專利名稱：用于光交換網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)路由發(fā)現(xiàn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施方案總地涉及光網(wǎng)絡(luò)；并且更具體地，涉及用于光交換網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)路由發(fā)現(xiàn)技術(shù)。
背景信息電信網(wǎng)絡(luò)(例如因特網(wǎng))中的傳輸帶寬需求正日益加劇，并且正在尋求解決方案來支持該帶寬需求。對于該問題的一種解決方案是使用光纖網(wǎng)絡(luò)，其中波分復(fù)用(WDM)技術(shù)使同一物理鏈路同時傳送多個數(shù)據(jù)片(piece)。
常規(guī)光交換網(wǎng)絡(luò)通常使用波長路由技術(shù)，這要求在光交換機處完成光信號的光-電-光(O-E-O)轉(zhuǎn)換。在光網(wǎng)絡(luò)中的每個交換節(jié)點處進(jìn)行O-E-O轉(zhuǎn)換不僅是一項非常慢的操作(典型地大約為10毫秒)，并且該操作的代價還非常高，并且潛在地造成光交換網(wǎng)絡(luò)的流量(traffic)瓶頸。此外，當(dāng)前的光交換技術(shù)不能有效地支持在分組(packet)通信應(yīng)用(例如因特網(wǎng))中經(jīng)常出現(xiàn)的“突發(fā)”流量。
可以使用幾個子網(wǎng)來實現(xiàn)大的通信網(wǎng)絡(luò)。例如，支持因特網(wǎng)流量的大網(wǎng)絡(luò)可以被劃分為大量由因特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)操作的相對小的接入網(wǎng)，所述相對的小的接入網(wǎng)耦合到多個城域網(wǎng)(光MAN)，所述城域網(wǎng)又耦合到大的“主干(backbone)”廣域網(wǎng)(WAN)。典型地，光MAN和WAN要求比局域網(wǎng)(LAN)更寬的帶寬，以提供它們的高端用戶所需求的足夠的服務(wù)水平。此外，隨著技術(shù)進(jìn)步，LAN的速度/帶寬增加，存在著相應(yīng)的對于MAN/WAN的速度/帶寬增加的要求。
最近，光突發(fā)交換(OBS)方案脫穎而出，成為支持WDM光網(wǎng)絡(luò)上高速突發(fā)數(shù)據(jù)流量的有希望的解決方案。OBS方案提供了在當(dāng)前光回路交換和出現(xiàn)的所有光分組交換技術(shù)之間的實踐機會。已經(jīng)顯示出，在一些條件下，OBS方案通過消除由交換節(jié)點處發(fā)生的O-E-O轉(zhuǎn)換所導(dǎo)致的電子瓶頸，以及通過使用具有由入口節(jié)點所規(guī)劃的可變時隙(timeslot)持續(xù)時間供應(yīng)的單向端到端帶寬預(yù)留方案，來達(dá)到高帶寬利用和服務(wù)分類(CoS)。因為光交換光纖提供比之對等O-E-O轉(zhuǎn)換低至少一個或更多個數(shù)量級的具有較小形狀因子(form factor)的功率消耗，所以光交換光纖極具吸引力。但是，當(dāng)前公布的關(guān)于OBS網(wǎng)絡(luò)的工作著重于使用高容量(即1Tb/s)WDM交換光纖的下一代主干數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)具有大量輸入/輸出端口(即256×256)、大量光信道(即40個波長)并且要求大量的緩沖。因此，這些WDM交換機的制造將會很復(fù)雜和昂貴。相反，對于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)來說，對于以低價格支持諸如儲存區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)和多媒體多播的各種要求帶寬的應(yīng)用，存在著增長的需求。
附圖簡要說明參考附圖描述了本發(fā)明的非限定性和非窮舉性的實施方案，除非另外指出，否則在附圖中相同的標(biāo)號在各個視圖中表示相同的部分。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，示出具有可變時隙供應(yīng)(provisioning)的光子突發(fā)交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)的簡化框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，示出光子突發(fā)交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)的操作的簡化框圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，示出用于光子突發(fā)交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)的交換節(jié)點的框圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，示出用于PBS網(wǎng)絡(luò)的基于通用多協(xié)議標(biāo)簽交換(GMPLS)的體系結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，示出基于GMPLS的PBS標(biāo)簽格式的框圖。
圖6是示出與將數(shù)據(jù)路由穿過基于GMPLS的PBS控制網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)系而采用的基于GMPLS的示例性PBS標(biāo)簽組的示意圖。
圖7是連同RSVP消息示出消息流的框圖。
圖8a、8b、8c是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，與基于RSVP-TE的路徑(Path)消息相對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括用于支持粗粒度的(coarse-grain)資源預(yù)留機制的擴展。
圖9是與圖8a的路徑消息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通用PBS標(biāo)簽請求對象相對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
圖10a和10b是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，與基于RSVP-TE的預(yù)留(Resv)消息相對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括用于支持粗粒度的資源預(yù)留機制的擴展。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，與基于RSVP-TE的路徑拆撤(PathTear)消息相對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括用于支持資源預(yù)留的拆撤的擴展。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，與基于RSVP-TE的預(yù)留分裂(ResvTear)消息相對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括用于支持資源預(yù)留分裂的擴展。
圖13是示出與發(fā)送者描述符對象和流描述符對象相對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括包含帶寬百分比值的字段，用于請求支持資源所提供的帶寬的一百分比(％)的資源預(yù)留。
圖14a和14b是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，共同地組成示出在使用重疊式路由的光路(lightpath)預(yù)留過程中執(zhí)行的邏輯和操作的流程圖的分別的部分，在所述重疊式路由中采用了基于GMPLS的標(biāo)簽。
圖14c是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，示出在使用重疊式路由的光路預(yù)留過程中執(zhí)行的邏輯和操作的流程圖，在所述重疊式路由中采用了PBS控制突發(fā)。
圖15是類似于圖6的基于GMPLS的PBS控制網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點已被路由器代替，并且圖15包括在交換節(jié)點生成的示例性路由樹(routing tree)的細(xì)節(jié)。
圖16是示出在與圖14a對應(yīng)的示例性光路預(yù)留過程中所采用的Path消息組成部分(component)的示意圖。
圖17是示出由圖6的節(jié)點B保持的示例性資源預(yù)留表的圖，并且所述資源預(yù)留表包括被連同使用以解釋圖14a和14b的光路預(yù)留過程的數(shù)據(jù)。
圖18是示出在與圖14b對應(yīng)的示例性光路預(yù)留過程中所采用的Resv消息組成部分的示意圖。
圖19是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，示出用于PBS光突發(fā)的通用PBS成幀格式的圖。
圖20是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，示出圖19的PBS成幀格式的進(jìn)一步細(xì)節(jié)的圖。
圖21是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，示出PBS交換節(jié)點體系結(jié)構(gòu)的示意性框圖。
具體實施例方式
在下面的詳細(xì)描述中，參照本發(fā)明在光子突發(fā)交換(photonic burst-switched，PBS)網(wǎng)絡(luò)中的使用公開了本發(fā)明的實施方案。PBS是一種光交換網(wǎng)絡(luò)，通常包括高速跳(hop)和跨度受約束(span-constrained)網(wǎng)絡(luò)，例如企業(yè)網(wǎng)。使用在這里，術(shù)語“光子突發(fā)”是指統(tǒng)計上復(fù)用的具有類似路由要求的分組(例如因特網(wǎng)(IP)分組或以太網(wǎng)分組)。盡管這些高速跳和跨度受約束網(wǎng)絡(luò)從概念上來說類似于基于骨干網(wǎng)的OBS網(wǎng)絡(luò)，但是它們的設(shè)計、操作和性能要求是不同的。但是，應(yīng)該理解，在本文中公開的教導(dǎo)和原理也可以被應(yīng)用于其他類型的光交換網(wǎng)絡(luò)。
圖1示出示例性光子突發(fā)交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)10，在所述PBS網(wǎng)絡(luò)10中可以實現(xiàn)本文中描述的本發(fā)明的實施方案。PBS網(wǎng)絡(luò)10的該實施方案包括局域網(wǎng)(LAN)131-13N以及主干光WAN(未示出)。此外，PBS網(wǎng)絡(luò)10的該實施方案包括入口節(jié)點151-15M、交換節(jié)點以及出口節(jié)點181-18K。PBS網(wǎng)絡(luò)10可以包括其他與圖1中示出的交換節(jié)點互連的入口、出口以及交換節(jié)點(未示出)。在這里，入口和出口節(jié)點也被稱為邊緣節(jié)點(edge node)，因為它們從邏輯上來說位于PBS網(wǎng)絡(luò)的邊緣。實際上，邊緣節(jié)點提供前面提到的“外部”網(wǎng)絡(luò)(即在PBS網(wǎng)絡(luò)外部)和PBS網(wǎng)絡(luò)的交換節(jié)點之間的接口。在該實施方案中，用智能模塊來實現(xiàn)所述入口、出口和交換節(jié)點。本實施方案可以用作例如將城市區(qū)域內(nèi)的大量LAN連接到大的光主干網(wǎng)絡(luò)的城域網(wǎng)。
在一些實施方案中，入口節(jié)點執(zhí)行接收的光信號的光-電(O-E)轉(zhuǎn)換，并且包括用于緩沖接收的信號直到所述信號被發(fā)送到適當(dāng)?shù)腖AN的電存儲器。此外，在一些實施方案中，在接收的電信號被傳輸?shù)絇BS網(wǎng)絡(luò)10的交換節(jié)點171-17L之前，入口節(jié)點還執(zhí)行所述電信號的電-光(E-O)轉(zhuǎn)換。
用這樣的光交換單元或模塊來實現(xiàn)出口節(jié)點，所述光交換單元或模塊被配置為從PBS網(wǎng)絡(luò)10的其他節(jié)點接收光信號并將光信號路由到光WAN或其他外部網(wǎng)絡(luò)。出口節(jié)點還可以從光WAN或其他外部網(wǎng)絡(luò)接收光信號并將光信號發(fā)送到PBS網(wǎng)絡(luò)10的適當(dāng)?shù)墓?jié)點。在一個實施方案中，出口節(jié)點181執(zhí)行接收的光信號的O-E-O轉(zhuǎn)換，并且包括用于緩沖接收的信號直到所述接收的信號被發(fā)送到PBS網(wǎng)絡(luò)10的適當(dāng)?shù)墓?jié)點(或被發(fā)送到光WAN)的電存儲器。
用這樣的光交換單元或模塊來實現(xiàn)交換節(jié)點171-17L，所述光交換單元或模塊各自被配置為從其他交換節(jié)點接收光信號并適當(dāng)?shù)貙⑺龉庑盘柭酚傻絇BS網(wǎng)絡(luò)10的其他交換節(jié)點。如下面描述的，交換節(jié)點執(zhí)行光控制突發(fā)信號和網(wǎng)絡(luò)管理控制突發(fā)信號的O-E-O轉(zhuǎn)換。在一些實施方案中，這些光控制突發(fā)信號和網(wǎng)絡(luò)管理控制突發(fā)僅以預(yù)先選擇的波長進(jìn)行傳播。在這樣的實施方案中，預(yù)先選擇的波長不傳播光“數(shù)據(jù)”突發(fā)(與控制突發(fā)和網(wǎng)絡(luò)管理控制突發(fā)相反)信號，盡管控制突發(fā)和網(wǎng)絡(luò)管理控制突發(fā)可以包括特定光數(shù)據(jù)突發(fā)信號組的必要信息。在一些實施方案中，在分別的波長上傳輸控制信息和數(shù)據(jù)信息(在本文也被稱作帶外(out-of-band，OOB)信令)。在其他實施方案中，可以在相同的波長上發(fā)送控制和數(shù)據(jù)信息(在本文中也被稱作帶內(nèi)(in-band，IB)信令)。在其他實施方案中，可以通過使用不同的編碼方案(例如不同的調(diào)制格式等)在相同的波長上傳播光控制突發(fā)信號、網(wǎng)絡(luò)管理控制突發(fā)信號和光數(shù)據(jù)突發(fā)信號。無論是以哪一種途徑，光控制突發(fā)和網(wǎng)絡(luò)管理控制突發(fā)都是關(guān)于它對應(yīng)的光數(shù)據(jù)突發(fā)信號被同步地發(fā)送。在又一個實施方案中，光控制突發(fā)和其他控制信號是以與光數(shù)據(jù)信號不同的傳輸速率傳播的。
盡管交換節(jié)點171-17L可以執(zhí)行光控制信號的O-E-O轉(zhuǎn)換，但是在該實施方案中，交換節(jié)點不執(zhí)行光數(shù)據(jù)突發(fā)信號的O-E-O轉(zhuǎn)換。相反，交換節(jié)點171-17L僅執(zhí)行光數(shù)據(jù)突發(fā)信號的光交換。因此，交換節(jié)點可以包括電子電路，以存儲和處理流入的被轉(zhuǎn)換為電形式的光控制突發(fā)和網(wǎng)絡(luò)管理控制突發(fā)，使用該信息來配置光子突發(fā)交換設(shè)置，并適當(dāng)?shù)芈酚膳c所述光控制突發(fā)對應(yīng)的光數(shù)據(jù)突發(fā)信號?；谛碌穆酚尚畔硖鎿Q之前的控制突發(fā)的新的控制突發(fā)被轉(zhuǎn)換為光控制信號，并且被傳輸?shù)较乱粋€交換或出口節(jié)點。下面進(jìn)一步描述交換節(jié)點的實施方案。
示例性PBS網(wǎng)絡(luò)10的部件以如下方式互連。LAN 131-13N被連接到對應(yīng)的入口節(jié)點151-15M。在PBS網(wǎng)絡(luò)10內(nèi)，入口節(jié)點151-15M和出口節(jié)點181-18K通過光纖連接到交換節(jié)點171-17L中的一些。交換節(jié)點171-17L相互之間也通過光纖以網(wǎng)狀體系結(jié)構(gòu)互連，以在入口節(jié)點之間、在入口節(jié)點151-15M和出口節(jié)點181-18K之間形成相對多數(shù)量的光路或光鏈路。理想地，存在多于一條光路來將交換節(jié)點171-17L連接到PBS網(wǎng)絡(luò)10的每一個端點(即入口節(jié)點和出口節(jié)點是PBS網(wǎng)絡(luò)10內(nèi)的端點)。當(dāng)一個或更多個節(jié)點失效時，交換節(jié)點、入口節(jié)點和出口節(jié)點之間的多條光路使保護(hù)交換(protection switching)能進(jìn)行，或是使諸如到目的地的主路由和次路由的特征有效。
如下面結(jié)合圖2所描述的，PBS網(wǎng)絡(luò)10的入口、出口和交換節(jié)點被配置為發(fā)送和/或接收光控制突發(fā)、光數(shù)據(jù)突發(fā)以及波分復(fù)用的其他控制信號，以便在預(yù)先選擇的波長上傳播光控制突發(fā)和控制標(biāo)簽，并且在不同的預(yù)先選擇的波長上傳播光數(shù)據(jù)突發(fā)或有效載荷(payload)。此外，PBS網(wǎng)絡(luò)10的邊緣節(jié)點可以在(以光或電的形式)將數(shù)據(jù)發(fā)送出PBS網(wǎng)絡(luò)10的同時發(fā)送光控制突發(fā)信號。
圖2根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，示出PBS網(wǎng)絡(luò)10的操作流程。參照圖1和圖2，光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10如下操作。
過程開始于框20，其中PBS網(wǎng)絡(luò)10從LAN 131-13N接收分組。在一個實施方案中，PBS網(wǎng)絡(luò)10在入口節(jié)點151-15M處接收IP分組。接收的分組可以是電形式而不是光形式的，或所述分組可以以光形式被接收然后被轉(zhuǎn)換為電形式。在該實施方案中，入口節(jié)點以電形式存儲所接收的分組。
為了清晰，對于PBS網(wǎng)絡(luò)10的操作流的余下描述著重于信息從入口節(jié)點151到出口節(jié)點181的傳送。信息從入口節(jié)點152-15M到出口節(jié)點181(或其他出口節(jié)點)的傳送基本類似。
如框21所描繪的，從接收的分組形成光突發(fā)標(biāo)簽(即光控制突發(fā))和光有效載荷(即光數(shù)據(jù)突發(fā))。在一個實施方案中，入口節(jié)點151使用統(tǒng)計復(fù)用技術(shù)來從存儲在入口節(jié)點151中的接收的IP(因特網(wǎng)協(xié)議)分組形成光數(shù)據(jù)突發(fā)。例如，由入口節(jié)點151接收并且必須通過在其到目的地的路徑上的出口節(jié)點181的分組可以被組裝成光數(shù)據(jù)突發(fā)有效載荷。
接著，在框22中，具體光信道和/或光纖上的帶寬被預(yù)留，以將光數(shù)據(jù)突發(fā)傳送通過PBS網(wǎng)絡(luò)10。在一個實施方案中，入口節(jié)點151預(yù)留通過PBS網(wǎng)絡(luò)10的光數(shù)據(jù)信號路徑中的時隙(即TDM系統(tǒng)的時隙)。該時隙可以是固定持續(xù)時間和/或可變持續(xù)時間的，在相鄰時隙間具有均勻或非均勻的時間間隔。此外，在一個實施方案中，帶寬被預(yù)留一段足以將光突發(fā)從入口節(jié)點傳送到出口節(jié)點的時間。例如，在一些實施方案中，入口、出口和交換節(jié)點維護(hù)關(guān)于所有已被使用和可獲得時隙的更新列表。時隙可以多個波長和光纖上被分配和分布。因此，在不同實施方案中可以是固定持續(xù)時間或可變持續(xù)時間的預(yù)留的時隙(在這里也被稱作TDM信道)可以在一條光纖的一個波長上，和/或可以被分散到多個波長和多條光纖上。
當(dāng)入口和/或出口節(jié)點預(yù)留帶寬時，或者當(dāng)傳送光數(shù)據(jù)突發(fā)后釋放帶寬時，網(wǎng)絡(luò)控制器(未示出)更新列表。在一個實施方案中，網(wǎng)絡(luò)控制器和入口或出口節(jié)點基于可獲得的網(wǎng)絡(luò)資源和流量模式使用各種突發(fā)或分組調(diào)度算法來完成該更新過程。周期性地向所有入口、交換和出口節(jié)點廣播的可獲得的可變持續(xù)時間TDM信道作為光控制突發(fā)在相同的波長上或者在不同的公共的預(yù)先選擇的波長上被傳輸過整個光網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)控制器功能可以駐留在入口或出口節(jié)點中的一個中，或者可以分布在兩個或更多個入口和/或出口節(jié)點中。
然后，如框23所描繪的，光控制突發(fā)、網(wǎng)絡(luò)管理控制標(biāo)簽和光數(shù)據(jù)突發(fā)在預(yù)留的時隙或TDM信道中被傳送通過光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10。在一個實施方案中，入口節(jié)點151沿網(wǎng)絡(luò)控制器確定的光標(biāo)簽交換路徑(OLSP)將控制突發(fā)傳輸?shù)较乱粋€節(jié)點。在該實施方案中，網(wǎng)絡(luò)控制器使用在一個或更多個波長上的基于約束的路由協(xié)議(例如多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS))來確定到出口節(jié)點的最佳的可獲得OLSP。
在一個實施方案中，在光數(shù)據(jù)突發(fā)之前，在不同的波長和/或不同的光纖上同步地傳輸控制標(biāo)簽(在這里也被稱作控制突發(fā))?？刂仆话l(fā)和數(shù)據(jù)突發(fā)之間的時間偏移允許每個交換節(jié)點處理標(biāo)簽并配置光子突發(fā)交換機，以便在相應(yīng)的數(shù)據(jù)突發(fā)到來之前適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行交換。使用在這里，數(shù)據(jù)光子突發(fā)交換機是指不使用O-E-O轉(zhuǎn)換的快速光交換機。
在一個實施方案中，入口節(jié)點151隨后將光數(shù)據(jù)突發(fā)同步地傳輸?shù)浇粨Q節(jié)點，在交換節(jié)點處光數(shù)據(jù)突發(fā)經(jīng)歷少量或不經(jīng)歷時間延遲，并且在每個交換節(jié)點內(nèi)不經(jīng)過O-E-O轉(zhuǎn)換?？偸窃趥鬏斚鄳?yīng)的光數(shù)據(jù)突發(fā)之前發(fā)送光控制突發(fā)。
在一些實施方案中，交換節(jié)點可以執(zhí)行控制突發(fā)的O-E-O轉(zhuǎn)換，以便節(jié)點可以提出和處理被包括在標(biāo)簽中的路由信息。此外，在一些實施方案中，在相同的用于傳播標(biāo)簽的波長上傳播TDM信道。可替換地，可以使用不同的調(diào)制格式在相同的光纖的相同波長上調(diào)制標(biāo)簽和有效載荷。例如，可以使用不歸零(NRZ)調(diào)制格式來傳輸光標(biāo)簽，而使用歸零(RZ)調(diào)制格式來傳輸光有效載荷。以類似的方式將光突發(fā)從一個交換節(jié)點傳輸?shù)搅硪粋€交換節(jié)點，直到光控制突發(fā)和光數(shù)據(jù)突發(fā)在出口節(jié)點181處被終止。
剩余的操作集(set)與出口節(jié)點操作有關(guān)。在框24中，一旦接收到數(shù)據(jù)突發(fā)，出口節(jié)點將數(shù)據(jù)突發(fā)分解以提取IP分組或以太網(wǎng)幀。在一個實施方案中，出口節(jié)點181將光數(shù)據(jù)突發(fā)轉(zhuǎn)換成出口節(jié)點181可以處理的電信號，以恢復(fù)每個分組的數(shù)據(jù)分段。如判決框25所描繪的，在這一點操作流程取決于目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)是否是光WAN或LAN。
如果目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)是光WAN，在框26形成新的光標(biāo)簽和有效載荷信號。在該實施方案中，出口節(jié)點181準(zhǔn)備所述新的光標(biāo)簽和有效載荷信號。然后，在框27中新的光標(biāo)簽和有效載荷信號被傳輸?shù)侥繕?biāo)網(wǎng)絡(luò)(在這種情況下即WAN)。在該實施方案中，出口節(jié)點181包括光接口，以將光標(biāo)簽和有效載荷傳輸?shù)焦釽AN。
但是，如果在框25中確定目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)是LAN，邏輯前進(jìn)到框28。因此，所提取的IP數(shù)據(jù)分組或以太網(wǎng)幀被處理，并與相應(yīng)的IP標(biāo)簽組合，然后被路由到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)(在這種情況下即LAN)。在該實施方案中，出口節(jié)點181形成這些新的IP分組。然后，如框29所示，新的IP分組被傳輸?shù)侥繕?biāo)網(wǎng)絡(luò)(即LAN)。
PBS網(wǎng)絡(luò)可以通過TDM信道提供的額外的靈活性達(dá)到增加的帶寬效率。盡管上述示例性實施方案包括具有將多個LAN耦合到光WAN主干網(wǎng)的入口、交換和出口節(jié)點的光MAN，但是在其他實施方案中，網(wǎng)絡(luò)不一定要是LAN、光MAN或WAN主干網(wǎng)。即，PBS網(wǎng)絡(luò)10可以包括多個相對小的網(wǎng)絡(luò)，相對小的網(wǎng)絡(luò)耦合到相對大的網(wǎng)絡(luò)，所述相對大的網(wǎng)絡(luò)又耦合到主干網(wǎng)絡(luò)。
圖3根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，示出在光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10(圖1)中被用作交換節(jié)點的模塊17。在該實施方案中，模塊17包括光學(xué)波分解復(fù)用器組301-30A，其中A代表用于將有效載荷、標(biāo)簽和其他網(wǎng)絡(luò)資源傳播到所述模塊的輸入光纖的數(shù)量。例如，在該實施方案中，每條輸入光纖可以載送一組C種波長(即WDM波長)，盡管在其他實施方案中輸入光纖可以載送不同數(shù)量的波長。模塊17還包括N×N的光子突發(fā)交換機組321-32B，其中N是每個光子突發(fā)交換機的輸入/輸出端口的數(shù)量。因此，在該實施方案中，每個光子突發(fā)交換機中的波長的最大數(shù)量為A·C，其中N≥A·C+1。對于N大于A·C的實施方案來說，額外的輸入/輸出端口可以被用來將光信號循環(huán)回來以進(jìn)行緩沖。
此外，盡管光子突發(fā)交換機321-32B被示為分開的單元，但是它們可以被實現(xiàn)為使用任何合適的交換機體系結(jié)構(gòu)的N×N光子突發(fā)交換機。模塊17還包括光學(xué)波分解復(fù)用器組301-30A、光-電信號轉(zhuǎn)換器組36(例如光檢測器)、控制單元37以及電-光信號轉(zhuǎn)換器組38(例如激光器)?？刂破鲉卧?7可以包括一個或更多個用于執(zhí)行軟件或固件程序的處理器。下面描述了控制單元37的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
模塊17的該實施方案的部件以如下方式互連。光學(xué)波分解復(fù)用器組301-30A連接到一組A條光纖，所述輸入光纖傳播來自光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10(圖10)的其他交換節(jié)點的輸入光信號。光學(xué)解復(fù)用器的輸出導(dǎo)線(lead)連接到一組B個核心光交換機321-32B，并且連接到光信號轉(zhuǎn)換器36。例如，光學(xué)解復(fù)用器301具有B條輸出導(dǎo)線連接到光子突發(fā)交換機321-32B的輸入(即光學(xué)解復(fù)用器301的一條輸出導(dǎo)線連接到每個光子突發(fā)交換機的一條輸入導(dǎo)線)，并且具有至少一條輸出導(dǎo)線連接到光信號轉(zhuǎn)換器36。
光子突發(fā)交換機321-32B的輸出導(dǎo)線連接到光學(xué)復(fù)用器341-34A。例如，光子突發(fā)交換機321具有A個輸出導(dǎo)線連接到光學(xué)復(fù)用器341-34A的輸入導(dǎo)線(即光子突發(fā)交換機321的一個輸出導(dǎo)線連接到每個光學(xué)復(fù)用器的一個輸入導(dǎo)線)。每個光學(xué)復(fù)用器的輸入導(dǎo)線也連接到電-光信號轉(zhuǎn)換器38的輸出導(dǎo)線?？刂茊卧?7具有輸入導(dǎo)線或端口連接到光-電信號轉(zhuǎn)換器36的輸出導(dǎo)線或端口。控制單元37的輸出導(dǎo)線連接到光子突發(fā)交換機321-32B的控制導(dǎo)線和電-光信號轉(zhuǎn)換器38。
根據(jù)本發(fā)明的其他方面，提供了用于PBS網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)路由OLSP調(diào)度機制，所述動態(tài)路由OLSP調(diào)度機制采用了對基于GMPLS架構(gòu)(framework)的信令擴展。在圖4中示出用于PBS網(wǎng)絡(luò)的基于GMPLS的控制方案的總概，其中，可以根據(jù)一個實施方案實現(xiàn)信令擴展。以GMPLS協(xié)議套(suite)開始，GMPLS協(xié)議中的每一個都可以被修改或擴展，從而在仍然采用GMPLS協(xié)議的各種流量工程任務(wù)的同時，支持PBS操作和光學(xué)接口。完整的PBS層體系結(jié)構(gòu)包括在PBS MAC層401之上的PBS數(shù)據(jù)服務(wù)層400，PBS MAC層401在PBS光子學(xué)層(photonics layer)402之上。已知基于GMPLS的協(xié)議套(由圖4中的框403指示)包括配置(provisioning)組件404、信令組件405、路由組件406、標(biāo)簽管理組件407、鏈路管理組件408以及保護(hù)和還原(restoration)組件409。在一些實施方案中，這些組件被修改，或者已添加了支持PBS層400-402的擴展。此外，在該實施方案中，基于GMPLS的套403還被擴展為包括操作、監(jiān)管、管理和配置(OAM&P)組件410。關(guān)于GMPLS體系結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步信息可以在http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-ccamp-gmpls-architecture-07.txt上找到。此外，基本GMPLS信令的功能描述可以在http://www.ietf.org/rfc/rfc3471.txt上找到。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，信令組件405可以包括專用于PBS網(wǎng)絡(luò)的擴展，例如突發(fā)開始時間、突發(fā)類型、突發(fā)長度和突發(fā)優(yōu)先級等。如下面更詳細(xì)地描述的，公開了GMPLS信令擴展，以使預(yù)留調(diào)度能夠使用RSVP-TE(預(yù)留協(xié)議——流量工程)協(xié)議。可以基于公知的鏈路管理協(xié)議(LMP)(當(dāng)前只支持SONET/SDH網(wǎng)絡(luò))以及所添加的用于支持PBS網(wǎng)絡(luò)的擴展來實現(xiàn)鏈路管理組件408。例如，保護(hù)和還原組件409可以被修改，以覆蓋PBS網(wǎng)絡(luò)。關(guān)于LPM的進(jìn)一步信息可以在http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-ccamp-lmp-09.txt上找到。
標(biāo)簽管理組件還可以被修改，以支持PBS控制信道標(biāo)簽空間。在一個實施方案中，在控制信道信號經(jīng)過O-E轉(zhuǎn)換后，執(zhí)行標(biāo)簽操作。PBS網(wǎng)絡(luò)的入口節(jié)點作為標(biāo)簽邊緣路由器(LER)，而交換節(jié)點作為標(biāo)簽交換路由器(LSR)。出口節(jié)點的作用類似于出口LER，不斷的為PBS網(wǎng)絡(luò)提供標(biāo)簽。入口節(jié)點可以提議要在它所連接的光路段上使用的標(biāo)簽，但是下游交換節(jié)點將是最終選擇標(biāo)簽值的節(jié)點，它潛在的拒絕所建議的標(biāo)簽并選擇它自己的標(biāo)簽。通常，也可以由邊緣或交換節(jié)點向它的下游交換節(jié)點建議標(biāo)簽列表。該組件可以有力地增加控制信道上下文(context)獲取速度(通過執(zhí)行預(yù)建立的標(biāo)簽查找，而不是必須恢復(fù)整個上下文)。標(biāo)簽配置所使用的進(jìn)一步細(xì)節(jié)在同時待審的美國專利申請No.(律師案卷號No.42P16847)。
為了在跳和跨度受約束的網(wǎng)絡(luò)(例如企業(yè)網(wǎng)絡(luò))中能夠使用PBS連網(wǎng)，將基于GMPLS的協(xié)議套擴展為在入口/出口節(jié)點和交換節(jié)點都識別PBS光學(xué)接口是有益的。在基于GMPLS的架構(gòu)下，PBS MAC層被調(diào)整(tailor)為執(zhí)行不同的PBS操作的同時，仍然包括用于粗粒度(從幾秒到幾天或更長)光學(xué)流的控制突發(fā)交換的基于LPMS的流量工程特征和功能，所述粗粒度光學(xué)流是通過使用預(yù)留協(xié)議建立的并且由PBS標(biāo)簽來代表。
本發(fā)明的一個重要方面涉及標(biāo)簽信令，通過標(biāo)簽信令對粗粒度光路進(jìn)行端到端的信號發(fā)送，并且為所述粗粒度光路指派獨特的PBS標(biāo)簽。PBS標(biāo)簽僅具有光路段意義(significance)，而不具有端到端意義。圖5中示出事例性PBS標(biāo)簽格式500以及它的對應(yīng)字段，在下面討論了其對應(yīng)字段的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。用于光路建立、拆撤(tear down)和維護(hù)的PBS標(biāo)簽信令是通過IETF(因特網(wǎng)工程任務(wù)組)資源預(yù)留協(xié)議-流量工程(RSVP-TE)的擴展來完成的。關(guān)于具有RSVP-TE擴展的GMPLS信令的更多信息可以在http://www.ietf.org/rf/rfc3473.txt上找到。
標(biāo)識數(shù)據(jù)突發(fā)輸入光纖、波長和光路段、光信道間距的PBS標(biāo)簽被用在控制路徑上，以使人們能夠作出對網(wǎng)絡(luò)資源的軟預(yù)留請求(通過對應(yīng)的Resv消息)。如果所述請求得到滿足(通過Path消息)，沿所選擇的光路的每個交換節(jié)點交付(commit)所請求的資源，并且用適當(dāng)?shù)亩蔚蕉螛?biāo)簽建立光路。每個交換節(jié)點負(fù)責(zé)通過信令機制更新初始PBS標(biāo)簽，向之前的交換節(jié)點指示用于它的光路段的標(biāo)簽。如果所述請求不能得到滿足或發(fā)生錯誤，描述該狀況的消息被發(fā)送回發(fā)起者(originator)，以采取適當(dāng)?shù)膭幼?選擇另一個光路特性)。因此，通過信令實現(xiàn)PBS標(biāo)簽使用于控制突發(fā)處理的高效MPLS類型查找能進(jìn)行。在每個交換節(jié)點處對控制突發(fā)的處理改進(jìn)降低了控制和數(shù)據(jù)突發(fā)之間所需的偏移時間，導(dǎo)致提高的PBS網(wǎng)絡(luò)吞吐量(throughput)以及降低的端到端延時。
除了由PBS控制處理器執(zhí)行的軟件塊之外，還存在支持此處描述的PBS連網(wǎng)操作的幾個其他關(guān)鍵組件。鏈路管理組件408負(fù)責(zé)提供例如鏈路上行/下行、光損耗等的PBS網(wǎng)絡(luò)傳送鏈路狀態(tài)信息。該組件在控制信道上運行其自己的鏈路管理協(xié)議。在一個實施方案中，擴展IETF鏈路管理協(xié)議(LMP)協(xié)議，以支持PBS接口。當(dāng)鏈路管理組件報告鏈路失效時，鏈路保護(hù)和還原組件409負(fù)責(zé)基于各種用戶定義的準(zhǔn)則計算在各個交換節(jié)點間的光學(xué)路徑(optical path)。OAM&P組件410負(fù)責(zé)執(zhí)行各種監(jiān)管任務(wù)，例如設(shè)備供應(yīng)。
此外，路由組件406提供路由信息，以建立控制和數(shù)據(jù)突發(fā)路徑到它們的目的地的路由。對于具有無緩沖交換結(jié)構(gòu)的PBS網(wǎng)絡(luò)來說，該組件還通過提供用于減少競爭的備用路由信息，從而在使PBS成為更可靠的傳送網(wǎng)絡(luò)中扮演重要角色。
本發(fā)明的標(biāo)簽信令方案通過減少處理已發(fā)信號光路所需的時間量來減少PBS偏移時間。這是通過將基于GMPLS的架構(gòu)擴展為使用PBS標(biāo)簽空間中定義的獨特的標(biāo)簽來標(biāo)識PBS網(wǎng)絡(luò)中的每個光路段來實現(xiàn)的。通過允許處理控制突發(fā)的PBS交換節(jié)點中的控制接口單元基于用來執(zhí)行快速和高效查找的標(biāo)簽信息來查找相關(guān)物理路由信息和其他相關(guān)處理狀態(tài)，對PBS標(biāo)簽的使用加速了PBS控制突發(fā)處理。因此，除其他以外，在一次查找操作中，每個PBS交換節(jié)點已經(jīng)訪問了以下相關(guān)信息1)要將控制突發(fā)發(fā)送到的后一跳地址；2)關(guān)于流出的光纖和波長的信息；3)如果工作在基于標(biāo)簽的模式下，在下一段上要使用的標(biāo)簽；以及4)為具體輸入端口和波長更新調(diào)度要求所需的數(shù)據(jù)。
參照圖5，在一個實施方案中，PBS標(biāo)簽500包括五個字段，這五個字段包括輸入光纖端口字段502、輸入波長字段504、光路段ID字段506、光信道間距(Δ)字段508以及預(yù)留的字段510。輸入光纖端口字段502包括8位字段，指定由標(biāo)簽(標(biāo)簽自身由控制波長所載送)所標(biāo)識的數(shù)據(jù)信道的輸入光纖端口。輸入波長字段504包括32位字段，描述在由輸入光纖端口字段502所指定的輸入光纖端口上使用的輸入數(shù)據(jù)波長，并且在下面將進(jìn)一步描述該字段。光路段ID字段506包括16位字段，描述在具體的波長和光纜上的光路段ID。光路段ID是預(yù)定義的值，是基于PBS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定的。信道間距字段508包括4位字段，用于結(jié)合下面定義的變量Δ標(biāo)識信道間距(即相鄰光信道間的分隔)。出于實現(xiàn)專用的目的以及未來的擴充，預(yù)留的字段510被預(yù)留。
在一個實施方案中，使用針對單精度浮點格式的IEEE(電氣與電子工程師學(xué)會)標(biāo)準(zhǔn)754來表示輸入波長。將32位字(word)分割成1位符號指示符(sign indicator)S、8位偏移指數(shù)e以及23位小數(shù)。由下式給出這種格式和實數(shù)表示之間的關(guān)系 等式(1)C波段(band)的光信道中的一條具有頻率197.200THz，對應(yīng)于波長1520.25nm。該信道通過設(shè)置s＝0，e＝134，f＝0.540625來表示。相鄰信道分隔可以是50GHz、100GHz、200GHz或其他間距。對于50GHz的信道分隔來說，可以記作Δ＝0.05＝1.6·2-5(s＝0，e＝122，f＝0.6)。因此，第n條信道的頻率由下式給出f(n)＝f(1)-(n-1)·Δ等式(2)因此，根據(jù)等式(2)，光信道頻率由n和Δ的具體值給出，Δ的具體值可以作以初始網(wǎng)絡(luò)建立的一部分給出。例如，使用標(biāo)準(zhǔn)ITU-T(國際電信聯(lián)盟)網(wǎng)格(grid)C和L波段，n被限制為249，對應(yīng)于光學(xué)頻率184.800THz。但是，也可以使用等式(2)定義在上面提到的范圍或其他波長范圍(例如約為1310nm的波長帶)之外的其他光信道頻率。
圖6中示出如何在基于GMPLS的PBS網(wǎng)絡(luò)6500中實現(xiàn)PBS標(biāo)簽500的操作?？梢园ǘ喾N網(wǎng)絡(luò)類型中一種(例如企業(yè)網(wǎng))的網(wǎng)絡(luò)600包括四個被標(biāo)記為B、C、E和F的PBS交換節(jié)點，以及兩個被標(biāo)記為A和D的邊緣節(jié)點。在一端網(wǎng)絡(luò)600耦合到LAN或WAN網(wǎng)絡(luò)602，并且在另一端網(wǎng)絡(luò)600耦合到LAN或WAN網(wǎng)絡(luò)604，其中節(jié)點A和D工作為邊緣節(jié)點。對于下面的實施例來說，希望將流量從網(wǎng)絡(luò)602路由到網(wǎng)絡(luò)604。因此，邊緣節(jié)點A(即源節(jié)點)工作為入口節(jié)點，而邊緣節(jié)點D(即目的節(jié)點)工作為出口節(jié)點。
如圖6中所示，各個交換節(jié)點B、C、E和F通過光路段LP1-LP13耦合。光路段(lightpathsegment)包括經(jīng)由任何相鄰節(jié)點間的光纖的光學(xué)連接。光路包括在源和目的節(jié)點間穿行的光學(xué)路徑，并且一般包括多個光路段的串聯(lián)。在下面討論的示出實施例中，源節(jié)點(入口節(jié)點A)和目的節(jié)點(出口節(jié)點D)間的光路中的一條包括光路段LP1、LP4和LP6。
如在圖6中進(jìn)一步示出的，示例性PBS標(biāo)簽A-B-0和A-B-1分別在時刻t0和t1被指派給節(jié)點A和B間的路徑；標(biāo)簽B-C-0和B-C-1在時刻t0和t1被指派給節(jié)點B和C間的路徑；標(biāo)簽C-D-0和C-D-1在時刻t0和t1被指派給節(jié)點C和D間的路徑。為了簡化，將光路段LP1、LP2、LP3、LP4、LP5和LP6的光路段ID分別定義為0x0001、0x0002、0x0003、0x0004、0x0005和0x0006。根據(jù)PBS網(wǎng)絡(luò)之前描述的方面，特定的LSP可以包括采用單個波長或不同波長的光路段。例如，在示出的實施例中，標(biāo)簽A-B-0定義使用頻率197.2THz(Ox08683FDl)，標(biāo)簽B-C-0定義使用頻率196.4THz(0x08682767)，標(biāo)簽C-D-0定義使用頻率195.6THz(0x08680EFD)。在從A到D的路途中，信令分組以光路上逐段為基礎(chǔ)(即LP1、LP4和LP6)請求資源預(yù)留。例如，邊緣節(jié)點請求資源，以創(chuàng)建所選擇光路的粗粒度預(yù)留。在第一光路段上，交換節(jié)點B檢查它是否具有足夠的資源來滿足該請求。如果它不具有這些資源，則它向該請求的發(fā)起者發(fā)送回錯誤消息，以便發(fā)起者采取適當(dāng)?shù)膭幼鳎绨l(fā)送另一個請求，或選擇另一條光路。如果它具有足夠的資源，它對這些資源作出軟預(yù)留，并將預(yù)留請求轉(zhuǎn)發(fā)到下一交換節(jié)點，在下一交換節(jié)點中重復(fù)所述操作，直到到達(dá)目的節(jié)點D。當(dāng)D接收到軟預(yù)留請求時，它檢查它是否可以被滿足。
為了支持預(yù)留信令，實現(xiàn)采用對資源預(yù)留協(xié)議——流量工程(RSVP-TE)的擴展的信令機制。一般來說，如IETF RFC 2205中所指明的，RSVP-TE協(xié)議本身是RSVP協(xié)議的擴展。RSVP被設(shè)計為使通信會話(多播或單播)的發(fā)送者、接收者以及路由器能夠相互通信，從而建立必要的路由器狀態(tài)以支持各種基于IP的通信服務(wù)。RSVP通過目的地址、傳輸層協(xié)議類型和目的端口號來標(biāo)識通信會話。RSVP不是路由協(xié)議，而僅僅用于沿潛在的路由預(yù)留資源，所述主要路由在常規(guī)實踐中是由路由協(xié)議選擇的。
圖7示出用于多播會話的RSVP的實施例，所述多播會話包括一個流量發(fā)送者S1以及三個流量接收者RCV1、RCV2和RCV3。圖7中的圖示出一般的(general)RSVP操作，該RSVP操作也可以應(yīng)用于單播會話。在發(fā)送者S1和接收者RCV1、RCV2、RCV3之間發(fā)送的上游消息700和下游消息702經(jīng)由路由組件(component)(例如交換節(jié)點)R1、R2、R3和R4被路由。RSVP使用的主要消息是源自流量發(fā)送者的Path消息和源自流量接收者的Resv消息。Path消息的主要作用首先是沿路徑在每個路由器中安裝反向路由狀態(tài)(reverse routing state)，并且其次是向接收者提供關(guān)于發(fā)送者流量和端到端路徑的特性的消息，以便接收者可以作出適當(dāng)?shù)念A(yù)留請求。Resv消息的主要作用是沿發(fā)送者和接收者之間的分布樹將預(yù)留請求載送到路由器。
連接創(chuàng)建請求是經(jīng)由Path消息發(fā)出的。在圖8a-c中示出，根據(jù)本發(fā)明的實施方案的具有信令擴展的Path消息800的細(xì)節(jié)。為了清晰，Path消息800僅示出與此處描述的預(yù)留信令機制相關(guān)的字段；應(yīng)該理解，Path消息還可以包括由RSVP-TE協(xié)議所指定的額外的字段。仍是為了清晰，以粗體字示出增加或添加到標(biāo)準(zhǔn)RSVP-TE數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的字段。最后，被包括在([...])中的對象是可選的。
所示出的Path消息800的對象包括Common Header(公共頭部)802、可選的Integrity(完整性)對象804、Session(會話)對象806、RSVP_Hop(RSVP跳)對象808、Time_Value(時間值)對象810、可選的Explicit_Route(明確路由)對象811、通用的PBS_Label_Request(PBS標(biāo)簽請求)對象812、可選的Label_Set(標(biāo)簽集)對象814、可選的Admin_Status(監(jiān)管狀態(tài))對象816、Destination_PBS_address(目的PBS地址)對象818、Source_PBS_address(源PBS地址)對象820、可選的Policy_Data(策略數(shù)據(jù))對象822以及發(fā)送者描述符對象824。
可選的Integrity對象804載送用于認(rèn)證起始節(jié)點和驗證RSVP消息的內(nèi)容的加密數(shù)據(jù)。會話對象806包括IP目的地址(Dest Address)、IP協(xié)議ID以及某些形式的通用目的端口，用于定義供其他對象遵循的具體會話。在一個實施方案中，標(biāo)識因特網(wǎng)協(xié)議版本4(IPv4)會話的信息被存儲在會話對象806中?？蛇x地可以采用因特網(wǎng)協(xié)議版本6(IPv6)。
RSVP_Hop對象808載送發(fā)送(在節(jié)點鏈中最新的)消息的RSVP支持節(jié)點的IP地址以及邏輯流出接口句柄(handle)LIH。下游消息的RSVP_Hop對象被稱為PHOP(“前一跳”)對象，而下游的RSVP_Hop對象被稱為NHOP(“后一跳”)對象。因此，在本文中PHOP RSVP_Hop對象被標(biāo)記為808P，而NHOP RSVP_Hop對象被標(biāo)記為808N。
在常規(guī)實踐中，Time_Value對象810包括消息創(chuàng)建者使用的用于刷新周期(refreshperiod)的值。但是，根據(jù)本發(fā)明的原理，所述對象被用來儲存指明OLSP預(yù)留的開始和結(jié)束的時間值。
信令協(xié)議還支持明確路由。這通過明確路由對象811完成。此對象封裝組成明確地路由的路徑的跳的串聯(lián)。使用此對象，可以不依賴常規(guī)IP路由來預(yù)先確定標(biāo)簽交換RSVP-MPLS流使用的路徑。明確地路由的路徑可以以監(jiān)管的方式被指定，或基于QoS(服務(wù)質(zhì)量)和策略要求、考慮主流網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)由合適實體自動地計算?？傊?，路徑計算可以是控制驅(qū)動或數(shù)據(jù)驅(qū)動的。
圖9中示出根據(jù)一個實施方案的通用PBS_Label_Request對象812格式的細(xì)節(jié)。所述對象的格式包括長度(length)字段900、Class-Num(分類號)字段902、C-Type(C類型)字段904以及對象內(nèi)容906。Class-Num字段902和C-Type字段904中的值都是一旦協(xié)議通過標(biāo)準(zhǔn)途徑就被標(biāo)準(zhǔn)化的恒定值。在一個實施方案中，對象內(nèi)容906包括具有圖5中示出并且在上文中描述的格式的PBS標(biāo)簽。
Label_Set對象814被用來限制下游節(jié)點對可接受標(biāo)簽集的標(biāo)簽選擇。此限制以每跳為基礎(chǔ)來應(yīng)用。RFC 3271討論在光領(lǐng)域中標(biāo)簽集有用的四種情況。第一種情況是末端裝置只能在較小的具體的波長/波段集上傳輸信號。第二種情況是存在接口序列，所述接口不能支持波長轉(zhuǎn)換(不支持CI)，并且要求在跳序列或者甚至整個路徑上都端到端地使用相同波長。第三種情況是希望限制被執(zhí)行的波長轉(zhuǎn)換的數(shù)量，以減少光信號的失真。最后一種情況是鏈路的兩端支持不同的波長集。
Label_Set對象814被用來限定可以用于兩個對等節(jié)點(peer)間的特定LSP的標(biāo)簽范圍。Label_Set的接收者必須限定它選擇的標(biāo)簽是Label_Set 814中指明的一個。與標(biāo)簽非常類似，Label_Set 814可能出現(xiàn)在多個跳中。在這種情況下，每個節(jié)點可能基于流入Label_Set和節(jié)點的硬件能力來生成它自己的流出Label_Set。人們希望此情況是對于具有不支持轉(zhuǎn)換(不支持CI)的接口的節(jié)點的規(guī)范(norm)。Label_Set 814的使用是可選的；如果沒有不存在Label_Set 814，則來自有效標(biāo)簽范圍的所有標(biāo)簽都可以被使用。從概念上來說，缺乏具體Label_Set的對象暗指值為{U}的Label_Set對象，即所有有效標(biāo)簽的集合。
Admin_Status對象816被用來向沿路徑的每個節(jié)點通知LSP的狀態(tài)。每個節(jié)點基于局部策略和對應(yīng)的流出傳播消息來處理狀態(tài)信息。所述對象可以被插入到Path消息或Resv消息中，這由入口節(jié)點(對于Path消息來說)或出口節(jié)點(對于Resv消息來說)來決定。
Destination_PBS_Address對象818包括目的節(jié)點(即出口節(jié)點)的IP地址。如上面所討論的，此信息可以被提供在會話對象中；為了清晰，它在圖8a中被示出為單獨的數(shù)據(jù)。類似地，Source_PBS_Address對象820包括源節(jié)點(即入口節(jié)點)的IP地址。
在圖8a和8b中分別示出用于單向和雙向PBS光路徑的發(fā)送者描述符824的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。圖8a示出包括發(fā)送者模板(template)對象826和PBS_Sender_TSpec對象828的單向發(fā)送者描述符824A。除了發(fā)送者模板對象826和PBS_Sender_TSpec對象828以外，雙向發(fā)送者描述符824B還包括上游標(biāo)簽830。
圖10a和10b根據(jù)一個實施方案示出Resv消息1000的各種對象。如常規(guī)的RSVP實踐，接收節(jié)點響應(yīng)于Path消息發(fā)出Resv消息。因此，Resv消息1000與Path消息800共享很多對象，包括公共頭部802、Integrity對象804、Session對象806、RSVP_Hop對象808、Time_Value對象810、Admin_Status對象816以及Policy_Data對象822。此外，Resv消息1000還包括預(yù)留配置對象1004、Style(樣式)對象1006以及流描述符對象1008。
Resv_Confirm(預(yù)留確認(rèn))對象1004保持用來確認(rèn)對于對應(yīng)PBS資源的預(yù)留的數(shù)據(jù)。資源預(yù)留的進(jìn)一步細(xì)節(jié)在下面描述。Style對象1006包括標(biāo)識預(yù)留樣式的數(shù)據(jù)，即FF(固定過濾器——不同的預(yù)留和明確的發(fā)送者選擇)、SE(共享的明確——共享的預(yù)留和明確的發(fā)送者選擇)以及WF(通配符過濾器——共享的預(yù)留和通配符發(fā)送者選擇)。
流描述符1008包括用于描述數(shù)據(jù)流的對象。這些對象包括PBS_Flowspec(PBS流說明)1010、Filter_Spec(過濾器說明)1012以及Generalized_PBS_Label(通用PBS標(biāo)簽)1014。
圖11中示出被用來請求刪除連接的PathTear(路徑拆撤)消息。PathTear消息1100包括從Path消息800推斷(corollary)出來的對象。這些對象包括公共頭部802、可選的Integrity對象804、Session對象806、RSVP_Hop對象808，和可選的Admin_Status 816以及發(fā)送者描述符824。
圖12中示出響應(yīng)于PathTear消息1100發(fā)出的ResvTear消息1200。ResvTear消息1200包括公共頭部802、可選的Integrity對象804、Session對象806、RSVP_Hop對象808，以及可選的Admin_Status 816、Style對象1006和流描述符1200。
PBS_Sender_TSpec對象828和PBS_Flowspec對象1010采用公共格式。每個對象包括長度字段1300、Class-Num字段1302、C-Type字段1304、對象內(nèi)容1306、預(yù)留的字段1308和帶寬百分比(帶寬％)字段1310。PBS_Sender_TSpec對象828和PBS_Flowspec對象1010可以由它們各自的Class-num/C-Type值識別。帶寬百分比字段1310的值代表帶寬的量，它被中間節(jié)點表示為在給定光路段上可獲得帶寬的百分比。中間節(jié)點(例如交換節(jié)點)將該百分比歸一化為它的向外鏈路的可獲得帶寬。這使每個交換節(jié)點都能夠針對所有流入的標(biāo)簽請求構(gòu)建它的帶寬分配表，并且確定它是否可以滿足每個帶寬請求。
在一個被稱為PBS覆蓋式路由(overlay routing)的實施方案中，使用與常規(guī)分組路由(例如IP網(wǎng)絡(luò)中)相似的逐跳路由確定方案來預(yù)留光路。參照圖14a和14b的流程圖，根據(jù)PBS覆蓋式路由的一個實施方案，在光路預(yù)留過程中執(zhí)行的操作和邏輯如下進(jìn)行。過程在框1400中開始，其中每個交換節(jié)點構(gòu)建定義到其他節(jié)點的可獲得路由的“固定”路由樹(以表的方式實施)，所述路由樹是基于該路由樹被構(gòu)建時的網(wǎng)路拓?fù)鋪順?gòu)建的。本質(zhì)上，每個路由對應(yīng)于跨越串聯(lián)的一個或多個(相鄰節(jié)點間的)跳的光路，遍歷所述一個或更多個跳以將數(shù)據(jù)從維護(hù)(maintain)路由數(shù)據(jù)的交換節(jié)點傳輸?shù)揭粋€或更多個目的(邊緣)節(jié)點。
例如，在圖15中示出路由樹1500B，所述路由樹1500B圖示說明被包括在固定拓?fù)渎酚蓸浔碇械氖纠月酚蓴?shù)據(jù)集。在該實施方案中，交換節(jié)點B、C、E和F中的每一個都被模擬為分別的路由器RB、RC、RE和RF，而邊緣節(jié)點A和D被分別模擬為EA和ED。路由樹1500B圖形化地描繪了從路由器RB(即交換節(jié)點B)到達(dá)邊緣節(jié)點EA和ED的必須的跳。沿每條“分支”的末端節(jié)點(也被稱為“葉(leaf)”節(jié)點)代表目的，而頂端節(jié)點(在該實例中是RB)代表路由樹的“根(root)”。一般來說，在路由樹中不包括循環(huán)的或迂回的路由，因為這樣的路由十分低效。例如，不應(yīng)該包括交換節(jié)點C和邊緣節(jié)點D間跨越RC-RE-RB-RF-RD的路由，盡管可能這是節(jié)點C和D間的可能的路由。分別在路由器RC、RE、RF處構(gòu)建對應(yīng)于路由樹1500C、1500E和1500F的類似的路由表。在聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中這種構(gòu)建路由樹的技術(shù)是眾所周知的。
在構(gòu)建了路由表樹之后，連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)操作已準(zhǔn)備好被執(zhí)行。在這些操作期間，試圖通過使用以逐跳為基礎(chǔ)路由的資源預(yù)留消息來調(diào)度光路，其中最終路由配置被確定為優(yōu)選的路由準(zhǔn)則(例如最短路由)結(jié)合當(dāng)前資源可獲得性的函數(shù)。
如啟動框(start block)1401所標(biāo)識的，過程開始于源節(jié)點。在該實施方案中，希望將流量從源或入口邊緣節(jié)點A路由到目的出口邊緣節(jié)點B。在框1402中確定將預(yù)留消息路由的后一跳。一般來說，邊緣節(jié)點只知道相鄰的交換節(jié)點，并且不需要知道關(guān)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪M(jìn)一步的任何信息。因此，將在不考慮下游資源可獲得性的情況下執(zhí)行對第一跳的后一跳節(jié)點的確定。在一個實施方案中，邊緣節(jié)點維護(hù)與下面描述的交換節(jié)點資源預(yù)留表(圖17)相似的資源預(yù)留表，除了給定預(yù)留記錄僅包括與流出流量預(yù)留或流入流量預(yù)留相關(guān)的信息之外。因為流出流量預(yù)留具有在后一跳(下游節(jié)點)的推斷的流入流量預(yù)留，并且流入流量預(yù)留具有在前一跳(上游節(jié)點)的推斷的流出流量預(yù)留，所以邊緣節(jié)點(并且實際上所有節(jié)點)知道相鄰節(jié)點間共享的光鏈路(光路段和波長)的可獲得性。最終結(jié)果是，基于源節(jié)點和第一條節(jié)點間光鏈路的可獲得性確定第一后一跳。
然后，在框1403中，生成第一Path消息，所述第一Path消息包括用于作出后一跳的預(yù)留的嵌入式PBS標(biāo)簽。在該實施方案中，第一后一跳是路由器RB使用光路段LP1。圖16示出示例性Path消息1600的細(xì)節(jié)，所述Path消息1600與資源預(yù)留過程的第一關(guān)對應(yīng)。目的PBS地址818包括目的節(jié)點D的IP地址，而源PBS地址820包括源節(jié)點A的IP地址。因為最近轉(zhuǎn)發(fā)該消息的節(jié)點是源節(jié)點A，所以RSVP_Hop對象808P包括節(jié)點A的IP地址。
指明第一跳的光路段和波長的信息被包括在儲存于標(biāo)簽集814中的標(biāo)簽A-B-LP1λ1中，所述標(biāo)簽集814位于通用PBS標(biāo)簽請求對象812之下。每個標(biāo)簽包括標(biāo)識如下內(nèi)容的信息用于接收節(jié)點的輸入光纖端口(例如交換節(jié)點B的輸入光纖端口1)、用于在耦合到輸入光纖端口的光纖上傳輸數(shù)據(jù)信號的輸入波長(195.6THz)(注意，如上面所討論的，輸入波長實際被確定為輸入波長字段504和Δ字段508中的值的函數(shù)——出于圖示說明的目的，在這里使用具體值)、耦合在發(fā)送和接收節(jié)點間的光路的光路段ID(例如LP1)。
如上面所討論的，要作出的預(yù)留包括對應(yīng)于未來對虛擬網(wǎng)路鏈路的調(diào)度使用的時隙(time slot)預(yù)留，所述虛擬網(wǎng)路鏈路包括由多條串聯(lián)的光路端組成的光路。因此，對應(yīng)于Time_Values對象810、包括對應(yīng)的預(yù)留時隙的開始和結(jié)束時間的時間段數(shù)據(jù)被分別儲存在開始時間對象810A和結(jié)束時間對象810B中。出于圖示說明的目的，開始時間描繪12:00:000(即中午12點)和12:00:001(中午12點之后100毫秒)；在實際實現(xiàn)中，也可以在相同字段或額外的字段中包括日期信息。
明確路由信息可以被包括在Explicit_Route對象811中。在該實例中，Explicit_Route811包括0，指示沒有定義明確路由。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，可以定義對用于組成給定光路的光路段的使用的預(yù)留，以便僅使用信道帶寬的一部分。如上面所討論的，定義用于預(yù)留的帶寬百分比的信息可以被存儲在發(fā)送者描述符對象824的帶寬百分比字段1310中。消耗比給定資源可獲得的總帶寬少或相等的資源預(yù)留請求被接受，而要消耗不可獲得帶寬的請求被拒絕。
一旦Path消息被創(chuàng)建，它被發(fā)送到后一跳。接下來的操作和邏輯集以如開始和結(jié)束循環(huán)框1404和1405所指示的循環(huán)方式被執(zhí)行，開始于交換節(jié)點B，所述B交換節(jié)點包括光路的入口側(cè)的第一交換節(jié)點。開始和結(jié)束循環(huán)框1404和1405間定義的操作是針對每個交換節(jié)點以迭代方式執(zhí)行的，直到已經(jīng)評估了最后的光路段的可獲得性。使用在這里，術(shù)語“當(dāng)前節(jié)點”標(biāo)識正在一節(jié)點上執(zhí)行操作，所述節(jié)點的評估的光路段被接收到。術(shù)語“下一節(jié)點”代表光路段鏈中的下一節(jié)點，而“前一節(jié)點”代表在當(dāng)前節(jié)點之前被評估的節(jié)點。當(dāng)邏輯從結(jié)束循環(huán)框1405循環(huán)回開始循環(huán)框1404時，下一節(jié)點成為當(dāng)前節(jié)點。
在框1406中，在接收節(jié)點上處理Path消息，以基于Path消息對象和嵌入式PBS標(biāo)簽提取目的地址和對應(yīng)的對該節(jié)點的資源預(yù)留請求。例如，在該點處，交換節(jié)點B已經(jīng)接收到資源預(yù)留請求，要求在時隙12:00:000到12:00:001期間在頻率195.6THz處為光路段LP1預(yù)留信號帶寬的30％。接著，基于該節(jié)點的路由樹表中定義的到目的節(jié)點的最佳可獲得路由確定后一跳。通常地，最佳可獲得路由將與具有最短路徑的路由匹配。在該實施例中，路由RB(交換節(jié)點B)和邊緣節(jié)點ED(目的節(jié)點)間的最短路徑跨越RB-RC-ED。因此，后一跳為RC，或交換節(jié)點C。
一旦作出最佳可獲得路由的后一跳，則可以在判決框1408中確定后一跳是否具有足夠的資源來滿足預(yù)留請求。例如，將基于光纖鏈路(光路段)和波長的組合來確定針對該時隙是否可獲得足夠的帶寬百分比。因此，在判決框1408將確定是否光路段LP3或LP4中的任一段可以支持所請求的預(yù)留?？梢曰诒话ㄔ诋?dāng)前節(jié)點的資源預(yù)留表中的信息來確定可獲得性信息，如下面所描述的。
對足夠資源的指示意味著指定的資源(即在后一跳節(jié)點處接收的在該光路段的波長上的帶寬請求)在之前指定時間段的任意一部分中沒有被調(diào)度使用過。在一個實施方案中，可以基于儲存在每個節(jié)點處的資源預(yù)留查找表確定該信息，如圖17a中示出的資源預(yù)留表1700所示例的。資源預(yù)留表包括與對節(jié)點提供的各種傳輸資源的“軟”(已被請求，但是還沒有被確認(rèn)的)和“硬”(已被確認(rèn))預(yù)留相關(guān)的數(shù)據(jù)。預(yù)留表1700包括多個欄目(column)，在欄目中數(shù)據(jù)成行(row)儲存，其中給定行的數(shù)據(jù)被稱為“記錄”，并且給定記錄的欄目包括數(shù)據(jù)字段。所述欄目包括可選的關(guān)鍵字(Key)欄目1702、輸入光纖端口欄目1704、輸入波長欄目1706、可選的輸入光路段ID欄目1708、、開始時間欄目1716、結(jié)束時間欄目1718、帶寬百分比欄目1720和狀態(tài)欄目1220。
一般來說，關(guān)鍵字欄目1702被用于儲存每條記錄的獨有的標(biāo)識符(關(guān)鍵字)，使能(enable)記錄的快速檢索，并保證記錄的獨有性。在一個實施方案中，關(guān)鍵字包括與Path消息的會話對象806對應(yīng)的信息。在另一個實施方案中，關(guān)鍵字由對應(yīng)于PBS標(biāo)簽的字段中(即輸入光纖端口欄目1704、輸入波長欄目1706以及光路段ID欄目1708中)的數(shù)據(jù)的組合導(dǎo)出。這使能響應(yīng)于對包括具體PBS資源分配請求的控制突發(fā)的處理，對預(yù)留項的快速查找。
與流入鏈路參數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)被儲存在輸入光纖端口欄目1704、輸入波長欄目1706以及可選的輸入光路段ID欄目1708中，而與流出鏈路參數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)被儲存在輸出光纖端口欄目1710、輸出波長欄目1712中以及可選地儲存在輸出光路段ID欄目1714中。每個交換節(jié)點都通過分別的I/O端口耦合到兩條或更多條光纖鏈路。例如，預(yù)留表1700中的示例性數(shù)據(jù)對應(yīng)于交換節(jié)點B，所述交換節(jié)點B包括六個在圖15中被描繪為環(huán)繞的數(shù)字1-6的網(wǎng)絡(luò)輸入/輸出(I/O)端口。輸入光纖端口欄目1704中的值標(biāo)識由維護(hù)該預(yù)留表的特定交換節(jié)點接收數(shù)據(jù)所在的I/O端口，而輸出光纖端口欄目1710中的值標(biāo)識傳輸數(shù)據(jù)所通過的I/O端口。因此，在一個實施方案中，標(biāo)識輸入和輸出光路段的數(shù)據(jù)被分別儲存在輸入光路和輸出光路段ID欄目1714中。
如上面所討論的，給定光路段可以支持用不同波長傳輸?shù)牟⑿械臄?shù)據(jù)流。因此，輸入波長欄目1706被用來為給定預(yù)留記錄標(biāo)識流入數(shù)據(jù)要被傳輸?shù)牟ㄩL，而輸出波長欄目1712被用來標(biāo)識流出數(shù)據(jù)要被傳輸?shù)牟ㄩL。
基于被包括在預(yù)留請求消息中的適當(dāng)信息，為可變持續(xù)時間的分別的時隙預(yù)留通過每個交換節(jié)點的路由路徑。典型地，時隙由開始時間和結(jié)束時間定義，對應(yīng)的數(shù)據(jù)儲存在開始時間欄目1716和結(jié)束時間欄目1718中。在一個實施方案中，開始時間包括從交換節(jié)點處理控制突發(fā)的時間的偏移?？蛇x地，開始時間可以由PBS數(shù)據(jù)突發(fā)開始時間字段2030(參見下文)指明。
給定預(yù)留的結(jié)束時間被儲存在結(jié)束時間1718中。實際上，結(jié)束時間包括從開始時間的偏移，其中所述偏移被選擇，以便整個數(shù)據(jù)突發(fā)可以成功地從源傳輸?shù)侥康?，而不預(yù)留任何不必要的附加的時間或帶寬。典型地，資源預(yù)留請求會預(yù)留從微秒到毫秒變化的時間量的資源時隙，盡管更長的時隙也可以被預(yù)留，例如持續(xù)時間從幾分鐘到幾天的“粗粒度”時隙。為了簡單，開始時間欄目1716和結(jié)束時間欄目1718示出的時間數(shù)據(jù)僅反映毫秒級別的。典型地，預(yù)留請求的長度被確定為數(shù)據(jù)有效載荷(即有效載荷的字節(jié)數(shù))和傳輸帶寬(例如，1吉比特/秒、10吉比特/秒等等。)。例如，在1吉比特/秒以太網(wǎng)(1GbE)鏈路上，1兆比特的有效載荷要求1毫秒來傳輸(假設(shè)沒有開銷)。
用于請求的帶寬百分比，以及之前分配的帶寬百分比被儲存在帶寬百分比欄目1714中。標(biāo)識未確認(rèn)(0)和已確認(rèn)(1)預(yù)留的狀態(tài)位被儲存在預(yù)留狀態(tài)欄目1716中。
在一個方面，資源可獲得性是基于對所請求的光路段、輸入波長以及時間段來說的帶寬可獲得性來確定的。注意到，考慮具有與所請求的時間段重疊的時間段并且具有與所請求的資源類似的參數(shù)的任何項，包括既用于流入流量又用于流出流量的預(yù)留。所述項的帶寬百分比與所請求的帶寬集合在一起。如果帶寬和在相同的開始和結(jié)束時間內(nèi)超過所選擇的閾值(例如100％)，則沒有足夠資源來滿足請求。
回到圖14a的流程圖，如果在后一跳可獲得資源不足，則在框1409中選擇具有新的后一跳的新路由。然后，在判決框1401確定是否對于任意的后一跳，沿到目的節(jié)點的可能路由都沒有可獲得的資源。簡要地，框1408、1409以及1410的操作在循環(huán)中執(zhí)行，直到1)對于所請求的時隙，具有足夠資源的后一跳是可獲得的；或者2)不可獲得具有足夠的資源的后一跳。
如果判決框1410的回答是YES(是)，則不可能預(yù)留跨越當(dāng)前后一跳節(jié)點的光路?；叵氲浇o定節(jié)點只可以確定相鄰(后一跳)節(jié)點的可獲得性，并且不能看到那些節(jié)點以遠(yuǎn)的預(yù)留。因此，假設(shè)存在這樣的情況，路由器RB確定對于所選擇的時隙，在它的路由樹表中沒有可獲得的到目的路由RD的路由。在這種情況下，錯誤消息(例如PathErr消息)被發(fā)送回框1411中的前一節(jié)點，指示可獲得的資源不充分(即路由不可獲得)。如繼續(xù)框1412所指示，響應(yīng)邏輯上倒退路由過程，將它返回到前一節(jié)點(在此實施例中，所述節(jié)點是對應(yīng)于源節(jié)點的路由器RA)。因此，重復(fù)框1402和1403的操作，來選擇新的后一跳。在這種情況下，僅有的可獲得的后一跳是邊緣節(jié)點ED。
如果存在足夠資源來滿足后一跳的預(yù)留請求，邏輯前進(jìn)到框1412，在所述框1412中作出對當(dāng)前光路段的軟預(yù)留。在一個實施方案中，通過設(shè)置新記錄的狀態(tài)位為“0”，軟預(yù)留被儲存在預(yù)留表1700中。
接下來，在判決框1414中確定是否已經(jīng)到達(dá)目的節(jié)點。如果已經(jīng)到達(dá)，則邏輯前進(jìn)到圖14b中示出的流程圖的下一部分。如果沒有到達(dá)，則邏輯前進(jìn)到框1416，其中，為下一個光路段更新要用于后一跳的Path消息和嵌入式PSB標(biāo)簽。現(xiàn)在，如果可應(yīng)用的話，可應(yīng)用標(biāo)簽將參考用于光路路由中下一光路段的光路段ID，包括新輸入光纖端口和波長值。Path消息的RSVP_Hop對象808將被更新，以反映節(jié)點B現(xiàn)在是PHOP節(jié)點。
然后根據(jù)結(jié)束循環(huán)框1405，包括已更新標(biāo)簽的資源預(yù)留請求通過信令機制被轉(zhuǎn)發(fā)到下一個下游節(jié)點。然后如上面所討論的，以迭代的方式重復(fù)框1406、1408、1409、1410、1411、1412、1413、1414以及1416中的操作，直到到達(dá)目的節(jié)點，導(dǎo)致判決框1415的YES結(jié)果。
接下來，我們前進(jìn)到圖14b中示出的流程圖的部分，這部分代表預(yù)留請求的上游部分。在這一點，如開始框1420所描繪的，當(dāng)前節(jié)點是目的邊緣節(jié)點ED。如前面，類似于向后傳播技術(shù)，對于每個沿著所選擇光路的節(jié)點重復(fù)操作；這些操作由開始和結(jié)束循環(huán)框1423和1424描繪。在每個節(jié)點處使用在框1422中創(chuàng)建的Resv消息以與光路的下游遍歷相反的順序執(zhí)行所述操作。
圖18中示出與當(dāng)前狀態(tài)對應(yīng)的示例性Resv消息1800。被包括在Resv消息1800中的很多對象包括與被包括在Path消息1600中的標(biāo)號類似的對象(包括Session對象806、以及開始和結(jié)束時間對象810A與810B)相類似的值。如上面所討論的，Resv消息包括流描述符1008，所述流描述符1008包括PBS_Flowspec 1010、Filter_Spec 1012以及Generalized_PBS_Label 1014。以與Path消息1600的PBS_Sender_Tspec 828類似的方式，PBS_Flowspec 1010包括過濾器字段1310的值30％。此外，Generalized_PBS_Label 1014具有與上面討論的通用PBS標(biāo)簽500類似的形式。在該實例中，對應(yīng)于光路段LP6的PBS標(biāo)簽C-D-0包括嵌入式標(biāo)簽的第一種形式。
創(chuàng)建初始Resv消息后，邏輯前進(jìn)到由開始和結(jié)束循環(huán)框1423與1424描繪的循環(huán)操作。循環(huán)中的第一步操作發(fā)生在框1426中，其中，用于當(dāng)前節(jié)點的軟件預(yù)留被更新到硬預(yù)留，并且交付相應(yīng)的資源。這通過將預(yù)留狀態(tài)欄目1716中的值從“0”(軟，即未確認(rèn)的)變到“1”(硬，即確認(rèn)的，指資源被交付)來反映。
接著框1426的操作，在判決框1428確定是否已經(jīng)到達(dá)源節(jié)點。如果已經(jīng)到達(dá)，則過程完成，并且光路上的所有段被預(yù)留，以供后續(xù)調(diào)度使用。如果沒有到達(dá)，則過程前進(jìn)到框1430，在所述框1430中，更新用于下一個光路段的Resv消息和PBS標(biāo)簽。然后，針對下一(現(xiàn)在是當(dāng)前的)交換節(jié)點重復(fù)過程本身，直到到達(dá)源節(jié)點。在這一點，沿光路的所有節(jié)點都將具有硬(即確認(rèn)的)預(yù)留，并且整個光路將被調(diào)度，以供在被包括在預(yù)留表中的指定的時隙期間使用。
如圖6中描繪的標(biāo)簽所進(jìn)一步指示的，用于給定節(jié)點對的標(biāo)簽可以隨著時間改變，以反映光路路由或網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械母淖儭？紤]t0和t1時刻的PBS標(biāo)簽值。在t0時刻，PBS標(biāo)簽指示LP1到LP4到LP6的光路路由，分別使用197.2THz、196.4THz以及195.6THz的波長。相反，在t1時刻，路由路徑和頻率的部分已經(jīng)改變，例如光路路由是LP1到LP4到LP5，使用197.2THz、195.6THz以及195.6THz的波長。
在一個實施方案中，可以使用PBS控制突發(fā)而不是GMPLS標(biāo)簽來執(zhí)行動態(tài)路由。使用PBS控制突發(fā)來動態(tài)路由減少預(yù)留建立的開銷，并且因此可以改進(jìn)整個網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用。但是，通過PBS控制突發(fā)生成的動態(tài)路由不可以應(yīng)用于要求波長轉(zhuǎn)換的光路路由。
圖19根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，示出用于PBS光突發(fā)的通用PBS成幀格式1900。通用PBS幀1900包括PBS通用突發(fā)頭部1902和PBS突發(fā)有效載荷1904(所述有效載荷可以是控制突發(fā)或者是數(shù)據(jù)突發(fā))。圖19還包括PBS通用突發(fā)頭部1902和PBS突發(fā)有效載荷1904的展開視圖。
PBS通用突發(fā)頭部1902對于所有類型的PBS突發(fā)是公共的，并且包括版本號(VN)字段1910、有效載荷類型(PT)字段1912、控制優(yōu)先級(CP)字段1914、帶內(nèi)信令(IB)字段1916、標(biāo)簽存在(LP)字段1918、頭部糾錯(HEC)存在(HP)字段1919、突發(fā)長度字段1922以及突發(fā)ID字段1924。在一些實施方案中，PBS通用突發(fā)頭部還包括預(yù)留的字段1920和HEC字段1926。下面針對具有32位字的成幀格式描述具體字段的大小和定義；然而，在其他實施方案中，大小、順序以及定義可以不同。
在此實施方案中，PBS通用突發(fā)頭部1902是4字頭部。第一個頭部字包括VN字段1910、PT字段1912、CP字段1914、IB字段1916以及LP字段1918。在此示例性實施方案中，VN字段1910是4位字段(例如位0-3)，定義被用來將PBS突發(fā)成幀的PBS成幀格式的版本號。在此實施方案中，VN字段1910被定義為第一個字的第一個4位，但是在其他實施方案中，它不需要是第一個4位，在第一個字中，或限于4位。
PT字段1912是定義有效載荷類型的4位字段(位4-7)。例如，二進(jìn)制的“0000”可以指示PBS突發(fā)是數(shù)據(jù)突發(fā)，而二進(jìn)制的“0001”指示PBS突發(fā)是控制突發(fā)，并且二進(jìn)制的“0010”指示PBS突發(fā)是管理突發(fā)。在此實施方案中，PT字段1912被定義為第一個字的第二個4位，但是在其他實施方案中，它不需要是第二個4位，在第一個字中，或限于4位。
CP字段1914是定義突發(fā)的優(yōu)先級的2位字段(位8-9)。例如，二進(jìn)制的“00”可以指示普通優(yōu)先級，而二進(jìn)制的“01”指示高優(yōu)先級。在此實施方案中，PT字段1912被定義為第一個字的位8和9，但是在其他實施方案中，它不需要是位8和9，在第一個字中，或限于2位。
IB字段1916是指示PBS控制突發(fā)是帶內(nèi)還是OOB發(fā)信號的一位字段(位10)。例如，二進(jìn)制的“0”可以指示OOB信令，而二進(jìn)制的“1”可以指示帶內(nèi)信令。在此實施方案中，IB字段1916被定義為第一個字的位10，但是在其他實施方案中，它不需要是位10，在第一個字中，或限于一位。
LP字段1918是用來指示是否已經(jīng)針對該光路建立載送此頭部的標(biāo)簽的一位字段(位11)。在此實施方案中，LP字段1918被定義為第一個字的位11，但是在其他實施方案中，它不需要是位11，在第一個字中，或限于一位。
HP字段1919是用來指示在此控制突發(fā)中是否使用頭部糾錯的一位字段(位12)。在此實施方案中，HP字段1919被定義為第一個字的位12，但是在其他實施方案中，它不需要是位12，在第一個字中，或限于一位。未使用的位(位13-31)形成當(dāng)前未使用并且預(yù)留供將來使用的字段1920。
在此實施方案中，PBS通用突發(fā)頭部1902第二個字包括PBS突發(fā)長度字段1922，所述PBS突發(fā)長度字段1922用來儲存等于PBS突發(fā)有效載荷1904中字節(jié)數(shù)目的長度的二進(jìn)制值。在此實施方案中，PBS突發(fā)長度字段是32位。在其他實施方案中，PBS突發(fā)長度字段1922不需要在第二個字中，并且不限于32位。
在此實施方案中，PBS通用突發(fā)頭部1902第三個字包括PBS突發(fā)ID字段1924，所述PBS突發(fā)ID字段1924用來儲存用于此突發(fā)的標(biāo)識號。在此實施方案中，PBS突發(fā)ID字段1924是由入口節(jié)點(例如圖7中的入口節(jié)點710)生成的32位。在其他實施方案中，PBS突發(fā)ID字段1924不需要在第三個字中，并且不限于32位。
在此實施方案中，PBS通用突發(fā)頭部1902第四個字包括通用突發(fā)頭部HEC字段1926，所述通用突發(fā)頭部HEC字段1926用來儲存糾錯字。在此實施方案中，通用突發(fā)頭部HEC字段1926是使用任何合適的公知糾錯技術(shù)生成的32位。在其他實施方案中，通用突發(fā)頭部HEC字段1926不需要在第四個字中，并且不限于32位。如圖19中所指示，通用突發(fā)頭部HEC字段1926是可選的，因為如果沒有使用糾錯，則所述字段可以用全零填充。在其他實施方案中，通用突發(fā)頭部HEC字段1926不被包括在PBS通用突發(fā)頭部1902中。
PBS突發(fā)有效載荷1904對于所有類型的PBS突發(fā)是公共的，并且包括PBS專用有效載荷頭部字段1932、有效載荷字段1934以及有效載荷幀校驗序列(FCS)字段1936。
在此示例性實施方案中，PBS專用有效載荷頭部字段1932是PBS突發(fā)有效載荷1904的第一部分(即一個或更多個字)。用于控制突發(fā)的具體的有效載荷頭部字段1932在下面結(jié)合圖20更詳細(xì)的描述。類似地，用于數(shù)據(jù)突發(fā)的具體的有效載荷頭部字段1932在下面結(jié)合圖20更詳細(xì)的描述。典型地，具體的有效載荷頭部字段1932包括用于數(shù)據(jù)突發(fā)相關(guān)信息的一個或更多個字段，所述信息可以是此突發(fā)本身，或者被包括在與此突發(fā)相關(guān)聯(lián)的另一個突發(fā)中(即當(dāng)此突發(fā)是控制突發(fā)時)。
在此實施方案中，有效載荷字段1934是PBS突發(fā)有效載荷1904的下一個部分。在一些實施方案中，控制突發(fā)沒有有效載荷數(shù)據(jù)，所以此字段可以被省略或包括全零。對于數(shù)據(jù)突發(fā)，有效載荷字段1934可以相對大(例如，包括多個IP分組或以太網(wǎng)幀)。
在此實施方案中，有效載荷FCS字段1936是PBS突發(fā)有效載荷1904的下一個部分。在此實施方案中，有效載荷FCS字段1936用于錯誤檢測和/或糾正的一字字段(即32位)。如圖19中所指示，有效載荷FCS字段1936是可選的，因為如果沒有使用錯誤檢測和/或糾正，則所述字段可以用全零填充。在其他實施方案中，有效載荷FCS字段1936不被包括在PBS突發(fā)有效載荷1904中。
圖20根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，示出PBS光控制突發(fā)成幀格式2000。為了幫助提高清晰度，圖20包括(前面結(jié)合圖19描述的)PBS通用突發(fā)頭部1902和PBS突發(fā)有效載荷1904的展開視圖，以及當(dāng)突發(fā)是控制突發(fā)的部分時PBS有效載荷頭部字段1932(下面描述的)的進(jìn)一步展開。在該實施例中，PT字段被設(shè)置為“01”，以指示突發(fā)是控制突發(fā)。CP字段被設(shè)置為“0”，以指示突發(fā)具有普通優(yōu)先級。IB字段被設(shè)置為“0”，以指示突發(fā)正在使用OOB信令。LP字段被設(shè)置為“0”，以指示不存在用于該控制突發(fā)的標(biāo)簽。
在PBS控制突發(fā)的該示例性實施方案中，PBS有效載荷頭部字段1932包括PBS控制長度字段2002；已擴展頭部(EH)字段2006；地址類型(AT)字段2008；有效載荷FCS存在(PH)字段2010；控制信道波長字段2020；數(shù)據(jù)信道波長字段2022；PBS標(biāo)簽字段2024；PBS數(shù)據(jù)突發(fā)長度字段2026；PBS數(shù)據(jù)突發(fā)開始時間字段2030；PBS數(shù)據(jù)突發(fā)生存時間(TTL)字段2032；數(shù)據(jù)突發(fā)優(yōu)先級字段2034；PBS數(shù)據(jù)突發(fā)目的地址字段2038；以及可選的已擴展頭部字段2040。
在該實施方案中，PBS有效載荷頭部1932的第一個字包括PBS控制長度字段2002，所述PBS控制長度字段2002字段用于以字節(jié)為單位儲存控制頭部的長度。PBS控制長度字段2002是由控制突發(fā)構(gòu)建器(builder)或控制突發(fā)處理器計算的16位字段(位0-15)。在其他實施方案中，PBS控制長度字段2002不需要是第一個字中的第一個16位，或不需要限于16位。在該實施方案中，預(yù)留的字段2004(位16-27)被包括在PBS有效載荷頭部1932中。在其他實施方案中，這些位可以用于其他字段。
PBS有效載荷頭部1932的第一個字還包括EH字段2006，在該實施方案中，所述EH字段2006用來指示已擴展頭部是否在突發(fā)中存在。在該實施方案中，EH字段2006是1位字段(位28)。在其他實施方案中，EH字段2006不需要是位28，或在第一個字中。
PBS有效載荷頭部1932的第一個字還包括AT字段2008，在該實施方案中，所述AT字段2008用來指示相關(guān)聯(lián)的PBS數(shù)據(jù)突發(fā)的目的地址類型。例如，地址類型可以是IP地址(例如IPv4、IPv6)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接入點(NSAP)地址、以太網(wǎng)地址或其他類型的地址。在該實施方案中，AT字段2008是2位字段(位29-30)。在其他實施方案中，AT字段2008不需要是位17-18，在第一個字中，或限于2位。
在該實施方案中，PBS有效載荷頭部1932的第一個字還包括PH字段2010，所述PH字段2010用來指示有效載荷FCS是否在突發(fā)中存在。在該實施方案中，PH字段2010是1位字段(位31)。在其他實施方案中，EH字段2006不需要是位16，或在第一個字中。
在該實施方案中，PBS有效載荷頭部1932的第二個字包括控制信道波長字段2020，所述控制信道波長字段2020用來指示W(wǎng)DM波長，假設(shè)控制突發(fā)在所述波長中被調(diào)制。在該實施方案中，控制信道波長字段2020是16位字段(位0-15)。在其他實施方案中，控制信道波長字段2020不需要是位0-15，在第二個字中，或限于16位。
在該實施方案中，PBS有效載荷頭部1932的第二個字還包括數(shù)據(jù)信道波長字段2022，所述數(shù)據(jù)信道波長字段2022用來指示W(wǎng)DM波長，數(shù)據(jù)突發(fā)要在所述波長中被調(diào)制。在該實施方案中，數(shù)據(jù)信道波長字段2022是16位字段(位16-31)。在其他實施方案中，數(shù)據(jù)信道波長字段2022不需要是位16-31，在第二個字中，或限于16位。
PBS有效載荷頭部1932的第三個字包括PBS標(biāo)簽字段2024，在該實施方案中，所述PBS標(biāo)簽字段2024用來儲存突發(fā)正在使用的光路的標(biāo)簽(如果存在的話)。在該實施方案中，所述標(biāo)簽是由標(biāo)簽管理組件67(圖6)生成的32位字。在其他實施方案中，PBS標(biāo)簽字段2024不需要是第三個字，或限于32位。
PBS有效載荷頭部1932的第四個字包括PBS數(shù)據(jù)突發(fā)長度字段2026。在該實施方案中，PBS數(shù)據(jù)突發(fā)長度是32位字。在其他實施方案中，PBS數(shù)據(jù)突發(fā)長度字段2026不需要是第四個字，或限于32位。
PBS有效載荷頭部1932的第五個字包括PBS數(shù)據(jù)突發(fā)開始時間字段2030。在該實施方案中，由突發(fā)調(diào)度器(scheduler)生成的PBS數(shù)據(jù)突發(fā)開始時間是32位字。在其他實施方案中，PBS數(shù)據(jù)突發(fā)開始時間字段2030不需要是第五個字，或限于32位。
PBS有效載荷頭部1932的第六個字包括PBS數(shù)據(jù)TTL字段2032。在該實施方案中，由入口PBS MAC組件生成的PBS數(shù)據(jù)TTL字段2032是16位(位0-15)字段。例如，在一個實施方案中，入口PBS MAC組件的突發(fā)調(diào)度器可以生成TTL值。在其他實施方案中，PBS數(shù)據(jù)TTL字段2032不需要是位0-15，在第六個字中，或限于16位。
PBS有效載荷頭部1932的第六個字還包括數(shù)據(jù)突發(fā)優(yōu)先級字段2032。在該實施方案中，由入口PBS MAC組件生成的數(shù)據(jù)突發(fā)優(yōu)先級字段2032是8位字段(位16-23)。例如，在一個實施方案中，入口PBS MAC組件的突發(fā)調(diào)度器可以生成數(shù)據(jù)突發(fā)優(yōu)先級值。在其他實施方案中，數(shù)據(jù)突發(fā)優(yōu)先級字段2032不需要是位16-23，在第六個字中，或限于8位。此外，在該實施方案中，PBS有效載荷頭部1932的第六個字包括將來可以用于其他字段的預(yù)留的字段2036(位24-31)。
PBS有效載荷頭部1932的第七個字還包括PBS數(shù)據(jù)突發(fā)目的地址字段2038。在該實施方案中，PBS數(shù)據(jù)突發(fā)目的地址字段2038是可變長度字段，為了清晰該字段被示為單個32位字。在其他實施方案中，PBS數(shù)據(jù)突發(fā)目的地址字段2038不需要限于32位。地址的實際長度可以根據(jù)如AT字段2008中所指示的地址類型而變化。
PBS有效載荷頭部1932的第八個字可以包括已擴展頭部字段2040。此頭部可以用來容納可以在將來使用的其他頭部數(shù)據(jù)。當(dāng)使用此頭部時，EH字段2006被設(shè)置為1。在該實施方案中，上面已經(jīng)描述了有效載荷數(shù)據(jù)字段1934和有效載荷FCS字段1936。
在圖14c中示出根據(jù)一個實施方案，動態(tài)路由過程的細(xì)節(jié)，在所述動態(tài)路由過程中光路預(yù)留請求通過控制突發(fā)被轉(zhuǎn)發(fā)。很多操作(即具有相同標(biāo)號的框)與上文參考圖14a的基于標(biāo)簽的動態(tài)路由方案所討論的那些操作是相同的。因此，下面的討論將僅考慮兩個方案間的差異。這些差異出現(xiàn)在框1403、1402’、1405’、1406’以及1412’中。還應(yīng)該注意到，圖14c的動態(tài)路由方案不包括圖14a中框1403、1405、1406以及1416的標(biāo)簽相關(guān)操作。
在框1403中，源節(jié)點生成控制突發(fā)，所述控制突發(fā)指明字段2038中的目的地址和字段2022中的數(shù)據(jù)信道波長。數(shù)據(jù)信道波長與要預(yù)留的用于整個光路的波長有關(guān)。PBS數(shù)據(jù)突發(fā)開始時間字段2030和PBS數(shù)據(jù)突發(fā)長度字段2026中的值被用來調(diào)度預(yù)留的開始時間和持續(xù)時間。
在框1402’中，以與框1402類似的方式從用于源節(jié)點的路由/預(yù)留表數(shù)據(jù)中識別后一跳，并且將控制突發(fā)發(fā)送到所識別的后一跳。在框1406’中，從控制突發(fā)中提取目的地址。然后，以與框1406類似的方式，基于當(dāng)前節(jié)點的路由樹表中最佳可獲得的路由為當(dāng)前節(jié)點確定后一跳。在結(jié)束循環(huán)框1405’中，控制突發(fā)被轉(zhuǎn)發(fā)到后一跳。
在一個實施方案中，在框1412’中，以與框1412描述的類似方式作出軟預(yù)留。在另一個實施方案中，不采用軟和硬預(yù)留概念，其中，在預(yù)留過程的第一趟以及唯一一趟確認(rèn)預(yù)留。因此，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的節(jié)點時完成過程，并且不再前進(jìn)到圖14b的預(yù)留確認(rèn)過程。
在圖21中示出根據(jù)一個實施方案的PBS交換節(jié)點體系結(jié)構(gòu)的簡化框圖2100。智能交換節(jié)點體系結(jié)構(gòu)在邏輯上被分割成控制面組件和數(shù)據(jù)面?？刂泼姘ú捎镁W(wǎng)絡(luò)處理器(NP)2102的控制單元37，所述網(wǎng)絡(luò)處理器2102耦合到接連邏輯(glue logic)2104和控制處理器(CPU)2106，所述控制處理器2106運行儲存在儲存設(shè)備2107中的軟件組件以執(zhí)行本文中公開的資源預(yù)留操作2108。網(wǎng)絡(luò)處理器2102還被耦合到用于一般存儲操作的一個或更多個SDRAM(同步動態(tài)隨機訪問存儲器)存儲器庫2110。數(shù)據(jù)面體系結(jié)構(gòu)包括無阻塞(non-blocking)PBS結(jié)構(gòu)32，所述PBS結(jié)構(gòu)32耦合到光復(fù)用器2112、解復(fù)用器2114以及光收發(fā)機(如通過光接收機(Rx)塊2116和光發(fā)射機(Tx)塊2118所描繪的)。
作為PBS MAC層和相關(guān)任務(wù)的一部分的突發(fā)組裝(assembly)和成幀、突發(fā)調(diào)度和控制由網(wǎng)絡(luò)處理器2102執(zhí)行。網(wǎng)絡(luò)處理器是具有靈活的微體系結(jié)構(gòu)的強大處理器，適合于支持寬泛的分組處理任務(wù)，包括分類、計量(metering)、策略(policing)、擁塞避免以及流量調(diào)度。例如，在一個實施方案中使用的IntelIXP2800 NP具有16個微引擎，所述16個微引擎可以支持以對于10GbE來說的每秒一千五百萬個分組的分組速率和1.4GHz的時鐘速率來執(zhí)行每分組多達(dá)1493條微引擎指令。
在一個實施方案中，光交換結(jié)構(gòu)具有嚴(yán)格的無阻塞空分體系結(jié)構(gòu)，所述體系結(jié)構(gòu)具有快速的(＜100ns)交換時間和有限數(shù)量的輸入/輸出端口(例如≈8×8，12×12)。典型地，每條流入或流出光纖鏈路僅載送一種數(shù)據(jù)突發(fā)波長。一般來說沒有或具有有限的光緩沖結(jié)構(gòu)的交換結(jié)構(gòu)在可變持續(xù)時間時隙內(nèi)在輸入和輸出端口間執(zhí)行統(tǒng)計突發(fā)交換。如果需要的話，可以在幾個不使用的端口上用光纖延遲線(FDL)實現(xiàn)光緩沖，所述端口例如L.Xu，H.G.Perros和G.Rouskas的“Techniques for Optical Packet Switching and Optical BurstSwitching(用于光分組交換和光突發(fā)交換的技術(shù))”(IEEE Communication Magazine 1，136-142(2001))中所教導(dǎo)的。PBS網(wǎng)絡(luò)可以以相對小數(shù)量的控制波長(λ0′，λ0)工作，因為它們可以在很多數(shù)據(jù)波長間共享。此外，PBS交換結(jié)構(gòu)還可以使用多條光纖以單個波長工作；然而，該實現(xiàn)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)沒有在本文中公開。在要支持包括不同波長上的光路段的光路的實現(xiàn)中，交換結(jié)構(gòu)還包括波長轉(zhuǎn)換器。所述波長轉(zhuǎn)換器用來將流入信號的波長改變?yōu)榕c流出信號對應(yīng)的不同波長。
在單獨信道上控制突發(fā)可以以帶內(nèi)(IB)或者帶外(OOB)的方式被發(fā)送。對于OOB的情況，PBS結(jié)構(gòu)基于網(wǎng)絡(luò)處理器2102動態(tài)設(shè)置的預(yù)留的交換配置，在輸入和輸出端口間，在可變持續(xù)時間內(nèi)，在給定的波長上統(tǒng)計地交換光數(shù)據(jù)突發(fā)。NP 2102負(fù)責(zé)從流入控制突發(fā)中提取路由信息，為所請求的數(shù)據(jù)突發(fā)提供PBS交換資源的固定持續(xù)時間預(yù)留，以及為到出口節(jié)點的路徑上的下一個PBS交換節(jié)點形成新的流出控制突發(fā)。此外，基于上文所討論的隨后擴展的基于GMPLS的架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)處理器提供整體PBS網(wǎng)絡(luò)管理功能性。對于IB的情況，控制和數(shù)據(jù)突發(fā)都被傳輸?shù)絇BS交換結(jié)構(gòu)和控制接口單元。但是，基于突發(fā)有效載荷頭部信息，NP 2102忽略流入數(shù)據(jù)突發(fā)。類似地，所傳輸?shù)目刂仆话l(fā)在PBS結(jié)構(gòu)中被忽略，因為沒有為它們預(yù)留交換配置。這種途徑的一個優(yōu)勢是它實現(xiàn)更簡單并且成本更低，因為它減少了所需波長的數(shù)量。
用于IB信令的另一種途徑是對于控制突發(fā)和數(shù)據(jù)突發(fā)使用不同的調(diào)制格式。例如，控制突發(fā)被不歸零(NRZ)調(diào)制，而數(shù)據(jù)突發(fā)被歸零(RZ)調(diào)制。因此，在PBS控制接口單元中的接收機處，只解調(diào)NRZ控制突發(fā)，而RZ數(shù)據(jù)突發(fā)被忽略。具體要選擇的OOB或IB控制信令方案的取決于應(yīng)用。
本文中描述了用于實現(xiàn)光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)中資源預(yù)留調(diào)度的方法和裝置的實施方案。在以上描述中，闡述了很多具體細(xì)節(jié)，以提供對本發(fā)明的實施方案的完整理解。但是，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，沒有這些具體的細(xì)節(jié)，或其使用他方法、組件、材料等，也可以實現(xiàn)本發(fā)明的實施方案。此外，沒有詳細(xì)示出或描述公知的結(jié)構(gòu)、材料或操作，以免模糊此描述。
在整個說明書中提及“一個實施方案”或“實施方案”意味著關(guān)于該實施方案描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個實施方案中。因此，“在一個實施方案中”或“在實施方案中”在說明書中不同地方的出現(xiàn)不一定全是指同一實施方案。此外，在一個或更多個實施方案中，特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的光方式被組合。
因此，本發(fā)明的實施方案可以被用作或支持在一些形式的處理核心(例如計算機的CPU或模塊的處理器)上執(zhí)行的軟件程序，或以其他方式在機器可讀介質(zhì)上或機器可讀介質(zhì)中被實現(xiàn)為或?qū)嵺`。機器可讀介質(zhì)包括任何用于以機器(例如計算機)可讀形式儲存或傳送信息的機制。例如，機器可讀介質(zhì)可以包括例如只讀存儲器(ROM)；隨機訪問存儲器(RAM)；磁盤儲存介質(zhì)；光盤儲存介質(zhì)；以及閃存設(shè)備等。此外，機器可讀介質(zhì)可以包括電、光、聲或其他形式的傳播信號(例如載波、紅外線信號、數(shù)字信號等)。
在前面的說明書中，描述了本發(fā)明的實施方案。然而，應(yīng)該清楚可以對本發(fā)明的實施方案作出各種修改和改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所闡述的寬泛的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)該被視為說明性而非限定性的。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括動態(tài)地發(fā)現(xiàn)可獲得的光路路由，所述光路路由包括通過沿從源邊緣節(jié)點跨越到目的邊緣節(jié)點的路由的分別的節(jié)點連接的多個光路段的串聯(lián)，并且包括光交換網(wǎng)絡(luò)中的至少一個交換節(jié)點；以及預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源，以使沿所述光路路由在所述源和目的節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸在調(diào)度的時隙期間能夠進(jìn)行，其中，所述網(wǎng)絡(luò)資源的預(yù)留導(dǎo)致所述至少一個交換節(jié)點以及所述源和目的邊緣節(jié)點被配置，從而在所述調(diào)度的時隙期間，在所述源和目的邊緣節(jié)點之間形成虛擬的光交換回路。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述光交換網(wǎng)絡(luò)包括光子突發(fā)交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)包括波分復(fù)用(WDM)PBS網(wǎng)絡(luò)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述光路路由通過執(zhí)行操作被動態(tài)地發(fā)現(xiàn)，所述操作包括(a)在所述光交換網(wǎng)絡(luò)中的多個交換節(jié)點中的每一個處生成路由樹表；(b)在所述交換節(jié)點中的每一個處儲存資源預(yù)留數(shù)據(jù)；(c)沿所述光路路由從所述源邊緣節(jié)點向包括第一跳的第一后一跳節(jié)點發(fā)送標(biāo)識要被調(diào)度的時隙的光路預(yù)留請求；(d)確定所述第一后一跳節(jié)點是否具有足夠資源來支持通過光交換光路信號的數(shù)據(jù)傳輸，所述光交換光路信號將在所述時隙期間通過所述節(jié)點被交換；(e)基于所述路由樹表中的路由，結(jié)合在所述第一后一跳節(jié)點處被維護(hù)的資源預(yù)留數(shù)據(jù)，確定包括交換節(jié)點或所述目的邊緣節(jié)點中一個的第二后一跳；(f)將所述光路預(yù)留請求轉(zhuǎn)發(fā)到所述第二后一跳節(jié)點；以及(g)重復(fù)操作(d)-(f)，直到所述光路預(yù)留請求已經(jīng)被轉(zhuǎn)發(fā)到包括所述目的節(jié)點的第n后一跳節(jié)點。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括如果確定對于所述時隙可以獲得支持所述光路預(yù)留的足夠資源，則對節(jié)點資源作出軟預(yù)留。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，對所述節(jié)點資源的軟預(yù)留是在所述光路路由的上游遍歷期間作出，并且所述方法還包括在所述光路路由的下游遍歷中的節(jié)點間傳遞資源預(yù)留響應(yīng)消息，所述資源預(yù)留響應(yīng)消息包括資源預(yù)留響應(yīng)信息；在每個節(jié)點處，從所述資源預(yù)留響應(yīng)消息中提取所述資源預(yù)留響應(yīng)信息；以及在每個節(jié)點處，將對所述節(jié)點資源的所述軟預(yù)留變成硬預(yù)留。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述資源預(yù)留響應(yīng)消息包括Resv消息，所述Resv消息具有基于對RSVP-TE(預(yù)留協(xié)議-流量工程)信令協(xié)議的擴展的格式。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述光路預(yù)留請求包括基于通用多協(xié)議標(biāo)簽交換(GMPLS)的標(biāo)簽，所述標(biāo)簽定義用于所述基于GMPLS的標(biāo)簽所對應(yīng)的光路段的傳輸參數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述基于GMPLS的標(biāo)簽包括至少一個標(biāo)識輸入波長的字段，所述輸入波長被用來在由所述基于GMPLS的標(biāo)簽標(biāo)識的光路段上載送信號。
10.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述光路預(yù)留請求包括Path消息，所述Path消息具有基于對RSVP-TE(預(yù)留協(xié)議-流量工程)信令協(xié)議的擴展的格式。
11.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述光交換網(wǎng)絡(luò)包括光子突發(fā)交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)，并且其中所述光路預(yù)留請求通過PBS控制突發(fā)被轉(zhuǎn)發(fā)。
12.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括如果在當(dāng)前后一跳節(jié)點確定所述節(jié)點在所述時隙期間沒有足夠資源來支持所述光路預(yù)留，則將所述光路預(yù)留請求連同預(yù)留錯誤消息返回到前一節(jié)點；基于所述路由樹表中的路由，結(jié)合在所述前一節(jié)點被維護(hù)的所述資源預(yù)留數(shù)據(jù)，確定從所述前一節(jié)點的新的后一跳；以及從所述新的后一跳開始，重復(fù)操作(d)-(f)，直到所述光路預(yù)留請求已經(jīng)被轉(zhuǎn)發(fā)到所述目的節(jié)點。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對節(jié)點資源的部分使用可以被預(yù)留。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述部分使用包括光路段的帶寬百分比使用。
15.一種用于光交換網(wǎng)絡(luò)的交換節(jié)點裝置，所述裝置包括光交換結(jié)構(gòu)，所述光交換結(jié)構(gòu)具有至少一個輸入光纖端口和至少一個輸出光纖端口；以及控制單元，所述控制單元以可操作的方式耦合，以控制所述光交換結(jié)構(gòu)，所述控制單元包括至少一個處理器，和以可操作的方式耦合到所述至少一個處理器的包括機器可執(zhí)行指令的第一儲存設(shè)備，當(dāng)所述指令被所述至少一個處理器執(zhí)行時，所述指令執(zhí)行操作，所述操作包括生成路由樹表，當(dāng)交換節(jié)點裝置被實現(xiàn)為光交換網(wǎng)絡(luò)中的第一節(jié)點時，所述路由樹表標(biāo)識在所述交換節(jié)點裝置和所述光交換網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點之間路由數(shù)據(jù)的可應(yīng)用路由；維護(hù)資源預(yù)留表，所述資源預(yù)留表包括用于被調(diào)度的時隙的對交換節(jié)點裝置資源的預(yù)留；接收來自第二節(jié)點的光路資源預(yù)留請求，所述資源預(yù)留請求包括標(biāo)識目的節(jié)點地址和被調(diào)度的時隙的數(shù)據(jù)，針對所述被調(diào)度的時隙，請求為從源節(jié)點到所述目的節(jié)點的遍歷多個節(jié)點的光路預(yù)留用于所述交換節(jié)點裝置的資源；基于被包括在所述路由樹表中的路由信息和從所述資源預(yù)留表中確定的資源可獲得性，動態(tài)地確定包括所述光路的后一跳節(jié)點的第三節(jié)點；并且將所述光路資源預(yù)留請求轉(zhuǎn)發(fā)到所述后一跳節(jié)點；以及預(yù)留與所述光路資源預(yù)留請求對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源，以支持針對所述被調(diào)度的時隙通過所述交換節(jié)點裝置的數(shù)據(jù)路由。
16.如權(quán)利要求15所述的交換節(jié)點裝置，其中，所述網(wǎng)絡(luò)資源通過執(zhí)行操作而被預(yù)留，所述操作包括作出對網(wǎng)絡(luò)資源的軟預(yù)留，所述軟預(yù)留支持針對所述被調(diào)度的時隙通過所述光路的數(shù)據(jù)傳輸；接收預(yù)留響應(yīng)；以及將所述軟預(yù)留變成硬預(yù)留，以針對所述被調(diào)度的時隙交付所述網(wǎng)絡(luò)資源。
17.如權(quán)利要求16所述的交換節(jié)點裝置，其中，所述資源預(yù)留響應(yīng)消息包括Resv消息，所述Resv消息具有基于對RSVP-TE(預(yù)留協(xié)議-流量工程)信令協(xié)議的擴展的格式。
18.如權(quán)利要求17所述的交換節(jié)點裝置，其中，所述指令的執(zhí)行進(jìn)一步執(zhí)行將資源預(yù)留數(shù)據(jù)儲存在所述第一儲存設(shè)備或可操作地耦合到所述至少一個處理器的第二儲存設(shè)備中的一個上的操作。
19.如權(quán)利要求17所述的交換節(jié)點裝置，其中，所述光交換網(wǎng)絡(luò)包括光子突發(fā)交換(PBS)網(wǎng)絡(luò)。
20.如權(quán)利要求17所述的交換節(jié)點裝置，其中，所述光子交換網(wǎng)絡(luò)包括波分復(fù)用(WDM)PBS網(wǎng)絡(luò)；并且所述光交換結(jié)構(gòu)提供包括在公共光纖上載送的不同波長的光信號的交換，所述光纖可以分別被耦合到所述至少一個輸入光纖端口和所述至少一個輸出光纖端口。
21.如權(quán)利要求17所述的交換節(jié)點裝置，其中，所述光路資源預(yù)留請求消息包括基于通用多協(xié)議標(biāo)簽交換(GMPLS)的標(biāo)簽，所述標(biāo)簽定義用于所述資源預(yù)留的傳輸參數(shù)。
22.如權(quán)利要求21所述的交換節(jié)點裝置，其中，所述光路資源預(yù)留請求消息包括Path消息，所述Path消息具有基于對RSVP-TE(預(yù)留協(xié)議-流量工程)信令協(xié)議的擴展的格式。
23.如權(quán)利要求22所述的交換節(jié)點裝置，其中，所述指令的執(zhí)行進(jìn)一步執(zhí)行以下操作更新所述Path消息，以包括基于GMPLS的標(biāo)簽，所述基于GMPLS的標(biāo)簽與要為所述后一跳節(jié)點作出的資源預(yù)留相對應(yīng)。
24.如權(quán)利要求15所述的交換節(jié)點裝置，其中，所述指令的執(zhí)行進(jìn)一步執(zhí)行以下操作確定到所述目的節(jié)點的所有可應(yīng)用路由的后一跳節(jié)點處可獲得的資源不足；以及將所述光路資源預(yù)留請求連同錯誤指示符返回到所述第一節(jié)點，所述錯誤指示符告知所述第一節(jié)點選擇新的到所述目的節(jié)點的路由，所述新的路由不通過所述交換節(jié)點裝置。
25.如權(quán)利要求15所述的交換節(jié)點裝置，其中，所述至少一個處理器包括網(wǎng)絡(luò)處理器。
26.如權(quán)利要求15所述的交換節(jié)點裝置，其中，所述至少一個處理器還包括控制處理器。
27.一種提供指令的機器可讀介質(zhì)，當(dāng)由包括光交換網(wǎng)絡(luò)中第一節(jié)點的交換節(jié)點裝置中的處理器執(zhí)行所述指令時，導(dǎo)致所述交換節(jié)點裝置執(zhí)行操作，所述操作包括生成路由樹表，當(dāng)交換節(jié)點裝置被實現(xiàn)為光交換網(wǎng)絡(luò)中的第一節(jié)點時，所述路由樹表標(biāo)識在所述交換節(jié)點裝置和所述光交換網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點之間路由數(shù)據(jù)的可應(yīng)用路由；維護(hù)資源預(yù)留表，所述資源預(yù)留表包括用于被調(diào)度的時隙的對交換節(jié)點裝置資源的預(yù)留；接收來自第二節(jié)點的光路資源預(yù)留請求，所述資源預(yù)留請求包括標(biāo)識目的節(jié)點地址和被調(diào)度的時隙的數(shù)據(jù)，針對所述被調(diào)度的時隙，請求為從源節(jié)點到所述目的節(jié)點的遍歷多個節(jié)點的光路預(yù)留用于所述交換節(jié)點裝置的資源；基于被包括在所述路由樹表中的路由信息和從所述資源預(yù)留表中確定的資源可獲得性，動態(tài)地確定包括所述光路的后一跳節(jié)點的第三節(jié)點；并且將所述光路資源預(yù)留請求轉(zhuǎn)發(fā)到所述后一跳節(jié)點；以及預(yù)留與所述光路資源預(yù)留請求對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源，以支持針對所述被調(diào)度的時隙通過所述交換節(jié)點裝置的數(shù)據(jù)路由。
28.如權(quán)利要求27所述的機器可讀介質(zhì)，其中，所述網(wǎng)絡(luò)資源通過執(zhí)行操作而被預(yù)留，所述操作包括作出對網(wǎng)絡(luò)資源的軟預(yù)留，所述軟預(yù)留支持針對所述被調(diào)度的時隙通過所述光路的數(shù)據(jù)傳輸；接收預(yù)留響應(yīng)；以及將所述軟預(yù)留變成硬預(yù)留，以針對所述被調(diào)度的時隙交付所述網(wǎng)絡(luò)資源。
29.如權(quán)利要求27所述的機器可讀介質(zhì)，其中，所述指令的執(zhí)行通過執(zhí)行操作來確定所述后一跳節(jié)點，所述操作包括(a)選擇從所述交換裝置到所述目的節(jié)點的路由；(b)確定是否可獲得足夠的網(wǎng)絡(luò)資源，以在所述交換節(jié)點裝置和所述路由中的第一跳節(jié)點之間傳輸數(shù)據(jù)，所述路由在所述調(diào)度的時隙期間被選擇；(c)如果可獲得足夠的網(wǎng)絡(luò)資源，則選擇所述第一跳節(jié)點作為所述后一跳節(jié)點；否則(d)選擇新的從所述交換裝置到所述目的節(jié)點的路由；以及重復(fù)操作(b)-(d)，直到確定第一跳節(jié)點具有足夠的可獲得網(wǎng)絡(luò)資源。
全文摘要
用于在光交換網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行動態(tài)路由發(fā)現(xiàn)和可變時隙預(yù)留供應(yīng)的體系結(jié)構(gòu)和方法。所述方法采用對RSVP－TE信令協(xié)議的擴展，所述擴展使用各種消息來預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源。在覆蓋式路由實施方案中，通過逐跳在交換節(jié)點間發(fā)送的資源預(yù)留消息預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源，其中基于交換節(jié)點中的路由樹表動態(tài)地選擇后面的跳。跳的串聯(lián)形成預(yù)留的光路的路由。在由動態(tài)路由的路徑所定義的節(jié)點間傳遞資源預(yù)留請求，并且在確認(rèn)資源預(yù)留之前為整個光路確定資源可獲得性。
文檔編號H04L12/56GK1898919SQ200480038479
公開日2007年1月17日 申請日期2004年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月22日
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