智能光網絡中的BoD業(yè)務

單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,*,單擊此處編輯母版標題樣式,一、智能光網絡中的,BoD,業(yè)務,杜書,什么是,BoD,業(yè)務,BoD,：,Bandwidth on Demand,網絡根據(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，提高了網絡的資源利用率，同樣能獲得更多的利潤。,11/15/2024,1,一個例子,11/15/2024,2,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。,這種方法在包網絡中對業(yè)務沒有影響，但是在光網絡中會造成業(yè)務的短暫中斷（,ms,量級，主要因為倒換有一定時延）,11/15/2024,3,實現(xiàn),BoD,業(yè)務的方法,2,：,VCat,&LCAS,VCat,:Virtual Concatenation,在,SDH,網絡中，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,。,11/15/2024,4,這種方法最大的特點：,不同的,VC,可以走不同的路徑，靈活；,不會造成業(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,11/15/2024,5,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？,11/15/2024,6,兩種方法結合,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。當一個連接的路徑數(shù)已經達到門限值，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。,11/15/2024,7,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,VC-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。,11/15/2024,8,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？,11/15/2024,9,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，可能會頻繁觸發(fā)帶寬調整，增加網絡管理的負擔。,太大：為不需要的帶寬買單，花冤枉錢。,11/15/2024,10,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,11/15/2024,11,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。,11/15/2024,12,11/15/2024,13,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)。,11/15/2024,14,二、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,概念：,holding-time-aware,看論文的時候，經常發(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。,11/15/2024,16,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，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,11/15/2024,17,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,11/15/2024,18,M.Tornatore,等人的方法（,1,）,JSAC 2008,第三期,采用了業(yè)務疏導里一個比較經典的節(jié)點輔助圖模型。,對模型中不同的,link,分別賦不同的,cost,，其中,lightpath,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。,11/15/2024,19,M.Tornatore,等人的方法（,2,）,對,lightpaht,layer,上,link,的,cost,賦值：,11/15/2024,20,問題,M.Tornatore,的方法還是有一個思想：首先選擇把業(yè)務疏導到已經建立的光路上去。,是否總是有效？一個例子,11/15/2024,21,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。,11/15/2024,22,調整,lightpath,layer,上,link,的,cost,當新到業(yè)務請求的持續(xù)時間和帶寬都很大時，盡量建立新光路，所以設置,cost,比較大。,當新到業(yè)務請求的持續(xù)時間和帶寬都很小時，盡量疏導到已建立的光路上，所以把,cost,設置比較小。,C,lightpah,=,aC,wavelength,其中，,a,根據(jù)持續(xù)時間和帶寬請求變化,確定,a,同樣可以考慮采用模糊數(shù)學的辦法。關鍵是找到一個合適的隸屬函數(shù)。,11/15/2024,23,