智能光網(wǎng)絡中的BoD業(yè)務.ppt

1、一、智能光網(wǎng)絡中的BoD業(yè)務,杜書,2020/10/8,1,什么是BoD業(yè)務,BoD：Bandwidth on Demand 網(wǎng)絡根據(jù)客戶的需要動態(tài)的為他分配帶寬。 帶來的好處： 對用戶來說，他們需要多少才分配得到多少帶寬，不必為不需要的帶寬付錢。 對運營商來說，提高了網(wǎng)絡的資源利用率，同樣能獲得更多的利潤。,2020/10/8,2,一個例子,2020/10/8,3,實現(xiàn)BoD業(yè)務的方法1：make-before-break,當需要調整帶寬容量的時候，先建立一條新的連接，這條連接能夠滿足新的帶寬需要。 把業(yè)務倒換到新的連接上，再將舊的連接拆除。 這種方法在包網(wǎng)絡中對業(yè)務沒有影響，但是在光網(wǎng)絡中

2、會造成業(yè)務的短暫中斷（ms量級，主要因為倒換有一定時延）,2020/10/8,4,實現(xiàn)BoD業(yè)務的方法2： VCat & LCAS,VCat: Virtual Concatenation 在SDH網(wǎng)絡中，業(yè)務可以由多個不同的虛容器（VC:virtual container，實際上就是時分復用里的時間片）承載，這些虛容器可以通過獨立的連接通路進行傳送，最后在目的節(jié)點端重新組合起來。 LCAS: Link Capacity Adjustment Scheme 當需要調整帶寬時，只需要增加或者減少一個或者幾個VC。,2020/10/8,5,這種方法最大的特點： 不同的VC可以走不同的路徑，靈活； 不

3、會造成業(yè)務中斷。 目前最常見的MSTP(多業(yè)務傳送平臺）中都是采用的這種方法,2020/10/8,6,VCat & LCAS 的問題,優(yōu)點其實也正是它的缺點。多條路徑支持一個連接會帶來問題： 增加網(wǎng)絡管理的復雜性； 不同路徑長度不同，需要在目的節(jié)點端對時延進行補償。補償?shù)霓k法通常都是采用buffer，而且對buffer 的需求可能非常大。Why？ 舉一個例：兩條路徑上傳輸時延差10ms，每條路徑傳10Gb/s，在目的節(jié)點端就需要100Mb的buffer。如果這個連接走的不同路徑很多？,2020/10/8,7,兩種方法結合,解決一個連接多條路徑的辦法：設一個路徑數(shù)門限。 BoD中業(yè)務是動態(tài)變化的

4、。當一個連接的路徑數(shù)已經(jīng)達到門限值，還需要增加帶寬，且這些路徑上都沒有足夠的資源-這個增加帶寬的請求就要被拒絕 可以考慮將make-before-break與虛級聯(lián)的方式結合：當一個新的增加帶寬的請求到來，使得路徑數(shù)要超過門限，使用make-before-break重新配置一部分業(yè)務的路由。,2020/10/8,8,Cross-Virtual Concatenation（1）,虛級聯(lián)要求所有的VC都是相同的類型，即容量大小相同，都必須是VC-3(45Mb/s),或者都是VC-12(2Mb/s) 如果已經(jīng)有了90兆的帶寬，是通過兩個VC-3提供，但是想升級到100兆去，傳統(tǒng)的方法只有再增加一個V

5、C-3，這樣就只有向運營商購買135兆的帶寬-不劃算 Satyajeet 等人提出了Cross Virtual Concatenation的概念。,2020/10/8,9,Cross-Virtual Concatenation（2）,相比虛級聯(lián)：在發(fā)射機和接收機上做了改進，使得不同類型的VC可以級聯(lián)。 優(yōu)點：提高了帶寬利用率。 上面提到的問題可以這樣來解決：從90兆升級到100兆，只需要增加5個VC-12. 同樣面臨一個連接多條路徑帶來的問題 同時還有一個新問題：如何選擇帶寬調整時的粒度？,2020/10/8,10,帶寬調整粒度的選擇(1),粒度的選擇在與用戶 太?。簬捫枨髣討B(tài)變化，可能會頻

6、繁觸發(fā)帶寬調整，增加網(wǎng)絡管理的負擔。 太大：為不需要的帶寬買單，花冤枉錢。,2020/10/8,11,帶寬調整粒度的選擇(2),從用戶的角度來看，為了盡量減少自己的成本，一定會選擇最小的帶寬調整粒度 但是這樣運營商肯定不干 管理的負擔 每個VC都可能走不同的路徑，VC數(shù)量多了之后，可能造成路徑數(shù)會很多 辦法：定價。 這樣粒度選擇的可以看成用戶和運營商博弈的問題,2020/10/8,12,自適應的選擇帶寬調整粒度,假設 運營商采用的定價策略是：每調整一次帶寬收取一定費用+傳統(tǒng)的按時間和帶寬分配情況收費； 用戶的業(yè)務量曲線是相對平滑的。 我認為可以考慮一種自適應的粒度選擇方法： 當業(yè)務量將要超過所

7、分配的帶寬時，根據(jù)統(tǒng)計前一段時間內的業(yè)務量變化來選擇粒度大?。涸黾涌?，選擇一個大的粒度；增加慢，選一個小的粒度。 當需要減少分配的帶寬時，采用同樣的道理：下降快，大的粒度；慢，小的粒度。,2020/10/8,13,2020/10/8,14,需要做的工作,需要找到一種根據(jù)之前的業(yè)務量變化預測最近的將來業(yè)務量的變化趨勢。 業(yè)務量預測的方法很多，最不好處理的是業(yè)務量曲線抖動比較大的情況。 前面講到的快、慢、大、小都是模糊的概念，需要找到一個 “快慢大小” 這之間的一個映射關系。 可以考慮用模糊數(shù)學的辦法，關鍵是找一個合適的隸屬函數(shù)。,二、在已知業(yè)務持續(xù)時間的情況下的業(yè)務疏導問題,杜書,2020/10

8、/8,16,概念：holding-time-aware,看論文的時候，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)仿真部分會假設業(yè)務到達是一個泊松過程：請求的到達時間是滿足泊松分布，每個請求的持續(xù)時間是負指數(shù)分布。 實際的情況是，很多用戶在向網(wǎng)絡運營商購買服務的時候都會在SLA(服務等級協(xié)議）上注明他們的業(yè)務具體的開始時間、結束時間、需要多少帶寬 例如：奧運會的轉播需要巨量的帶寬，但是只是在奧運會進行的這段時間內。,2020/10/8,17,概念：業(yè)務疏導（traffic grooming),單個波長通道的容量巨大 實驗室的最新實驗數(shù)據(jù)可以達到Tbps的量級。 一般來說，單個業(yè)務連接遠達不到波長通道的容量 要提高波長通道的利用率

9、，怎么辦？ 把多個有相同源/目的節(jié)點的業(yè)務通過疏導的方式放到一個波長通道中傳輸,2020/10/8,18,Grooming on existing lightpath? Creat a new lightpath?,當一個業(yè)務請求到來的時候，是把它疏導到一條（或者多條首尾相連的）已經(jīng)建立的光路上去，還是為它建立一條新的光路？ 前者：提高了波長通道的利用率，但是往往并不是最短路徑。 引入業(yè)務持續(xù)時間的概念后，考慮一種情況：當一個業(yè)務請求持續(xù)時間非常長，而已建立的光路上的業(yè)務持續(xù)時間非常短。 建立一條新的光路的辦法其實更好,2020/10/8,19,M.Tornatore等人的方法（1）,JSAC

10、 2008第三期 采用了業(yè)務疏導里一個比較經(jīng)典的節(jié)點輔助圖模型。 對模型中不同的link分別賦不同的cost，其中l(wèi)ightpath layer上link的cost比在wavelength layer上link的cost小得多。 利用最短路徑算法求解業(yè)務疏導問題。,2020/10/8,20,M.Tornatore等人的方法（2）,對lightpaht layer上link的cost賦值：,2020/10/8,21,問題,M.Tornatore的方法還是有一個思想：首先選擇把業(yè)務疏導到已經(jīng)建立的光路上去。 是否總是有效？一個例子,2020/10/8,22,我的一個想法,我的想法： 主要思想：當一個業(yè)務請求到達，如果它的持續(xù)時間很長且需求的帶寬很大，盡量為它建立一條新的光路；如果它的持續(xù)時間很短且需求的帶寬很小，盡量把它疏導到已經(jīng)建立的光路上去。 實現(xiàn)：仍然采用M.Tornatore方法里的節(jié)點輔助圖模型，仍然利用調整lightpath layer上link的cost的辦法。,2020/10/8,23,調整lightpath layer 上link的co