[发明专利]基于对等通信流量触发的网络编码连接管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于对等通信流量触发的网络编码连接管理方法，属于通信技术领域。

背景技术

社交网络与对等P2P业务的兴起对城域和骨干网造成了巨大压力，德国互联网调研机构Ipoque称，P2P业务已经彻底统治了当今的互联网，其中50-90％的总流量都来自于P2P这一类以对等通信为特点的业务。在此背景下对设备的本地交换能力提出了更高的要求。

网络编码多用于解决蝶形网络下的业务传送，而对连通度较低的树形结构缺乏有效编码机制，同时接入网侧树形的架构出造成了严重的带宽瓶颈。因此，如何解决这一瓶颈，对带宽进行有效疏导和传送，将理论达到最大流的网络编码理论融入到树形拓扑的无源光网络，并与现有无源光网络主要协议兼容，从而加强本地对等流量的交换效率是一个亟待解决的重要而有意义的问题。

无源光网络PON中网络编码的基本原理如图1所示，光线路终端OLT对存在对等通信的光网络单元ONU进行上行时隙的调度，并通知ONU做好相应的缓存动作，OLT对两者之间对等通信的数据包进行网络编码并广播，最后相应ONU接收编码数据包，并利用本地先前缓存的数据包进行解码，得到另一个ONU发送给自己的数据包，完成对等通信的过程。与无网络编码的传统无源光网络通信方式相比，网络编码方案在理论上最大能节约一半的下行带宽，将网络吞吐量提高一半。同时网络编码即相当于一次数据的加密过程，无解码所需数据帧的ONU亦无法窃听到不属于自己的数据，通信的安全性亦得到的一致保证。

因此，网络编码技术能高效地支持接入网中的对等通信业务，有效节省无源光网络中有限的下行带宽，提高网络整体的吞吐量及在容错、纠错中的鲁棒性，简化路由，同时还能有效缓解对核心网的带宽压力。

当前已有的无源光网络中网络编码方案均采用的是ONU预判断方式(仅有原理介绍，无具体详细实现方案)，即ONU提前在本地队列中判断并区分目的地是否在无源光网络内部的数据帧，再通知OLT进行网络编码后续的相关操作。该方案要求无源光网络中各ONU通过对本地下行数据帧的逻辑链路标识LLID与媒质接入控制MAC地址进行学习，在本地维护一张全无源光网络各ONU LLID与其接入主机因特网协议IP地址对应的表，并进行必要的地址表学习，老化操作。由于实际无源光网络中下行数据帧被搅动加密，各ONU每次仅能学习LLID与本地匹配数据帧的MAC地址，所以该方案存在地址表需要进行长期多次学习的实际困难以及不能完整建立的可能性，并且由于各ONULLID信息被全体ONU知晓，窃听等通信安全性问题也将暴露出来。同时，该方案存在机制流程繁琐，业务时延及抖动比较大等诸多弊端，因此本发明提出了一种能够解决以上问题的由无源光网络中OLT主导的网络编码的方法，并且提出了该方法的详细实现方式。

发明内容

本发明的目的在于提供基于对等通信流量触发的网络编码连接管理方法，该方法采用全新的OLT实时预判断方式网络编码，由OLT主导，ONU协同完成参与网络编码的配对ONU的发现，配对连接的建立、维护和拆除。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

基于对等通信流量触发的网络编码连接管理方法，其特征在于：

在无源光网络中，光线路终端OLT发现存在对等通信流量的光网络单元ONU，并对这些ONU进行网络编码配对连接的建立及拆除，各ONU仅协同参与；

ONU对可能参与网络比编码的数据帧进行标记与缓存，OLT对参与网络编码数据帧进行相应的缓存和编码，对网络编码后的数据帧进行标记和下发；

ONU对接收的编码后数据帧进行网络解码和相应的缓存清空。

以上所述的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：OLT发现存在对等通信流量的ONU，这些ONU为将要在OLT处进行网络编码的配对ONU，OLT通过控制帧建立起配对ONU之间的配对连接，并开始对配对连接进行最长有效时间的计时；若OLT在配对连接的最长有效时间内检测不到配对ONU之间的对等通信数据，则拆除配对ONU之间的连接，各ONU接收OLT下发的控制帧，协同参与配对连接的建立与拆除；

步骤2：ONU对可能参与网络的数据帧进行标记，并进行本地缓存；OLT对配对ONU中先上行一方的数据帧中有标记的进行缓存，在缓存等待时间内将本地缓存的等待编码的数据帧与相应的数据进行网络编码，并对网络编码后的数据帧进行标记和下发；

步骤3：ONU将下行接收的数据帧中有标记的与本地缓存的相应数据进行网络解码，并清空缓存中参与了解码操作的数据帧。