（电磁场与微波技术专业论文）多业务驱动光网络中bod业务关键技术研究与实现.pdf

。蠢，+警辅0 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处， 本人签名：戋d 卜 本人承担一切相关责任。 同期：鲨丝：! ! 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 盘媳日期：2 2 也、z ：2 导师签名：丕墨色 r 期：兰! ! ：! ：! ! r 于 盘骨pl囊 北京邮电大学硕l 学位论文 多业务驱动光网络中b o d 业务关键技术研究与实现 摘要 当前光网络正经历着由传送网向业务网的转变，多业务驱动光网 络成为未来光网络的发展趋势。光网络中数据业务的突发性、多样性 和不可预测性等让业务提供模式面临着挑战，带宽按需分配b o d ( b a n d w i d t ho nd e m a n d ) 业务需求应运而生。自适应多业务光网络 a m s o n ( a d a p t i v e m u l t i s e r v i c eo p t i c a ln e t w o r k ) 通过增加业务平面 功能，丰富了a s o n 传送网体系架构。业务平面引入了新颖的业务 解析、处理和实现方式，为b o d 等富逻辑业务在多业务驱动光网络 中的实现提供了一类创新性的解决方案。 本论文在业务平面理论和体系框架基础上，围绕b o d 在业务平 面的分布式解决方案，深入研究了b o d 业务实现过程中的若干关键 技术，如业务功能模型设计、算法描述、业务流程设计、业务逻辑复 用等。同时，在项目组a m s o n 平台上对b o d 业务进行了实际开发 和部署实现，并进行了业务功能验证。试验结果表明，相对于a s o n 中基于管理平面和控制平面的b o d 实现方式，a m s o n 中基于业务 平面实现的b o d 业务在全网阻塞率上有明显改善。 论文的主要内容与贡献如下：修改和完善了业务平面理论模型， 使业务平面功能结构更加符合分布式和可扩性要求；分析了业务平面 节点间的交互关系，提出面向业务控制模块的协作模型，并在b o d 开发过程中进行了具体实现；设计并实现了业务平面b o d 业务的开 发部署方案，并在业务实现过程中归纳总结了可供其他业务形式复用 的业务逻辑，提高了业务平面业务开发的灵活性和效率；搭建 a m s o n 自适应多业务试验平台进行业务功能验证，平台的搭建为多 业务驱动光网络的理论研究和业务实现打下良好的基础。 关键词：自动交换光网络业务平面自适应多业务光网络带宽按需 分配业务 北京邮i u 人学顾l 学位论义摘受 l l 、4 ， o ，- 北京邮电火学硕l ：学位论文 a b s t r a c t r e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t i o no fk e y t e c h n o l o g i e so fb o di nm u l 月i s e r v i c e o l u e n t e do p t i c a ln e t w o r k a b s t r a c t r i g h tn o w ，o p t i c a ln e t w o r ki sc h a n g i n gf r o mt r a n s p o r tn e t w o r kt os e r v i c e n e t w o r k ，a n dm u l t i - s e r v i c e o r i e n t e dn e t w o r kb e c o m e st h et r e n do fo p t i c a ln e t w o r k s d a t ah a sb e e nt h ed o m i n a t i n gt r a f f i ci n o p t i c a ln e t w o r k b u r s t ，d i v e r s i t ya n d u n p r e d i c t a b i l i t yo fd a t ac h a l l e n g et h ew a yo fc a r r y i n gs e r v i c ei no p t i c a ln e t w o r k a sa r e s u l t ，b a n d w i d t ho nd e m a n ds e r v i c ei se m e r g e d a d a p t i v em u l t i s e r v i c eo p t i c a l n e t w o r k ( a m s o nf o rs h o r t ) ，w h i c hi n t r o d u c e sac r e a t i v es e r v i c ep l a n e ，h a sg r e a t l y e n r i c h e dc o n t e n to ft r a d i t i o n a la s o n s e r v i c ep l a n eb r i n g su paf r e s hw a yo fs e r v i c e p a r s i n ga n di m p l e m e n t a t i o n ，m a k i n gt h es c h e m eo fb o di m p l e m e n t a t i o nf l e x i b l ea n d t r e a t i v e o nt h eb a s i so fs e r v i c ep l a n et h e o r y ，t h i sp a p e rr e s e a r c hi m p l e m e n t a t i o ns c h e m e o fb o ds e r v i c ei ns e r v i c ep l a n e c o m b i n e dw i t ht h ef u n c t i o nm o d e lo fs e r v i c ep l a n e ， t h i sp a p e ri n t r o d u c e sk e yt e c h n o l o g i e so fb o ds e r v i c ei nd e t a i l ，s u c ha sd e s i g no f s e r v i c ef u n c t i o nm o d u l e s ，i m p l e m e n t a t i o na l g o r i t h m ，s e r v i c ep r o c e s s ，r e u s eo fs e r v i c e l o g i cm o d u l e sa n ds oo n b o ds e r v i c ei si m p l e m e n t e di na m s o nt e s tb e d ，a n dr e s u l t o ft h es e r v i c ei ss t u d i e di nt h i sp a p e r t h ei m p l e m e n t a t i o nr e s u l to fb o ds e r v i c ei n a m s o nm a k e si tc l e a rt h a tb o ds e r v i c ei ns e r v i c ep l a n e ，c o m p a r e dw i t ht r a d i t i o n a l w a y o fb o d r e a l i z a t i o n ，i m p r o v e st h ep e r f o r m a n c eo fo p t i c a ln e t w o r ka p p a r e n t l y s e v e r a la c h i e v e m e n t so ft h i sp a p e ra r ea sf o l l o w s ：s e r v i c ep l a n et h e o r yh a sb e e n m o d i f i e da n di m p r o v e d ，w h i c hm a k e ss e r v i c ep l a n em o r ef l e x i b l et ob ee x p a n d e da n d i m p l e m e n t e di nad i s t r i b u t e dw a y ；i n t e r a c t i o nf l o wa m o n gd i f f e r e n tm o d u l e sh a sb e e n s t u d i e d ，a n dc o o p e r a t i o nm o d eo fs e r v i c ec o n t r o le l e m e n t ( s e e ) h a sb e e nb r o u g h tu p a n dr e a l i z e di nb o ds e r v i c e ；i m p l e m e n t a t i o ns c h e m eo fb o ds e r v i c eh a sb e e n d e s i g n e d ，a n ds e v e r a ls e r v i c el o g i cm o d u l e st h a tc a nb er e u s e di no t h e rs e r v i c e sh a s b e e ni m p l e m e n t e d ；t e s tb e do fa m s o nh a sb e e nb u i l t ，a n dt h i st e s tb e dw i l lb ea g o o db a s i sf o rf u r t h e rr e s e a r c ho fm u l t i s e r v i c eo p t i c a ln e t w o r k s i i i 北京邮f 乜人学硕上学位论文a b s t r a c t k e yw o r d s ：a u t o m a t i cs w i t c h e do p t i c a ln e t w o r k ( a s o n ) s e r v i c ep l a n e a d a p t i v em u l t i s e r v i c eo p t i c a ln e t w o r k ( a m s o n ) b a n d w i d t h o nd e m a n d ( b o d ) i v l ， v 北京邮电人学硕上学位论文目录 目录 第一章绪论1 1 1 多业务驱动光网络l 1 1 1 自动交换光网络a s o n 1 1 1 2 自适应多业务光网络a m s o n 3 1 2 带宽按需分配b o d 业务5 1 - 2 1b o d 业务简介5 1 2 2a s o n 中b o d 业务的实现6 1 2 3a s o n 中b o d 业务实现分析8 1 3 多业务驱动光网络及b o d 业务研究现状9 1 4 论文主要内容和贡献1 0 第二章自适应多业务光网络业务平面框架1 2 2 1 业务平面的特性1 2 2 2 业务平面体系结构1 4 2 2 1 业务平面内部实体功能模型1 4 2 2 2 业务平面的分布式设计1 7 2 2 3 业务平面与其他平面的交互关系1 9 2 3 业务平面典型应用场景1 9 2 3 1 自适应业务接入。1 9 2 3 2 自适应业务丌发和分享2 1 2 4 本章小结2 2 第三章业务平面b o d 业务关键技术。2 3 3 1b o d 业务各功能模块设计2 3 3 1 1s d e 模块设计和模块流程2 4 3 1 2s a s c e 模块设计和模块流程2 6 3 1 3s p s c e 模块设计和模块流程2 7 3 2b o d 业务实现算法2 9 3 3b o d 业务整体实现流程设计3 1 3 4 面向多层多域网络的b o d 业务路由查询技术3 2 3 5b o d 业务逻辑单元s l b 重用性设计3 4 3 6 本章小结3 6 n 北京邮i 乜人学硕i ：学位论文目录 第四章a m s o n 平台b 0 1 ) 业务实现3 7 4 1 业务平面b o d 业务各模块实现3 7 4 1 1s d e 模块实现3 7 4 1 2s a s c e 模块实现4 1 4 1 3s p s c e 模块实现4 3 4 2b o d 业务各模块间接口实现4 5 4 2 1s d e 与s a s c e 接口4 5 4 2 2s a s c e 与s p s c e 接口一4 6 4 3b o d 业务各平面之间的接口实现4 7 4 3 1s p s c e 与控制平面代理消息格式。4 7 4 3 2 资源数据库与管理平面接口4 9 4 4b o d 业务基于a m s o n 平台的部署实现和结果分析5 0 4 5 本章小结5 2 第五章总结和展望5 3 参考文献5 4 附录：缩略语索引5 6 致谢5 7 发表论文5 8 v i ， o 北京邮电人学硕：i ：学位论文 第一章绪论 第一章绪论 随着互联网业务的爆炸式增长，数据分组业务成为传送网的主要服务对象。 现在光网络不仅承载固定话音业务，还要承载各种宽带业务、移动业务和多媒体 业务等各种新型业务形式，支撑如网格计算、文件下载、视频点播、存储区域网 等新应用。这些新应用都是具有复杂业务逻辑形式的新型业务，可以称之为富逻 辑业务。带宽按需分配b o d 业务作为富逻辑业务的一种，能够按照用户需求提供 动态带宽分配，因而能够有效地应对数据业务不可预测、高突发性等业务需求。 面对富逻辑业务所表现出的动态、突发、差异、多变的特点，现有光网络由于缺 少实时的业务供给能力，存在着业务接入方式单一、业务配置时间过长、带宽利 用率过低等问题，已难以满足要求。在这种背景下，传统意义的光网络很难适应 这种变化，从而对于多业务驱动光网络的需求应运而生。 本章将综述多业务驱动光网络和b o d 业务的关键技术，并引入业务驱动光网 络的一种应用方案一一自适应多业务光网络a m s o n ( a d a p t i v em u l t i s e r v i c e o p t i c a ln e t w o r k ) 。 1 1 多业务驱动光网络 光网络正由传送网向业务网转变，具有多业务驱动能力的光网络成为发展趋 势。a s o n 传送网络的出现对于光网络的业务发展有着重要影响，但由于其缺乏 面向业务的自适应解决方案，在复杂业务逻辑处理方面还存在很大的局限性。多 业务驱动光网络弥补了a s o n 传送网业务处理方面的不足，是一种新型的面向 业务的传送网架构。 1 1 1 自动交换光网络a s o n a s o n 卜1 0 l 根据其功能可以分为三个平面，分别是传送平面、控制平面和管 理平面，三大平面通过d c n ( d a t ac o m m u n i c a t i o nn e t w o r k ，数据通信网) 联系。 d c n 是负责实现控制信令消息和管理信息传送的信令网络，如图1 - 1 所示。 北京邮i u 人学顾i ：学位论文 第一章绪论 图卜1a s o n 体系结构 传送平面由一系列的传送实体组成，用来为不同的用户传递业务信息，此外 传送平面还可以传递部分控制信息和网络管理信息；管理平面用来对传送平面和 控制平面进行管理并对各平面的操作进行协调，管理平面可以对网元、网络进行 管理，也可以对业务进行管理；a s o n 在光传送网( o t n ) 的基础上增加了一个 新的控制平面，完成光传送网内光网络连接自动交换功能，以实现动态的光路由 和及时按需的带宽分配。它的优势集中表现在其组网应用的动态、灵活、高效和 智能方面。支持多粒度、多层次的智能，提供多样化、个性化的服务，是a s o n 最具特色的核心部分。它主要执行呼叫控制和连接控制的功能。a s o n 控制平面 的功能具有自动性，因此a s o n 又被称为智能光网络，这些智能包括自动发现功 能，路由功能和信令功能。另外，在连接出现故障的时候，控制平面能够进行快 速而有效的恢复。 面对互联网业务应用的急速发展，如何快速引入新业务并为其提供充分的支 撑，成为运营商们在数据业务时代获得竞争优势的核心。尽管a s o n 已经进行了 有益尝试，控制平面的引入实现了传送网连接的智能化。但a s o n 毕竟是一种以 连接提供为目标的网络，在复杂业务逻辑处理方面还存在很大的局限性。这种局 限性集中体现在以下方面： ( 1 ) a s o n 是一种面向连接( c o n n e c t i o n ) 的网络架构，没有给出面向业务 ( s e r v i c e ) 的整体解决方案。a s o n 以g m p l s 为基础，采用平面化手段对传送网 的功能主体进行分类，形成控制、管理和传送平面彼此交互的结构体系，解决了 以会话控制为基础的电路型连接的动态建立、维护与拆除问题。但该结构主要解 决面向连接提供的控管过程，没有给出面向业务提供的一致性方案。 ( 2 ) a s o n 着力实现交换连接的智能，在业务智能方面有所欠缺。目前的 a s o n 智能光网络控制对象仅为交换节点中的光丌关单元，随着光器件技术的发 2 北京邮电人学硕。i ：学位论文第一章绪论 展和成熟以及业务特性的多样化，对于不同业务特征应为其适配不同的传输协议 和资源以优化资源利用率并减小处理开销，这方面a s o n 需要进一步地改进。因 此目前的智能光网络难以满足个性、灵活、泛在、差异等多重业务取向的要求。 ( 3 ) a s o n 框架缺少业务扩展的功能。业务的改变将导致控制平面软件的 改变，使得业务相关的操作变得复杂而没有通用性。引入新业务往往意味着增加 底层新的网络设备，并会对网络规划和管理带来严重的影响。另外，a s o n 体现 的是一种业务实现和承载网络之间的紧耦合关系，这种关系也不符合未来业务提 供商和网络运营商分离的趋势。 综上所述，a s o n 只是实现了以交换为中心的“自动化”功能，具有更高要 求的业务“自适应 能力将成为下一代多业务驱动光网络发展的重要目标。通过 对a s o n 理论的发展，研究面向业务提供的新型自适应解决方案，将对提升未来 核心网的多业务驱动能力具有重要意义。 1 1 2 自适应多业务光网络a m s o n 光网络业务正呈现出增长快速、不可预测、动态多变、类型多样、需求差异 的特点，光网络从传送网到多业务驱动网络的角色转变已经是大势所趋。a s o n 体系结构主要解决面向连接提供的控管过程，没有给出面向业务提供的一致性方 案。因此目前的智能光网络难以满足个性、灵活、泛在、差异等多重业务取向的 要求。在这个业务和网络发展的环境下，对未来的传送网框架提出了新的要求， 总结如下三方面： ( 1 ) 传送网的转向，从面向连接到面向业务的光网络。面向业务的光网络 能够从技术上提供强大的扩展性，改变光网络业务提供、业务开发的方式；可以 使网络更加贴近用户，充分挖掘光网络的资源潜力，改变“光网络的功能是传输 的传统观念。 ( 2 ) 传送网的转轨，从连接交换智能走向业务提供的智能。着力于业务提 供智能的光网络能够自动分析业务的多样性需求，根据需求自动建立不同的光连 接；能够使得业务的提供更加灵活，对业务需求改变的响应更加快速；能够自动 适应未来可能出现的新业务，使得新业务的设计和开展更加容易。 ( 3 ) 传送网的转型，逐渐实现业务经营与网络运营的分离。实现业务交换 与业务控制相分离，使得业务生成独立于业务运行环境。业务交换与业务控制相 分离改变了由交换系统提供不同新增业务的传统方式，交换系统将只负责交换和 接入功能，不会为新业务的引入做任何改动。业务生成独立于智能光网络的业务 运行环境使得业务的提供不依赖于相关设备的供应商，独立的业务运行环境为业 务的快速提供奠定了基础。 3 北京邮l 【1 人学硕i ：学位论文第一章绪论 参照i t u t ( i n t e r n a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nu n i o n t e l e c o m m u n i c a t i o n s t a n d a r d i z a t i o ns e c t o r ) 在q 1 2 0 0 系列建议中提出的智能网概念模型1 1 1j ( i n t e l l i g e n t n e t w o r kc o n c e p tm o d e l ，i n c m ) ，我们在基于g 8 0 8 0 的a s o n 框架上增加了业 务平面( s e r v i c ep l a n e ) 及相应接口 1 2 j ，将智能光网络框架扩展为四个平面：传 送平面、控制平面、管理平面和业务平面，从而形成了自适应多业务光网络 a m s o n ，如图1 2 所示。 图卜2a m s o n 体系结构 在a m s o n 体系结构中，管理平面执行传送平面、控制平面和业务平面的 管理功能，从整体上协调平面之间的关系；传送平面负责用户数据以及一些控制、 管理信息的传送；控制平面通过信令网的支持，接收用户网络或者管理平面的要 求，控制传送平面进行自动的交叉连接；独立出的业务平面面向用户，实现业务 的引入和解析，以及业务的定制和重构。 如上图所示，业务平面中包括业务控制单元( s e r v i c ec o n t r o le l e m e n t ：s c e ) 和业务数据单元( s e r v i c ed a t ae l e m e n t ：s d e ) 等构件，其中s c e 单元又可以根 据实现功能的不同划分为业务分析模块( s e r v i c e a n a l y z e r ：s a s c e ) 和业务处理 模块( s e r v i c ep r o c e s s o r ：s p s c e ) 。s c e 是业务平面的核心，作为业务的核心处 理单元，它负责业务逻辑的解释执行，接收并处理与控制平面交互的操作，实现 业务数据库的访问，提供网络的管理与统计信息等。s d e 负责业务的展示、引 入和定制，实现业务数据库的功能。 为了适配业务平面的功能，控制平面中新增加了业务交换模块( s e r v i c e s w i t c h i n gm o d u l e ：s s m ) 。控制平面中的连接控制模块( c o n n e o i o nc o n t r o l m o d u l e ：c c m ) 主要负责对呼叫和连接的控制，s s m 负责业务的识别并通过s n i 4 北京邮i 乜大学硕1 二学位论文 第一章绪论 ( s e r v i c en e t w o r ki n t e r f a c e ：业务网络接口) 与s c e 中的业务逻辑交互操作。另 外，用户通过u s i ( u s e rs e r v i c ei n t e r f a c e ：用户业务接口) 与业务平面交互进行 业务定制和业务执行，管理平面也新增了x 接口与业务平面进行交互，实现全 网资源信息在各平面问的统筹规划和管理。 a m s o n 体系架构弥补了a s o n 传送网业务处理方面的不足，是一种新型的 面向业务的传送网架构。通过a m s o n 可以实现业务提供和处理的智能化，并 且业务平面的提出，实现了实现业务交换与业务控制相分离，使得业务生成独立 于业务运行环境，为未来富逻辑业务的应用提供了一个很好的平台。 1 2 带宽按需分配b o d 业务 随着光传送网技术的不断发展和应用，传送网正经历着从承载网络向业务网 络的演迸。带宽按需分配( b o d ) 业务【1 3 之o 】是最能体现传送网特点和优势的一种 业务，下面简要介绍当前a s o n 网络中b o d 业务的主要实现方式。 1 2 1b o d 业务简介 b o d 作为网络增值业务，主要是为了适应网络业务环境的变化而产生的。随 着当前网络业务环境逐渐由传统的语音业务向数据业务转变，数据业务的突发 性、多样性和不可预测性等特性让光网络的业务提供模式面临着挑战，动态带宽 调整的业务需求由此应运而生。b o d 服务提供者按照用户需求提供动态带宽分 配，因而能够有效地应对当前互联网数据业务不可预测、高突发性等业务需求。 b o d 业务的特点是按需提供电路带宽，因此可以根据电路的实际使用时间进 行计费。与传统专线业务的月租计费方式相比，具有成本和价格上的优势。下面 是b o d 业务的几种应用模式。 ( 1 ) 恢复备用电路：对于电路可靠性要求较高的用户，一般采用1 + 1 方式进 行保护。这种方式的缺点是成本高，备用电路利用率低。而采用b o d 业务作为恢 复备用电路的方式，工作电路正常时不需要建立恢复备用电路，只有当工作电路 发生故障时才动态建立恢复电路。因此可以降低业务提供成本，提高电路利用率。 ( 2 ) 额外带宽：适用于对电路带宽需求经常变化的客户，如大型w e b 网站 和数据中心( i d c ) 等。当发生重大新闻事件时，门户类网站的访问量将会剧增， 从而造成带宽需求的增加。采用b o d 业务可以实时满足用户的带宽需求。 ( 3 ) 数据备份：适用于银行和证券中心等需要每天或定期进行数据备份的 客户。平时，用户机房和数据备份中心之间没有业务流量，只有在进行数据备份 时才需要在短时间内提供一定的电路带宽。因此，采用b o d 业务可以很好地满足 这类用户的需求。 5 北京邮l 【i 人学顺i ：学位论义第一章绪论 b o d 业务可以很好的满足以上三种应用场景的带宽需要。在该业务具体实现 时，可以根据对服务类型的不同需要将b o d 业务分为以下3 种类型： ( 1 ) 定时预约b o d 业务：用户通过传真，w e b 和e m a i l 等方式提前预约所需 带宽，运营商按时提供业务。要求网管支持预约业务功能，维护人员及时将业务 需求单输入到网管系统，到时网管自动开通业务。这种b o d 业务类型的连接建立 为非实时方式，用户需要提前预约。 ( 2 ) 实时请求b o d 业务：用户通过运营商提供的网管系统w e b 界面或客户 端网管，实时请求带宽服务，包括连接的建立、修改和删除。需要采取相应的安 全措施保障运营商网管系统的安全性。 ( 3 ) 自动带宽调整b o d 业务：根据与用户签署的协议，网络侧设备自动监 测用户接口流量的变化，基于相应的控制策略，动态调整用户带宽。此类型适用 于以太网专线业务。 1 2 2a s o n 中b o d 业务的实现 在a s o n 中b o d 业务的实现需要三部分支持：业务发起、业务控制和业务实 施。在业务的发起阶段，业务接入功能由客户或客户代理实现，也可由网管发起， 主要实现b o d 业务建立请求和按需的b o d 业务调整请求的发起等功能。在b o d 业务控制阶段，基于a s o n 体系结构，主要由网络控制平面和管理平面参与实现， 主要包括对客户端b o d 业务相关请求的响应、对b o d 业务所需资源的预留和分 配、对当f i i i b o d 业务的管理、对底层b o d 业务实施的触发等功能。在b o d 业务 实施阶段，主要实现b o d 业务从无到有的实时提供以及b o d 业务按需的动态无 损带宽调整，包括b o d 业务传送平面物理资源的配置和调整，主要在管理或控 制平面b o d 业务控制功能的控制之下，由具有带宽调整功能的传送平面节点设 备实现。 根据b o d 带宽调整控制方式的不同，b o d 业务在a s o n 中的实现方式可以分 为两种，分别为基于管理平面的b o d 和基于控制平面的b o d 。 基于管理平面的b o d ，主要是应用在引入a s o n 技术之前，由m s t p 所搭建 的传输网络中，并且要求相应的m s t p 设备具有l c a s 协议功能。网管系统完成 业务连接建立过程后，通过下发相应的l c a s 指令来修改v c a t 中的连接数量， 从而修改以太网业务的带宽。这种修改耗时相对较长，并不是真正意义上的b o d 应用模式。 真正意义上的b o d 的应用模式主要基于a s o n 控制平面，特别是基于u n i 接 口功能来实现。由于基于控制平面的b o d 应用在实现方式上的差别，形成了3 种 不同的应用模式：基于s c 的b o d 、基于时间表的b o d 和基于呼叫的b o d 。 6 北京邮电人学硕，l 学位论文 第一章绪论 1 ) 基于s c 的b o d ：= ；= j 波为 呼；! i k - ，演备 i ：f ；= l 强7 图卜3 基于s c 的b o d 的实现方式 这种方式通过u n i 接口以及交换连接s c 的方式来实现端到端b o d 业务的自 动建立和删除，目前所有能够提供a s o n 设备的厂家都可以提供这样的业务。s c 的连接由网络边缘设备发起，通过网络侧的控制平面来完成连接建立。 该种方式其业务连接的建立是通过u n i 接口的呼叫建立过程来完成的，业务 连接的删除也是通过呼叫释放过程来实现，整个过程中没有连接带宽修改和呼叫 修改过程。相对来讲，该种b o d 实现方式比较简单，也是目前最为成熟的b o d 处 理方式。 2 ) 基于时间表的b o d 图l 一4 基于时间表的b o d 该种b o d 业务针对客户业务流量而量身定做，实现i j i 提是客户对其业务流量 有比较高的预测准确度。客户和业务提供商根据自身需求共同制定一个带宽调整 时间表，如带宽在不同时间的不同变化，使网络侧业务连接带宽根据需要进行实 时的变化调整。 在该种b o d 业务实现方式中，业务连接的建立是通过u n i 接口的呼叫建立过 程来完成的，并且在固定的时问段进行业务带宽修改，修改完成之后由网管系统 7 北京邮电人学硕i ：学位论文第一章绪论 进行记录。这种实现方式的一个特点是进行了带宽调整时间表的管理。当时间表 被配置到网管系统中后，网管系统根据时问表自动发起网络业务呼叫修改过程， 包括连接带宽的修改，连接的定时建立和拆除。 3 1 基于呼叫修改的动态带宽调整 拘b o d 辨缓 图i - 5 基于动态带宽调整的b o d 该种方式的b o d 实现能够根据网络业务流量实时改变所需带宽，即在业务流 量增加时，动态增加网络侧业务带宽；在业务流量减少时，则实时减少网络侧业 务带宽。这种业务实现方式需要客户侧或者网络侧设备具有流量检测功能，根据 目前的实际情况，更多的是要求在客户侧设备上提供流量检测功能，客户设备根 据流量检测的结果，通过u n i c 接口发起呼叫修改请求，结合网络侧设备的l c a s 功能共同完成网络业务连接带宽的修改。 1 2 3a s o n 中b o d 业务实现分析 上述在a s o n 中的b o d 实现现在基本上还只是停留在理论研究和试验阶段， 并没有大规模商用设备投入使用。对于b o d 业务在传送网络中的实现，现在由于 标准不完善，大部分厂家不支持此业务。b o d 业务作为能够体现光传送网络特性 的业务，具有很好的应用场景，现在没有投入应用，究其原因在于a s o n 中b o d 业务实现具有相当的复杂性，业务在a s o n 中的实现面临的困难可以总结如下： ( 1 ) 业务的引入和定制困难。从上述b o d 在a s o n 中的实现中可以看到， 基于管理平面的b o d 引入和定制需要管理平面的支持，而基于控制平面的b o d 业 务引入和定制需要控制平面u n i 的支持，同时需要u n i 用户侧和网络侧的配合才 能实现。一方面，b o d 业务具有复杂的业务逻辑，面对这种富逻辑业务，无论管 理平面还是控制平面u n i ，都不能很好的实现该种富逻辑业务的定制和解析；另 一方面，管理平面和控制平面作为网络架构的一个平面存在，按照网络分层结构 的思想，其功能应该相互独立，并尽可能简洁，b o d 业务在a s o n 中的实现恰恰 违背了平面独立和功能简洁的思想。 8 北京邮电大学硕j 二学位论文 第一章绪论 ( 2 ) 业务实现配套系统丌发困难。任何一个业务的实际应用都需要配套系 统的支持，如业务鉴权、策略管理、计费等等。a s o n 中b o d 业务的实现在相应 配套系统的开发实现困难，这也是多数厂家设备并不能完全支持该业务的主要原 因。复杂的b o d 业务在a s o n 中的实现主要通过控制平面的调度，而计费等配套 系统需要全网资源信息和接入业务信息，这两方面的实现是一对矛盾。 ( 3 ) 不支持多业务融合。b o d 业务作为最能体现a s o n 传送网络特性的新 型业务，其满足了客户对于带宽动态调整的业务要求。未来该业务的具体实现中 肯定会与其他业务互相融合，女n s l a 业务，二者融合可以提供不同服务等级的带 宽分配业务，更贴近客户的实际需要，提高网络资源利用效率。a s o n 中的b o d 实现显然不能满足多业务融合的需要，因为业务属性的改变在a s o n 上述实现方 式中往往意味着接入设备和底层承载设备的更换，以及控制平面信令的改变。 综上，在a s o n 中b o d 业务的实现面临这诸多困难，在实际应用中的设备支 持也远远不够完善。所以需要探讨一种新颖的b o d 业务在传送网络中的实现方 式。通过a m s o n 平台的研究，上述a s o n 中业务实现面临的许多问题都可以迎 刃而解，并其a m s o n 给b o d 业务的实现提供一个很好的平台。 1 3 多业务驱动光网络及b o d 业务研究现状 2 0 0 4 年，意大利教育与大学部实施“面向可扩展虚拟组织的高性能网格计 算使能平台 项目，提出利用面向业务的自动交换传送网作为支持全球网格计算 的传送框架1 1 2 】【2 1 1 1 2 7 1 。该传送网根据u t 的智能网络概念模型在普通的自动交 换传送网上加了一个平面，命名为业务面。此结构主要基于网格计算应用。项目 引入了面向业务的光网络试验床，以此来评估建议的网络构架。 2 0 0 4 年，y ul o n g 等提出了一种利用自适应网格业务流模型以及自适应框架 来提供自适应网格业务流的管理f 2 2 1 。以往传统的工作流是静态的，且不可以使 用在网格中可用的动态信息，而此框架是基于自适应网格业务流模型的，并且由 事件触发规则技术支持。 2 0 0 5 年，中兴公司提出构建自适应光传送网的想法1 2 3 1 ，将未来智能光网络 的主要特征归结为连接智能、业务智能、传输自适应等方面。探索安全高效的传 送网建网模式和可持续发展模式，以应对业务的快速生成和降低成本，助力电信 运营商打破现有网络瓶颈，实现网络转型。 2 0 0 6 年，l u y i n gz h o u 等提出了w d m 光网络中的分布式存储业务应用1 2 钔， 它联合了数据传送协议和光网络控制，通过使用动态连接建立和备用保护属性以 提供数据密集型存储业务应用。 9 北京邮i u 人学硕i ：学位论文第一章绪论 2 0 0 6 年，华为公司提出“弹性传送网”的概念i z 5 j ，旨在改变现有的刚性网 络模式，建设一个面向未来全业务运营的弹性化传送网络。它以高可靠性为基础， 具备快速响应、快速覆盖、快速扩容、快速优化等四大特点。 2 0 0 6 年3 月，j o em a m b r e t t i 等提出了一种光动态智能网业务的试验体系【2 副。 它允许需要自适应调整的动态业务使用和控制核心网络资源，并且将信令需求与 可调整的网络资源结合以支持固定以及灵活的通信。 在b o d 业务的实现上，国际a s o n 标准化组织o i f ( 光互连论坛) 在u n l l 0 规范中定义了实现s c 连接的信令流程【r 7 1 ，可以据此通过交换式连接s c 的方式 实现b o d 业务，目前该实现方式已经比较成熟。 o i f 对动态带宽修改的b o d 实现方式进行了分类，包括有损和无损两类。 其中有损方式分为先建后拆和先拆后建两种，而无损方式则需要传送平面的支 持，与l c a s 结合完成。由于无损调整方式调整速度快，且对原有业务影响小等 方面具有优势，因而o i f 在u n l 2 o 中规范了非破坏性带宽修改功能以适应动态 b o d 的需求。在2 0 0 7 年e c o c 欧洲光通信展览会及研讨会上，o i f 在全球a s o n 互联互通演示中演示了此功制1 ”。 对于动态带宽修改b o d 业务，由于标准尚不完善，具体实现过程中需要路 由器支持等，目前只有少数厂家( 如西门子) 支持部分功能，在策略管理和计费 上还需完善，所以至今大多数厂家不支持此业务。 1 4 论文主要内容和贡献 业务平面的提出丰富了传送网体系架构，明确了传送网各平面功能，将传统 的传送网架构增加为四层a m s o n 架构。业务平面引入了新颖的业务解析、处 理和实现方式，为b o d 业务在光网络中的实现提供了一个创新性的解决方案。 本论文在业务平面的理论和框架基础上，结合业务平面的开放性、融合性和分布 性，深入分析研究了b o d 在业务平面的关键技术。 论文在接下来的章节中对a m s o n 业务平面的架构进行描述，重点介绍业 务平面的实体功能模型以及业务平面的典型特性：然后对业务平面b o d 业务实 现方案和若干关键技术进行详细介绍，包括业务各组成实体模块功能设计，接口 设计和模块见交互关系设计，b o d 业务的实现算法介绍，业务实现流程，以及 业务逻辑模块的复用技术等；论文还将对b o d 业务在a m s o n 平台上的具体实 现进行了详细介绍，包括各功能模块的具体程序设计和程序流程，业务模块间接 口信息和消息格式，业务平面和各平面间的接口设计；论文最后对b o d 业务在 a m s o n 平台上的部署实现结果进行了分析，对b o d 在业务平面的实现方案进 行评估。 1 0 北京邮电人学硕上学位论文 第一章绪论 在国家8 6 3 项目“多业务驱动传送网的自适应功能技术研究 的支持下，本 论文对业务平面b o d 等业务的丌发、部署、实现方案进行了深入研究。经过不 懈努力，论文主要贡献如下： ( 1 ) 研究了面向业务的下一代光网络体系架构a m s o n ，在此基础上对业 务平面的理论模型进行了完善和修改。完善业务平面内部实体模块业务数据单元 s d e 和业务解析单元s c e 划分，修改部分功能结构，使业务平面理论架构更加 清晰，更加符合分布式和扩展性要求；完善业务平面模块间的交互关系，提出 s c e 之间的协作模型，并在b o d 业务开发中实现了s c e 模块之问的协作交互。 ( 2 ) 设计并实现了业务平面b o d 业务的开发部署方案。在业务平面的理论 和框架基础上，结合业务平面的开放性、融合性和分布性，深入分析研究了b o d 业务在业务平面的分布式解决方案。论文设计了b o d 业务在业务平面的实现算 法和整体业务实现流程，并对b o d 业务实现过程中的路由计算、业务逻辑复用 等关键技术进行了分析设计。论文在b o d 实现过程中归纳