业务驱动的光子网格关键技术研究

摘要：通过对光子网格资源管理新机制、光子网格中间件和光子网格用户网络接口等关键技术的研究，建立业务驱动的光资源动态调度方法，给出大块数据传输及视频点播(VOD|0">VOD)服务在可控光路与基于OBS|0">OBS的网格(Grid over OBS)模式下的业务应用模式。理论与实验证明业务驱动的光子网格关键技术的实现，使得光子网格能很好地为密集数据业务服务。

　　信息化建设的一个热点问题是技术与业务的融合，即如何从业务需求的角度入手，制订网络发展与建设的目标。新一代的网络业务正在向着大规模、分布式与密集数据应用的方向发展(如计算网格、并行与分布式业务等[1])。电信业中通过大量基础网络的建设，使得光网络拥有大量的线路和带宽。为提高网络资源的整体效率，使业务、资源、技术三方面彼此促进发展，采用业务驱动模式对未来网络的发展具有重要意义[2]。因此业务驱动、面向智能的光网络是下一代光网络的发展方向，一旦获得全面突破，将会为下一代网络(NGN|0">NGN)的发展提供更大的推动力。

　　以数据密集型为代表的新业务需要大量的网络资源与动态的网络服务模式，而光网络具有广泛的带宽资源，因此如何合理地分配资源并充分利用网络带宽，有利于推动网络与业务发展的一致性。随着并行协作型业务的发展，对动态的网络业务模型提出了更高的要求，网格结合光网络技术能从网络资源上满足具有密集数据特性的业务(如科学协作计算、天文物理、远程医疗等)需要。为提高网络资源的利用率，光网络的发展今后将以业务驱动为主，提供动态资源，如光动态智能网络服务、用户控制与管理的光网络、通用多协议标记交换(GMPLS)动态资源分配光网络(DRAGON)、业务驱动的自动传输网络(SO-ASTN)等[3-10]，采取业务驱动模式建立的高性能光网络，支持网格服务体系。

　　本文立足于光网络具体情况，以应用需求为基础，研究光子网格的体系结构，对光子网格中资源管理、服务管理、接口、中间件进行组织和规划，确定各个组成部分的功能及其相互关系，提出合理的结构，给出研究与测试的结果。

1 业务驱动的光子网格网络

　　光子网格能够实现光网络资源(包括光器件、光网络节点、光波分复用系统、光波长、光交换、中间件、控制软件)的协同工作和共享，即把光网络中的资源整合成功能强大的虚拟光资源实体，向用户提供高质量的服务。随着新业务的出现，如电子科学(E-Science)、电子医疗(E-Health)等，为满足不同带宽服务的要求，光网络需要提供按需的网络服务；采取业务与网络分离的模式，可以提供灵活的资源控制方式，提高网络资源利用率，合理优化网络的承载能力，支持多种业务应用。图1给出的是业务驱动的光子网格资源与网络的关系，光网络提供网络资源，包括带宽与光通道等，是网络资源的承载。

　　业务驱动模式以资源为核心，业务通过不同方式提供给用户。它将网络运营与服务分开，从而通过新的资源控制方式，提供灵活的网络服务，最终使得资源利用最大化并满足用户的各种服务需要。

2 光子网格关键技术

　　光子网格要解决的问题是如何构建一个随意获得网络服务与网格资源共享的体系。因此，如何通过改进现有的光网络体系结构、控制层、接口功能等来满足用户对资源的需求是实现光子网格的关键技术。在构建光子网格功能体系结构的基础上，本文讨论的关键技术如图2所示，内容包括：功能结构分析、光子网格资源管理与调度、光子网格业务管理研究、光子网格控制与管理技术研究、网格用户网络接口(GUNI)研究。

　　2.1 光子网格功能体系模型

　　针对业务驱动的光子网格网络，构建一个更为合理的网络架构，不仅能够提供宽带服务，而且能够保证更多业务的需求(如Internet业务接入、高质量视频、计算网格及E-Science等)。因此，新型的业务驱动的网络模型，需要具有网络感知的能力，以便于业务能够根据需要申请网络资源。在具体实现时，底层网络能力可抽象为一系列标准对象提供公共访问接口，作为业务应用访问网络资源、感知网络状态的渠道。为实现网络与业务的分离，提供更好的网络服务，需要光子网格功能框架模型如图3所示。框架为满足数据密集型业务的需要，增加了业务与网络资源控制，并结合网格服务框架，为上层服务提供网络资源服务。

　　2.2 光子网格资源管理与调度

网格资源管理是指控制网格和服务怎样向包括用户、应用或服务在内的其他实体提供可用资源、执行资源共享的一组操作。网格资源管理侧重于控制和描述网格分布式资源，即如何提供可用资源服务给其他请求者，并不关心资源的具体表现形式，而偏重于该功能执行的方式。光子网格