光网络面临三大困扰 集成控制架构有效提升网络性能

针对基于GMPLS的分布式控制平面的路径计算方面的不足，IETF工作组自2006年提出了路径计算单元(PCE)的概念。同时还规范了一系列与PCE相关的RFC标准，例如PCE发现需求、PCE通信协议(PCEP)、基于PCE的后向回溯路径计算过程等。利用集中式与分布式相协同的优势，PCE适合网络的跨层跨域设计，支持端到端的多约束路径计算能力，在资源分配和选路优化方面具有较强的优势。

然而，当前的智能组网结构在异构网络的控制效能以及业务的灵活接入能力方面仍显不足。随着对下一代互联网络研究的深入，近年来网络虚拟化成为国外研究的热点。通过网络虚拟化技术，可以使人们更好的发挥网络基础设施资源的优势，通过统一的资源管理平台，使网络资源的利用率达到最优化。基于虚拟化的网络体系结构能使业务快速有效的接入并且按照业务需求独立的进行操作，这些过程都是基于同一个物理平台上。在每一个虚拟网络上，赋予业务提供者节点调配的灵活性，既可以减小网络运营者的管理成本，又可以让网络更具活力。因此，面向多业务应用的光网络集成控制将成为未来光网络发展前进的方向。

面向多业务应用的集成控制架构

光网络控制集成化可以将底层异构的物理网络抽象成统一的接口，以供上层应用进行统一的调度和管理。具体来讲，可以将传统的控制平面划分为两部分：一部分功能是与业务控制紧耦合，包括各种丰富的业务策略和各种资源配置协议;另一部分功能是与交换控制紧耦合，主要指实现节点交换必须具备的控制功能。其中，公共功能部分可从控制平面中分离出来，构成集中式的网络控制器，向下通过开放的接口协议与设备节点相连，向上相当于一个“网络操作系统”，了解全网资源信息，支持全网业务策略。在此基础上可灵活实现控制平面功能的可重构性，以及分组与光层的集成控制，能够很方便地扩展各种业务应用和网络运营功能。

集成化控制中心的实现方案可以分为控制中心全集中实现方案和多控制中心协作方案两种。前者是单控制中心对全网做集中式控制，后者是在多控制中心之间实现相互协作，通过控制协议在多控制中心之间进行资源调配。

单控制中心实现方案如图2所示。在这种实现模式下，全网的硬件控制、资源调度与业务解析完全由单控制中心完成，规则简单，能有效控制接口统一。但由于所有的控制功能均集成到了一个控制中心，会造成控制中心的负荷较重，特别是在大规模网络和复杂业务应用情况下会存在效率问题。此外单控制中心方案对网络的安全性存在极大的风险，一旦控制中心受到攻击，将造成整个网络瘫痪。

针对全集成化光网络控制架构存在的问题，基于控制中心集群的光网络控制架构即云控制中心，如图3所示，得到了发展。它将多个控制中心互连，通过扩展Openflow协议实现控制中心集群的统一控制，从而实现云控制的功能。在用户和交换设备看来，对于具体的控制中心位置并不知晓，其具体控制操作由控制中心完成。这样既可以通过多个控制中心的协作提高全网的控制效率，又可以实现全网控制的高可靠性保障。