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软件定义的多维资源聚合架构优化方案

【摘要】:用于C-RoFN的MDRI架构如图9-19所示。需要注意的是,C-RoFN中的多维资源分为3个层次,包括无线资源层、光谱资源层和处理资源层。在软件定义的C-RoFN中MDRI架构的动机是双重的。首先,MDRI可以加强RC和OC之间的合作,以克服多层覆盖网络产生的互通障碍,并有效实现垂直整合。同时,RC中的射频监测模块获取并管理天线中的虚拟无线资源,PC通过PU监控模块周期性地或基于事件的触发获得PU资源信息。

在C-RoFN中多维资源集成(Multi-Dimensional Resource Integration,MDRI)架构参考了SDN的思想,MDRI可以实现基于OpenFlow的C-RoFN与SDN编排的多层集成和跨层优化,以开放系统的控制方式,有效地分配和优化无线、光网络和处理相互交织的资源。用于C-RoFN的MDRI架构如图9-19所示。EON用于互连处理单元(Processing Units,PU),部署网络和处理(如虚拟机、计算或存储)层资源。分布式天线互连并融合到EON中,EON为无线信号分配更精细粒度的定制频谱。需要注意的是,C-RoFN中的多维资源分为3个层次,包括无线资源层、光谱资源层和处理资源层。每个资源层都是用OpenFlow协议(OpenFlow Protocol,OFP)定义的软件,并且分别以统一的方式由无线控制器(Radio Controller,RC)、光控制器(Optical Controller,OC)和PU控制器(PU Controller,PC)控制。为了使用OFP控制用于MDRI的异构网络,需要支持OpenFlow的天线和带有OFP代理软件的带宽可变光开关,它们分别称为OF-antenna和OF-BVOS[13]。在软件定义的C-RoFN中MDRI架构的动机是双重的。首先,MDRI可以加强RC和OC之间的合作,以克服多层覆盖网络产生的互通障碍,并有效实现垂直整合。其次,为了提供端到端的QoS,可以通过控制器与水平融合的交互来合并多个层资源,同时实现光网络和处理资源的全局跨层优化。

为了获得上述功能架构,必须扩展无线、光网络和PU控制器,以支持MDRI,如图9-21所示。需要注意的是,嵌入在OF-BVOS中的OFP代理软件维护光流表,将节点信息建模为软件,并映射内容来控制物理硬件[14]。在OC中,网络虚拟化模块负责虚拟化所需的光网络资源,并通过增强的OpenFlow模块交互信息来感知EON。同时,RC中的射频监测模块获取并管理天线中的虚拟无线资源,PC通过PU监控模块周期性地或基于事件的触发获得PU资源信息。当服务请求到达时,MDRI控制模块可以使用辅助图执行RIP方案,通过无线光接口(Radio-Optical Interface,ROI)在RC和OC之间交换信息。在完成上述步骤后,MDRI控制模块可以决定选择哪些节点和相应的链路作为服务调节的路径。然后,它依次向路径计算单元(Path Computation Element,PCE)模块提供该请求,包括请求参数(例如等待时间和带宽),并最终返回提供的路径信息的成功答复。这里PCE能够基于网络图计算网络路径或路由,并且能够应用计算约束[15-16]。为了方便地利用光网络的CSO和PU处理层资源进行路径计算,OC可以通过光网络PU接口(Optical-PU Interface,OPI)与PC进行交互。在从PC接收到处理资源信息之后,我们可以在PCE模块中完成考虑光网络CSO和PU资源的端到端路径计算。请注意,在PCE模块中的各种策略都可以作为插件替代。增强型OpenFlow模块和RF分配模块为计算出的路径执行连续频谱和射频分配,并使用OFP提供路径。当路径设置成功时,路径的信息被保存到OC中的数据库管理(Data Base Management,DBM)中,其可以与网络虚拟化模块交互并为MDRI存储虚拟网络和PU资源。一旦服务请求到达,PC中的CSO代理就定期提供计算资源利用率。