案兩種。前者是單控制中心對全網(wǎng)做集中式控制，后者是在多控制中心之間實現(xiàn)相互協(xié)作，通過控制協(xié)議在多控制中心之間進行資源調(diào)配。

單控制中心實現(xiàn)方案如圖2所示。在這種實現(xiàn)模式下，全網(wǎng)的硬件控制、資源調(diào)度與業(yè)務解析完全由單控制中心完成，規(guī)則簡單，能有效控制接口統(tǒng)一。但由于所有的控制功能均集成到了一個控制中心，會造成控制中心的負荷較重，特別是在大規(guī)模網(wǎng)絡和復雜業(yè)務應用情況下會存在效率問題。此外單控制中心方案對網(wǎng)絡的安全性存在極大的風險，一旦控制中心受到攻擊，將造成整個網(wǎng)絡癱瘓。

針對全集成化光網(wǎng)絡控制架構存在的問題，基于控制中心集群的光網(wǎng)絡控制架構即云控制中心，如圖3所示，得到了發(fā)展。它將多個控制中心互連，通過擴展Openflow協(xié)議實現(xiàn)控制中心集群的統(tǒng)一控制，從而實現(xiàn)云控制的功能。在用戶和交換設備看來，對于具體的控制中心位置并不知曉，其具體控制操作由控制中心完成。這樣既可以通過多個控制中心的協(xié)作提高全網(wǎng)的控制效率，又可以實現(xiàn)全網(wǎng)控制的高可靠性保障。