專利名稱：一種面向業(yè)務的光網(wǎng)絡資源和應用資源的聯(lián)合調度方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自動交換光網(wǎng)絡(ASON ， Automatically Switched Optical Networks)技術領域，具體涉及一種面向業(yè)務的光網(wǎng)絡資源和應用資源的聯(lián)合 調度方法。
背景技術：
在自動交換光網(wǎng)絡中，控制平面的引入是為了控制分布式的光網(wǎng)絡資源， 例如連接的自動建立和拆除、光網(wǎng)絡資源的自動發(fā)現(xiàn)等。然而，現(xiàn)今客戶已經(jīng) 不再滿足于點對點的光路服務，越來越多基于波長的復雜邏輯服務已經(jīng)出現(xiàn)， 例如光虛擬專用網(wǎng)業(yè)務，通過光纖直接將服務器和存儲資源接入光網(wǎng)絡的高速 存儲業(yè)務，以及需要高速光路連接到視頻服務器的IPTV和視頻點播業(yè)務等。 簡而言之，對波長的需求已經(jīng)出現(xiàn)，并會受到住宅用戶和商業(yè)用戶的歡迎。
為了支撐這些基于波長的業(yè)務，需要將例如大型計算機、存儲設備、傳感 器網(wǎng)絡和視頻服務器等應用資源直接連接到光網(wǎng)絡，所以，下一代光網(wǎng)絡 (NG-ON， Next Generation-Optical Network)將是成為大量光網(wǎng)絡資源和應用 資源的集合體。同時，NG-ON是一個面向業(yè)務的光網(wǎng)絡，基于波長的業(yè)務要 求光網(wǎng)絡資源和應用資源有充分的協(xié)作。然而，現(xiàn)有的光網(wǎng)絡集中于對光網(wǎng)絡 資源的管理，而沒有對應用資源的管理^:出足夠的考慮，特別是光網(wǎng)絡資源與 應用資源之間的聯(lián)合調度。
如何將復雜的應用資源整合到的光網(wǎng)絡將成為面向業(yè)務光網(wǎng)絡的關鍵技 術，也是實現(xiàn)面向業(yè)務光網(wǎng)絡的難點。例如，當客戶需要一些基于波長的業(yè)務 時，客戶不僅僅需要建立一條端到端的光路，還需要對計算/存儲等應用資源的 調用。對客戶而言，如何統(tǒng)一調度這些資源使全網(wǎng)性能和用戶代價最優(yōu)，都需 要一個統(tǒng)一的資源管理模型支持。而現(xiàn)有的面向業(yè)務的光網(wǎng)絡(如ASON)還 無法對應用資源進行自動發(fā)現(xiàn)、管理和調度，也就無法實現(xiàn)面向業(yè)務的光網(wǎng)絡
資源和應用資源的統(tǒng)一調度。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種面向業(yè)務的光網(wǎng)絡資源和應用資 源的聯(lián)合調度方法，通過在光網(wǎng)絡中增加業(yè)務平面，實現(xiàn)了對光網(wǎng)絡中的光網(wǎng) 絡資源和應用資源的統(tǒng)一調度。
為解決上述技術問題，本發(fā)明提供方案如下
一種面向業(yè)務的光網(wǎng)絡資源和應用資源的聯(lián)合調度方法，在自動交換光網(wǎng) 絡中的控制平面、傳送平面和管理平面基礎上增加業(yè)務平面，所述業(yè)務平面通 過用戶網(wǎng)絡接口與控制平面連接，業(yè)務平面建立并維護所述光網(wǎng)絡中包括光網(wǎng) 絡資源和應用資源的資源模型，所述方法還包括
業(yè)務平面接收用戶提交的業(yè)務請求，并將該業(yè)務請求解析成對應于一組應 用資源節(jié)點的一組任務，并確定執(zhí)行所述一組任務對各種應用資源的性能需求 以及對應用資源節(jié)點之間光路的帶寬需求；
從所述資源模型中選擇出滿足所述性能需求和帶寬需求的至少 一組應用 資源節(jié)點，并計算各組應用資源節(jié)點執(zhí)行所述一組任務時所需要的應用資源節(jié) 點的開銷和光路開銷的和值；
根據(jù)預定的開銷策略和各組應用資源節(jié)點對應的和值，從所述至少一組應 用資源節(jié)點中選擇一組應用資源節(jié)點作為任務節(jié)點；
業(yè)務平面向所述任務節(jié)點發(fā)送請求，調用任務節(jié)點執(zhí)行對應的任務；以及 業(yè)務平面通過控制平面交互，建立所述任務節(jié)點之間的光路。
優(yōu)選地，上述方法中，所述業(yè)務平面包括業(yè)務數(shù)據(jù)單元SDE和至少一個 業(yè)務控制單元SCE，其中，每個SCE具體包括業(yè)務分析模塊SA-SCE和業(yè)務 處理模塊SP-SCE;所述SP-SCE，通過用戶網(wǎng)絡接口與所述控制平面連接，并 保存與該SP-SCE對應的自治域相關的業(yè)務邏輯，以及根據(jù)本地或遠程的 SA-SCE的調用，執(zhí)行相應的業(yè)務邏輯；所述SDE建立并維護所述光網(wǎng)絡中包 括光網(wǎng)絡資源和應用資源的資源模型，以及維護光網(wǎng)絡中的業(yè)務邏輯信息，所 述業(yè)務邏輯信息包括業(yè)務邏輯的服務地址和接口等信息；
SA-SCE接收并解析所述業(yè)務請求，并將該業(yè)務請求解析成對應于一組應 用資源節(jié)點的一組任務，確定執(zhí)行所述一組任務對各種應用資源的性能需求以
及對應用資源節(jié)點之間光路的帶寬需求；
SA-SCE通過向SDE查詢所述資源模型，從所述資源模型中選擇出滿足所 述性能需求和帶寬需求的至少 一組應用資源節(jié)點，并計算各組應用資源節(jié)點執(zhí) 行所述一組任務時所需要的應用資源節(jié)點的開銷和光路開銷的和值；
SA-SCE #4居預定的開銷策略和各組應用資源節(jié)點對應的和值，從所述至 少 一組應用資源節(jié)點中選擇一組應用資源節(jié)點作為任務節(jié)點；
SA-SCE向所述任務節(jié)點發(fā)送請求，調用任務節(jié)點執(zhí)行對應的任務；并調 用保存有建立所述任務節(jié)點之間的光路的業(yè)務邏輯的SP-SCE，用以通過該 SP-SCE與控制平面的交互建立所述任務節(jié)點之間的光路。
優(yōu)選地，上述方法中，所述光路開銷為執(zhí)行所述一組任務時應用資源節(jié)點 之間的光路跳數(shù)之和；所述應用資源節(jié)點的開銷包括執(zhí)行所述一組任務時的時
間開銷和/或存儲容量開銷；
所述計算各組應用資源節(jié)點執(zhí)行所述一組任務時所需要的應用資源節(jié)點
的開銷和光路開銷的和值為將執(zhí)行所述一組任務時所需要的各種應用資源節(jié) 點的開銷和光路開銷轉化成同一類型的數(shù)值，并統(tǒng)計所有開銷的數(shù)值之和，得 到所述和值。
優(yōu)選地，上述方法中，所述預定的開銷策略為選取開銷最小的一組應用資 源節(jié)點作為所述任務節(jié)點。
優(yōu)選地，上述方法中，所述光網(wǎng)絡資源包括光節(jié)點和鏈接；所述應用資源 包括處理器的計算資源、存儲器的存儲資源、傳感器網(wǎng)絡資源和視頻服務器資 源。
優(yōu)選地，上述方法中，所述資源模型具體包括以下參數(shù)所述光網(wǎng)絡中的 所有光節(jié)點和應用資源節(jié)點信息；光網(wǎng)絡中應用資源節(jié)點和邊緣光節(jié)點之間的 鏈接信息，光網(wǎng)絡中光節(jié)點之間的鏈接信息；各個鏈接的帶寬信息；以及應用 資源節(jié)點的應用資源類型和應用資源的性能參數(shù)。
優(yōu)選地，上述方法中，所述性能參數(shù)包括存儲器的容量參數(shù)和處理器的計 算能力參數(shù)。
優(yōu)選地，上述方法中，所述業(yè)務平面部署在核心光節(jié)點上，業(yè)務平面建立 并維護所述光網(wǎng)絡中包括光網(wǎng)絡資源和應用資源的資源模型包括 控制平面使用鏈路資源管理協(xié)議自動發(fā)現(xiàn)光網(wǎng)絡資源，并上報給業(yè)務平
面；業(yè)務平面根據(jù)控制平面上報的光網(wǎng)絡資源，維護光網(wǎng)絡資源的資源模型； 業(yè)務平面通過邊緣光節(jié)點向與該邊緣光節(jié)點連接的應用資源節(jié)點發(fā)送查 詢請求；應用資源節(jié)點根據(jù)資源描述框架標準對自身應用資源及屬性進行資源 描述，并在接收到所述查詢請求后，將自身的應用資源描述發(fā)送給業(yè)務平面； 業(yè)務平面根據(jù)應用資源節(jié)點返回的應用資源描述，維護該應用資源節(jié)點的資源 模型。
優(yōu)選地，上述方法中，業(yè)務平面進一步通過SIP消息發(fā)送所述查詢請求， 應用資源節(jié)點進一步通過部署在自身上的SIP服務器將自身的應用資源描述 發(fā)送給業(yè)務平面；
業(yè)務平面進一步通過SIP消息向所述任務節(jié)點發(fā)送請求，調用任務節(jié)點執(zhí) 行對應的任務。
從以上所述可以看出，本發(fā)明提供的一種面向業(yè)務的光網(wǎng)絡資源和應用資 源的聯(lián)合調度方法，在光網(wǎng)絡中增加業(yè)務平面，實現(xiàn)光網(wǎng)絡資源和應用資源統(tǒng) 一管理，能夠自動發(fā)現(xiàn)和統(tǒng)一調度光網(wǎng)絡資源和應用資源。本發(fā)明還提出了一 種面向業(yè)務光網(wǎng)絡資源模型，很好地解決了光網(wǎng)絡中面向業(yè)務的問題。另夕卜， 本發(fā)明利用會話初始協(xié)議(SIP， Session Initiation Protocol)實現(xiàn)對應用資源的 自動發(fā)現(xiàn)，從而能夠自動、快速地發(fā)現(xiàn)應用資源，并用基于XML的資源描述 語言對資源進行虛擬化。并且，本發(fā)明將業(yè)務解析成光路建立和應用資源分配 的模型，為進一步的算法設計和實現(xiàn)奠定了理論基礎。


圖1為本發(fā)明實施例中所述自動交換光網(wǎng)絡的架構示意圖； 圖2為本發(fā)明實施例中所述業(yè)務平面示意圖3為本發(fā)明實施例中光網(wǎng)絡資源和應用資源聯(lián)合調度的舉例示意圖； 圖4為本發(fā)明實施例中業(yè)務平面發(fā)現(xiàn)應用資源的信令流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明中，所述光網(wǎng)絡資源主要包括光節(jié)點和鏈接，具體的可以是光交叉
連接器、光交換器件、光纖、波長、波段、通用標簽、光時隙和接口等；所述 應用資源主要包括處理器的計算資源、存儲器的存儲資源、傳感器網(wǎng)絡資源和 視頻服務器資源等，提供應用資源的節(jié)點稱為應用資源節(jié)點。光網(wǎng)絡資源可以 用來連接各個應用資源節(jié)點，為應用資源節(jié)點提供數(shù)據(jù)傳輸和通信通道的資 源。應用資源節(jié)點通常都是通過邊緣光節(jié)點連接到光網(wǎng)絡中。
在傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡中，節(jié)點和鏈接是可管理的光網(wǎng)絡資源(on-resource)， 而應用資源(a-resource ),如電腦中央處理器、存儲設備和傳感器網(wǎng)絡并不是 可以聯(lián)合管理的。然而，在面向業(yè)務的光網(wǎng)絡(下一代光網(wǎng)絡NG-ON)中， 對于光網(wǎng)絡資源和應用資源之間的聯(lián)合管理和聯(lián)合調度將成為關鍵技術。本發(fā) 明提出 一種新型的面向業(yè)務的光網(wǎng)絡資源和應用資源的管理和聯(lián)合調度模型， 然后設計了一個基于網(wǎng)絡服務(Web Services)的業(yè)務平面(WS-SP, Web Services-Service Plane)來解決這個問題。以下結合附圖，通過具體實施例對 本發(fā)明作進一步說明。
首先介紹本實施例提供的ASON的體系架構。
根據(jù)面向業(yè)務架構(SOA, Service Oriented Architecture)的方法論，本實 施例在現(xiàn)有ASON的傳送、控制和管理三大平面基礎上，添加了業(yè)務平面， 該業(yè)務平面通過用戶網(wǎng)絡接口與控制平面連接，建立并維護所述光網(wǎng)絡中包括 光網(wǎng)絡資源和應用資源的資源模型。
圖1和圖2分別為本實施例中所述自動交換光網(wǎng)絡的架構示意圖和本實施 例中的業(yè)務平面示意圖。其中，圖l所示的自動交換光網(wǎng)絡中，在現(xiàn)有ASON 的控制平面之上增加了業(yè)務平面。業(yè)務平面通過用戶業(yè)務接口 (USI, User Service Interface)與用戶系統(tǒng)連接，通過用戶網(wǎng)絡接口 (UNI， User Network Interface)與控制平面連接。圖2中的業(yè)務平面示出了兩個SCE,分別對應于 自治域A和自治域B，其中，自治域A包括N1 N4共四個節(jié)點，自治域B 包括N5-N7共三個節(jié)點。
再如圖2所示，本實施例中，業(yè)務平面內部主要功能實體包括業(yè)務控制單 元(SCE, Service Control Element)和業(yè)務數(shù)據(jù)單元(SDE, Service Data Element )。 SCE又根據(jù)客戶/服務器結構(C/S )分為業(yè)務分析模塊(SA-SCE， Service analyzer in SCE )和業(yè)務處理模塊(SP扁SCE, Service Processor in SCE )。
其中，所述SDE建立并維護所述光網(wǎng)絡中包括光網(wǎng)絡資源和應用資源的 資源模型，以及維護光網(wǎng)絡中的業(yè)務邏輯信息，所述業(yè)務邏輯信息包括業(yè)務邏 輯的服務地址和接口。這里，所述業(yè)務邏輯是一種用于執(zhí)行預定業(yè)務功能的實 體，具體的可以是應用程序4妾口 (API, Application Programming Interface )函 數(shù)等。業(yè)務邏輯能夠實現(xiàn)端到端的連接建立、查詢網(wǎng)絡資源、對用戶進行鑒權 等功能。
SA-SCE是SCE的關鍵模塊，它面向業(yè)務，用于執(zhí)行以下操作
1) 負責接收并解析用戶提交的業(yè)務請求，并將該業(yè)務請求解析成對應于 一組應用資源節(jié)點的一組任務，確定執(zhí)行所述一組任務對各種應用資源的性能 需求以及對應用資源節(jié)點之間光路的帶寬需求；
2) 向SDE查詢所述資源模型，從所述資源模型中選擇出滿足所述性能需 求和帶寬需求的至少一組應用資源節(jié)點，并計算各組應用資源節(jié)點執(zhí)行所述一 組任務時所需要的應用資源節(jié)點的開銷和光路開銷的和值；
3) 根據(jù)預定的開銷策略和各組應用資源節(jié)點對應的和值，從所述至少一 組應用資源節(jié)點中選擇一組應用資源節(jié)點作為任務節(jié)點；
4) 向所述任務節(jié)點發(fā)送請求，調用任務節(jié)點執(zhí)行對應的任務；并調用保 存有建立所述任務節(jié)點之間的光路的業(yè)務邏輯的SP-SCE，用以通過該SP-SCE 與控制平面的交互建立所述任務節(jié)點之間的光路。
SP-SCE通過UNI接口與控制平面連接。SP-SCE作為現(xiàn)有業(yè)務邏輯的容 器(container),即作為業(yè)務邏輯的載體(業(yè)務邏輯庫)，保存有與本SP-SCE 對應的自治域相關的業(yè)務邏輯，并能夠根據(jù)本地或遠程的SA-SCE的調用，執(zhí) 行相應的業(yè)務邏輯，例如，通過UNI接口與控制平面交互，執(zhí)行基本的業(yè)務 邏輯(比如建立端到端的光路等)。這里，SP-SCE還利用web服務描述語言 (WSDL, Web Services Description Language )描述本SP-SCE提供的所有業(yè) 務邏輯(即網(wǎng)絡服務)，并將本SP-SCE保存的所有業(yè)務邏輯的業(yè)務邏輯信息 發(fā)送給SDE，用以向SDE注冊業(yè)務邏輯；SDE作為SOA架構中的注冊中心， 根據(jù)接收到的各個SP-SCE發(fā)送的業(yè)務邏輯信息，維護光網(wǎng)絡中的業(yè)務邏輯信 息，并根據(jù)統(tǒng)一發(fā)現(xiàn)、描述和集成(UDDI， Universal Discovery Description and Integration)協(xié)議更新服務目錄并發(fā)布服務(業(yè)務邏輯)?？蛻艨梢酝ㄟ^UDDI
的標準和機制來搜索需要的網(wǎng)絡服務并通過SOAP協(xié)議使用搜索到的服務。
從以上所述可以看出，本實施例建立了 一個基于Web Services且符合SOA 的業(yè)務平面WS-SP,光網(wǎng)絡資源和應用資源被封裝成服務，并可以被其他高 等級業(yè)務重用。由WS-SP的SA-SCE模塊將客戶的業(yè)務請求分解為低層次的 業(yè)務邏輯和應用資源，然后通過簡單對象訪問協(xié)議(SOAP, Simple Object Access Protocol)和SIP分別調用相應的業(yè)務邏輯和應用資源，例如通過調用 業(yè)務邏輯建立應用資源節(jié)點之間的光路，通過調用應用資源，為業(yè)務請求分配 應用資源等。SP-SCE模塊是業(yè)務邏輯的栽體(容器)，保存有本SP-SCE對應 自治域相關的業(yè)務邏輯。所有SP-SCE的業(yè)務邏輯^使用統(tǒng)一的標準化描述語言 WSDL在SDE模塊注冊。SDE模塊是光網(wǎng)絡中的業(yè)務邏輯和應用資源的注冊 和查詢中心。通過使用這三個模塊，WS-SP不僅實現(xiàn)了業(yè)務的自動解析，而 且還將業(yè)務封裝為資源。由于基于Web Services標準，所有的業(yè)務邏輯可以再 次使用。
以下介紹本實施例中資源聯(lián)合調度模型。
A. 光網(wǎng)絡的資源模型
面向業(yè)務資源的光網(wǎng)絡中的資源模型可以用以下的擴展資源圖來表示
上式中，iV代表光網(wǎng)絡中的所有網(wǎng)絡節(jié)點的集合，<formula>complex formula see original document page 11</formula>,其中^ 表 示應用資源節(jié)點的集合，節(jié)點we^ 代表了一個應用資源節(jié)點，OS表示光節(jié) 點的集合，節(jié)點仍eOS代表一個光節(jié)點；z是光網(wǎng)絡中所有的無目的地的鏈路
的集合，i = z^+ir，其中，鏈接/e/^代表應用資源節(jié)點和邊緣光節(jié)點的鏈 接，鏈接/ezr代表兩個光節(jié)點之間的傳輸鏈接，其中，w表示應用資源節(jié)點 和邊緣光節(jié)點的鏈接的集合，丄r表示兩個光節(jié)點之間的傳輸鏈接的集合；
妙<formula>complex formula see original document page 11</formula>是一個與應用資源有關的數(shù)字標識，它代表w的應用資源的類 型，例如，l代表計算資源，2代表存儲設備，3代表傳感器網(wǎng)絡和4代表服 務器等等；符號<formula>complex formula see original document page 11</formula>工與每個鏈接/eZ有關，代表了鏈接/的帶寬。符號 cap(w),w e W所代表的是應用資源w的性能參數(shù)，具體的可以是存儲器的容量 參數(shù)和處理器的計算能力參數(shù)等。
B. 任務模型在面向業(yè)務的光網(wǎng)絡中， 一個業(yè)務請求可以由一個有向無環(huán)圖(DAG， Directed Acyclic Graph)模擬。本實施例中，將業(yè)務請求表示以下的任務模式
其中，r是解析所述業(yè)務請求得到的與多個應用資源節(jié)點相關的一組任
務，P是兩個應用資源節(jié)點之間光路的集合，尸的元素/7 代表應用資源節(jié)點
/WW
附和w之間的帶寬需求；妙e(〃)表示任務^的任務類型的集合，該任務類型與 任務 對應的應用資源節(jié)點的應用資源類型相關，例如l代表計算任務，2代 存儲設備任務，3代表傳感器網(wǎng)絡任務和4代表服務器任務等等；^w(〃)表示 執(zhí)行任務^對應用資源的性能需求，具體的可以包括對存儲器的容量需求和對
處理器的計算能力的要求等；C"( ， w)表示應用資源w執(zhí)行任務~所需的開
銷，Co丄(/7)表示光路p的開銷，具體的可以是光路的跳數(shù)；^(p)表示光路p的 實際帶寬，peP， .er。
在現(xiàn)有的光網(wǎng)絡中，光路的建立被劃分為路由和波長分配過程，并根據(jù)請 求分配光網(wǎng)絡資源。而面向業(yè)務的光網(wǎng)絡還應該解決應用資源的分配問題。為 解決這一問題，本實施例在面向業(yè)務的光網(wǎng)絡中引入了應用資源分配和光路建 立(RALE， Resource Assignment and Lightpath Establishment )。在面向業(yè)務的 光網(wǎng)絡中，當將整個光網(wǎng)絡模擬為一套光網(wǎng)絡資源和應用資源的時候，業(yè)務請 求可表示為對應于一組應用資源節(jié)點的一組任務，進而確定業(yè)務請求映射到應 用資源的最佳路徑，因此，RALE由應用資源分配和光路建立這兩個子問題組 成。以下通過一個具體實例i兌明
圖3示出的是一個面向業(yè)務的光網(wǎng)絡資源和應用資源聯(lián)合調度的實例，圖 3所示的光網(wǎng)絡包括4個存儲區(qū)域網(wǎng)絡的應用資源節(jié)點、2個核心光節(jié)點(N2
和N3)和4個邊緣光節(jié)點(N1, N4 N6),四個應用資源節(jié)點分別是存儲器 1~存儲器3和一個產(chǎn)生大量的需要被遠程存儲數(shù)據(jù)的服務器1。每個應用資 源節(jié)點都分別連接到對應的邊緣光節(jié)點。圖3中存儲資源和光網(wǎng)絡資源的聯(lián)合 調度具體包括
業(yè)務平面的SA-SCE (這里，具體的可以是部署在邊緣光節(jié)點Nl上的業(yè) 務平面代理)接收到用戶提交的某個業(yè)務請求后，該業(yè)務請求要求將服務器1 產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過光網(wǎng)絡存儲到光網(wǎng)絡中的兩個存儲器中；
業(yè)務平面的SA-SCE將該業(yè)務請求解析成/「 /2和^這三項任務。其中，q
是指該服務器節(jié)點將數(shù)據(jù)遠程發(fā)送到存儲節(jié)點，,2和^是分配資源并存儲數(shù)
據(jù)，是指存儲器預留出一定的存儲空間，接收并保存服務器1發(fā)送的數(shù)據(jù)。服 務器節(jié)點(對應于任務q )和存儲器節(jié)點(對應于任務^)之間存在一條光路
^，服務器節(jié)點(對應于任務q )和存儲器節(jié)點(對應于任務,3 )之間存在一
條光路尸2, 6w(a )和Zw02)由存儲量和存儲時間決定。
業(yè)務平面的SA-SCE通過向SDE查詢獲取到光網(wǎng)絡中的資源模型后，可
以確定任務q對應的應用資源節(jié)點就是圖3中的服務器1，而任務^和,3則可 以由存儲器1 ~存儲器3中分別符合Am(y和A/n(^)要求的兩個存儲設備分別
執(zhí)行。這里，假設S存儲器1 ~存儲器3都符合執(zhí)行任務/2和/3的性能需求，
那么一共可以有三套方案(分別是(存儲器1和存儲器2)、(存儲器2和存儲 器3)和(存儲器1和存儲器3))。此時，可以對這三套方案分別計算應用資 源節(jié)點的開銷和光路開銷的和值，然后按照預定的開銷策略(例如選擇開銷和 值最小的方案)，選擇出合適的方案；然后通過SOAP和SIP協(xié)議分別調用相 應的業(yè)務邏輯和應用資源，建立應用資源節(jié)點之間的光路以及控制應用資源節(jié) 點預留出合適的存儲空間，接收并保存來自服務器1的數(shù)據(jù)。上述過程中，也可以不對所有的三套方案都進行開銷和值計算，而是采用以下方式任意選擇 一套方案計算開銷的和值，并判斷該和值是否滿足預定的開銷要求，若滿足， 則采用該套方案；否則，繼續(xù)從剩下的方案中進行類似的計算和判斷操作，直
到選擇出滿足預定的開銷要求的方案。可以看出，本實施例不限于上述某一種 處理方式，本實施例可以根據(jù)預定的開銷策略，從至少一組方案中選擇出一組 合適的方案，即可達到光網(wǎng)絡資源和應用資源聯(lián)合調用的目的。
圖3中最終采用了存儲器2和存儲器3作為存儲設備。如圖3所示，任務 q的任務類型妙e(^)二4,表示服務器任務，執(zhí)行任務、所需的開銷Ca4(q,flr"0; 任務,2的任務類型妙<,2)=2，表示存儲設備任務，執(zhí)行任務/2所需的開銷 Co4(f2,w)=12;任務/3的任務類型妙^3)=2,表示存儲設備任務，執(zhí)行任務^ 所需的開銷Co4(^w戶13。這里，執(zhí)行任務^和^所需要的開銷可以根據(jù)預先 設定的相關條件確定例如，可以根據(jù)存儲設備的成本、存儲讀寫速度，以及 客戶對于存儲設備的其它偏好要求等因素來確定。服務器1和存儲器2之間的 光路開銷(用光路跳數(shù)來表示，這里光路跳數(shù)不考慮邊緣光節(jié)點和應用資源節(jié) 點之間的鏈接)為3跳(N1—〉N2—>N3—>N4),服務器1和存儲器3之間的 光路開銷為1跳(N1—〉N6)。為了計算應用資源節(jié)點的開銷和光路開銷的和 值，需要將各種應用資源節(jié)點的開銷和光路開銷轉化成同一類型的數(shù)值，然后 才能計算所有開銷的數(shù)值之和，得到該和值。例如，對于光路開銷，可以直接 將跳數(shù)值作為光路的開銷值；對于存儲設備，如果只考慮存儲設備的成本的話， 則可以根據(jù)成本因素的重要程度，將該成本轉化成對應的開銷值，例如，對于 500元的存儲設備成本，在成本是一個次要因素時，可以將該成本轉化成開銷 值l;而在成本是一個重要因素時，則可以將該成本值轉化為開銷值50?？梢?看出，開銷值的設定和獲取，都和實際應用環(huán)境有關，用戶可以將自己關心的 因素都統(tǒng)計在開銷中，并自行設置各種因素在開銷中的權重。因此，此處不再 --舉例說明。
在本實施例中，業(yè)務平面需要通過與控制平面交互，通過控制平面執(zhí)行相 應的業(yè)務邏輯，實現(xiàn)對光網(wǎng)絡資源的調度處理。
本實施例中，業(yè)務平面需要與應用資源進行交互。本實施例中利用資源描 述才匡架(RDF， Resource Description Framework)來描述應用資源，業(yè)務平面 采用SIP協(xié)議自動發(fā)現(xiàn)和調用應用資源。RDF是一個用于描述Web上的資源 的框架，RDF提供了針對數(shù)據(jù)的模型以及語法，這樣獨立的計算機之間就可 以交換和使用它，通常RDF使用可擴展的標記語言(XML， Extensible Markup Language)編寫。
1 ) XML中的應用資源描述
為了對應用資源進行虛擬，應用資源和其相應的屬性是由元數(shù)據(jù)抽象的， 這是由RDF (資源描述框架)架構描述。任何光網(wǎng)絡資源和應用資源都可以 由一套元數(shù)據(jù)虛擬，而所有的這些虛擬資源是由WS-SP的SDE模塊管理。以 下給出使用XML語言對存儲設備進行資源描述的舉例
<rdf:RDF xmlns:sp="http:〃amson.ionw.org/amson/sp-schema#"> <rdf: Description rdf:about="http:〃amson.ionw.org/ws-sp-res"> <sp:ResAddr> <sp:lP>192.168.0.3</sp:IP> <sp:Domain>l </sp:Domain> </sp:ResAddr>
<sp:ResType> 1001 </sp:ResType〉
<sp: Other.Property> PropertyValue
</sp:Other'Property> </rdf::Description> </rdf:RDF>
上述XML語言中,"http:〃amson.ionw.org/amson/rdf畫sp曙schema # ，，是資源 元數(shù)據(jù)的通用資源標志符(URI)，域名(Domain)和IP地址是該存儲設備節(jié) 點的子屬性，分別表示域信息和邊緣節(jié)點的IP地址。上述XML語言中還包 括有資源類型(ResType)以及其它的一些屬性(OtherProperty )。
2)應用資源的發(fā)現(xiàn)
對于光網(wǎng)絡資源，可以通過控制平面使用現(xiàn)有技術中的鏈路資源管理協(xié)議 自動發(fā)現(xiàn)光網(wǎng)絡資源(鏈接資源和光節(jié)點資源)，并向業(yè)務平面上報光網(wǎng)絡資 源，從而業(yè)務平面根據(jù)控制平面的上報，維護光網(wǎng)絡資源的資源模型。而對于 應用資源，控制平面沒有為應用資源的自動發(fā)現(xiàn)提供協(xié)議。在本實施例中，通 過SIP協(xié)議設計了 一種新穎方法來自動發(fā)現(xiàn)應用資源。
如圖4所示，部署在核心光節(jié)點的WS-SP發(fā)起應用資源發(fā)現(xiàn)的信令過程
包括
1 )核心光節(jié)點通過邊緣光節(jié)點向應用資源節(jié)點發(fā)出查詢請求 (QUERY—INVITE )，部署在應用資源節(jié)點上的SIP服務器返回應答消息200,
表示收到該查詢請求；
2 )核心光節(jié)點通過邊緣光節(jié)點向應用資源節(jié)點發(fā)出查詢(QUERY )消息， 部署在應用資源節(jié)點上的SIP服務器返回應答消息200，表示收到該查詢消息；
3) 部署在應用資源節(jié)點上的SIP服務器將自身的應用資源描述通過邊緣 光節(jié)點發(fā)送給核心光節(jié)點；
4) 最后，核心光節(jié)點通過邊緣光節(jié)點向應用資源節(jié)點發(fā)出結束(BYE) 消息，部署在應用資源節(jié)點上的SIP服務器返回應答消息200，表示收到該釋 放消息,應用資源發(fā)現(xiàn)過程結束。
業(yè)務平面根據(jù)應用資源節(jié)點返回的應用資源描述，從而維護該應用資源節(jié) 點的資源模型。以下給出依照SIP協(xié)議的查詢請求(QUERY—INVITE)的文 本格式示意
QUERY—INVITE
sip:UAB@amson.com
SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.0.20:5060
From: CoreA <sip:UAA@ arason.com>;tag=589304
To: ResB <sip:UAB@ amson.com>
Call-ID: 8204589102@ amson.謹
CSeq: 1 INVITE
Contact: <sip:CoreA@ 192.168.0.20〉 Content-Type: application/sdp Content-Length: 141 v=0
o=CoreA 2890844526 2890844526 IN IP4 192.168.0.20 s=Session SDP c=INIP4 192.168.0.20 t=3034423619 0 m=ResQuery 49170 0
3)資源調用
資源調用包括光網(wǎng)絡資源的調度(例如光路建立)和應用資源的調度?，F(xiàn) 有控制平面通過部署通用多協(xié)議標簽交換(GMPLS， Generalized Multi-Protocol Label Switching)協(xié)議功能，實現(xiàn)了對光網(wǎng)絡資源的動態(tài)調用過程。
應用資源的調度可以通過WS-SP實現(xiàn)。當客戶向邊緣節(jié)點發(fā)送業(yè)務請求 時，部署在邊緣節(jié)點上的WS-SP接收該業(yè)務請求，將該請求分解為光路建立 和應用資源調用兩個子任務。所有的解析過程都由SA-SCE模塊執(zhí)行。這兩個 子任務分別向控制平面和應用資源節(jié)點發(fā)送調用請求，以實現(xiàn)建立光路以及分 配應用資源。在光路建立和應用資源分配完成之后，客戶就可以傳輸應用數(shù)據(jù) 了。在數(shù)據(jù)傳輸完成之后，可以通過發(fā)送相應的命令，將光路拆除并釋放應用 資源。
綜上所述，本發(fā)明將光網(wǎng)絡資源和應用資源統(tǒng)一在業(yè)務平面，能夠自動發(fā) 現(xiàn)和統(tǒng)一調度光網(wǎng)絡資源和應用資源。本發(fā)明還提出了一種面向業(yè)務光網(wǎng)絡資 源模型，很好的解決了光網(wǎng)絡面向業(yè)務的具體問題。另外，本發(fā)明利用SIP協(xié) 議實現(xiàn)對應用資源的自動發(fā)現(xiàn)，從而能夠自動、快速地發(fā)現(xiàn)應用資源，并用基 于XML的資源描述語言對資源進行虛擬化。并且，本發(fā)明將業(yè)務解析光路建 立和應用資源分配的模型，為進一步的算法設計和實現(xiàn)奠定了理論基礎。
最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制， 本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同 替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求 范圍當中。
權利要求
1.一種面向業(yè)務的光網(wǎng)絡資源和應用資源的聯(lián)合調度方法，其特征在于，在自動交換光網(wǎng)絡中的控制平面、傳送平面和管理平面基礎上增加業(yè)務平面，所述業(yè)務平面通過用戶網(wǎng)絡接口與控制平面連接，業(yè)務平面建立并維護所述光網(wǎng)絡中包括光網(wǎng)絡資源和應用資源的資源模型，所述方法還包括業(yè)務平面接收用戶提交的業(yè)務請求，并將該業(yè)務請求解析成對應于一組應用資源節(jié)點的一組任務，并確定執(zhí)行所述一組任務對各種應用資源的性能需求以及對應用資源節(jié)點之間光路的帶寬需求；從所述資源模型中選擇出滿足所述性能需求和帶寬需求的至少一組應用資源節(jié)點，并計算各組應用資源節(jié)點執(zhí)行所述一組任務時所需要的應用資源節(jié)點的開銷和光路開銷的和值；根據(jù)預定的開銷策略和各組應用資源節(jié)點對應的和值，從所述至少一組應用資源節(jié)點中選擇一組應用資源節(jié)點作為任務節(jié)點；業(yè)務平面向所述任務節(jié)點發(fā)送請求，調用任務節(jié)點執(zhí)行對應的任務；以及業(yè)務平面通過控制平面交互，建立所述任務節(jié)點之間的光路。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述業(yè)務平面包括業(yè)務數(shù)據(jù) 單元SDE和至少一個業(yè)務控制單元SCE，其中，每個SCE具體包括業(yè)務分析 模塊SA-SCE和業(yè)務處理模塊SP-SCE;所述SP-SCE,通過用戶網(wǎng)絡接口與所 述控制平面連接，并保存與該SP-SCE對應的自治域相關的業(yè)務邏輯，以及根 據(jù)本地或遠程的SA-SCE的調用，執(zhí)行相應的業(yè)務邏輯；所述SDE建立并維 護所述光網(wǎng)絡中包括光網(wǎng)絡資源和應用資源的資源模型，以及維護光網(wǎng)絡中的 業(yè)務邏輯信息，所述業(yè)務邏輯信息包括業(yè)務邏輯的服務地址和接口等信息；SA-SCE接收并解析所述業(yè)務請求，并將該業(yè)務請求解析成對應于一組應 用資源節(jié)點的一組任務，確定執(zhí)行所述一組任務對各種應用資源的性能需求以 及對應用資源節(jié)點之間光路的帶寬需求；SA-SCE通過向SDE查詢所述資源模型，從所述資源模型中選擇出滿足所 述性能需求和帶寬需求的至少 一組應用資源節(jié)點，并計算各組應用資源節(jié)點執(zhí) 行所述一組任務時所需要的應用資源節(jié)點的開銷和光路開銷的和值；SA-SCE根據(jù)預定的開銷策略和各組應用資源節(jié)點對應的和值，從所述至 少一組應用資源節(jié)點中選擇一組應用資源節(jié)點作為任務節(jié)點；SA-SCE向所述任務節(jié)點發(fā)送請求，調用任務節(jié)點執(zhí)行對應的任務；并調 用保存有建立所述任務節(jié)點之間的光路的業(yè)務邏輯的SP-SCE，用以通過該 SP-SCE與控制平面的交互建立所述任務節(jié)點之間的光路。
3. 如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述光路開銷為執(zhí)行所述一 組任務時應用資源節(jié)點之間的光路跳數(shù)之和；所述應用資源節(jié)點的開銷包括執(zhí) 行所述一組任務時的時間開銷和/或存儲容量開銷；所述計算各組應用資源節(jié)點執(zhí)行所述一組任務時所需要的應用資源節(jié)點 的開銷和光路開銷的和值為將執(zhí)行所述一組任務時所需要的各種應用資源節(jié) 點的開銷和光路開銷轉化成同一類型的數(shù)值，并統(tǒng)計所有開銷的數(shù)值之和，得 到所述和值。
4. 如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述預定的開銷策略為選取 開銷最小的一組應用資源節(jié)點作為所述任務節(jié)點。
5. 如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述光網(wǎng)絡資源包括光 節(jié)點和鏈接；所述應用資源包括處理器的計算資源、存儲器的存儲資源、傳感 器網(wǎng)絡資源和視頻服務器資源。
6. 如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述資源模型具體包括以下 參數(shù)所述光網(wǎng)絡中的所有光節(jié)點和應用資源節(jié)點信息；光網(wǎng)絡中應用資源節(jié) 點和邊緣光節(jié)點之間的鏈接信息，光網(wǎng)絡中光節(jié)點之間的鏈接信息；各個鏈接 的帶寬信息；以及應用資源節(jié)點的應用資源類型和應用資源的性能參數(shù)。
7. 如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述性能參數(shù)包括存儲器的 容量參數(shù)和處理器的計算能力參數(shù)。
8. 如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述業(yè)務平面部署在核心光 節(jié)點上，業(yè)務平面建立并維護所述光網(wǎng)絡中包括光網(wǎng)絡資源和應用資源的資源 模型包括控制平面使用鏈路資源管理協(xié)議自動發(fā)現(xiàn)光網(wǎng)絡資源，并上報給業(yè)務平 面；業(yè)務平面根據(jù)控制平面上報的光網(wǎng)絡資源，維護光網(wǎng)絡資源的資源模型； 業(yè)務平面通過邊緣光節(jié)點向與該邊緣光節(jié)點連接的應用資源節(jié)點發(fā)送查詢請求；應用資源節(jié)點根據(jù)資源描述框架標準對自身應用資源及屬性進行資源 描述，并在接收到所述查詢請求后，將自身的應用資源描述發(fā)送給業(yè)務平面； 業(yè)務平面根據(jù)應用資源節(jié)點返回的應用資源描述，維護該應用資源節(jié)點的資源 模型。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，業(yè)務平面進一步通過SIP消息發(fā)送所述查詢請求，應用資源節(jié)點進一步通 過部署在自身上的SIP服務器將自身的應用資源描述發(fā)送給業(yè)務平面；業(yè)務平面進一步通過SIP消息向所述任務節(jié)點發(fā)送請求，調用任務節(jié)點執(zhí) 行對應的任務。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種面向業(yè)務的光網(wǎng)絡資源和應用資源的聯(lián)合調度方法。所述方法通過在自動交換光網(wǎng)絡中增加業(yè)務平面，該業(yè)務平面利用SIP協(xié)議發(fā)現(xiàn)和維護光網(wǎng)絡中的應用資源，從而將光網(wǎng)絡資源和應用資源統(tǒng)一在業(yè)務平面，實現(xiàn)了光網(wǎng)絡資源和應用資源的聯(lián)合調度。
文檔編號H04Q11/00GK101346008SQ200810118929
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月26日 優(yōu)先權日2008年8月26日
發(fā)明者劉華玲, 杰 張, 張海斌, 陳秀忠, 顧畹儀 申請人:北京郵電大學