用于控制平面参考模型框架的系统和方法
【专利说明】用于控制平面参考模型框架的系统和方法
[0001]本申请要求于2013年4月10日提交的发明名称为“用于控制平面参考模型框架的系统和方法”的第61/810，608号美国临时专利申请以及于2014年4月4日提交的发明名称为“用于控制平面参考模型框架的系统和方法”的第14/245，830号美国非临时专利申请的在先申请的优势，该两个申请的全部内容通过弓I用结合在本申请中。
技术领域
[0002]本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种用于控制平面参考模型框架的系统和方法。
【背景技术】
[0003]软件定义网络(SDN)提供了逻辑拓扑需求与物理基础设施资源之间的映射。无线协同是无线接入网络(RAN)的SDN的一部分。RAN中的SDN通常负责管理路由和流量工程(TE)，以提供转发路径以及所述路径(也可能是多条路由)中每条链路上的业务流所需的带宽或速率。RAN中的SDN也负责管理无线协同，以提供无线节点规格的按需配置，包括接入链路/回程链路和载波。所述按需配置可以包括选择具有不同规格的内置组件。按需配置也可以包括将五元组无线资源(时间/频率/编码/功率/空间)的映射/分配协调到活跃流。然而，随着无线节点功能和RAN或其它集成网络的一般演进，如就SDN框架而言，管理控制平面变得具有挑战性。对于包括无线节点和其他节点的此类网络，需要一种改进的控制平面参考模型和架构。
【发明内容】
[0004]根据一个实施例，提供了一种由网络组件执行的方法，所述网络组件用于实现控制平面功能，以在多个网络节点上配置数据平面，所述方法包括:采用软件定义拓扑(SDT)组件确定指示多个选定节点的数据平面逻辑拓扑和连接所述选定节点的逻辑架构；所述方法还包括:采用软件定义网络(SDN)组件将所述数据平面逻辑拓扑映射到物理网络，所述映射包括分配包含有所述选定节点和网络资源的网络节点，所述网络资源实现了业务或虚拟网络的信息传送和通信，并且满足服务质量(QoS)要求。所述方法还包括:采用软件定义协议(SDP)组件为所分配的网络节点定义包括数据平面处理功能的数据平面协议。
[0005]根据另一实施例，提供了一种网络组件，用于实现软件定义拓扑(SDT)控制平面功能，以在多个网络节点上配置数据平面，所述网络组件包括:至少一个处理器；非瞬时性计算机可读存储介质，用于存储供所述至少一个处理器执行的程序。所述程序包括指令，用于:采用软件定义拓扑(SDT)组件确定指示多个选定节点的数据平面逻辑拓扑，连接所述数据平面上所述选定节点的逻辑架构，以及所述选定节点之间的连接属性。所述数据平面逻辑拓扑根据由客户提供的用于实现业务或虚拟网络的信息传送和通信的逻辑拓扑来确定。所述程序包括进一步的指令，用于:将数据平面逻辑拓扑的信息发送给用于将所述数据平面逻辑拓扑映射到物理网络的软件定义网络(SDN)组件。
[0006]根据另一实施例，提供了一种网络组件，用于实现软件定义网络(SDN)控制平面功能，以在多个网络节点上配置数据平面，所述网络组件包括:至少一个处理器；非瞬时性计算机可读存储介质，用于存储供所述至少一个处理器执行的程序。所述程序包括指令，用于:从软件定义拓扑(SDT)组件中接收根据由客户提供的用于实现业务或虚拟网络的信息传送和通信的逻辑拓扑来确定的数据平面逻辑拓扑的信息。所述程序包括进一步的指令，用于:将所述数据平面逻辑拓扑映射到物理网络，所述映射包括分配包含有所述选定节点和网络资源的网络节点，所述网络资源实现业务或虚拟网络的信息传送和通信，并且满足服务质量(QoS)要求。所述程序包括进一步的指令，用于:将所述映射的信息发送给用于为所述网络节点定义数据平面协议的软件定义协议(SDP)组件。
[0007]根据另一实施例，提供了一种网络组件，用于实现软件定义协议(SDP)控制平面功能，以在多个网络节点上配置数据平面，所述网络组件包括:至少一个处理器；非瞬时性计算机可读存储介质，用于存储供所述至少一个处理器执行的程序。所述程序包括指令，用于:从软件定义网络(SDN)组件中接收数据平面逻辑拓扑与物理网络之间的映射的信息，所述映射包括分配网络节点和网络资源，所述网络资源实现业务或虚拟网络的信息传送和通信，并且满足服务质量(QoS)要求。所述程序包括进一步的指令，用于:为对应于所映射的数据平面逻辑拓扑的物理网络中的所分配的网络节点定义包括数据平面处理功能的数据平面协议。所述用于定义所述数据平面协议的指令包括用于为来自所述网络节点的无线节点配置无线操作参数的指令。
[0008]根据另一实施例，提供了一种用于在数据平面配置无线节点的方法，所述方法包括:在所述无线节点上接收如软件定义协议(SDP)控制元件确定的指示一组数据处理功能，用于应对和处理流量的工作流和对应参数的信息，以及状态信息。所述接收到的信息用于实现业务或虚拟网络的通信和流量传送。所述方法还包括:所述无线节点根据所述接收到的信息在数据平面执行操作。
[0009]根据又一实施例，提供了一种可由一个或多个控制平面组件在数据平面上配置的无线节点组件，所述无线节点组件包括:至少一个处理器；非瞬时性计算机可读存储介质，用于存储供所述至少一个处理器执行的程序。所述程序包括指令，用于:接收如软件定义协议(SDP)控制元件确定的指示一组数据处理功能，用于应对和处理流量的工作流和对应参数的信息，以及状态信息。所述接收到的信息用于实现业务或虚拟网络的通信和信息传送。所述程序包括进一步的指令，用于:根据所述接收到的信息在数据平面执行所述无线节点的操作。
[0010]上述较宽泛地概括了本发明实施例的特征，以便能够更好理解以下本发明的详细描述。下文将对本发明实施例的其他特征和优势进行说明，这也构成了本发明权利要求的主题。本领域的技术人员应当理解，所公开的概念和特定实施例易被用作修改或设计其他实现与本发明相同的目的的结构或过程的基础。本领域的技术人员还应当意识到，这种等同构造不脱离所附权利要求书所阐述的本发明的精神和范围。
【附图说明】
[0011]为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中:
[0012]图1示出了在控制平面上实现多个共存的定制虚拟网络的场景；
[0013]图2示出了控制平面架构的一种实施例；
[0014]图3示出了域控制器内控制组件的一种实施例；
[0015]图4示出了用于处理端到端客户之间的内容传输的工作流的一种实施例；
[0016]图5示出了用于处理机器间(M2M)通信的工作流的一种实施例；
[0017]图6示出了用于处理内容分发网络(CDN)中的内容传播的工作流的一种实施例；
[0018]图7示出了用于处理⑶N中针对客户的内容传送的工作流的一种实施例；
[0019]图8示出了一种可配置的多功能无线节点的一种实施例；
[0020]图9示出了控制平面与无线节点之间的接口的一种实施例；
[0021]图10是一种能够用于实施各种实施例的示例性处理系统的图。
[0022]除非另有指示，否则不同图中的对应标号和符号通常指代对应部分。绘制各图是为了清楚地说明实施例的相关方面，因此未必是按比例绘制的。
【具体实施方式】
[0023]下文将详细论述当前的优选实施例的制作和采用。然而，应了解，本发明提供可在各种具体上下文中体现的许多适用的发明构思。所论述的具体实施例仅仅说明用以实施和采用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。
[0024]当前的和未来的无线网络或集成无线和非无线网络期望能够实现客户(如虚拟网络运营商)与消费者之间的高度灵活性，高效率，以及高度开放性和定制化。当前，无线或集成网络中没有控制平面功能的系统化描述。此类网络也缺乏控制平面功能工作流的系统化描述。进一步地，没有对数据平面(如无线节点级别上)与不同的控制平面组件之间的接口进行定义。
[0025]为了实现这种高功能的无线或集成(组合的无线和非无线)网络，在此提供实施例是为了呈现一种用于此类网络的控制平面参考模型的框架。所述实施例包括:识别控制平面的关键控制功能，并提供控制平面架构以实现多个控制组件的控制功能。另外，提供了控制组件之间的接口。对于示例性场景，也提供了控制组件之间的各种工作流。
[0026]为了避免软件定义网络(SDN)的过度复杂性和数据平面中网络节点的处理复杂性，将软件定义拓扑(SDT)功能引入控制平面以定义基于SDN前的业务逻辑拓扑的业务/应用/虚拟网络(VN)特定的数据平面拓扑。业务可以是由网络资源提供的任何网络业务，如数据业务，语音业务，视频业务，其他基于网络的业务或者它们的组合。为了提供完全定制的网络，也将软件定义数据平面协议(SDP)功能引入到控制平面以定义业务/应用/VN特定的数据处理。除了 SDN功能组件，SDT组件和SDP组件也包括在控制平面中。实施例也包括识别用于改进的或未来的无线网络的无线节点功能和远程控制平面与此类无线节点(如数据平面上的无线节点)之间的接口。参考模型的框架和接口设计可以用于系统化设计，算法开发，和未来的无线或集成网络架构的控制机制。
[0027]图1示出了可以采用本文的控制平面功能以及进一步采用集成物理网络资源120实现的多个共存的定制虚拟网络100。所述集成物理网络资源可以包括多个域或子网络150。可以根据各种逻辑架构来配置采用控制平面功能实现的所述共存的定制虚拟网络100，所述逻辑架构例如包括:用于内容传送等的任