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)帶來可編程性、動態(tài)性、應(yīng)用感知等優(yōu)點。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，為增強彈性光網(wǎng)絡(luò)的可編程性和靈活性帶來了新的機遇，并且能夠為網(wǎng)絡(luò)管理者提供更多的自由去動態(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，并且增加未來請求的阻塞率。這種問題當(dāng)彈性光網(wǎng)絡(luò)需要支持高度動態(tài)的流量的時候尤為明顯，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，并且解決彈性光網(wǎng)絡(luò)中的頻譜碎片化問題，迫切需要一個復(fù)雜且高效的控制平面對彈性光網(wǎng)絡(luò)進行管理。
　　本文同時研究了基于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)計以及針對彈性光網(wǎng)絡(luò)的OpenFlow擴展方案，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，我們在本課題組之前的工作中提出的算法上進行了修改，確保光路重配置可以分批進行，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Ope

4、nFlow控制器上進行實現(xiàn)，我們設(shè)計的OpenFlow擴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。為了簡化碎片整理操作的復(fù)雜度，本文設(shè)計和實現(xiàn)了并行碎片整理，可以同時進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軟件定義彈性光網(wǎng)絡(luò)控制平面實驗平臺上進行實現(xiàn)，該實驗平臺包含了一個獨立的OpenFlow控制器和14個獨立的OpenFlow代理，并且都運行在高性能的Linux服務(wù)器上。
　　然后本文探索了將頻譜