[发明专利]一种光流交换网络调度方法及光流交换系统

摘要

本发明公开了一种光流交换网络调度方法及光流交换系统，系统中的每个节点主要由一个IP交换机和一个光交叉连接模块组成，每个IP交换机设置一个光流交换模块，光流交换模块中包含虚拟输出队列、链路‑波长‑时间资源表、源路由表、调度模块、控制包收发模块、电/光转换模块、交换控制模块以及时钟模块。源节点在发送光数据流的同时，为虚拟输出队列中的光数据流请求提前启动光路预约，检测多个目的节点对应光路的可用情况，并结合队头请求优先级和光数据流传输时长，找出最早的可用光路并为光路预约一个时间段。本发明的有益效果为：1、网络中不需要集中调度节点，各节点执行分布式调度，计算复杂度低；2、光路调度计算和数据传输同时进行，缩短了数据传输的头部时间，能够提高网络吞吐量和降低平均排队等待时间，优化带宽利用率；3、在链路波长资源的调度分配中加入时间维度，能够提高算法的性能；4、可以基于现有网络设备进行部署，应用条件成熟。

主权项

1.一种光流交换网络调度方法，其特征在于：每个源节点独立建立和释放光路，源节点在发送光数据流的同时，为虚拟输出队列中的光数据流请求提前启动光路预约，检测多个目的节点对应光路的可用情况，并结合队头请求优先级和光数据流传输时长，找出最早的可用光路并为光路预约一个时间段；具体包括如下步骤：(1)、源节点收到用户的光数据流请求时，根据请求的目的节点，将它保存到虚拟输出队列中对应的子队列队尾；(2)、源节点的调度模块启动光路预约：调度模块从虚拟输出队列的非空子队列中，按照队头的光数据流请求的优先级，从高到低选取N＝min{M,K}个队头请求，其中M表示当前非空子队列的总数，K是多目的地址检测参数；源节点为这些光数据流请求生成N个探测控制包，分别发往所选的N个不同的目的节点，再由目的节点发回源节点；探测控制包根据路径上各节点的链路‑波长‑时间资源表，采集所经链路上全部波长的可用时间信息；(3)、源节点收回一个探测控制包后，调度模块读取其中采集的链路‑波长‑时间信息；对于同一波长，计算不同链路与发送端口以及接收端口的可用时间信息的并集，并与队头请求的光数据流传输时长比较，得出该波长上的光路最早可用时间；再比较不同波长光路，得出适用于该光数据流的最早可用光路；若存在多个波长光路的最早可用时间相同，则随机选取一个波长光路，或者取编号最小的波长光路；(4)、当源节点收回全部N个探测控制包后，调度模块比较N个不同目的节点的光路最早可用时间，取光路最早可用的目的节点；若存在多个目的节点的光路最早可用时间相同，则取队头请求优先级最高的目的节点；记该目的节点为dL，对应的光数据流传输时长TL,对应光路最早可用时间tL，该光路所选波长为λ；调度模块生成并发送一个预约控制包给节点dL，用来修改各个节点的链路‑波长‑时间资源表中关于波长λ的可用时间信息，以及源/目的节点的链路‑波长‑时间资源表的发送/接收端口的可用时间信息，预留各链路上波长λ以及源/目的节点的发送/接收端口的[tL,tL+TL]时间段；相关节点的调度模块会在tL和tL+TL时刻，分别设置当前节点的光交叉连接以连通或切断对应的光路；(5)、源节点收回预约控制包，若预约成功，则在tL时刻开始发送光数据流，否则跳转到步骤(2)；光数据流在tL+TL时刻传输结束时，所预留的波长链路和发送/接收端口由各个节点自动释放。