[发明专利]一种突发汇聚控制方法及相应的装置、通信设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，特别涉及一种突发汇聚控制方法及相应的装置、通信设备。

背景技术

互联网业务的迅猛发展和新兴业务(网页浏览、多媒体业务、资源下载、网络会议等)的多样性和多变性使传统的核心交换网络已经不适应其不断发展的需要。在这种情势下，为了适应因特网流量的爆炸式增长、对带宽需求的日益增长以及业务的多样性和突发性，研究者们深入投入到波分复用甚至密集波分复用传输。目前，密集波分复用技术已经可以使传输带宽达到10Tbit/s左右，能够在较长时期内满足对传送网带宽的需求。由于网络交换节点需要对传送的数据进行从光域到电域再到光域的转换，集成电路技术成为了限制光网络中节点处理能力的瓶颈。虽然网络带宽足够大，但是网络传输速度仍然受到限制。因此，光交换技术应运而生，即完全在光域中完成交换。

目前光网络采用的是OCS(Optical Circuit Switching光电路交换)，其协议相对简单，技术成熟，易于实现。OCS类似于电路交换，具有面向连接的特性，为端到端的业务流建立光路以进行传输。然而因特网的业务变化无常，具有突发性，因此光路的建立和拆除将会非常频繁，考虑到建立、维护光路的开销，与光路连接的持续时间(通常较短)之间的巨大反差，其带宽利用率偏低。

OPS(Optical Packet Switching光分组交换)则是一种细粒度的交换机制。与传统的分组交换网络类似，都采用存储转发技术。由于它允许统计复用网络通道带宽资源，因此特别适合突发的因特网数据业务。从长远来看，OPS是一种很有前途的技术，但目前面临了一些难以解决的问题：首先，近期内能有效支持OPS的光开关技术不成熟，同时光交换矩阵的交换速度目前难以达到要求；其次，在交换机入口进行分组的同步也相当困难，不能有效降低分组间的冲突；最后，在光域上真正意义上的随机存储机制还不存在，目前的光域缓存只能依靠FDL(Fibre Delay Lines光纤延迟线)来实现，而FDL的使用也受到信号质量和物理空间的限制，无法提供足够灵活和充足的缓存。综上所述，OPS必然还要经过多年的研究才能得以应用。

光突发交换OBS(Optical Burst Switching光突发交换)作为OCS和OPS之间的一种折中方案被提出。到达OBS网络边缘节点的分组按照其目的地址和QoS(Quality of Service服务质量)被组装成突发包再进行传输和交换，因此处理粒度得以提高。每个突发包均对应了一个BHP(Burst Header Packet控制分组)，BHP先于突发包进入核心交换网络，并在突发包要经过的所有中间节点上逐跳预约资源。只要突发包和BHP之间的Offset Time(偏移时间)设置恰当，就可以保证相应突发包在到达每个中间节点前，BHP的处理以及相应交换通道的配置工作都已完成，实现突发包的端到端的全光透明传输。相对于OCS来说，OBS交换粒度适中，并且可以实现统计复用，提高了资源利用率，又比OPS易于实现，对器件的要求较低。因此，尽管OBS在标准和协议方面仍不成熟，但随着其不断被研究和完善，有可能成为下一代光传输和交换网络的核心技术。

突发汇聚是OBS网络设计中的关键问题之一，极大地影响到OBS网络的性能。图1为现有技术中OBS网络的边缘节点对IP包汇聚成突发包的示意图。如图1所示，多个IP包到达OBS网络边缘节点后，按照其目的地址和IP包的优先级进行分类后，被发送到相应的汇聚队列中。在汇聚的触发条件满足时，则将队列中的IP包汇聚成一个突发包，经过调度后发送到OBS核心网络进行传输。

OBS网络的边缘节点所采用的突发汇聚方法决定了汇聚的触发条件，同时决定了输出突发包的特性，直接影响到突发包的长度、突发包在传输过程中的丢包率、IP数据包的端到端时延以及网络信道的利用率等。所以好的突发汇聚方法，可以有效地控制分组的端到端时延，满足业务的时延要求，提高OBS网络中资源的利用率，降低丢包率。

目前，现有技术公开的突发汇聚方法以下三种：基于固定时间门限的汇聚方法、基于固定长度门限的汇聚方法以及门限自适应的汇聚方法。下面分别进行介绍。