[发明专利]非对称缓存与转发模块及由其组成的分组交换节点及网络

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，尤其涉及一种端口带宽可配置的光电混合分组交换技术。

背景技术

目前，光纤通信网络中的分组交换节点需通过“储存-转发”机制实现数据交换。数据交换过程中，现有交换节点内会对转发数据报文进行统计，形成流表，以供实现防火墙、网络地址转换等功能。软件定义网络(Software Defined Network,SDN)通过不同设备商开放共享其交换节点的流表，并通过统一标准和开放的协议对不同交换节点中的流表进行编程控制，进而控制交换节点根据流表，对各种数据流进行相应处理。软件定义网络其本质在于控制平面与数据平面的分离，通过通用的底层硬件设备进行集中式的数据流控制。通过SDN网络架构，网络使用者可以针对特定业务功能定制网络，使网络更加的灵活。

然而，现有的软件定义网络中仍不能实现交换节点级的端口带宽资源调度，吞吐量与平均时延仍有待改进。其根本原因在于，虽然软件定义网络中网络控制器可通过提取流表信息对网络中的数据流量进行灵活调度，但网络中使用的传统的分组交换节点的端口带宽还是由其所采用的协议标准决定，在设备制造完成后不可配置。在实现数据报文交换的过程中，存在一段时间内某端口带宽占用率为100％(带宽资源不足)而其余端口带宽占用率较低的情况。这种情况下，端口带宽占用率较低的端口的带宽资源无法有效利用，不能通过配置交换节点，将未使用的端口带宽资源分配至带宽占用率为100％的端口。即，现有分组交换节点的可提供的端口带宽，由于无法进行动态配置，而得不到有效利用。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种非对称缓存与转发模块以及由其组成的分组交换节点及网络。

首先，为实现上述目的，提出一种非对称缓存与转发模块，包括控制接口、流量监控与调度单元、电缓存单元、至少一个接收机以及至少一个发射机，其特征在于，所述发射机的数量不多于所述接收机的数量，其中至少k个发射机的工作波长由所述流量监控与调度单元配置；

所述接收机、所述发射机以及所述流量监控与调度单元均连接所述电缓存单元；所述流量监控与调度单元还与所述控制接口连接；

所述接收机用于接收载有数据报文的光信号，对所述光信号进行光电转换，向所述电缓存单元输出由其从光信号中还原出的数据报文；

所述电缓存单元用于缓存所述数据报文；

所述流量监控与调度单元用于采集并向所述控制接口输出所述电缓存单元中数据报文的统计信息；所述流量监控与调度单元还用于根据控制接口输入的波长配置信息和端口映射关系配置所述k个发射机的工作波长，控制所述数据报文的发送端口与发送时刻；

所述控制接口用于上传所述流量监控与调度单元输入的所述统计信息，还用于向所述流量监控与调度单元输出所述波长配置信息和端口映射关系；

所述发射机用于根据所述流量监控与调度单元的控制，将所述电缓存单元内的数据报文转换为所述波长配置信息所确定的工作波长的光信号，在发送时刻将所述光信号发送至对应的发送端口。

进一步，上述非对称缓存与转发模块中，所述接收机共分为m+p组，其中的m组中，每组均包含n个所述接收机，m×n≥k；其中的另外p组接收机，每组接收机数量均为1个；所述接收机接收信号波长范围位于通信波段，波长范围为1200nm到1600nm。

同时，上述非对称缓存与转发模块中，所述发射机的数量为k+p个,其中所述k+p个发射机均为可调谐发射机，其工作波长由所述流量监控与调度单元配置，所述k+p个发射机的工作波长范围位于通信波段，波长范围为1200nm到1600nm。

其次，为实现上述目的，还提出一种由上述非对称缓存与转发模块构成的光电混合分组交换节点，其特征在于，包括m个1×n端口的波分解复用器(Demultiplexer，DMUX)、光交换矩阵、m个n×1端口的波分复用器(Multiplexer，MUX)和一个控制模块；其中，所述光交换矩阵总共包括至少k个输入端和至少m×n个输出端；其中，所述非对称缓存与转发模块内接收机的数量为m×n+p个，发射机的数量为k+p个，m×n≥k：

所述m个1×n端口的波分解复用器的输出端分别与所述非对称缓存与转发模块中第1至第m×n个接收机连接；所述m个1×n端口的波分解复用器的输入端构成所述光电混合分组交换节点的核心交换输入端口；