用于集成交换机波分复用的控制平面的制作方法

用于集成交换机波分复用的控制平面的制作方法
【专利摘要】本发明提供了控制网络中的光数据流的方法。所述方法包括：通过交换机控制器接收包括用于网络管理和控制的多个数据分组的数据流，所述网络交换机包括对于波分复用光网络的至少一个波长可调节光数据传输接口；在控制链路上将控制信号发送到网络交换机，其指示哪些波长在使用中并且哪些波长没有在使用中；接收交换机中的滤光器生成的返回信号，所述返回信号指示用于传输数据流至交换机的可用波长；将数据业务流分配到可用波长，并且将分配决定传递到网络交换机；以及经由具有由返回信号指示的可用波长的光载波信号，将数据流发送到交换机。
【专利说明】用于集成交换机波分复用的控制平面

【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及用于集成交换机波分复用的控制平面。

【背景技术】
[0002]在包括多个网络交换机的局域网(LAN)中典型地采用以太网网络。已经开发了多个通信协议，并且所述多个通信协议继续演进以提高各种环境下的以太网网络性能。例如，对于以太网的增强(称为数据中心桥接(DCB)、融合型增强以太网(CEE)或数据中心以太网(DCE))支持LAN与存储区域网(SAN)的融合。在与以太网结合的数据中心环境中可以使用的其他协议例如包括以太网光纤通道(FCoE)、因特网广域远程直接存储器存取协议(iWARP )、融合以太网上的远程直接存储器存取(RoCE )。
[0003]这样的网络可包括经由光纤连接到各个位置的多个网络实体或多组实体(例如，数据中心)。例如，数据中心可以连接到分开的光传输系统，如用于数据的长途传输的可重配置光分插复用器(ROADM)系统。这样的光传输系统包括与它们所连接到的各个数据中心或以太网网络的控制平面不同的控制平面。


【发明内容】

[0004]根据一个实施例，提供了一种控制网络中的光数据流的方法。所述方法包括:通过交换机控制器接收包括用于网络管理和控制的多个数据分组的数据流，所述交换机控制器配置为通过网络交换机控制路由，所述交换机控制器与网络交换机经由控制链路通信，所述网络交换机包括对于波分复用光网络的至少一个波长可调节光数据传输接口 ；在控制链路上将控制信号发送到网络交换机，其指示哪些波长在使用中并且哪些波长没有在使用中；从网络交换机接收返回信号，所述返回信号由交换机中的滤光器生成，所述返回信号指示用于传输数据流至交换机的可用波长；将数据业务流分配到可用波长，并且将分配决定传递到网络交换机；以及经由具有由返回信号指示的可用波长的光载波信号，将数据流发送到交换机。
[0005]根据另一实施例，提供了一种控制网络中的光数据流的方法。所述方法包括:在网络交换机从网络控制器接收光信号，所述网络交换机配置为接收并路由网络中的数据分组，所述光信号包括与光通信带宽对应的多个波长，所述网络交换机包括对于波分复用光网络的至少一个波长可调节光数据传输接口 ；通过交换机中的滤光器生成返回信号，并在控制链路上将返回信号发送到网络控制器，所述返回信号指示用于传输数据流至交换机的可用波长；经由具有由返回信号指示的可用波长的光载波信号，接收数据流；以及基于来自网络控制器的指令，将数据流路由至目的地。
[0006]根据另一实施例，提供了一种控制网络中的光数据流的装置。所述装置包括:存储器，具有计算机可读计算机指令；以及处理器，用于执行计算机可读指令，所述指令包括:通过交换机控制器接收包括用于网络管理和控制的多个数据分组的数据流，所述交换机控制器配置为通过网络交换机控制路由，所述交换机控制器与网络交换机经由控制链路通信，所述网络交换机包括对于波分复用光网络的至少一个波长可调节光数据传输接口 ；在控制链路上将控制信号发送到网络交换机，其指示哪些波长在使用中并且哪些波长没有在使用中；从网络交换机接收返回信号，所述返回信号由交换机中的滤光器生成，所述返回信号指示用于传输数据流至交换机的可用波长；将数据业务流分配到可用波长，并且将分配决定传递到网络交换机；以及经由具有由返回信号指示的可用波长的光载波信号，将数据流发送到交换机。
[0007]根据另一实施例，提供了用于控制网络中的光数据流的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括可由处理电路读取并存储指令的有形存储介质，所述指令用于由处理电路执行，用于执行包括以下步骤的方法:通过交换机控制器接收包括用于网络管理和控制的多个数据分组的数据流，所述交换机控制器配置为通过网络交换机控制路由，所述交换机控制器与网络交换机经由控制链路通信，所述网络交换机包括对于波分复用光网络的至少一个波长可调节光数据传输接口 ；在控制链路上将控制信号发送到网络交换机，其指示哪些波长在使用中并且哪些波长没有在使用中；从网络交换机接收返回信号，所述返回信号由交换机中的滤光器生成，所述返回信号指示用于传输数据流至交换机的可用波长；将数据业务流分配到可用波长，并且将分配决定传递到网络交换机；以及经由具有由返回信号指示的可用波长的光载波信号，将数据流发送到交换机。
[0008]根据另一实施例，提供了用于控制网络中的光数据流的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括可由处理电路读取并存储指令的有形存储介质，所述指令用于由处理电路执行，用于执行包括以下步骤的方法:在网络交换机从网络控制器接收光信号，所述网络交换机配置为接收并路由网络中的数据分组，所述光信号包括与光通信带宽对应的多个波长，所述网络交换机包括对于波分复用光网络的至少一个波长可调节光数据传输接口 ；通过交换机中的滤光器生成返回信号，并在光链路上将返回信号发送到网络控制器，所述返回信号指示用于传输数据流至交换机的可用波长；经由具有由返回信号指示的可用波长的光载波信号，接收数据流；以及基于来自网络控制器的指令，将数据流路由至目的地。
[0009]通过这里描述的实施例实现另外的特征和优点。这里详细描述本发明的其他实施例和各方面，并且其被认为是所要求保护的发明的一部分。为了更好地理解具有优点和特征的本发明，参照说明书和附图。

【专利附图】

【附图说明】
[0010]在权利要求中明确指出并特别要求权利这里所述的实施例的主题。从下面结合附图进行的详细描述，本发明的前面和其他的特征和优点将变得明显，附图中:
[0011]图1描绘了包括具有可根据实施例实现的支持开放流的(OpenFlow-capable)交换机的网络的系统的框图；
[0012]图2描绘了根据实施例的支持OpenFlow的交换机的框图；
[0013]图3描绘了可在实施例中使用的OpenFlow流交换定义的示例；
[0014]图4描绘了包括网络交换机和交换机控制器的网络的一部分的示例性实施例；
[0015]图5描绘了数据分组的示例；
[0016]图6是示出在网络中处理和/或路由经由光信号发送的数据流的方法的流程图；以及
[0017]图7描绘了包括网络控制器和网络交换机的示例性网络部分。

【具体实施方式】
[0018]示例性实施例涉及在包括光信号连接的网络中处理和路由数据。网络交换机控制设备和/或系统的实施例提供了将网络交换机的控制与光信号处理和交换控制集成的控制平面。在一个实施例中，网络包括配置为控制一个或多个交换机中的路由参数的网络控制器。控制器包括光接口系统，配置为接收经由光载波信号发送的数据和/或经由光载波信号将数据发送到一个或多个交换机，用于转发和/或路由至目的地。控制器因此提供对于光和电信号两者的交换机的管理和控制平面。
[0019]在一个实施例中，一个或多个交换机的每个包括连接至WDM模块的至少一个光端口，配置为接收一个或多个选择的或可用的波长的光数据信号。WDM模块可包括滤光器，配置为提供对于控制器的反馈信号，以指示对于交换机和/或与交换机耦合的目的地可用的波长。
[0020]在一个实施例中，控制器包括可调节波长的激光器或其他光源，并且配置为通过标识对于交换机/目的地可用的传输带宽(例如，WDM或DWDM带宽)中的波长而提供数据源与交换机/目的地之间的连接。控制器可通过从服务器或其他实体接收波长信息，或通过将扫描光信号提供至交换机滤光器并接收指示可用波长的反馈信号，标识可用波长。
[0021]现在转向图1,现在将更详细描述包括支持OpenFlow的网络101的系统100的示例。在图1描绘的示例中，系统100是包括多个服务器102和客户端系统104的数据中心环境，所述客户端系统104配置为使用支持OpenFlow的交换机106在网络101上通信。在示例性实施例中，服务器102 (也称为主机或主机系统)是包括至少一个能够读取和执行指令并处理与系统100的各个组件的交互的处理电路(例如，计算机处理器/CPU)的高速处理设备(例如，大型计算机、桌面计算机、膝上计算机、手持设备、嵌入式计算设备等)。服务器102可以是存储系统服务器，配置为访问并存储大量数据至一个或多个数据存储系统108。
[0022]客户端系统104可以包括各种桌面型、膝上型、通用计算设备、移动计算设备、和/或联网设备，其具有处理电路和输入/输出(I/O)接口，诸如按键/按钮、触摸屏、音频输入、显示设备和音频输出。客户端系统104可以直接链接到一个或多个交换机106或通过一个或多个无线接入点I1而无线连接。
[0023]数据存储系统108指代任何类型的计算机可读存储介质，并且可包括一个或多个二级存储元件，例如，硬盘驱动(HDD)、固态存储器、磁带、或服务器102内部或外部的存储子系统。数据存储系统108中可以存储的数据的类型例如包括各种文件和数据库。可以有由每个服务器102利用的多个数据存储系统108，其可以分布在系统100的各个位置。
[0024]系统100还包括网络控制器112，其是配置为在网络101内进行路由判定的中央软件定义的网络控制器。网络控制器112建立一个或多个安全链路103，以配置交换机106并建立交换机106之间的链路105的通信属性。例如，网络控制器112可以配置交换机106，以控制服务器102与客户端系统104、以及一个或多个防火墙114和一个或多个负荷均衡器116之间的数据流的分组路由路径。一个或多个防火墙114限制网络101与一个或多个外部网络118之间的网络业务的访问和流。一个或多个负载均衡器116可以在多个计算机之上(如在服务器102之间)分布工作负荷。
[0025]服务器102、客户端系统104和网络控制器112可以包括本领域已知的各种计算机/通信硬件和软件技术，如一个或多个处理单元或电路、易失性和非易失性存储器，包括可移除介质、电源、网络接口、支持电路、操作系统等。尽管网络控制器112被描绘为分开的组件，但是，将理解，网络配置功能可以替代地以单机或分布格式在服务器102或客户端系统104的一个或多个中实现。
[0026]网络101可包括无线、有线和/或光纤链路的组合。为了说明的目的，如图1所绘的网络101表示简化示例。网络101的实施例可包括每个交换机106具有几十个端口和链路的多个(例如，几百个)交换机106。网络101可支持各种已知通信标准，其允许数据在服务器102、客户端系统104、交换机106、网络控制器112、防火墙114和负荷均衡器116之间传输。通信协议典型地在一个或多个层(如物理层(层I )、链路层(层2)、网络层(层3)、传输层(层4)和应用层(层5))中实现。在示例性实施例中，网络101支持OpenFlow作为层2协议。交换机106可描绘为OpenFlow交换机或允许OpenFlow的通用交换机,其也支持层2和层3以太网。
[0027]在一个实施例中，一个或多个交换机106配置为在光纤连接上从一个或多个源接收光信号。如此配置的每个交换机106可包括光转发器，配置为在光和电信号之间转换。在此实施例中，控制器112经由光链路(例如，光纤)连接到每个交换机106，并包括可调节激光器和调制器，用于发送光信号到每个交换机106。控制器112还包括光学组件和相关联的组件，配置为将进入光信号分离(解复用)为多个波长，并通过标识通信带宽内对于每个交换机106可用的波长而建立数据流源与交换机106之间的链路。
[0028]在一个实施例中，一个或多个交换机106包括可调节波分复用器(WDM)，所述可调节波分复用器包括波长滤波器。波长滤波器扫描带宽中的波长并返回反馈信号，其指示可以通过交换机106转发的数据流的波长。这样，可以在源和目的地(例如，另一交换机或数据中心)之间建立光连接，并且可以仅基于波长标识而不需要交换机中的光源就可以路由光信号。图2绘出了图1的支持OpenFlow的交换机106的框图。交换机106包括交换机逻辑202、安全信道204、协议支持205、流表206、包括各个队列209的缓冲器208以及端口210 (例如，以太网端口)。交换机逻辑202可以在一个或多个处理电路中实现，其中计算机可读存储介质配置为保持用于交换机逻辑202的指令、以及支持交换机206的操作的各种变量和常量。交换机逻辑202在端口 210a-210n之间转发分组，如图1的网络控制器112所定义的流。
[0029]安全信道204将交换机106连接到图1的网络控制器112。安全信道204允许命令和分组经由OpenFlow协议在网络控制器112和交换机106之间通信。安全信道204可以以软件实现为交换机106中存储的可执行指令。建立用于OpenFlow和其他协议的实现的协议定义的协议细节可以存储在协议支持205中。协议支持205可以是定义一个或多个支持的协议格式的软件。协议支持205可以包含在计算机可读存储介质(例如，闪存)中，所述计算机可读存储介质配置为保持用于由交换机逻辑202执行的指令。将协议支持205实现为软件可以使得在用于协议的新版本或变体的字段中更新，并且可以提供OpenFlow作为现有传统路由器或交换机的增强。
[0030]控制器112还可以经由诸如光纤连接器的光链路220连接到交换机106。交换机包括用于接收光信号的光端口 222和诸如波分复用(WDM)单元224的光处理单元，其执行各种处理，诸如解复用、复用和将光信号转换为电信号用于通过端口 210转发或用于波长转换。在一个实施例中，WDM单元224包括包含转换器226的光转发器。在一个实施例中，WDM单元包括可调节波长滤波器228，其可以基于可用传输波长进行调节。
[0031]流表206定义与特定地址、虚拟局域网或交换机端口相关联的支持的连接类型，并且由交换机用于处理在交换机处接收的数据流。数据流是以一些方式(例如，按照源和/或目的地)分组或通过所选择的准则以其他方式定义的数据分组的序列。每个数据流可以基于流表206映射到端口和相关联的队列。例如，数据流定义为映射特定报头格式的所有分组。数据流可以由交换机106经由以太网端口 210、安全信道204和/或经由光链路220中的调制光载波信号接收。
[0032]流表206中的每个条目211可以包括一个或多个规则212、行为214和与特定流相关联的统计216。规则212定义每个流并可以由分组报头确定。行为214定义如何处理分组。统计216跟踪诸如每个流的大小(例如，字节数)、每个流的分组数、以及自从流的上一次匹配分组起的时间或连接时间的信息。行为的示例包括用于将流分组转发到一个或多个特定端口 210a-210n(例如，单播或多播)、将流的分组封装并转发到图1的网络控制器112、以及丢弃流的分组的指令。流表206中的条目211可以通过图1的网络控制器112经由安全信道204添加和移除。图1的网络控制器211可以预填充流表206中的条目211。此外，在流表206中没有对应条目211的情况下，交换机106可以在接收到流时请求从网络控制器112创建条目211。
[0033]当分组在端口 210和/或222之间发送时，缓冲器208提供对于流在队列209中的临时存储。在无损配置中，当存在网络拥塞时，替代丢弃分组，缓冲器208临时存储分组，直至相关联的端口和链路可用。每个缓冲器208可以与特定端口、流或子网络相关联。每个缓冲器208是逻辑分离的，但是不需要物理独立。因此，当一个缓冲器208满时，其不会不利地影响交换机106内其他缓冲器208的性能。
[0034]在操作中，当交换机106接收分组时，交换机106试图通过将字段(称为“匹配字段”)与每个流表206的流条目中的对应字段比较而匹配分组。示例性匹配字段包括进入端口和元数据字段、以及报头字段，诸如下面参照图3所描述的那些。在一个实施例中，匹配在第一流表开始，并且可以继续到另外的流表。
[0035]如果没有发现匹配，则交换机106可以基于交换机配置执行行为，例如，可以将分组转发至控制器或丢弃。如果分组与流表中的流条目匹配，则基于流条目(例如，行为字段214)执行对应指令集。例如，当分组与包括输出行为的流条目匹配时，将分组转发到流条目中指定的端口 210和/或222之一。
[0036]图3描绘了可以在实施例中使用的OpenFlow流交换定义300的示例。OpenFlow流交换定义300是定义流的分组报头并包括多个字段。在此示例中，交换定义300是包括多至11个元组或字段的流报头；然而，不是所有元组都需要根据特定流而定义。在图3的示例中，OpenFlow流交换定义300包括用于定义进入端口 302、以太网目的地地址304、以太网源地址306、以太网类型308、虚拟局域网(VLAN)优先级310、VLAN标识符312、因特网协议(IP)源地址314、IP目的地地址316、IP协议318、传输控制协议(TCP) /用户数据报协议(UDP)源端口 320和TCP/UDP目的地端口 322的元组。以太网目的地地址304可以表示在传统交换和路由中使用的层2以太网硬件地址或媒体访问控制(MAC)地址。IP目的地地址316可表示在传统交换和路由中使用的层3IP地址。可以对于OpenFlow流交换定义300中的任何元组组合定义流交换，其中以元组的特定组合用作键。例如，可以通过对于聚合MAC子网、IP子网、端口、VLAN标识符等的精确匹配或通配符匹配，在图2的规则212中定义流。
[0037]图4描绘了网络部分400的框图。服务器402通过链路404耦合到交换机406。示例性服务器402是图1的服务器102，并且示例性交换机406是图1的交换机106。控制器408 (例如，网络控制器)通过例如安全链路410链接到交换机406。在一个实施例中，在支持OpenFlow的环境中，控制器是诸如图1的网络控制器112的网络控制器。在其他实施例中，对于非OpenFlow环境，控制器408的功能可以集成到诸如服务器402或服务器102的其他网络实体中。
[0038]如图4所示，交换机406连接到服务器402，其包括至少一个端口 412和各种逻辑组件，如模式选择逻辑414、等待脉冲重复时间416、以及操作配置418的协议和模式。这里描述的逻辑组件可以实现为计算机可读存储介质中存储的指令，用于由处理电路执行或在硬件电路中执行，并且可以配置为发送诸如链路初始帧和数据分组的帧。交换机406、服务器402和控制器408可以支持多种操作模式，包括但不限于以太网、光纤信道、以太网光纤通道(FCoE)、因特网广域远程直接存储器存取协议(iWARP)、融合以太网上的远程直接存储器存取(RoCE)。
[0039]交换机406包括交换机逻辑420、流表422、协议支持424、端口配置和复位逻辑
425、以及用于与服务器402和其他网络实体(诸如其他交换机或服务器)通信的多个端口
426。端口可以是物理端口、交换机定义的虚拟端口、和/或OpenFlow协议定义的虚拟端口。每个端口可以附接到一个或多个端口队列428。当实现为OpenFlow交换机时，交换机406还包括安全信道430，用于在安全链路410上与网络控制器408通信。
[0040]在一个实施例中，网络控制器408经由电链路、光链路或电链路和光链路两者，连接到交换机406。例如，交换机406包括经由光链路434连接到控制器408的光端口 432。光端口连接到包括例如光收发器的WDM模块436。光端口 432和WDM模块436可以经由适当处理组件(诸如交换机逻辑420或光交换逻辑438)控制。例如包括WDM模块436的光处理组件可以集成到交换机406中或作为插入到交换机406中的模块单元。
[0041]仍然参照图4，网络控制器408包括行为表440，其保持用于交换机406的端口和协议信息、以及用于通过交换机406和其他交换机(诸如图1的交换机106)的规则、行为和统计。网络控制器408还包括流控制逻辑442，其可以实现为计算机可读存储介质中存储的指令，用于由处理电路执行或在硬件电路中执行。网络控制器408可管理交换机406中流表422的更新。基于流表422的更新，更新网络控制器408的行为表432中的端口和协议信息，以反映变化。
[0042]在一个实施例中，控制器408包括或连接到经由例如光接口逻辑446实现的光接口系统444。光接口 444配置为接收传输要由一个或多个交换机406路由的数据的光信号，并且发送携带数据和/或控制的光信号。在一个实施例中，控制器408接收电信号或调制光信号形式的数据，并且配置为确定哪些波长可用于在路由光信号中使用。控制器408可以基于从诸如服务器的控制器408所驻留的源接收的信息来确定这一点，或通过自动从交换机408检测哪些波长可用来确定这一点。控制器408然后可以将信号接口 444调节到适当波长，并将信号转发到交换机406用于路由。在图4的实施例中，光接口 444包括诸如用于接收和/或发送光信号的光接收器448、包括调制器452的WDM单元450、以及可调节激光器454的组件、和任何其他执行这里描述的方法所需的组件。
[0043]如上所述，网络控制器408经由使用特定端口(诸如物理网络控制器112或其他处理器(诸如服务器102或客户端系统104)中实现的控制器中的端口)建立的安全链路410和/或光链路434 (也称为控制链路)与交换机406通信。
[0044]网络控制器408与交换机406通信，以配置和管理交换机、从交换机接收事件、并将分组从交换机发出。可以在交换机和控制器之间发送各种消息类型，以实现包括控制器到交换机、同步和异步消息的这样的功能。
[0045]图5描绘了数据帧或数据分组500的实施例，其可以转发到交换机406并从交换机406转发和/或用于交换机406和控制器之间的通信。数据分组可以电子地或经由光载体信号发送。数据分组500包括前同步码502、帧起始(SOF)定界符504、报头506、载荷数据508和循环冗余校验(CRC)校验和510。报头506包括网络地址信息和协议信息。例如，帧500包括目的地MAC地址512、源MAC地址514和以太网类型字段516。
[0046]参照图6描述网络中处理和/或路由光信号数据流的方法600的实施例。方法600与图4所示的网络部分400结合描述，但是不限于此。在一个实施例中，所述方法包括由块601-605以所描述的顺序表示的步骤。然而，在一些实施例中，不是所有步骤都执行和/或步骤以与所描述的顺序不同的顺序执行。
[0047]在块601，控制器408接收数据作为要通过一个或多个交换机406路由的数据流。数据可以经由要路由的光信号接收或经由要转换为光信号的电数据信号接收。
[0048]在块602，在一个实施例中，控制器408使用WDM模块450经由光接口 444将接收数据流的带宽分离为多个波长。在每个波长的光信号可以经由转换器处理以提取要路由的数据流。
[0049]在块603，控制器408确定数据流要转发到交换机406的波长。在一个实施例中，控制器408从服务器或其他实体接收关于哪些波长要插到交换机406的信息。例如，控制器408提供当前WDM频带(例如，包括80个波长的DWMD频带)中的所有波长。可以使用波长频带表或其他数据结构监视每个波长以跟踪可用波长。每个频带可以被控制器408跟踪，就好像其是数据流(例如，关联流控制信息，诸如对特定交换机或数据流的波长分配)一样，并以与流表类似的配置存储波长信息。
[0050]在一个实施例中，控制器408通过发送控制信号到交换机406以确定整体带宽的哪些波长在交换机406中可用来确定波长。例如，控制器408通过将用于每个波长的信号发送到交换机406来扫描多个波长。交换机406中的波长滤波器(例如，滤波器228)在接收到匹配滤波器波长的波长时，经由光链路434返回反馈信号。波长滤波器可以是可由交换机406基于当前信号路由调节的可调节滤波器，以反映可用波长。
[0051 ] 交换机406可以使用电链路(例如，安全链路410 )或光链路(例如，光链路434)以返回指示可用波长或多个可用波长的信号。因此，交换机可以将波长信息作为光信号或电信号发送到控制器。
[0052]在一个实施例中，控制器使用控制器408和交换机406用来交换可用波长信息的振幅调制信号(例如，具有相对低带宽)，在光链路上发送控制信号。当交换机和/或新端口与控制器通信连接时，控制信号还可以用于发送波长标识信息和/或其他控制信息到交换机和/或新端口。
[0053]在块604，一旦控制器已经确定可用于转发数据的波长，控制器就基于波长标识在源和交换机和/或目的地之间建立连接。控制器处理对于交换机的管理和控制数据，但是，在一个实施例中，可以不处理在交换机上发送的用户数据。
[0054]在块605，控制器408将数据流转换为所确定的波长的光信号，并将光信号经由调制器452和可调节激光器454发送到光端口 432和交换机406。在一个实施例中，如上所述，控制器408将调制信号作为已经处理为数据分组(例如，数据分组和/或控制分组)的数据流进行发送。
[0055]在一个实施例中，控制器执行方法600的链路初始化处理中的部分，以建立控制器和一个或多个交换机之间的光链路。在初始化处理中，控制器通过将光纤连接器插入光纤上的某个位置而建立物理链路。控制器然后使用可调节激光器以扫描所选择的带宽中的所有波长(例如，20-80信道C频带或L频带)。控制器将每个波长中的信号发送到滤波器。当所发送的波长匹配滤波器时，滤波器生成对于控制器的回送信号。控制器然后可以锁定波长，并准备使用锁定的波长发送数据。
[0056]图7示出包括OpenFlow控制器702和一个或多个OpenFlow交换机704的网络700的一部分的实施例。在此实施例中，控制器702嵌入有插入可调节光模块706，其包括可调节激光器、输入和输出端口 Rx和Tx以及适当逻辑和物理组件，配置为允许控制器执行波长确定和光信号路由控制，如上所述。模块插入诸如服务器708的网络组件或处理器，并且经由光链路710连接到交换机704。交换机704包括示例性光纤712。
[0057]例如，波长可调节集成或可插入光收发器插入到网络交换机，所述网络交换机经由电和/或光控制链路连接到网络控制器。收发器扫描其波长并确定哪些波长由交换机中的滤光器使用。当找到可用波长时，生成反馈信号(例如，经由具有图7所示的lOe-4损耗的反馈环)，其将光信号提供回收发器的接收端。该信号然后在光链路或铜绞链路上发送回网络控制器。控制器因此知道哪些波长可用于发送，并且可将适当可用波长分配给收发器。收发器锁定在此波长，完成初始化处理，并开始发送数据。
[0058]技术效果包括对于诸如OpenFlow控制器的网络控制器提供了将交换控制与光通信的控制集成的能力。此外，这里提供的系统通过将光学组件集中在网络控制器中，避免了在网络或数据中心中的每个现场位置中需要包括对于多个波长频带的光收发器。
[0059]所属【技术领域】的技术人员知道，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即:完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、驻留软件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明的各个方面还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。
[0060]可以采用一个或多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPR0M或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的任何有形的、非易失性存储介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
[0061]计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
[0062]计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括一但不限于一无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
[0063]可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言一诸如Java、Smalltalk、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言一诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络一包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0064]下面参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些计算机程序指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。
[0065]也可以把这些计算机程序指令存储在计算机可读介质中，这些指令使得计算机、其它可编程数据处理装置、或其他设备以特定方式工作，从而，存储在计算机可读介质中的指令就产生出包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的指令的制造品(article of manufacture)0
[0066]也可以把这些计算机程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其他设备上执行一系列操作步骤，从而产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的处理。
[0067]附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0068]这里使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意图限制本发明。如这里使用的，单数形式“一个”和“这个”意图也包括复数形式，除非上下文清楚地另有所指。还将理解，术语“包括”和/或“包含”当在此说明书中使用时，指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。
[0069]权利要求中的所有装置或步骤加功能元素的对应特征、材料、动作和等效物意图包括用于与其他所要求保护的元素(如具体要求保护的)相结合执行所述功能的任何结构、材料或动作。已经为了说明和描述的目的而呈现了本发明的描述，但是，所述描述不意图是穷尽性的或将本发明限制为所公开的形式。对于本领域普通技术人员而言，许多修改和变化将是明显的而不背离本发明的范围和精神。选择和描述实施例以便最好地说明本发明的原理和实际应用，并且使得本领域普通技术人员能够理解具有适于所预期的特定使用的各种修改的各种实施例的本发明。
[0070]这里描绘的流程图仅是一个示例。可以对这里描述的这些图或步骤(或操作)进行各种变化，而不背离本发明的精神。例如，各步骤可以以不同顺序执行，或可以添加、删除或修改步骤。所有这些变化被认为是要求保护的发明的一部分。
[0071]虽然已经描述本发明的优选实施例，但是将理解本领域技术人员现在和未来可以进行各种改进和增强，其落入权利要求的范围内。这些权利要求应当被解释为保持最先描述的本发明的适当保护范围。
【权利要求】
1.一种控制网络中的光数据流的方法，包括: 通过交换机控制器接收包括用于网络管理和控制的多个数据分组的数据流，所述交换机控制器被配置为通过网络交换机控制路由，所述交换机控制器与网络交换机经由控制链路通信，所述网络交换机包括对于波分复用光网络的至少一个波长可调节光数据传输接Π ； 在控制链路上将控制信号发送到网络交换机，所述控制信号指示哪些波长在使用中并且哪些波长没有在使用中； 从网络交换机接收返回信号，所述返回信号由交换机中的滤光器生成，所述返回信号指示用于传输数据流至交换机的可用波长； 将数据业务流分配到可用波长，并且将分配决定传递到网络交换机；以及 经由具有由返回信号指示的可 用波长的光载波信号，将数据流发送到交换机。
2.如权利要求1所述的方法，其中网络交换机是OpenFlow交换机，并且交换机控制器是OpenFlow交换机控制器。
3.如权利要求1所述的方法，其中接收数据流包括在连接到控制器的光接收器接收光信号，并且将光信号分离为多个波长。
4.如权利要求1所述的方法，其中滤光器被配置为调节到可用波长，所述控制信号所生成的所述返回信号包括与可用波长匹配的波长。
5.如权利要求1所述的方法，其中控制链路包括光链路和安全电链路。
6.如权利要求1所述的方法，其中网络交换机包括多个网络交换机。
7.如权利要求1所述的方法，其中控制器被配置为用于控制通过多个OpenFlow交换机的光传输以及通过多个OpenFlow交换机的电信号传输这两者的控制平面。
8.—种控制网络中的光数据流的方法，包括: 在网络交换机从网络控制器接收光信号，所述网络交换机被配置为接收并路由网络中的数据分组，所述光信号包括与光通信带宽对应的多个波长，所述网络交换机包括对于波分复用光网络的至少一个波长可调节光数据传输接口； 通过交换机中的滤光器生成返回信号，并在控制链路上将返回信号发送到网络控制器，所述返回信号指示用于传输数据流至交换机的可用波长； 经由具有由返回信号指示的可用波长的光载波信号，接收数据流；以及 基于来自网络控制器的指令，将数据流路由至目的地。
9.如权利要求8所述的方法，其中指令存储在网络交换机中的流表中，所述流表包括与数据流相关联的指令。
10.如权利要求8所述的方法，其中路由数据流包括以下至少之一:将光信号转换为电信号并将数据流经由电信号转发至目的地、以及将数据流作为光信号转发至目的地。
11.如权利要求8所述的方法，其中网络交换机是OpenFlow交换机，并且交换机控制器是OpenFlow交换机控制器。
12.如权利要求8所述的方法，其中滤光器被配置为调节到可用波长，所述控制信号所生成的所述返回信号包括与可用波长匹配的波长。
13.如权利要求8所述的方法，其中控制链路包括光链路和安全电链路。
14.一种控制网络中的光数据流的装置，包括:存储器，具有计算机可读计算机指令；以及 处理器，用于执行计算机可读指令，所述指令包括: 通过交换机控制器接收包括用于网络管理和控制的多个数据分组的数据流，所述交换机控制器被配置为通过网络交换机控制路由，所述交换机控制器与网络交换机经由控制链路通信，所述网络交换机包括对于波分复用光网络的至少一个波长可调节光数据传输接Π ； 在控制链路上将控制信号发送到网络交换机，所述控制信号指示哪些波长在使用中并且哪些波长没有在使用中； 从网络交换机接收返回信号，所述返回信号由交换机中的滤光器产生，所述返回信号指示用于传输数据流至交换机的可用波长； 将数据业务流分配到可用波长，并且将分配决定传递到网络交换机；以及 经由具有由返回信号指示的可用波长的光载波信号，将数据流发送到交换机。
15.如权利要求14所述的装置，其中网络交换机是OpenFlow交换机，并且交换机控制器是OpenFlow交换机控制器。
16.如权利要求14所述的装置，其中接收数据流包括在连接到控制器的光接收器接收光信号，并且将光信号分离为多个波长。
17.如权利要求 14所述的装置，其中滤光器被配置为调节到可用波长，所述控制信号所生成的所述返回信号包括与可用波长匹配的波长。
18.如权利要求14所述的方法,其中控制器被配置为用于控制通过多个OpenFlow交换机的光传输以及通过多个OpenFlow交换机的电信号传输这两者的控制平面。
19.一种控制网络中的光数据流的装置，包括: 存储器，具有计算机可读计算机指令；以及 处理器，用于执行计算机可读指令，所述指令包括: 在网络交换机从网络控制器接收光信号，所述网络交换机被配置为接收并路由网络中的数据分组，所述光信号包括与光通信带宽对应的多个波长，所述网络交换机包括对于波分复用光网络的至少一个波长可调节光数据传输接口； 通过交换机中的滤光器生成返回信号，并在光链路上将返回信号发送到网络控制器，所述返回信号指示用于传输数据流至交换机的可用波长； 经由具有由返回信号指示的可用波长的光载波信号，接收数据流；以及 基于来自网络控制器的指令，将数据流路由至目的地。
20.如权利要求19所述的装置，其中滤光器被配置为调节到可用波长，所述控制信号所生成的所述返回信号包括与可用波长匹配的波长。
【文档编号】H04L12/24GK104052618SQ201410082154
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2013年3月15日
【发明者】C.德库萨迪斯, R.B.克里什纳默西 申请人:国际商业机器公司