[发明专利]用于交换机和路由器的软件控制平面

说明书

相关申请

本申请要求2007年3月1日提交的美国临时申请No.60/904,259以及 2008年2月28日提交的美国临时申请No.61/032,214的优先权。上述申请 的全部教导通过引用结合于此。

背景技术

过去的数年来，因特网的指数增长造成了服务提供商网络的极度紧 张。不仅用户数目增长，而且在连接速度、主干通信量以及更新的应用方 面都有数倍增长。最初，普通数据应用以尽力而为的方式要求容量；然 而，类似虚拟专用网络(VPN)、语音、多媒体通信流以及实时电子商务 应用之类的较新应用正推向更宽的带宽和更好的服务保证。当前使用的提 供这种服务质量(QoS)的主要技术包括多协议标签交换(MPLS)以及提 供商骨干传送(PBT)。

网络运营商受到服务收益的彻底转移以及过去二十年中出现的技术的 挑战。在1980年代末期，几乎所有服务收益都是基于传统时分复用 (TDM)和同步光网络/同步数字体系或“电路交换”网络基础设施，通 过固线语音和租用线路服务而生成的。到1990年代末期，显然，因特网 的增长以及业务向基于分组的服务(包括帧中继、异步传输模式(ATM) 和因特网协议(IP)服务)的转移将创建完全新的收益和服务模式。

现今，运营商面临“比特管道”业务方面的越来越大的竞争，“比特 管道”(bit-pipe)业务是一种完全基于作为一种功用的连通性，而收益和 利润都较低的业务模式。不强调内容和服务的比特管道模式由运作卓越性 驱动。为了在下降的收益中维持盈利，在IP技术、基础设施整合、处理自 动化、运作外包以及恶性竞争的驱动下，迫使采用比特管道的运营商降低 他们的运作成本。此外，运营商计划从诸如管理业务服务、面向连接的服 务之类的增值服务增长阵列(包括通过IP的语音(VoIP)、IP电视 (IPTV)和宽带因特网)和外包和接包的批发供应以及转向较小企业客 户，来驱动顶线增长，以激起他们的金融前景。

这样做，运营商加入到另一主导趋势：客户对比近几年以前消耗的带 宽更大量级的带宽的需求，并且激起了对针对中小企业外包信息技术 (IT)的自动统包服务供应的需求。结果，运营商必须通过复杂的应用从 最简单的比特管道创建包括多个有明显区别的服务在内的资产组合 (portfolio)，同时增加整个服务生存期中的自动化，来找到满足客户需 求的方式。然而，这些服务被分层在具有不同约束的完全不同的物理基础 设施上。例如，在城域集中的情况中，在增加带宽可用性时，管理成本是 至关重要的。服务提供商希望通过组件再使用而非另起炉灶来构建新的服 务，这要求这些应用利用共同的物理基础设施。

由于对分组服务的需求已增长并超过了对语音和电路服务的需求，因 此，传统运营商发现他们自己在运作分离的电路和分组交换网络。此外， 运营商从比特管道到增值服务提供商的转变迫使他们重新思考在他们的传 送网络上递送服务的传统模式。将服务紧紧地耦合到底层传送网络的当前 模式不能递送运营商进行真正的服务创新所需的灵活性。运营商需要独立 地处理服务和传送的灵活的架构。此外，经济一直是主要关心的问题。因 此，服务提供商已认识到了对驱动以太网企业经济以及对运营商网络的灵 活性的需求。运营商希望通过在批发和零售市场中创建新的应用并向现有 服务增加新的客户来创建新的收益流。此外，运营商希望通过服务自动化 以及法规遵从的简化来降低成本。

运营商面临的主要问题在于：网络不是具有一种拓扑，它们具有三 种：用来使端点可以彼此寻址的服务的“逻辑拓扑”；示出了流量在这些 端点之间追随的实际路径的网络的“流量拓扑”；以及对可用性管理以及 从故障恢复至关重要的网络的“物理拓扑”。缺乏对三种网络拓扑的独立 控制不是一学术问题。

VPN通常是在公司内使用的或者由数个公司或组织用来通过公共网络 进行私密通信的专用通信网络。VPN流量可以通过标准协议之上的公共联 网基础设施(例如，因特网)来运送，或者通过在VPN客户与VPN服务 提供商之间具有经定义的服务水平协议(SLA)的、服务提供商的专用网 络来运送。