软件定义光网络跨层控制技术研究

【摘要】：随着大数据时代的到来,数据中心被广泛部署,当前网络面临着全网控制复杂与资源利用低效等问题。然而,数据中心资源的充分利用迫切需要联网的支撑,只有支持数据中心资源与网络资源协同调度的跨层控制技术才能使网络整体性能得到大幅度提升。而软件定义光网络为建立智能化的网络控制功能、围绕动态业务智能的提供服务以及以更小更精准粒度利用和分配资源提供了更加便捷的技术方案。 基于上述现状,本论文围绕软件定义光网络跨层控制技术,在网络控制架构、资源调度策略方面展开了深入研究。设计并实现了一种新型软件定义光网络跨层控制架构,并在资源虚拟化的基础上将时间因子引入到该跨层控制技术中,以更细的粒度优化资源,更灵活智能的控制架构提升网络性能,主要完成的工作和取得的成果如下： 一、在业务智能化和资源优质化的需求驱动下,提出并设计了一种多资源多平面联合优化的新型软件定义跨层控制模型,并参与实验平台的搭建。实验结果表明该新型控制架构提升了应用平面、控制平面和传送平面的智能协作水平,动态调度数据中心和网络虚拟资源,共同完成业务的智能提供和处理。 二、提出了基于时间-资源双重弹性动态调度的应用控制器和增强型可编辑NOX控制器的模块方案,并完成功能实现。仿真结果表明,与传统GMPLS模型控制方案相比,双控制器的跨层协作,可改善网络控制的灵活性,将网络阻塞率降低近30%,资源利用率提升近70%。 三、针对应用资源和网络资源分配大颗粒化和决策时间敏感度低的问题；提出了频谱灵活光网络中一种考虑时间弹性的资源柔性调度策略,根据业务对时间的敏感度在时隙上弹性分配资源,实现更精准高效的全网资源分配调度。仿真显示该策略提高全网资源均衡度,改善网络因资源瓶颈造成的阻塞和资源利用率低下等问题。