可重构柔性网络体系

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1、2015/12/17 1 可重构柔性网络体系 国家数字交换系统工程技术研究中心 兰巨龙 2015年12月 南京 提纲 第第2页页 1 可重构柔性网络的提出 2 可重构柔性网络体系架构 3 可重构柔性网络的实现考虑 网络承载的业务及应用 第第3页页 发送邮件 观看视频 上传视频 互动访问 上传图片 更新博客 Reference http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ length-of-feature-films/ 总信息量相当于 国家图书馆所有 图书搬移约4375次 人们面临的现实网络却不容乐观 第第4页页 光缆传输带宽平均利用率约1/

2、2 当前光缆平均约128芯，但平均利用率仅为1/7 单芯传输容量已实现12.8Tbit/s （160*80Gbit/s），但平均利用率仅为1/4 单波长传输速率160G，但受端口处理速率(40G)限制，平均利用率仅为1/4 节点端口处理能力利用率约1/3 峰值负荷强度约0.8 平均负荷强度约0.3 网络效能低！ Reference： http:/www.chinaegov.org/sofpro/cms/previewjspfile/ChinaEgovForum/cms_l.jsp?requestCode=19121&CategoryID=257 http:/ http:/ 问题分析 第第5页页

3、 从网络设计的初衷来看 -电信网、广播电视网和互联网都是基于确定的业务模型来设计的 从网络发展的过程来看 -电信网、广播电视网业务模型保持相对固定和不变 -互联网业务模型呈现“百花齐放，百家争鸣” 基于确定的数据通信业务模型设计的网络无法有效满足多样时变的不确定性的业务需求 怎么办？-变形金刚的启迪 第第6页页 固化 可重构 2015/12/17 2 可重构思想的来源 第第7页页 基本的物理法则 结构决定功能 结构决定性能 结构决定效能 可重构柔性网络的提出 第第8页页 业务特性 服务需求 平均带宽 峰值带宽 突发度 网络 资源 效能/节能 服务质量 存储/计算/传输 用可重构柔性网络实现业务

4、特性、网络资源和服务质量三元素之间的最佳拟合 千变万化 千差万别 总是有限 提纲 第第9页页 1 可重构柔性网络的提出 2 可重构柔性网络体系结构 3 可重构柔性网络的实现考虑 可重构柔性网络的概念 第第10页页 基本概念 可重构柔性网络是一种旨在通过网络结构的自组织、功能的自调节和业务的自适配，来最大程度地弥合网络能力与业务需求之间时变鸿沟的新型网络体系。 可重构管理平台 max , = () = () 资源描述 资源拟合 资源均衡组织、调节与适配 服务需求 = () 资源分配 网络反馈 请求拒绝 = 可重构柔性网络的核心特征 第第11页页 内在结构的时变性 构造并保持能够跟随业务特征变化的

5、时变网络结构，由时变的结构提供时变的服务能力，最终实现网络服务对应用要求和特征的动态适配。 时间 带宽 服务提供S(t) 用户需求O(t) 时延 时间 服务空间(以三维为例) 可重构柔性网络内涵 第第12页页 多态传输模式 基于元能力的网络体系 自适应重构机制 内在安全模型 网络元能力理论 可重构可扩展的基础网络体系结构 “可重构多态网络层”，宏电路和多态寻址路由机 制，增强网络基础传送能力。 基于元能力的资源虚拟、能力组合、逻辑承载与控制等机 制，完整的基础网络重构机理和结构 可重构柔性网络的安全可信模型，具有多级强度的安全基片结 构及安全管控机制 2015/12/17 3 可重构柔性网络功

6、能参考模型 第第13页页 重构决策 实时资源认知 多维状态感知 管 理 面管理面 多态与路寻 址由 服务承载网 络 安全基片 控 制 面数据面 数 据 面分组传递 宏电路 可重构路由器 服务路径 可重构路由器 元能力组合 可重构多态网络层可重构多态网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层资源虚拟切面资源虚拟切面网络重构切面网络重构切面服务承载切面服务承载切面配配 置置故故 障障性性 能能安安 全全计计 费费认知认知可重构柔性网络工作原理 第第14页页 信息 融合 认知计算 协同 计算 自适应承载 认知 策略库 LN2 LN1 服务承载网 元能力 元服务 策略 策略 用户需求 业务感知

7、 资源感知 可重构柔性网络与传统网络 第第15页页 针对特定网络，面向节点 服务承载网1 全局资源视图 分级分层管理 传统网络资源管理 细粒度资源管理 针对多样且多变的业务需求， 面向资源 构件构件 视图视图2 2 节点资源 代理 服务承载网2 资源视图 提纲 第第16页页 1 可重构柔性网络的提出 2 可重构柔性网络体系架构 3 可重构柔性网络的实现考虑 实现可重构柔性网络面临的四大问题 第第17页页 数据平面如何传输？ 如何为多样时变的业务提供传输服务？ 控制平面如何控制？ 如何控制建立域内与域间路径？ 管理平面如何管理？ 如何设置合理的管理架构？ 如何支持重构？ 重构的形态？ 节点和网络

8、如何重构？ 域内如何传输？ 第第18页页 思想：为不同通信主体建立满足其特性的不同路由模式，不同路由模式又可根据服务性能不同分为不同状态的路由方式。 满足数据通信模式的传输路径 满足电话通信模式的传输路径 可重构柔性网络通过多态路由的方式能够支持多种不同通信主体的网络体系结构，实现网络的兼容与演进。 2015/12/17 4 域间如何传输？ 第第19页页 思想：为一组具有共同传输路径的同类业务流动态建立为其提供数据传输的自适应型虚电路，即宏电路。 域1 域2 域3 针对不同业务类建立的宏电路 原理：域间有限的连接关系和业务流在域间传输的汇聚特性。宏电路为网络提供了有服务质量保障的可靠数据传输服

9、务，是满足多样化业务传输的有效工具。 基于多样化传输提供定制化服务 第第20页页 BFD服务SAV服务服务2 服务3服务1数据服务语音服务视频服务可重构柔性网络 即时服务网 个服务网 公共服务网 思想：根据网络服务能力以及用户需求和业务特性为业务构建专用逻辑网络，即服务承载网。 服务承载网具备面向一类业务的特殊性，能动态调整和伸缩，具有高度灵活的服务能力。 如何控制？ 第第21页页 可重构柔性网络通过域内多态路由或宏电路、域间宏电路的方式实现全网路径的建立，最终实现全网分布式协同控制。 域内通过扩展OSPF、内容路 由等协议实现多态路由 域间通过扩展分段路由等协议 实现宏电路 根据业务特性在域

10、内控制建立满足其需求的多态路由或宏电路，域间根据业务汇聚特性控制建立宏电路，实现业务特性全生命周期的保证。 如何管理？ 第第22页页 分布式统一管理平台本地管理服务器域间路由器路由器分层划域的云化管理架构既能保证网络管理控制的灵活性 又能实现局部范围最优，全网范围近似最优。 局部 范围 资源 集中 管理 通告信息保证全局通路和优化 如何重构？ 第第23页页 动态加载 动态编排 P( x1, x2, , xn )P( y1, y2, , yn ) F( x )G( y ) 重构的两种形态：动态加载和动态编排 如何重构？ 第第24页页 需求 路由 传输 传统网络 静态模式静态模式 可重构网络 动态模式动态模式 需求 路由 传输 重构 公用协议栈公用协议栈 专用协议栈专用协议栈 节点级重构 2015/12/17 5 如何重构？ 第第25页页 分布式统一管理平台 统一管理平台 网络资源与 状态监控 重构决策 服务承载网重构 0101 10101 10101 0101 0101 链链 路路 节节 点点 链链 路路 节节 点点 链链 路路 节节 点点 网络级重构 汇报完毕 请各位专家批评指正！