网络调度方法、装置、网络编排器、通信系统及存储介质与流程

本发明涉及通信，尤其涉及一种网络调度方法、装置、网络编排器、通信系统及存储介质。

背景技术：

1、数字化经济发展催生了工业互联网、算力网络、元宇宙等一批新型业务场景，其对网络服务质量(qos，quality of service)提出了超大带宽、超低时延、确定性抖动、丢包可控的全新诉求，强力驱动广域网向“服务定制化”方向进行架构演进与能力升级。“服务定制化”的实现高度依赖分组域与传送域的协力推动。虽然传统广域网也一直推行“网际互连协议(internet protocol，ip)+光”的实现思路，但其分组层与光传送层长期处于独立规划或弱协同的状态，使得网络定制化能力不足。

技术实现思路

1、本发明提供一种网络调度方法、装置、网络编排器、通信系统及存储介质，用以解决现有技术中分组层与光传送层长期处于独立规划或弱协同的状态，使得网络定制化能力不足的缺陷，实现通过构建光电融合拓扑结构，设计多层联合路径选择与多维服务质量量化可承诺的网络调度策略，推动分组域和传送域的深度融合，满足服务定制的核心要求的目的。

2、第一方面，本发明提供一种网络调度方法，包括：

3、基于分组层、时分复用层和光层构建光电融合拓扑结构；

4、在接收到业务请求之后，基于所述业务请求中携带的业务类型修改所述光电融合拓扑结构中的相应链路权重；

5、基于修改后的所述光电融合拓扑结构进行多层联合路径选择，得到候选路径集合；

6、针对所述候选路径集合中的每条候选路径，对所述候选路径进行多维服务质量量化可承诺的网络调度；

7、按照网络调度结果部署业务并更新所述光电融合拓扑结构和链路权重。

8、根据本发明提供的一种网络调度方法，所述针对所述候选路径集合中的每条候选路径，对所述候选路径进行多维服务质量量化可承诺的网络调度，包括：

9、针对所述候选路径集合中的每条候选路径，对所述候选路径进行资源预留规划；

10、若存在与业务适配的分组层接口，则将所述业务归属到所述分组层接口的业务集合中，并对所述业务集合中的各业务进行调度，否则，计算时分复用时隙分配的重复周期，基于所述时分复用时隙分配的重复周期新建分组层接口；分组层接口为所述分组层的虚拟接口；

11、若所述业务复用已有的分组层接口，则无需更新所述时分复用层，否则在存在适配的时分复用层接口的情况下，在适配的所述时分复用层接口内为新建的所述分组层接口分配对应的时分复用时隙资源；在不存在适配的时分复用层接口的情况下，新建时分复用层接口，在新建的所述时分复用层接口内为新建的所述分组层接口分配对应的时分复用时隙资源；时分复用层接口为所述时分复用层的虚拟接口；

12、若所述业务复用已有的时分复用层接口，则无需更新所述光层，否则新建光层接口；光层接口为所述光层的虚拟接口。

13、根据本发明提供的一种网络调度方法，所述对所述候选路径进行资源预留规划，包括：

14、将所述候选路径的业务时延需求减去所述分组层、所述时分复用层和所述光层的固定时延，得到剩余的业务时延，作为分组层节点排队的预算时延；所述分组层节点为光电融合拓扑结构中所述分组层的节点；

15、基于所述分组层节点排队的预算时延、服务质量需求和分组层跳数对所述候选路径进行资源预留规划。

16、根据本发明提供的一种网络调度方法，对所述业务集合中的各业务进行调度，包括：

17、获取同一分组层接口内所述业务集合中各业务的转发队列；

18、循环执行以下步骤：

19、针对每个所述转发队列，计算实际服务曲线和理论服务曲线之间的差值；

20、基于各所述转发队列对应的所述差值，生成调度表；

21、控制所述调度表中排序第一的所述转发队列发送所述业务的第一个数据包。

22、根据本发明提供的一种网络调度方法，计算时分复用时隙分配的重复周期，基于所述时分复用时隙分配的重复周期新建分组层接口，包括：

23、基于业务单次突发的最大比特数、每个细粒度单元子时隙单次发送的总比特数、所述分组层针对所述业务的服务速率、一个码块的发送时长、所述细粒度单元子时隙的总数的约数集合，确定所述时分复用时隙分配的重复周期；所述码块为最小调度单位；

24、新建分组层接口，新建的所述分组层接口的所述细粒度单元子时隙的数量为所述细粒度单元子时隙的总数与所述时分复用时隙分配的重复周期的比值，新建的所述分组层接口的所述细粒度单元子时隙的间隔为所述时分复用时隙分配的重复周期。

25、根据本发明提供的一种网络调度方法，通过以下步骤对所述时分复用层接口进行时隙调度：

26、基于上下游节点间的链路传播时延、时隙交叉前的处理时延、两个相邻细粒度单元子时隙间隔的码块数以及所有所述细粒度单元子时隙均发送一次所对应的码块数，计算上下游节点间的时隙偏差；

27、基于上游节点时隙位置和所述上下游节点间的时隙偏差确定所述时分复用层接口的下游节点时隙位置。

28、根据本发明提供的一种网络调度方法，所述新建光层接口，包括：

29、根据所述时分复用层每跳的光链路传输距离查询预设的距离-格式关系表，选择阶数最高的调制格式；所述预设的距离-格式关系表中存储光链路传输距离范围与调制格式之间的映射关系，不同的光链路传输距离范围存在重叠部分；

30、根据移除所述时分复用层接口中空闲时隙后的总带宽需求和所述阶数最高的调制格式确定频隙数；

31、基于所述阶数最高的调制格式和所述频隙数，在所述可切片的带宽可变收发器中虚拟出一个子收发器，作为新建的所述光层接口。

32、根据本发明提供的一种网络调度方法，所述基于所述业务请求中携带的业务类型修改所述光电融合拓扑结构中的相应链路权重，包括：

33、在所述业务请求中携带的业务类型为用户隔离类型的情况下，将所述光电融合拓扑结构中的对应层的逻辑链路的链路权重修改为无穷大；所述对应层为所述分组层或所述时分复用层。

34、根据本发明提供的一种网络调度方法，所述基于修改后的所述光电融合拓扑结构进行多层联合路径选择，得到候选路径集合，包括：

35、从修改后的所述光电融合拓扑结构中筛选出第一数量的候选路径；

36、从所述第一数量的候选路径中剔除链路权重大于业务时延需求的候选路径，得到第二数量的候选路径；

37、基于所述第二数量的候选路径，确定所述候选路径集合。

38、第二方面，本发明还提供一种网络调度装置，包括：

39、拓扑构建模块，用于基于分组层、时分复用层和光层构建光电融合拓扑结构；

40、权重修改模块，用于在接收到业务请求之后，基于所述业务请求中携带的业务类型修改所述光电融合拓扑结构中的相应链路权重；

41、路径选择模块，用于基于修改后的所述光电融合拓扑结构进行多层联合路径选择，得到候选路径集合；

42、网络调度模块，用于针对所述候选路径集合中的每条候选路径，对所述候选路径进行多维服务质量量化可承诺的网络调度；

43、拓扑更新模块，用于按照网络调度结果部署业务并更新所述光电融合拓扑结构和链路权重。

44、第三方面，本发明还提供一种网络编排器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述的网络调度方法。

45、第四方面，本发明还提供面向服务定制的光电融合组网通信系统，包括：分组层、时分复用层、光层和上述第三方面所述的网络编排器；其中：

46、所述分组层，用于通过服务质量队列实现同一传送通道内逐分组的确定性转发；

47、所述时分复用层，用于提供细粒度的时分复用通道，并通过所述时分复用通道实现低时延转发；

48、所述光层，用于采用弹性光网络提供弹性光通道，并通过所述弹性光通道实现弹性光谱的分配和光层交叉；

49、所述网络编排器，用于采用多维服务质量量化可承诺的网络调度方法对所述分组层、所述时分复用层和所述光层进行调度控制，以实现逐流服务定制化承载。

50、根据本发明提供的一种面向服务定制的光电融合组网通信系统，所述分组层包括多个分组层单元，所述分组层单元包括路由器的网络层与数据链路层；

51、所述时分复用层包括多个时分复用层单元，所述时分复用层单元包括所述路由器的物理层，所述路由器的物理层包括细粒度单元和灵活以太网垫层；

52、所述光层包括多个光层单元，所述光层单元包括传输盒、可切片的带宽可变收发器和带宽可变光交叉连接器，所述传输盒与所述路由器的物理层接口通过光纤连接。

53、第五方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的网络调度方法。

54、第六方面，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的网络调度方法。

55、本发明提供的一种网络调度方法、装置、网络编排器、通信系统及存储介质，首先，基于分组层、时分复用层和光层构建光电融合拓扑结构；也即，构建了一种基于分组层、时分复用层和光层的新型光电融合拓扑结构；而后，在接收到业务请求之后，基于业务请求中携带的业务类型修改光电融合拓扑结构中的相应链路权重；基于修改后的光电融合拓扑结构进行多层联合路径选择，得到候选路径集合；也即，设计了多层联合路径选择；接着，针对候选路径集合中的每条候选路径，对候选路径进行多维服务质量量化可承诺的网络调度；也即，设计了多维服务质量量化可承诺的网络调度策略；最后，按照网络调度结果部署业务并更新光电融合拓扑结构和链路权重。本发明可以通过构建光电融合拓扑结构，设计多层联合路径选择与多维服务质量量化可承诺的网络调度策略，推动分组域和传送域的深度融合，满足服务定制的核心要求。