Оптическая IP-коммутация - Optical IP Switching
Оптическая IP-коммутация (OIS) - это новый метод создания прозрачных оптических соединений между узлами сети с использованием потокового подхода. IP-поток - это набор IP- пакетов, идущих от одного источника к одному месту назначения: обмен IP-пакетами - это механизм, который позволяет передавать информацию через Интернет.
Недавние исследования показали, что Интернет-трафик представляет собой распределение с большим хвостом , когда небольшое количество потоков переносит огромное количество данных. Это предполагает возможность динамической адаптации оптических соединений для переноса этих тяжелых потоков.
В настоящее время пакет должен пройти через определенное количество маршрутизаторов, прежде чем достигнет места назначения, а сетевые маршрутизаторы должны проанализировать каждый пакет и переслать его в направлении узла назначения. Однако, поскольку поток определяется как последовательность пакетов, идущих от одного источника к одному месту назначения, если маршрутизатор распознает поток, он может сократить путь, создав «коммутируемое» соединение, позволяющее все пакеты, принадлежащие одному и тому же IP-поток направляется прямо в правильном направлении без анализа одного за другим. Эта общая идея известна как IP-коммутация.
Однако, если ярлык происходит на оптическом уровне, процесс становится оптическим IP-переключением. Преимущество OIS заключается в том, что сегодня пакеты передаются оптически между двумя точками, но на каждой станции маршрутизации они должны быть преобразованы в электрический сигнал, маршрутизированы и преобразованы обратно в оптический, чтобы продолжить свое движение по оптическому волокну . Если вместо этого маршрутизатор сможет распознать поток, он может создать ярлык («сквозное соединение») непосредственно на оптическом уровне, и все пакеты, принадлежащие одному потоку, могут быть направлены в нужное место назначения без оптического подключения. процесс преобразования в электрическую. Это сэкономит время, энергию, память и ресурсы обработки на маршрутизаторе.
Базовая реализация концепции OIS видит оптический маршрутизатор, который отслеживает IP-трафик, и если появляется поток с определенными характеристиками, маршрутизатор устанавливает оптический сквозной путь между своими соседями в восходящем и нисходящем направлениях, запрашивая у восходящего узла размещение всех пакетов, принадлежащих ему. поток на новый путь. Вновь созданный трейл обходит IP-уровень маршрутизатора, поскольку пакеты прозрачно перетекают от восходящего к нисходящему соседу. Следуя аналогичной процедуре, путь затем может быть расширен до более чем трех узлов, но это решение всегда автономно принимается каждым маршрутизатором и зависит от встречающегося трафика и от локально доступных ресурсов. Однако, поскольку оптический канал может передавать несколько гигабит данных в секунду, может быть трудно найти поток, который в одиночку может использовать полосу пропускания, предоставляемую оптическим трактом. По этой причине объединение большего количества IP-потоков в один и тот же выделенный путь имеет важное значение для производительности сети OIS. Агрегирование вводит компромисс между количеством IP-потоков, которые могут быть объединены вместе, и длиной оптического тракта, который их поддерживает. Для достижения хорошей производительности только оптические потоки, совместно использующие значительное количество сетевых переходов, должны быть объединены в один и тот же путь. Базовый узел, реализующий оптическую IP-коммутацию, должен быть наделен ресурсами электрической обработки и памяти (как стандартный IP-маршрутизатор), переменным количеством оптических приемопередатчиков и оптическим переключающим элементом (обычно устройством на основе MEMS ). Вместо этого пограничный узел не нуждается в оптическом коммутационном устройстве, поскольку он может функционировать только как источник или место назначения оптического потока.
Ближайшим к OIS протоколом управления, вероятно, является GMPLS , который стандартизируется IETF . GMPLS направлен на создание сквозных соединений после явного запроса от клиента или инженерной службы сети. Это составляет главное отличие от OIS, где оптические испытания автоматически запускаются обнаруженным трафиком; они изначально генерируются между тремя соседними узлами, а затем расширяются после распределенного решения.