CN102904837A - 一种基于虚拟业务平面的区分业务生存性方法 - Google Patents

Abstract

一种基于虚拟业务平面的区分业务生存性方法，首先根据业务分类方法将业务分为6类；其次，根据各类业务对网络的QoS请求和拓扑需求，在物理网络上建立逻辑网络，构建虚拟业务平面；再次，根据业务类型在构建的虚拟业务平面上预留资源，实例化虚拟业务平面；再在虚拟业务平面上根据业务流为每个业务分配资源，实现虚拟业务平面上的资源动态调整；最后，根据不同业务的生存性需求，在虚拟业务平面上设计不同的生存性策略，为不同业务提供生存性保障。所提基于虚拟业务平面的区分业务生存性方法不仅能够满足不同业务的QoS请求，满足不同业务对网络拓扑的需求，满足不同业务的生存性需求，还能提高网络的资源利用率，进一步提高网络对不同业务的生存性保证。

Description

一种基于虚拟业务平面的区分业务生存性方法

技术领域：

本发明属于计算机网络领域，主要解决IP网络中不同业务的生存性问题，具体涉及一种针对具有不同QoS要求和拓扑需求的业务提供区分业务的生存性方法。 

背景技术：

随着IP网络的发展，IP网络中不断涌现出一些新业务，这些新业务具有不同的QoS请求，但是现有IP网络只能提供尽力而为的服务，不能保证业务的QoS请求；且流媒体等业务的出现，对网络拓扑也有特殊的要求，但是当前网络的拓扑固定，不能满足不同业务对拓扑的不同需求，即现有IP网络不能满足不同业务的QoS请求和对网络拓扑的需求。 

IP网络是分布式网络，以hop by hop方式为业务计算路由、分配资源，不能保证业务的QoS属性，因此，斯坦福大学提出OpenFlow项目，在网络中提供集中控制服务器，在了解全网拓扑的条件下为业务计算路由、分配资源，但是该项目的节点处理能力有限，不能扩展到大规模的网络中，即现有IP网络不能了解全网拓扑，即使OpenFlow技术了解全网拓扑，也不能支持大规模网络。 

IP网络中不同业务对网络生存性有不同的需求，不同生存性策略具有不同的属性，如能够满足较高生存性需求的生存性策略需要消耗较多的网络资源，同时，IP网络不能区分业务设计不同的生存性策略，不能满足不同业务的生存性需求，不能提高网络的资源利用率，即现有IP网络不能提供区分业务的生存性策略。 

综上所述，为了提高网络的资源利用率，满足不同业务的QoS请求和对网络拓扑的不同需求，设计不同的生存性策略提供区分业务的生存性保证，本发明提出一种基于虚拟业务平面的区分业务生存性方法。该方法在IP网络中设置分布式集中控制服务器集群，将业务分为6类，在了解全网拓扑的基础上，基于不同业务种类建立不同的逻辑网络，构建相应的虚拟业务平面，不同的虚拟业务平面能够满足业务的QoS请求和业务对网络拓扑的需求，再为虚拟业务平面分配资源实例化虚拟业务平面，在实例化后的虚拟业务平面上基于业务流为业务动态分配资源，并设计不同的生存性策略，保证不同业务的生存性需求。 

发明内容：

本发明为了解决上述问题，提出一种基于虚拟业务平面的区分业务生存性方法，该发明的具体内容如下： 

首先，本发明提出一种业务分类方法，针对ITU-T定义的业务，根据这些业务的QoS 需求，对业务分类。考虑到业务对时延的要求分别为毫秒级、秒级、无任何要求三个等级，对丢包率的要求分为允许一定的丢包和不允许任何丢包两个类别，秒级时延要求又可以进一步分为大于10秒和小于10秒两个等级，将业务分为6类。第一类为时延要求毫秒级、允许一定丢包率的业务；第二类为时延要求毫秒级、不允许任何丢包率的业务；第三类为时延小于10秒的毫秒级、不允许任何丢包率的业务；第四类为时延小于10秒的毫秒级、允许一定丢包率的业务；第五类为要求大于10秒的秒级时延的业务；第六类是对QoS没有任何要求的业务； 

其次，本发明提出一种分布式集中控制架构，具体的，就是在IP网络中配置分布式集中控制服务器集群，分布式集中控制服务器集群在网络的不同位置设置集中控制服务器，集中控制服务器之间相互连接，相互共享数据，提供集中控制和管理功能。 

再次，本发明提出基于虚拟业务平面的区分业务生存性架构，基于虚拟业务平面的区分业务生存性流程，具体内容如下： 

[101]基于虚拟业务平面的区分业务生存性架构建立在分布式集中控制服务器集群和物理IP网络上，通过分布式集中控制器集群实现对网络的集中控制和管理； 

[102]分布式集中控制服务器集群根据不同业务得QoS请求和对网络拓扑的需求，在IP物理网络上建立逻辑网络，构建虚拟业务平面。所构建的虚拟业务平面不仅满足不同业务的QoS属性，还满足不同业务对网络拓扑的需求； 

[103]在分布式集中控制服务器集群的控制和管理下，基于业务类别为虚拟业务平面分配资源，实例化虚拟业务平面； 

[104]在虚拟业务平面上基于流为不同类型业务计算路径，分配资源，在保证业务的QoS前提下，优化网络资源； 

[105]在虚拟业务平面上根据不同业务的生存性需求，设计生存性策略，包括自愈机制、故障自诊断与定位机制、动态资源分配策略等； 

最后，本发明提出的基于虚拟业务平面的区分业务生存性方法应用网络虚拟化方法，实现虚拟业务平面的构建，在分布式集中控制器集群的控制和管理下，实现区分业务的生存性方法。 

本发明的有益效果是：针对不同业务类型设计生存性策略，保证各类业务对QoS的要求；同时，当网络中发生故障后，能够快速恢复受故障影响业务，使受故障影响业务处于用户可接受水平。通过对不同业务应用不同的生存性策略，在保证业务对QoS和生存性需 求的条件下，提高网络的资源利用率。 

附图说明：

图1为分布式集中控制器集群在网络中的部署形式； 

图2为基于虚拟业务评面的区分业务生存性架构； 

图3为基于虚拟业务平面的区分业务生存性方法的流程图； 

图4为基于分布式集中控制器集群的虚拟业务平面的构建示意图。 

具体实施方式：

为了使本发明所提基于虚拟业务平面的区分业务生存性方法更明了，下面结合具体实施例对本发明做进一步阐述。 

本发明首先对业务进行了分类： 

当交互式语音和视频电话业务到达网络时，根据本发明所提的业务分类方法，将这些业务分为第一类业务，由于第一类业务对网络的时延要求为毫秒级，能够容忍一定的丢包率，在本发明所提基于虚拟业务平面的区分业务生存性架构中应用分布式集中控制器集群，在了解物理IP网络拓扑的基础上，选择时延最小的链路和节点处理能力最强的节点建立网状网络拓扑，构建虚拟业务平面，并为该虚拟业务平面预留资源，保证第一类业务的QoS请求。同时，考虑到该类型业务对时延的要求较高，在为第一类业务构建的虚拟业务平面上设计面向业务的故障自诊断与定位机制，设置最小的容忍参数，最小化故障诊断与定位时间，再应用网状网保护倒换机制，提供较短的保护倒换时间，为该类型业务提供生存性保证。 

当Telnet、命令/控制信令、交互游戏业务到达网络时，根据本发明所提的业务分类方法，将这些业务分为第二类业务，由于第二类业务对网络的时延要求为毫秒级，并且不能容忍网络中有任何丢包，因此，在本发明所提基于虚拟业务平面的区分业务生存性架构中应用分布式集中控制器集群，在了解物理IP网络拓扑的基础上，选择时延最小的链路和节点处理能力最强的节点建立环状网络拓扑，构建虚拟业务平面，并为该虚拟业务平面预留资源，保证第二类业务的QoS请求。同时，根据第二类业务对QoS的需求，在为第二类业务构建的虚拟业务平面上设计面向业务的故障自诊断与定位机制，设置最小的容忍参数，最小化故障诊断与定位时间，再应用环状网保护倒换机制，提供较短的保护倒换时 间，以及满足丢包率为0的要求，为该类型业务提供生存性保证。 

当高优先级的事务处理业务，如电子商务、ATM业务和接入服务器端的E-mail业务到达网络时，根据本发明所提的业务分类方法，将这些业务分为第三类业务，由于第三类业务对网络的时延要求为小于10秒的秒级，并且不能容忍网络中有任何丢包，因此，在本发明所提基于虚拟业务平面的区分业务生存性架构中应用分布式集中控制器集群，在了解物理IP网络拓扑的基础上，选择时延较小的链路和节点处理能力较强的节点建立环状网络拓扑，构建虚拟业务平面，并为该虚拟业务平面预留资源，保证第三类业务的QoS请求。同时，根据第三类业务对QoS的需求，在为第三类业务构建的虚拟业务平面上设计面向业务的故障自诊断与定位机制，设置较小的容忍参数，减少故障诊断与定位时间，再应用环状网恢复机制，在满足业务时延的基础上，满足丢包率为0的要求，为该类型业务提供生存性保证。 

当语音信息、高质量流音频、单向视频点播业务到达网络时，根据本发明所提的业务分类方法，将这些业务分为第四类业务，由于第四类业务对网络的时延要求为小于10秒的秒级，并且能够容忍网络出现一定的丢包率，因此，在本发明所提基于虚拟业务平面的区分业务生存性架构中应用分布式集中控制器集群，在了解物理IP网络拓扑的基础上，选择时延一般的链路和节点处理能力较强的节点建立网状网络拓扑，构建虚拟业务平面，并为该虚拟业务平面预留资源，保证第四类业务的QoS请求。同时，根据第四类业务对QoS的需求，在为第四类业务构建的虚拟业务平面上设计面向业务的故障自诊断与定位机制，设置较小的容忍参数，减少故障诊断与定位时间，再应用网状网恢复机制，满足业务对时延和丢包率的要求，为该类型业务提供生存性保证。 

当大容量数据传输、静态图像传输、服务器之间的E-mail数据传输、传真、低优先级事务等业务到达网络时，根据本发明所提的业务分类方法，将这些业务分为第五类业务，由于第五类业务对网络的时延要求为大于10秒的秒级，并且能够容忍网络的丢包率较小，因此，在本发明所提基于虚拟业务平面的区分业务生存性架构中应用分布式集中控制器集群，在了解物理IP网络拓扑的基础上，选择时延一般的链路和节点处理能力一般的节点建立网状网络拓扑，构建虚拟业务平面，并为该虚拟业务平面预留资源，保证第五类业务的QoS请求。同时，根据第五类业务对QoS的需求，在为第五类业务构建的虚拟业务平面上设计面向业务的故障自诊断与定位机制，设置较小的容忍参数，减少故障诊断与定位时间，再应用网状网恢复机制，满足业务对时延和丢包率的要求，为该类型业务提供生存性保证。 

当Usenet业务到达网络时，根据本发明所提的业务分类方法，将这些业务分为第六类业务，由于第六类业务没有QoS要求，因此在IP网路中提供尽力而为的服务。 

至此，基于虚拟业务平面的区分业务生存性方法将ITU-T定义的业务分为六类，如表1所示。针对不同的业务类别构建虚拟业务平面，保证业务的QoS请求和对网络拓扑的要求，为虚拟业务平面分配资源，实例化虚拟业务平面，并在构建成功的虚拟业务平面上设计区分业务的故障自诊断与定位机制、不同的自愈机制，基于流为业务计算路由、分配资源，为不同业务提供生存性保证，实现区分业务的生存性方法。 

表1 基于ITU-T定义业务的业务分类 

其次，本发明提出一种分布式集中控制架构，具体的，就是在IP网络中配置分布式集中控制服务器集群，分布式集中控制服务器集群在网络的不同位置设置集中控制服务器，集中控制服务器之间相互连接，相互共享数据，提供集中控制和管理功能，如图1所示。 

再次，本发明提出基于虚拟业务平面的区分业务生存性架构，如图2所示，基于虚拟业务平面的区分业务生存性流程如图3所示，具体内容如下： 

[101]基于虚拟业务平面的区分业务生存性架构建立在分布式集中控制服务器集群和物理IP网络上，通过分布式集中控制器集群实现对网络的集中控制和管理； 

[102]分布式集中控制服务器集群根据不同业务得QoS请求和对网络拓扑的需求，在IP物理网络上建立逻辑网络，构建虚拟业务平面。所构建的虚拟业务平面不仅满足不同业务的QoS属性，还满足不同业务对网络拓扑的需求； 

[103]在分布式集中控制服务器集群的控制和管理下，基于业务类别为虚拟业务平面分配资源，实例化虚拟业务平面； 

[104]在虚拟业务平面上基于流为不同类型业务计算路径，分配资源，在保证业务的QoS前提下，优化网络资源； 

[105]在虚拟业务平面上根据不同业务的生存性需求，设计生存性策略，包括自愈机制、故障自诊断与定位机制、动态资源分配策略等； 

最后，本发明提出的基于虚拟业务平面的区分业务生存性方法应用网络虚拟化方法，实现虚拟业务平面的构建，在分布式集中控制器集群的控制和管理下，实现区分业务的生存性方法。 

Claims (3)

1.一种基于虚拟业务平面的区分业务生存性方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)业务分类：针对ITU-T定义的业务，根据这些业务的QoS需求，对业务分类；

2)建立分布式集中控制架构：

在IP网络中配置分布式集中控制服务器集群，分布式集中控制服务器集群在网络的不同位置设置集中控制服务器，集中控制服务器之间相互连接，相互共享数据，提供集中控制和管理功能；

3)建立基于虚拟业务平面的区分业务生存性架构，具体为：

[101]基于虚拟业务平面的区分业务生存性架构建立在分布式集中控制服务器集群和物理IP网络上，通过分布式集中控制器集群实现对网络的集中控制和管理；

[102]分布式集中控制服务器集群根据不同业务得QoS请求和对网络拓扑的需求，在IP物理网络上建立逻辑网络，构建虚拟业务平面；

[103]在分布式集中控制服务器集群的控制和管理下，基于业务类别为虚拟业务平面分配资源；

[104]在虚拟业务平面上基于流为不同类型业务计算路径，分配资源；

[105]在虚拟业务平面上根据不同业务的生存性需求，设计生存性策略。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中：根据业务对时延的要求分别为毫秒级、秒级、无任何要求三个等级，对丢包率的要求分为允许一定的丢包和不允许任何丢包两个类别，秒级时延要求又可以进一步分为大于10秒和小于10秒两个等级，将业务分为6类：第一类为时延要求毫秒级、允许一定丢包率的业务；第二类为时延要求毫秒级、不允许任何丢包率的业务；第三类为时延小于10秒的毫秒级、不允许任何丢包率的业务；第四类为时延小于10秒的毫秒级、允许一定丢包率的业务；第五类为要求大于10秒的秒级时延的业务；第六类是对QoS没有任何要求的业务。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤[105]中，生存性策略包括括自愈机制、故障自诊断与定位机制和动态资源分配策略。

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