Оптическая IP-коммутация
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( февраль 2011 г. ) |
Оптическая IP-коммутация (OIS) — это новый метод создания прозрачных оптических соединений между сетевыми узлами с использованием подхода на основе потоков. IP-поток — это совокупность IP- пакетов, идущих от одного и того же источника к одному и тому же пункту назначения: обмен IP-пакетами — это механизм, позволяющий передавать информацию через Интернет.
Недавние исследования показали, что интернет-трафик представляет собой распределение с тяжелым хвостом , при котором небольшое количество потоков переносит огромный объем данных. Это предполагает возможность динамической адаптации оптических соединений для передачи этих тяжелых потоков.
В настоящее время пакет должен пройти определенное количество маршрутизаторов, прежде чем достичь пункта 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 и того же источника к одному и тому же пункту назначения, если маршрутизатор распознает поток, он может создать сокращенный путь, создав «коммутируемое» соединение, позволяющее всем пакетам, принадлежащим одному и тому же месту назначения. IP-поток позволяет двигаться прямо в правильном направлении без анализа одного за другим. Эта общая идея известна как IP-переключение.
Однако если ярлык происходит на оптическом уровне, процесс становится оптической коммутацией IP. 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 путешествие по оптическому волокну . Если вместо этого маршрутизатор способен распознавать поток, он может создать ярлык («сквозное соединение») непосредственно на оптическом уровне, и все пакеты, принадлежащие одному и тому же потоку, могут быть направлены в нужное место назначения без оптического соединения. процесс преобразования в электрическую энергию. Это сэкономит время, энергию, память и вычислительные ресурсы маршрутизатора.
Базовая реализация концепции OIS предполагает оптический маршрутизатор, который отслеживает IP-трафик, и если появляется поток с определенными характеристиками, маршрутизатор устанавливает оптический сквозной путь между своими восходящим и нисходящим соседями, запрашивая восходящий узел разместить все пакеты, принадлежащие поток на новый путь. Вновь созданный след обходит уровень IP маршрутизатора, поскольку пакеты прозрачно передаются от восходящего соседа к нисходящему соседу. Следуя аналогичной процедуре, путь затем можно расширить до более чем трех узлов, но это решение всегда принимается каждым маршрутизатором автономно и зависит от встречающегося трафика и локально доступных ресурсов.Однако, поскольку оптический канал может передавать несколько гигабит данных в секунду, может быть сложно найти поток, который в одиночку сможет использовать полосу пропускания, предлагаемую оптическим маршрутом.По этой причине объединение большего количества IP-потоков в один и тот же выделенный путь имеет важное значение для производительности сети OIS.Агрегация обеспечивает компромисс между количеством IP-потоков, которые могут быть объединены вместе, и длиной оптического тракта, который их обрабатывает.Для достижения хорошей производительности только оптические потоки, использующие значительное количество сетевых переходов, должны быть объединены в один и тот же путь.Базовый узел, реализующий оптическую IP-коммутацию, должен быть оснащен ресурсами электрической обработки и памяти (как стандартный IP-маршрутизатор), переменным количеством оптических приемопередатчиков и элементом оптической коммутации (обычно устройство на базе MEMS ).Вместо этого граничному узлу не требуется оптическое коммутационное устройство, поскольку оно может функционировать только как источник или пункт 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 службы сетевого проектирования. В этом состоит основное отличие от OIS, где оптические испытания автоматически запускаются в зависимости от встречного трафика; они первоначально генерируются между тремя соседними узлами, а затем расширяются в соответствии с распределенным решением.