專利名稱:使集中式受控網(wǎng)絡中節(jié)點之間連接建立時間最佳的方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種使集中式受控網(wǎng)絡、尤其是光網(wǎng)絡中節(jié)點之間連接建立時間最佳的方法。集中式光網(wǎng)絡的一個問題是,如何使集中式光網(wǎng)絡中的路徑建立和拆除過程最佳。通常,集中式光網(wǎng)絡中的信令是經(jīng)由負責協(xié)調其余網(wǎng)絡單元的一個或幾個控制實體來完成。這類體系結構十分流行,因為它擁有許多優(yōu)點,包括很容易實施快速連接建立和拆除、高度可控制和可預知的網(wǎng)絡性能、呼叫允許控制(CAC)、記帳和計費、路由選擇、安全性、擁塞控制、擁塞回避以及負荷均衡算法等。此外,由于該方案與結構布局無關,故還降低了其它分散系統(tǒng)上的信令要求,避免了由信令消息不良定時引發(fā)的一些問題;又由于大部分信令處理都是在控制實體上完成,從而降低了網(wǎng)絡節(jié)點(邊緣節(jié)點和光開關)的復雜性。另一個好處是,在控制級上使軟件或硬件升級相對容易,因為在大多數(shù)情況下,只須更改控制實體。由于這些原因,用戶希望維持這類體系結構,但總是存在改善性能的壓力。
根據(jù)本發(fā)明,使集中式受控網(wǎng)絡中節(jié)點之間連接建立時間最佳的方法包括將路徑建立請求從節(jié)點發(fā)送到控制器;若連接不能以所要求的時間完成,則不是發(fā)出未確認消息,而是只在建立了網(wǎng)絡連接時才將確認消息從控制器發(fā)送到節(jié)點。
通過去除指示未能以所要求的時間完成連接的常規(guī)未確認消息,節(jié)點便無須向控制器重發(fā)請求無休止次數(shù)。它只須等待到資源可供利用并接著被通知。
優(yōu)選地,節(jié)點在等待確認的同時實現(xiàn)排隊方案,使得在等待連接的同時,在節(jié)點處所接收的IP分組按照排隊方案被丟棄。
不同類型的排隊方案是可能的,但優(yōu)選地,排隊方案包括先進先出(FIFO)、后進先出(LIFO)或加權公平排隊算法(WFQ)三者中之一。
對于WFQ方案,為了儲存較近到達的具有較高優(yōu)先級的因特網(wǎng)協(xié)議(IP)分組,該方案優(yōu)選有選擇地去除具有較低優(yōu)先級的IP分組。
當每個IP分組到達等待連接的節(jié)點時,針對優(yōu)先級對它們作出評估并據(jù)此進行排序,使得在任何時候都儲存具有最高優(yōu)先級的分組(不論是舊分組還是新分組),而最低優(yōu)先級的分組當緩沖區(qū)填滿時被丟棄。
這種方法可應用于許多類型的集中式網(wǎng)絡,但所述網(wǎng)絡優(yōu)選為光網(wǎng)絡。
本發(fā)明方法利用了由中央實體控制的光網(wǎng)絡的性能可預測性,以便創(chuàng)建一種以高效方式對帶寬進行管理的無阻塞的路徑建立和拆除方法。
下面,參考附圖,對使集中式受控網(wǎng)絡中節(jié)點之間連接最佳的方法的實例進行說明,并與常規(guī)方法作對比,在附圖中
圖1是說明本發(fā)明方法所應用于的一類集中式體系結構的框圖。
圖2A說明當連接在圖1的體系結構中是可能的時的信令路徑。
圖2B說明當連接在圖1的體系結構中不是可能的時的常規(guī)信令路徑。
本發(fā)明特別地涉及具有雙向預約(2WR)方案的光網(wǎng)絡。在這樣的方案中,為了進行兩個邊緣節(jié)點之間的連接,需要兩類信令消息。第一類信令消息是啟動連接的路徑建立消息,第二類信令消息是證實或拒絕資源可用于連接的確認(ACK)消息或未確認(NACK)消息。
通常,圖1所示的那類集中式網(wǎng)絡的信令如下。邊緣節(jié)點1、2可以通過全都處于中央控制器7控制之下的若干不同光開關3、4、5、6來連接。由向所選擇的開關發(fā)送單向消息的控制器建立特定路徑。各個邊緣節(jié)點1、2既能發(fā)送消息,又能接收來自控制器的消息。
當邊緣節(jié)點1打算起動連接時(如圖2A中所示),必須向控制器7發(fā)送路徑建立消息8。若網(wǎng)絡中有充足資源可用來建立所需的連接,控制器7便向端到端路徑中的每個節(jié)點3、4、5、6、2發(fā)送路徑建立消息9。最后,當已建立端到端路徑時,控制器便向發(fā)出連接請求的邊緣節(jié)點1發(fā)送ACK消息10,指出連接已經(jīng)建立。
然而,若網(wǎng)絡中沒有足夠多的可利用資源以建立連接(如圖2B中所示),便向邊緣節(jié)點1發(fā)送回NACK消息11,所述邊緣節(jié)點1不得不在稍后再設法建立連接。這種布置的問題在于,為了建立連接,邊緣節(jié)點1必須至少再一次發(fā)送路徑建立消息8,而實際上,每次進行連接都要發(fā)送路徑建立消息8。這便無謂地消耗信令資源。此外,由于邊緣節(jié)點并不準確知道網(wǎng)絡資源何時可以利用,故連接過程變成試錯過程。
一種解決方案是對NACK消息進行更改,增加帶有有關網(wǎng)絡中資源何時空閑的信息的定時字段(timing field)。但這意味著將提高邊緣節(jié)點的智能(通過增加定時器和更加復雜的信號處理單元),從而違背了集中式信令體系結構的根本原理。
通過只在網(wǎng)絡中有充足資源可用來建立端到端連接時才向源邊緣節(jié)點發(fā)送ACK消息,而若沒有充足資源便不發(fā)送任何NACK消息,本發(fā)明解決了不必要地利用信令資源的問題,且不增加節(jié)點的復雜性。利用這種簡單的變更,為了建立連接,只需邊緣節(jié)點和控制實體之間的兩個信令消息,而不管網(wǎng)絡中一開始是否有充足資源可供利用。在常規(guī)方法中,在資源一開始便不充足的情況下的信令消息數(shù)未受限制。
利用本發(fā)明方法意味著盡管邊緣節(jié)點等待來自控制實體的ACK消息,但它的聚集緩沖區(qū)卻填滿進來的IP分組,并且若邊緣節(jié)點必須等待ACK消息太長時間,則它的緩沖區(qū)可能發(fā)生溢出。這意味著一些IP分組不得不被丟棄。為了處理這種情況,可以實現(xiàn)不同的排隊系統(tǒng)。若實現(xiàn)先進先出(FIFO)隊列,便會丟棄最后達到邊緣節(jié)點的IP分組。對光網(wǎng)絡可能優(yōu)選的替代方案是后進先出(LIFO)隊列,其依據(jù)是較新的信息比較舊的信息更加重要。優(yōu)選方案是在網(wǎng)絡中可以考慮QoS的方案,例如,在聚集緩沖區(qū)中利用WFQ(加權公平排隊)系統(tǒng)。這導致每當聚集緩沖區(qū)填滿時,優(yōu)先級較低的IP分組將首先被丟棄。
根據(jù)本發(fā)明的路徑建立和拆除方法的優(yōu)點在于它減少了信令信息的數(shù)量,因為為了形成連接,在邊緣節(jié)點與控制實體之間只需兩個信令消息,而不考慮網(wǎng)絡中可用的資源。本方法與集中原理相符,亦即它將復雜性置身于邊緣節(jié)點和光開關之外,而且它降低了阻塞概率。當邊緣節(jié)點中的聚集緩沖區(qū)溢出時,信息以IP分組的量化間隔(granularity)被丟失,而量化間隔通常是突發(fā)(平均比IP分組大500倍左右)。此外,它很容易實施QoS排隊機制,如WFQ,使得若邊緣節(jié)點中的緩沖區(qū)溢出,則優(yōu)先級較低的IP分組可以有選擇地被去除,緩沖區(qū)中只留下優(yōu)先級高的IP分組;并且無需變更硬件。
權利要求
1.一種使集中式受控網(wǎng)絡中節(jié)點之間連接建立時間最佳的方法;所述方法包括將路徑建立請求從節(jié)點發(fā)送到控制器;若連接不能以所要求的時間完成,則不是發(fā)出未確認消息,而是只在建立了網(wǎng)絡連接時才將確認消息從所述控制器發(fā)送到所述節(jié)點。
2.根據(jù)權利要求1的方法,其中,節(jié)點在等待確認的同時實現(xiàn)排隊系統(tǒng),使得在等待連接的同時,在節(jié)點處所接收的IP分組按照排隊系統(tǒng)被丟棄。
3.根據(jù)權利要求2的方法,其中,排隊方案包括先進先出(FIFO)、后進先出(LIFO)或加權公平排隊(WFQ)。
4.根據(jù)權利要求3的方法,其中,WFQ方案有選擇地去除優(yōu)先級較低的因特網(wǎng)協(xié)議(IP)分組,以便存儲較近到達的優(yōu)先級較高的IP分組。
5.根據(jù)任一上述權利要求的方法,其中,所述網(wǎng)絡為光網(wǎng)絡。
全文摘要
使集中式受控網(wǎng)絡中節(jié)點之間連接建立時間最佳的方法包括將路徑建立請求從節(jié)點(1)發(fā)送到控制器(7)。若連接不能以所要求的時間完成,則不是發(fā)出未確認消息,而是只在建立了網(wǎng)絡連接時才將確認消息(10)從控制器發(fā)送到節(jié)點。
文檔編號H04L12/56GK1939083SQ200580010334
公開日2007年3月28日 申請日期2005年2月4日 優(yōu)先權日2004年3月31日
發(fā)明者M·德維加羅德里戈, R·普萊奇 申請人:西門子公司