多层资源协作优化服务与全局评估策略

2023-06-19 理论教育版权反馈

【摘要】：会话建立后，OC接收资源垂直整合请求，用全局评估策略估计请求状态，并考虑EON的CSO和与BC协作的BBU处理资源计算路径。图4-19显示了所提出的体系结构中BBU服务的跨层次水平合并模型中的协作过程。传统的资源评估策略仅考虑一种资源来评估资源利用率。在集中调度下，频谱、光谱和BBU处理资源应通过GES进行全局优化，以满足QoS要求。为了衡量服务提供的选择合理性，我们定义了考虑所有多层参数的全局评估因子。

RC、OC和BC在各种服务模式下的合作是MSRO在C-RoFN中的关键问题之一，有助于实现MSRO的多层资源垂直整合和跨层资源水平融合的场景。本节总结了3种控制器之间的不同合作模式。在控制平面中，控制器之间有两种控制方式。一种控制方式是负载分布，而另一种控制方式是由控制功能确定的分布。注意，异构资源在C-RoFN中彼此交织，其中每个资源层都具有由相应控制器实现的其自己的功能。因此，我们采用控制方式和过程的功能分布，而每个控制器（即RC、OC和BC）控制相应的资源并完成功能。如果网络架构仅包含一种资源，如RF，则通用负载分布应该是控制平面中的最佳选择。

1.多层垂直整合模型

C-RoFN中的多层资源垂直集成模式可以有效地利用无线和EON资源。当服务请求需要跨越这种模型中的RF和光谱层时，RC必须与OC和BC协作。因此，多层资源的携带和集成最好在垂直方向上完成。OC和RC可以分别在它们自己的层中完成频谱和RF资源分配。

C-RoFN中的多层资源垂直集成模式可以保证需要服务的用户的QoS，如图4-18所示。对于实时检测RoFN的状态，RC通过OFP周期性地向每个OF-RRH发送流监视请求，同时从它们处获得RF状态信息并将处理资源与BC交织。如果新请求到达OF-RRH以获得服务，则设备将该请求转发给RC，可以在RC中触发多层资源垂直集成控制，然后RC将请求发送到OC。会话建立后，OC接收资源垂直整合请求，用全局评估策略（Global Evaluation Strategy，GES）估计请求状态，并考虑EON的CSO和与BC协作的BBU处理资源计算路径。然后，OC通过使用OFP控制沿计算路径的所有相应OF-BVOS来继续建立端到端弹性光路。当OC从最后的OF-BVOS获得设置成功应答时，它通过提供光路和抽象的光谱资源信息响应RC的集成应答。之后，RC向RRH发送建立消息，使得射频被调制到光谱以有效地利用多层资源，同时通过从RC接收更新消息，来更新BC中的计算和存储资源使用情况，以保持同步。注意，这些现有的OpenFlow消息被重用来简化我们的实现过程，这些消息是互通的并且在图4-18的右上角给出示例。

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图4-18　多层垂直整合模型中的协作过程

2.交叉层Horizontai合并模型

C-RoFN架构中的跨层资源水平融合模型可以保证BBU之间的高性能QoS需求，例如内容分发、流量负载均衡和BBU迁移。图4-19显示了所提出的体系结构中BBU服务的跨层次水平合并模型中的协作过程。OC通过与OF-BVOS的交互来监视光节点的频谱信息，同时在BC中监视和维护BBU层资源。通过互操作BBU处理资源，BC向OC发送服务请求来请求光网络资源信息。会话建立后，可以完成OC中跨层水平融合的全局评估策略，根据各种业务类型和参数选择最优的节点，并在一段时间内利用光网络资源，然后响应设置请求。通过使用OFP沿着计算的路径控制相应的OF-BVOS来建立端到端弹性光路。当OC从最后一个OF-BVOS获得设置成功回复时，它响应BC提供光路的设置回复。然后BBU服务可以通过弹性光路传输。之后，通过从OC接收更新消息来更新BC中的处理使用以保持同步。

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图4-19　跨层次水平合并模型中的合作过程

在C-RoFN中，在这种用于优化的场景中部署了无线网络、光网络和BBU处理资源的多层资源。C-RoFN架构可以提供资源调度和MSRO的基础。传统的资源评估策略仅考虑一种资源来评估资源利用率。基于功能架构，我们提出了一个全局评估策略来提供全局评估因子[27]，它可以使用统一的度量来考虑所有多层次资源。在集中调度下，频谱、光谱和BBU处理资源应通过GES进行全局优化，以满足QoS要求。

GES首先根据从BBU收集的处理状态选择新的BBU，RC和OC动态地提供无线和光网络条件。为了衡量服务提供的选择合理性，我们定义了考虑所有多层参数的全局评估因子。CPU使用率和存储利用率描述了BBU资源的当前使用情况，而光网络参数包括当前链路的流量工程权重，以及候选路径的延迟和跳跃。无线参数包含当前无线信号的符号率和RF。我们假设BBU节点包括计算和存储资源，而BBU池可以看作数据中心。根据BBU资源利用率，GES首先在BBU层中选择具有资源利用率最低的BBU作为最佳K个候选BBU节点，准备无线信号和连续频谱路径。在无线层和光网络层中，将从K个候选中选择基于全局评估因子的具有最小值的节点。注意，GES使用全局评估因子来选择最佳目的地BBU节点，并分配最佳无线和光谱资源以全局优化RF、光谱和BBU处理资源。然后，GES可以完成连接和服务参数约束中的路径计算，并根据从控制器中选择的QoS优先级，请求状态和资源利用来决定为请求分配和调整射频和光谱资源。在选择BBU之后，可以利用源节点和目的节点之间的频谱和调制RF分配建立弹性光路。

多层资源协作优化服务与全局评估策略

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