CN100407707C - 用于承载高速数据业务的网络系统及其传送方法 - Google Patents

Abstract

一种用于承载高速数据业务的网络架构及其传送方法，其主要构思是：为多媒体和大文件等板块业务的传送建立一个逻辑上独立的、实行中央控制的、面向连接的网络架构——光核心网，而普通业务则仍然承载于传统的光突发交换网上。所述的网络架构是一种全光重叠网，包括：业务分类器、光核心网和光突发交换网，其中，光核心网和光突发交换网具有相同的物理拓扑。业务进入网络边缘节点后首先经过业务分类器判决，分为板块业务和非板块业务分别发送至光核心网和光突发网传输。在光核心网中采用既具有资源指配功能又具有路由功能的时空标记协议进行全网资源的统一调度，实现了网络资源的统计复用，从而使丰富的带宽资源得以充分利用。

Description

用于承载高速数据业务的网络系统及其传送方法

技术领域

本发明涉及一种用于承载高速数据业务的网络系统及其传送方法，特别是一种可高效地支持高速数据业务，如流媒体、高清晰数字电视(HDTV)、计算中心的大文本数据、互动多媒体以及Grid应用网格数据等在骨干光网络上传送的网络系统及其传送方法。

背景技术

近年来，网络业务特征已从以语音为主的电路交换业务转移到以数据业务为主的分组交换业务，下一代网络将是把数据业务和多媒体业务融为一体的多业务网络，为用户提供高速数据和多媒体业务，包括视频工作站、计算中心的大文件数据、大规模数据库和多路高清晰度电视等；另一方面，美国贝尔实验室的科学家经过长期对LAN局域网、WAN广域网等网络所承载的业务的实时精确测量与研究后发现，以分组交换业务为主的网络的实际业务量在离散时间尺度上都体现出统计上的自相似特性。这种特性表明，基于IP分组数据的业务量在任何时间刻度上表现出相似的突发性，与传统的描述语音业务网络的泊松过程业务模型具有很大不同。因此，研究新的网络业务模型下的网络系统对于支持下一代多(流)媒体业务具有十分重要的意义。

以数据业务为主的下一代骨干信息网(NGN)的目标是实现全光通信网。由于密集波分复用(DWDM)技术的广泛应用，使得基于DWDM的且具有交换粒度细、带宽利用率高、灵活性好等特征的光分组交换(OPS，Optical Packet Switching)成为实现全光网络有效的交换模式。但是，由于尚没有成熟的光逻辑和光缓存技术用以实现全光分组交换，目前将数据业务承载在DWDM上的解决方案主要采用光层的波长路由技术。然而这种光波长路由交换(OCS)的带宽资源配置缺乏灵活性，效率不高。为此，ITU-T与IETF给出了能够实现光网络资源动态分配的智能光网络模型——自动交换光网络(ASON)和广义多协议标记交换(GMPLS)。这种智能光网络模型是将智能化的控制面引入光层，从而使光网络在信令的控制下完成光通路的动态分配、资源的自动发现等过程。资源的自动发现可以供信令、路由和管理所用，并在此基础上进行全网拓扑与状态信息的更新。虽然实现了从传输、控制和管理三方面协调和处理路由过程的自动化，但是基于波长、波带或光纤的路由与资源分配是以线路交换方式存在的，交换粒度太粗，尤其当网络传输速率从2.5Gbps、10Gbps上升到40Gbps时，尚未找到利用光网络层大管道、大颗粒度资源的业务，导致光网络资源利用率不高，而对于光网络用户来说，灵活调用、管理与应用大颗粒度的资源很难。由此看来，秉承了IP分组的自相似特性，交换粒度介于光线路交换与光分组交换之间、能够实现网络资源统计复用的光突发交换技术(OBS，Optical Burst Switching)，成为一种实现骨干全光网的非常有吸引力和应用前景的光交换技术。

如图1、2所示，光突发交换的显著特征是控制分组与数据突发包使用不同信道传输。在网络边缘节点生成控制分组(包含路由信息)和由大量数据分组构成的数据突发包，并通过设置偏置时间来触发数据突发包(即数据净荷)，控制分组在核心节点通过偏置时间和信令机制提前为数据突发包预留带宽资源，因此数据突发包在光突发交换网中能够实现全光透明的传输，而不需要光电转换，这就摆脱了光器件发展不成熟的限制，也解决了因电子瓶颈而难以充分利用带宽的难题，有希望成为下一代全光核心网的交换技术。因此，研究光突发交换网络带宽资源的分配和调度方法问题对于提高网络的性能、满足高速数据业务的需求具有重要的意义。

迄今为止，在OBS中研究较多的资源预留协议有双边协议和单边协议。双边预留协议是通过建立端到端的连接，使服务质量得到保障，但时延较长、带宽利用率低；单边预留协议是通过控制分组沿着源节点选定的链路进行传输，传输过程中预留带宽资源用以转发数据突发包，典型的如“恰量时间”协议(JIT)、“足够时间”信令协议(JET)等。JIT与JET是利用控制分组和数据突发包之间的“偏置时间”完成带宽预留，其中JET协议提出采取“恰量时间”策略，即“偏置时间(T)”大于等于控制分组从源节点到目的节点之间所有中间节点的处理时延δ(i)， $T\≥\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\δ}\left(i\right).$ 目前网络节点处理控制分组的时间大约为几μs，假设突发包每公里传输时间为5μs，随着控制分组的向前传送，由源节点估计的处理延迟与实际延迟间的误差也是μs量级，该误差经累计后可能导致数据突发包的丢失与链路资源的浪费。同时，JIT和JET协议中都存在一个共同的问题，即无法实时掌握全网资源动态信息，在全网资源使用情况未知的条件下，由各边缘节点自行进行路由选择，将导致时间窗口调度和空间端口分配在两者独立的情况下进行资源指配。当网络在高流量负荷的条件下，这种随机独立指配方式将会导致突发包在其中一维上分配了资源却在另一维上出现竞争冲突，造成阻塞，在大文件业务传输情况下发生阻塞，将导致大数据量的丢失，有可能导致网络某一区域的瘫痪。

高速数据业务的主体将会是多(流)媒体和大文件业务，其主要特征是自相似特性，在数学模型上不再遵循泊松分布，而是重尾分布(Pareto)。重尾分布的一个重要结果是：它在实际业务中，不仅使数据包在各个时间尺度上具有突发特性，同时还将导致板块(CLUSTER)效应。板块效应是指随着HDTV、视频点播、视频会议、计算中心的大文件数据等多(流)媒体业务的开通，进入核心网络边缘节点的数据包大小将达到上百兆甚至吉比特量级。图3显示了在不同网络业务自相似特征参数(重尾分布中的Hurst参数)下，在某一特定时间段内进入网络边缘节点的自相似业务中大数据包和小数据包所占的比例，可以看出，大于平均包长的业务占总业务量的75％以上，当网络业务自相似特征参数为0.8时，具有板块(CLUSTER)效应的业务占总业务量的80％以上，若仍采用传统的盲目随机的资源指配方式，将导致网络资源利用率的大幅降低，甚至网络的瘫痪。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种用于承载高速数据业务的网络系统，其主要构思是：为多(流)媒体和大文件等板块业务的传送建立一个逻辑上独立的、实行中央控制的、面向连接的网络系统——光核心网(CLUSTERNET)，而普通业务(NON-CLUSTER，即小文件业务和低服务质量业务)则仍然承载于传统的光突发交换网(NON-CLUSTERNET)上。如图4所示，为光突发交换重叠网络示意图，在这种网络系统中，CLUSTERNET与NON-CLUSTERNET可具有相同的物理拓扑，但在逻辑结构和物理结构上相互独立。所述的网络系统是一种全光重叠网，其结构包括：

1.业务分类器

业务分类器是全光重叠网的网关，位于网络边缘节点，分别连接CLUSTERNET网络和NON-CLUSTERNET网络。主要功能是根据业务类型(如多媒体、大数据业务等)和需求(如服务质量、时延等)对进入网络边缘节点的数据进行组包，根据组包算法产生CLUSTER与NON-CLUSTER业务(数据包)，分别将CLUSTER和NON-CLUSTER业务发送到相应的CLUSTERNET网络边缘处理器与NON-CLUSTERNET网络边缘处理器。其中，关于大文件业务的组包算法为现有技术，可以参考申请人的另一项专利申请“大文件业务光传输的自相似集群组包方法”(申请号200510086709.9)。

2.光核心网络

光核心网络(CLUSTERNET)是为具有板块效应的数据包提供快速、高质量传送的CLUSTER业务核心网。其主要特征是：1)采用时空标记协议对全网资源统一调配；2)逻辑拓扑在原有光突发交换网络中数据面和控制面基础上创新性地引入了用于调配全网资源的强大的中央管理面，用于统一调配路由和信令；3)物理拓扑由核心(CLUSTERNET)网络边缘处理器、核心(CLUSTERNET)网络中央控制节点与核心(CLUSTERNET)网络核心节点组成。该核心网的基本特征是：中央控制与面向连接。

3.核心网络边缘处理器

如图5所示，CLUSTERNET网络边缘处理器的主要功能是：1)接收来自业务分类器的CLUSTER数据包；2)根据CLUSTER业务服务等级(QOS)、目的节点产生包含源节点和目的节点的路由请求信息、CLUSTER数据包包长、服务等级在内的CLUSTER数据包所有属性的资源申请信息包，所述的资源申请信息包还可以包含业务类型等数据包的其他属性；3)将资源申请信息包发送到CLUSTERNET网络中央控制节点；4)将CLUSTER数据包转移至网络边缘处理器中的发送缓存单元存储，等待返回的资源反馈信息包；5)根据返回的资源反馈信息包携带的信息，为成功获得路由资源的CLUSTER数据包产生相应的包含路由表和到达路由表中各节点的时间、需占用的节点资源时间以及波长等信息的控制分组；6)将控制分组承载到CLUSTERNET网络中的控制信道上；7)根据由中央控制节点计算出来的偏置时间，将与控制分组相对应的CLUSTER数据包发送到CLUSTERNET网络数据信道；8)将没有成功获得路由资源的CLUSTER数据包丢弃。

4.核心网络中央控制节点

核心网络中央控制节点的主要功能是：1)接收CLUSTERNET网络边缘处理器发送的资源申请信息包；2)提取资源申请信息包的内容，采用时空标记协议和时空标记路由算法为与资源申请信息包相对应的CLUSTER数据包分配一条最佳路径，生成对应的时空标记；4)将该CLUSTER数据包到达上述最佳路径上各节点的时间和所占用的该节点交换端口的时间长度信息写入全网资源状态信息数据库；5)产生包含有与该CLUSTER数据包相对应的最佳路径的时空标记在内的资源反馈信息包，发送到相应的CLUSTERNET网络边缘处理器。

其中，时空标记协议是由CLUSTER数据包沿被选路由通道到达各节点的时间标记(时间信息)和空间标记(端口信息)组成，同时以标记栈的形式包含于资源申请信息包中，它是一种由中央控制节点生成，依据全网资源状态信息数据库的全网资源信息和时空请求信息为CLUSTER数据包预留网络资源的二维资源预留协议。

1)时间标记

将CLUSTER数据包沿路由到达链路中各节点的准确时刻定义为“时间标记”(T_Ikn)，用下式表示：

T_Ikn＝L_Ikn/v+T_IIn                           1)

T_L＝L/P                                     2)

其中，T_Ikn(n＝1，2，…m；m表示有m条路径)表示CLUSTER数据包从网络边缘节点I沿备选路径n到达中间节点K(k＝1，2，…N；N表示路径上有N个节点)的时刻；L_Ikn表示源节点I与备选路由通道n上的中间节点K之间的距离；v表示光纤中的光速，v＝c/n₁，c为真空中的光速，n₁为光纤折射率；T_IIn表示突发包从边缘节点I发送的时刻；T_L表示数据包时间长度，L表示数据包包长比特数，P表示网络数据传输速率；T_Ikn+T_L表示突发包离开中间节点K的时刻，如图6所示。

本协议的一个最重要特征是：一旦CLUSTER数据包在源节点发出，它在整个网络中(包括通过的各节点)将以光速作无附加延迟的透明传输(在中间各节点没有也不需要光缓存器)，因此只要确定了CLUSTER数据包在源节点的发出时间，就能准确地预测它途经各节点的“时间标记”，从而避免了粗略估计偏置时间引起的估计控制延迟与实际控制延迟误差累积以及时延所导致的数据包的丢失和资源的浪费。中央控制节点依据时间标记查询全网资源状态数据，为数据突发包寻找一条在时间和空间上都可用的最佳通道，实现了网络资源的统计复用，并极大降低了网络阻塞率。

2)空间标记

如图7所示，空间标记类似于多协议标记交换协议中的标记方法，将待转发CLUSTER数据包的备选路径上各节点的地址和某种端口属性作为空间信息，在资源反馈信息包和控制分组中分别用节点确认符(Node or Router ID)与端口确认符(Port ID)表示。网络中各节点给定的输入端口和输出端口称为本地端口，而相邻的其它节点的端口属于远地端口。端口标记可以是光域内任意粒度的端口，包括三个必要信息：端口交换类型、最大的带宽(及可预留带宽)、数据编码类型。引入空间标记的目的是利用路由信息实现具有空间属性的端口资源的合理分配。网络中每个节点端口的空间标记在全网范围内具有唯一性和可辨性。

5.核心网络核心节点

CLUSTERNET网络核心节点的主要功能包括：1)接收并对控制分组进行光电转换，读取控制分组的时间标记信息和空间标记信息以及波长信息；2)根据位于标记栈顶部的时间标记所指示的时间点将某一波长信道上的光开关切换到相应空间标记指示的端口；3)弹出标记栈顶部信息；4)改写控制分组信息，并发送到下一跳核心节点；5)在CLUSTER数据包到达核心节点前，控制分组已经为其配置好光通路，CLUSTER数据包能够以全光透明方式无任何阻碍地直接通过核心节点。

CLUSTERNET网络的核心技术是采用时空标记协议对全网资源(包括带宽、光开关等)进行统一的集中式管理。管理的主要实施方式是，由全网资源状态数据库记录网络资源的占用情况，网络边缘节点发送业务请求至中央控制节点，中央控制节点查询数据库以分配资源并刷新数据库信息。与目前普遍应用于光突发交换网的分布式控制相比，本发明可以实现全网资源的统计复用，提高了交换性能，极大的降低了网络阻塞率，更适用于板块业务(CLUSTER)在全光网上的传输。

6.NON-CLUSTERNET网络

NON-CLUSTERNET网络是为非板块(NON-CLUSTER)业务，例如传统的电信业务、小文件业务、低服务质量(QOS)业务等提供低延迟、较低阻塞率的网络。其主要特征是：采用传统的光突发交换网络的逻辑结构和物理结构以及信令协议如JET。本发明对现有技术中NON-CLUSTERNET网络的系统及其传送方法未做改动，因此不再详细描述。

本发明的另一目的在于提供与上述网络系统相应的传送方法，包括步骤：

1)将进入网络边缘节点的业务分为板块和非板块业务(数据包)，并分别发送至光核心网和光突发交换网的网络边缘处理器；

2)在光核心网中，网络边缘处理器提取业务的原始信息，生成包含数据包属性的资源申请信息包，发送至中央控制节点，同时，将板块数据包转移至网络边缘处理器发送缓存单元存储；

3)中央控制节点根据时空标记路由算法生成包含时间标记和空间标记信息或预约资源失败信息的资源反馈信息包返回给核心网络边缘处理器；

其中，时空标记路由算法是根据网络拓扑和全网资源状态信息数据库，由中央控制节点实施的为数据突发包分配一条最佳路径的路由算法。算法主要分四步：a)核心网络中央控制节点根据网络拓扑信息，采用最短路径算法计算出包含n条备选路径的临时空间路由表，并按照路径的长短排序，最短路径位于路由表首，依次类推；b)生成到达上述每条备选路径上各节点的时间标记，生成相应的时间路由表；c)依序将临时空间路由表中备选路径所对应的时间路由表中的时间标记与全网资源状态信息数据库中的时间信息进行比较，若某一备选路径上所有节点对应的时间段均可用，则确认此备选路径为最佳路径，具体过程是：数据包经过按上述路由算法确定的最短路径上的各节点的时刻与全网资源状态信息数据库中该节点被占用的时刻相比对，若无一重叠，则该路径为可用最佳路径；若有重叠，则与下一条次短路径相比对，直到发现无时刻重叠的路径为止。若比对了n(n条备选路径)次仍有重叠，则该数据包预约资源失败；反之，数据包途经预约资源成功的路径(最佳路径)上各节点的时刻以及各节点的空间坐标即为时间标记信息和空间标记信息，合称为时空标记信息；d)将最佳路径的时间标记和空间标记信息写入全网资源状态信息数据库。时空标记路由算法计算出来的最佳路径尽管在空间上不一定是最短路径，却是一条为该CLUSTER数据包专门指配的无冲突的透明传输通道。

时空标记协议和时空标记路由算法从根本上结束了长期以来全光网络信令和路由分离的情况，并为CLUSTER数据包提供可保证QOS的面向连接的服务，在最大程度上实现了网络资源的充分利用并且保证了业务的传输质量。

4)核心网络边缘处理器根据资源反馈信息包的信息丢弃预约资源失败的原始数据包，反之，产生包含最佳通道端口信息、CLUSTER数据包沿最佳通道到达各节点的时间和占用节点资源的时间段信息、控制分组与数据包的偏置时间信息以及传送数据包的波长信息在内的控制信息的控制分组，并在预定的时间点发送控制分组和数据包到相应的控制信道和数据信道。

5)在控制分组分发的过程中，各核心节点接收到时空标记后沿最佳通道分发时空标记，根据时空标记为数据包建立时空标记交换通道，随后重新设置时空标记栈，向下一跳转发。

以上从步骤2)开始至步骤5)为数据包在光核心网中传送的过程，即本发明所提供的方法的核心部分。当数据包到达目的节点后，网络边缘出口节点销毁控制分组，并统计成功接收的数据突发包数，计算丢包率。

从业务分类器进入NON-CLUSTERNET网络边缘处理器的NON-CLUSTER业务，在边缘处理器完成路由和生成控制分组的任务后，数据分组随机被分配一个波长，在控制分组传送一个偏置时间后，用JET信令协议开始传送。同样地，数据包到达目的节点后，光突发交换网的网络边缘出口节点销毁控制分组，并统计成功接收的数据突发包数，计算丢包率。上述的数据包在NON-CLUSTER网络中的传送部分属于现有技术，本发明不再做详细描述。

本发明的技术效果在于：与目前所提出的全光网组网方案相比，本发明根据下一代核心光网络承载的业务类型和特征，提出了一种基于技术上可行、性能上优良、成本低廉的、高效的重叠式光突发交换核心网络组网方法。其特点是，相互重叠的两种业务网络承载不同类型的业务，具有相互独立的逻辑结构和物理结构，由边缘节点的业务分类器相连；通过该分类器为占网络业务总量75％(甚至高达90％)以上的具有突发性和板块性(CLUSTER)的多(流)媒体和大文件业务建立高速、极低阻塞率的CLUSTER业务传输通道；采用既具有资源指配功能又具有路由功能的时空标记协议为CLUSTER业务光核心网(CLUSTERNET)进行全网资源的统一调度，实现了网络资源的统计复用，从而使丰富的带宽资源得以充分利用。另一方面，高速数字信号处理芯片DSP的运算速度与快速光开关的切换速度分别已达到100皮秒和10纳秒量级，使得集中处理、计算与调配路由可在微秒量级内完成，而多(流)媒体等数据包业务时间长度多为毫秒量级，使得利用中央集中方法为这些长的数据包指派路由成为可能，因为花费在计算与指派路由的时间仅为该数据包长度的千分之一或更低！因此成熟的硬件技术已为高速数据业务的应用提供了坚实的硬件基础。

附图说明

图1是光突发交换模式示意图；

图2是光突发交换网络示意图；

图3表示CLUSTER业务随自相似特征参数(Hurst参数)占总业务量的百分比；

图4是光突发交换重叠网络示意图；

图5是CLUSTERNET网络边缘节点功能示意图；

图6表示时间标记示意图；

图7表示空间标记示意图；

图8表示NSFNET网络拓扑；

图9表示重叠网络业务传输流程示意图；

图10表示CLUSTERNET网络逻辑结构示意图；

图11表示NSFNET网络JET协议与时空标记协议(TSL-SP)阻塞性能比较示意图。

具体实施方式

为了更加清楚地描述本发明的内容，以下通过具体的实施事例来进一步描述本发明，但不构成对本发明的限制。

本实施例采用国际通用的具有14个节点21条链路的NSFNET网络拓扑对本发明提出的网络系统及其传送方法的网络性能通过计算机仿真进行测试，NSFNET的网络拓扑如图8所示，所采用的业务源为数据包到达时间间隔服从自相似分布，包长服从负指数分布，均值为200Mbit的自相似业务源。

参照图4，本实施例的网络系统包括业务分类器、光核心网、光突发交换网。其中，光核心网和光突发交换网具有相同的物理拓扑，均包括中央控制节点、核心节点和网络边缘节点。本实施例网络系统中的各个组成部分的功能将在以下对传送过程的具体描述中得到体现。

参照图9，本实施例利用上述网络系统实现高速数据业务的具体步骤如下：

1)自相似业务进入网络边缘节点的业务分类器进行组包和业务类型判别。采用现有技术“大文件业务光传输的自相似集群组包方法”(专利申请号200510086709.9)中提出的时间域值判决CLUSTER业务的方法对进入业务分类器的自相似业务进行判决，并将组包判决后产生的CLUSTER和NON-CLUSTER业务分别发送至CLUSTERNET网络和NON-CLUSTERNET网络。

2)结合图10，首先，CLUSTER业务到达CLUSTERNET网络边缘处理器后，CLUSTERNET网络边缘处理器提取业务原始信息，包括目的地址、包长信息和服务等级；其次，CLUSTERNET网络边缘处理器产生包含路由请求信息、CLUSTER数据包包长、服务等级在内的CLUSTER数据包的所有属性的资源申请信息包；然后边缘处理器将资源申请信息包发送到CLUSTERNET网络中央控制节点；最后，CLUSTER数据包被转移至核心网络边缘处理器发送缓存单元存储，等待返回的资源反馈信息包。

3)中央控制节点收到边缘节点发出的资源申请信息包后，首先根据网络拓扑信息，采用最短路径算法建立路由表(如图10中所示LSPA1、LSPA2、LSPA3等)。最优路径位于路由表顶部，依次类推。由公式1)、2)计算路由表中每条路径占用节点带宽资源的起始时刻T_Ikn与终止时刻T_Ikn+T_L，即生成时间标记；然后将最优路径的时间标记与资源状态信息库中记录的已被预约的时间信息进行比较，如果没有冲突，则此路径被确认，否则继续比较次优路径，直至通道被确认，被确认的通道为最佳通道；接着，中央控制节点产生包含最佳通道的时间标记信息、空间标记信息和波长信息的资源反馈信息包，并发送回核心网络边缘处理器；最后，把最佳通道的时间和空间标记信息写入全网资源状态信息数据库。

4)核心网络边缘处理器收到从中央控制节点返回的资源反馈信息包后，依据反馈信息丢弃预约资源失败的原始数据包，反之，产生包含最佳通道端口信息、CLUSTER数据包沿最佳通道到达各节点的时间和占用节点资源的时间段信息、控制分组与数据包的偏置时间信息以及传送数据突发包的波长信息在内的控制信息的控制分组，并在预定的时间点发送控制分组和以及随后发送数据突发包到相应的控制信道和数据信道。

5)在控制分组分发的过程中，各核心节点接收到时空标记后沿最佳通道分发时空标记，根据时间标记T_AB1N(图10中n＝1，2，…4，B)预留被标记的节点n的端口Pn(图中n＝1，2，…4，b)的带宽时隙(T_AB1N+T_L)为数据突发包建立时空标记交换通道(TS-LSP)。随后重新设置时空标记栈，向下一跳转发。

6)数据突发包到达目的节点后，网络边缘出口节点销毁控制分组，并统计成功接收的数据突发包数，计算丢包率。

7)从业务分类器进入NON-CLUSTERNET网络边缘处理器的NON-CLUSTER业务，在边缘节点完成路由和生成控制分组的任务后，数据分组随机被分配一个波长，在控制分组传送一个偏置时间后，用JET信令协议开始传送。

8)数据突发包到达目的节点后，网络边缘出口节点销毁控制分组，并统计成功接收的数据突发包数，计算丢包率。

在相同业务源和网络环境下，将上述实施例的结果与采用JET协议的组网方案进行了网络性能仿真对比，其结果如图11所示。图11显示出在自相似业务源下采用传统的JET协议的光突发交换网络与采用时空标记协议的CLUSTERNET网络的突发包的丢包率。从图中可以看到，CLUSTERNET网络的交换性能远远优于JET，特别是在高流量的条件下，时空标记协议比JET性能要改善3个数量级，所以时空标记协议能够克服传统光突发交换协议在高流量条件下性能差的缺点。由此可见，本发明提出的高速数据业务网络新系统及其传输方法可为下一代网络业务提供高质量、高效率等高性能的传送服务，并可大幅降低网络成本。

以上为本发明的实施方式，依据本发明公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到的一些雷同、替代方案，均应落入本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种用于承载高速数据业务的传送方法，包括步骤：

1)将进入网络边缘节点的数据包分为板块数据包和非板块数据包，分别发送至光核心网和光突发交换网的网络边缘处理器；

2)核心网络边缘处理器从接收的数据包中提取信息，生成包含数据包属性的资源申请信息包发送至核心网络中央控制节点，同时将板块数据包转移至核心网络边缘处理器发送缓存单元；

3)核心网络中央控制节点根据时空标记路由算法生成包含最佳路径的时空标记信息或者预约资源失败信息的资源反馈信息包返回给核心网络边缘处理器；

4)核心网络边缘处理器根据资源反馈信息包的信息丢弃预约资源失败的数据包，为预约资源成功的数据包生成控制分组，并在预定的时间点发送控制分组和数据包到相应的控制信道和数据信道；

5)在控制分组分发的过程中，核心网络核心节点接收到时空标记信息后沿最佳通道分发时空标记，根据时空标记为数据包建立时空标记交换通道，随后重新设置时空标记栈，向下一跳转发。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤：发送至光突发交换网络的非板块数据包在网络边缘处理器完成路由和生成控制分组的任务后，数据分组随机被分配一个波长，在控制分组传送一个偏置时间后，用足够时间信令协议开始传送。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括步骤：数据包到达目的节点后，网络边缘出口节点销毁控制分组。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤3)中还包括步骤：将最佳路径的时间标记和空间标记信息写入全网资源状态信息数据库。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的时空标记路由算法包括步骤：

a)核心网络中央控制节点根据网络拓扑信息，采用最短路径算法计算出包含n条备选路径的临时空间路由表，并按照路径的长短排序，最短路径位于路由表首；

b)生成到达上述每条备选路径上各节点的时间标记，生成相应的时间路由表；

c)依序将临时空间路由表中备选路径所对应的时间路由表中的时间标记与全网资源状态信息数据库中的时间信息进行比较，若某一备选路径上所有节点对应的时间段均可用，则确认此备选路径为最佳路径，数据包途经最佳路径上各节点的时刻以及各节点的空间坐标即为时空标记信息，若找不到最佳路径则预约资源失败。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的控制分组包含最佳通道端口信息、数据包沿最佳通道到达各节点的时间和占用节点资源的时间段信息。

7.一种用于承载高速数据业务的网络系统，包括：

业务分类器，位于网络边缘节点，分别连接光核心网和光突发交换网；

光核心网，是传送具有板块性质的数据包的核心网，包括：核心网络边缘处理器、核心网络中央控制节点和核心网络核心节点；

光突发交换网，是传送非板块数据包的网络。

8.如权利要求7所述的网络系统，其特征在于，所述的光核心网和光突发交换网具有相同的物理拓扑。

9.如权利要求7所述的网络系统，其特征在于，所述的光核心网在逻辑拓扑结构上具有用于调配全网资源的中央管理面，统一调配路由和信令。

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