[发明专利]基于路径计算和控制元件的软件定义的网络系统以及方法

说明书

技术领域

通常，本公开的技术领域涉及网络系统以及方法，更具体地，涉及基于路径计算和控制的软件定义的网络系统和方法。

背景技术

目前在光学或面向连接的网络中，自动连接控制是与全面分布式控制一同进行操作，其中连接请求是从源节点制成，由客户端请求（交换连接（SC））或者由管理系统（软永久连接（SPC））触发。客户端请求可以利用如已被定义在互联网工程工作组（IETF）或在光学互联论坛（OIF）中的标准化的用户网络接口协议，而管理系统接口通常高度依赖于设备，并且作为管理接口需要被定制以管理每个装置的唯一特征集。

例如，在RFC4655“基于路径计算元件（PCE）的构架”（2006年8月）中描述了路径计算元件（PCE），其全文通过引用并入本文。该PCE包括已被定义为路径计算的另一标准化接口，其中当接收连接请求时源节点不进行其自身路径计算而是对集中式PCE进行查询。路径计算客户端（PCC）请求对于指定目的地的路径，该路径具有如连接类型或带宽的一些约束，PCE响应待使用的节点和链路列表，然后，PCC使用信令创建具体路径。例如，在RFC4655中还描述了PCC。PCE最初被定义为无状态，即，不具有已接收并响应路径查询之后的保留记忆。目前对于PCE的新扩展允许PCE保留状态信息，并且在源节点事先授权对PCE控制的一些情况下影响已建立的连接的状态。这涉及PCC与PCE之间的连接状态的同步，从而使得PCE具有连接状态的初始记录，然后从PCC将状态控制光学授权到PCE，然后从两边进行状态更新，从PCC反映如失败的事件并且从PCE反映想要对连接进行的、如路径切换或删除的变化。

在软件定义网络（SDN）上的最后工作要求能够在网络中集中程序配置的转发，以便在网络资源上进行更加灵活且精确地控制以支持新的服务。开流（OpenFlow（www.openflow.org））是其一实现，需要从控制器到网络中的每个交换机的具体OpenFlow接口以便沿着连接路径在每个交换机处供给转发表以例示连接所需的转发行为。例如，在OpenFlow交换机形态，版本1.1.0（2001年2月）中描述了OpenFlow，其全文通过引用并入本文。

在本领域的当前状态中，通过使用分布式控制面板的连接的建立通常是脱节的，至于SC连接，不存在集中协调而是每个请求分别是通过接收源节点进行响应，而多重连接的SPC连接协调只能是在单一管理系统控制的限制的跨度内进行，而不容易扩展到处理多个不同厂商的设备或者甚至不容易扩展到由单一厂商制造的、可以使用不同管理系统的多种类型的设备。

PCE允许路径计算的集中化，但是在其无状态化模式下对于源节点，连接的控制本身始终是分布式的，而在状态化模式下在连接已被建立并且源节点已将控制授权给PCE之后，仅仅可以由PCE执行控制。PCE不能对连接的初始建立施加任何控制，其必须依靠源节点来首先进行请求路径计算，其次将连接控制授权给PCE。源节点可以在任意时间收回连接的控制。并且，OpenFlow/SDN全面集中式控制在交换机中不利用相比于全面集中式控制提供更高的效率和可靠性的现有分布式智能。

发明内容

本公开通过使用路径计算和控制元件（PCCE）克服了上述软件定义的网络系统和方法的限制。PCCE部分地基于具有集中式实体的额外功能的路径计算元件（PCE），集中式实体的额外功能用于控制新的连接和通道的启动并且在建立连接之后管理连接或通道的状态。特别地，PCE架构被扩展以允许一个或多个集中式应用控制网络内连接的创建、路径切换和删除。相比于如开流（OpenFlow）的其他机制，集中式控制器摆脱了与连接中的每个节点交互（相反地，其依赖每个节点中的信令情报以用于连接的分布式创建）。因为该部分地基于PCE的技术，所以PCCE充分利用了已经被标准化、测试和实施为网络元件接口的PCE基础设施。