业务驱动的光子网格关键技术研究

资源管理的核心功能就是识别资源需求，匹配和分配资源，调度和监测资源，在资源提供者和资源消费者之间建立一种协商，为前者提供资源管理，为后者提供资源调度

　　2.3 光子网格中间件

　　相对于传统意义上的中间件，光子网格中间件还需要负责对光资源的管理和调度，功能更为广泛，直接面向资源消费者。光子网格中间件包括光子网格资源管理部分、光子网格网络控制部分、光子网格业务管理部分(包括业务服务协议、业务协商)、网格用户网络接口、光子网格传输控制协议。

　　2.4 光子网格信令控制

　　由于基于GMPLS的网络体系结构及其相关协议加强了对光网络资源的控制功能，使得对光网络资源的使用和调度更加灵活，网络资源的利用率可以更高，服务质量更加可靠，因此引入信令控制到光子网格中，执行资源预留等功能。通用多协议标记交换网络由控制节点和流量工程链路(TE-Link)等构成，每个要素都有节点地址和接口标识(ID)来实现标识控制和管理。

　　2.5 光子网格用户网络接口

　　GUNI在光子网格中的主要作用是实现网格用户与光网络之间的按需接入、网格服务和可交互的操作，以便进行协议协商和网格服务的启动。主要内容为：

　　(1)通过GUNI用户或者客户端向光子网格网络中的中间件或者代理请求网格服务。

　　(2)在服务控制和管理平面的监控之下，对流量执行分类和组合。

3 光子网格模拟平台与技术实现

　　3.1 光子网格模拟平台与功能结构

　　应用驱动的光子网格模拟平台由资源节点、控制节点和光交换网络组成，以光路交换(OCS)体系为例，模拟环境采取如图4所示的结构。数据库、视频点播(VoD)服务器、局域网、GridFTP文件服务器作为网格的外围资源，控制层主要是配置网格服务环境和网络管理体系，动态光网络作为底层支撑网络，并采取4节点的格状网(Mesh)网络结构。

　　光子网格模拟平台的功能结构分为4个层面：应用层面、中间件、交换网络和管理层面，如图5所示。中间件包括面向网格用户的服务接入与管理层次及光网络资源调度与管理的网络层次部分。用户界面通过应用程序接口调用中间件嵌入的功能，通过GUNI获取资源。

　　Java程序开发的中间件调用GT4标准文件管理组件，执行文件传输。光子网格网络拓扑更新提供拓扑一致性，并能供网管执行拓扑状态监控、资源预留、执行带宽分配及光资源管理。网络拓扑状态监控与维护，收集各个网格节点的日志，显示网络性能；文件资源管理利用GridFTP实现文件资源管理。

　　3.2 光子网格节点

　　(1)资源节点

　　资源节点的主要作用是部署网格应用资源，以作为光资源调度的驱动，同时也提供图形用户界面(GUI)作为光子网格用户服务的窗口。根据目标文件大小选择服务的方式，包括单发单收、多发并收和并发并收。

　　在资源节点部署光子网格中间件的服务模块，用于光子网格服务接入和资源的管理，包括资源查询、请求、发现及状态管理。用户通过图形界面，发送服务请求给中间件；中间件查询服务列表，优化选择可用光资源最多的节点。控制层面分配光资源，建立连接。

　　(2)控制与管理节点

　　结合GUNI接口，实现GUNI接口的上层调用。光子网格控制节点将虚拟底层网络资源，形成光子网格服务，向客户广播网格资源及其服务，形成网格资源服务体系，对光子网格的用户进行认证和授权。模拟平台定义了一套网格用户与GMPLS控制层接口消息，用于光子网格用户的自动接入、激活或去激活标签交换路径的建立请求、连接建立状态上报、异常处理等。

　　3.3 光子网格管理系统

　　针对网格系统具有分布性、异构性和动态性的特点，在传统网络管理系统基础上加以精简改进完善，引入嵌入式的全新理念。在本平台中采用分布式代理，管理站集中监控的层次管理模型，同时包括网络资源管理，主要与网格管理模块交互实现。光子网格网络模拟平台可以在Linux操作系统下Java环境中运行。除了网络状态实时监视功能(包括拓扑、流量、链路等方面)，同时具有文件资源管理服务功能。

4 光子网格模拟平台实验结果

　　为了验证PGN的5个特性：(1)光子网格的业务驱动特性；(2)网格与光网络资源控制的可结合性；(3)光资源调度的并发性；(4)资源管理的广泛分布性与共享性；(5)光子网格带宽服务的多粒度性。同时，为说明光子网格对于密集数据服务的支持，开发并试验了GridFTP与VoD两种应用系统，并分别运行于OCS与光突发交换(OBS)模拟交换网络中，执行下述功能：(1)网格资源联合管理，包括应用资源与光网络资源；(2)光网络资源的动态与并行调度；(3)多粒度带宽分配；(4)应用资源驱动的选路。结合OCS与OBS模拟交换网络的服务模式，给出实验结果。

　　4.1 基于OCS的网格

基于OCS的网格(Grid