基于OpenFlow的軟件定義彈性光網(wǎng)絡(luò)中頻譜分配與碎片整理的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、由于較小的頻譜粒度和敏捷的頻譜管理方式，彈性光網(wǎng)絡(luò)可以改善光路的頻譜效率，并且使得光層更加的智能。軟件定義網(wǎng)絡(luò)由于將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的控制平面和數(shù)據(jù)平面相分離，從而為網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)可編程性、動(dòng)態(tài)性、應(yīng)用感知等優(yōu)點(diǎn)。彈性光網(wǎng)絡(luò)和軟件定義網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合形成了軟件定義彈性光網(wǎng)絡(luò)，支持集中控制式的網(wǎng)絡(luò)控制和管理，為增強(qiáng)彈性光網(wǎng)絡(luò)的可編程性和靈活性帶來(lái)了新的機(jī)遇，并且能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)管理者提供更多的自由去動(dòng)態(tài)地定制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
　　彈性光網(wǎng)絡(luò)中存在頻譜碎片化的問(wèn)題，

2、頻譜碎片是指光纖鏈路上出現(xiàn)的那些大量孤立的、非對(duì)齊的、小塊空閑頻譜，頻譜碎片的存在將導(dǎo)致頻譜利用率的降低，并且增加未來(lái)請(qǐng)求的阻塞率。這種問(wèn)題當(dāng)彈性光網(wǎng)絡(luò)需要支持高度動(dòng)態(tài)的流量的時(shí)候尤為明顯，例如在數(shù)據(jù)中心里高度頻繁的光路建立和拆除操作。為了充分地挖掘彈性光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，并且解決彈性光網(wǎng)絡(luò)中的頻譜碎片化問(wèn)題，迫切需要一個(gè)復(fù)雜且高效的控制平面對(duì)彈性光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理。
　　本文同時(shí)研究了基于OpenFlow的單域和多域彈性光網(wǎng)絡(luò)中的頻譜分配

3、和碎片整理問(wèn)題。
　　本文首先討論了軟件定義彈性光網(wǎng)絡(luò)的整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及針對(duì)彈性光網(wǎng)絡(luò)的OpenFlow擴(kuò)展方案，以支持基本的路由與頻譜分配和基于光路重配置的在線碎片整理操作。在單域軟件定義彈性光網(wǎng)絡(luò)中，本文考慮了串行碎片整理和并行碎片整理。在串行碎片整理中，我們?cè)诒菊n題組之前的工作中提出的算法上進(jìn)行了修改，確保光路重配置可以分批進(jìn)行，并且每條光路的重配置都遵循“make-before-break”策略。修改后的算法將在一個(gè)Ope

4、nFlow控制器上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，我們?cè)O(shè)計(jì)的OpenFlow擴(kuò)展可以支持同步批次重配置，將大大減少配置數(shù)據(jù)平面設(shè)備的延時(shí)。為了簡(jiǎn)化碎片整理操作的復(fù)雜度，本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了并行碎片整理，可以同時(shí)進(jìn)行所有光路的重配置。所有的這些碎片整理算法都將在一個(gè)軟件定義彈性光網(wǎng)絡(luò)控制平面實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包含了一個(gè)獨(dú)立的OpenFlow控制器和14個(gè)獨(dú)立的OpenFlow代理，并且都運(yùn)行在高性能的Linux服務(wù)器上。
　　然后本文探索了將頻譜