導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇網(wǎng)絡規(guī)劃的定義，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

1 引言

由于軟件定義網(wǎng)絡將控制和轉發(fā)分離，使網(wǎng)絡應用的推出不再受網(wǎng)絡的影響，因此軟件定義網(wǎng)絡的提出被業(yè)界稱為是“正在進行的網(wǎng)絡變革”。但是，軟件定義網(wǎng)絡將路由選擇、配置策略等傳統(tǒng)網(wǎng)絡交換路由設備的功能放入了網(wǎng)絡管理實現(xiàn)，因此，對網(wǎng)絡管理技術提出了全新的要求。軟件定義網(wǎng)絡管理系統(tǒng)需要具備監(jiān)測和管理SDN應用、實時的網(wǎng)絡模型和流量負載分布，以及預測變化網(wǎng)絡路由拓撲和流量變化的影響的能力。

2 軟件定義網(wǎng)絡管理功能結構

軟件定義網(wǎng)絡管理功能除了TMN規(guī)定的拓撲管理、故障管理、性能管理、配置管理、安全管理和計費管理外，還具備網(wǎng)絡規(guī)劃、路由管理、仲裁管理等功能。見圖1。

2.1 拓撲管理

拓撲管理模塊采集并顯示網(wǎng)絡交換機以及網(wǎng)絡交換機之間的連接關系，同時，采集并呈現(xiàn)網(wǎng)絡交換機的運行情況。拓撲管理模塊能確定任何給定的時間的網(wǎng)絡狀態(tài)，是路由管理的依據(jù)和基礎。

2.2 故障管理

故障管理模塊負責收集、過濾和歸并網(wǎng)絡事件，有效地發(fā)現(xiàn)、確認、記錄和定位網(wǎng)絡故障，同時分析故障原因并自動/人工解決故障，形成故障發(fā)現(xiàn)、告警、隔離、排除和預防的一整套故障管理機制。

2.3 性能管理

性能管理模塊負責采集、分析網(wǎng)絡以及網(wǎng)絡交換機的性能數(shù)據(jù)，當網(wǎng)絡交換機的性能產(chǎn)生異常偏差或下降時，能生成性能告警事件，并根據(jù)策略自動啟動路由調(diào)整等性能告警解決措施。同時，性能管理模塊還能統(tǒng)計分析和評估網(wǎng)絡的服務質量，為網(wǎng)絡下一步規(guī)劃與調(diào)整提供依據(jù)。

2.4 配置管理

配置管理模塊通過每個控制節(jié)點上運行的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)（NOS）實現(xiàn)對網(wǎng)絡交換機的控制，網(wǎng)絡操作系統(tǒng)之上運行的網(wǎng)絡業(yè)務通過標準化南向接口來直接控制網(wǎng)絡交換機，從而消除多業(yè)務間諸多如轉發(fā)行為、隊列緩存、物理端口等沖突，以確保各個業(yè)務的調(diào)度公平性，并優(yōu)化轉發(fā)資源配置。配置管理模塊與網(wǎng)絡操作系統(tǒng)之間采用網(wǎng)絡編程語言進行編程。

2.5 安全管理

安全管理模塊實現(xiàn)約束和控制對軟件定義網(wǎng)絡資源以及重要信息的訪問，確保未授權用戶無法訪問重要信息（包括驗證用戶的訪問權限和優(yōu)先級、檢測和記錄未授權用戶企圖進行的非法操作等）。安全管理手段主要包括授權機制、訪問機制和加密的管理，以及維護和檢查安全日志。同時，檢查并可重放控制器和網(wǎng)絡交換機的所有操作事件。

2.6 計費管理

計費管理模塊通過收集網(wǎng)絡用戶對網(wǎng)絡資源和網(wǎng)絡應用的使用情況信息，生成多種使用信息統(tǒng)計報告，并根據(jù)一定的計費規(guī)則（比如，根據(jù)用戶使用的網(wǎng)絡流量、用戶的網(wǎng)絡使用時間或用戶使用的網(wǎng)絡應用等，采用一定的網(wǎng)絡計費工具，生成計費單。

2.7 網(wǎng)絡規(guī)劃

網(wǎng)絡規(guī)劃模塊根據(jù)業(yè)務需求計算出網(wǎng)絡交換機的需求量，并確定網(wǎng)絡交換機的合理部署位置。如果是分布式部署時，還需要將網(wǎng)絡交換機分配到不同的區(qū)域SDN網(wǎng)管下進行管理。在進行規(guī)劃設計時，既要使規(guī)劃出的預案合理可行，又要避免資源沖突，使通信資源能夠得到合理利用。

2.8 路由管理

路由管理模塊是軟件定義網(wǎng)絡管理系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的標志。路由管理模塊除了實現(xiàn)傳統(tǒng)路由器的路由狀態(tài)擴散、路由計算功能外，還可從全局的視角分析網(wǎng)絡拓撲、路由事件和流量模式，進行網(wǎng)絡模型動態(tài)調(diào)整和路由動態(tài)調(diào)整，改進傳統(tǒng)網(wǎng)絡模型不能根據(jù)業(yè)務需求動態(tài)調(diào)整的問題，比傳統(tǒng)網(wǎng)絡路由管理具有更好的全局性和靈活性。

此外，路由管理模塊還可以充分利用獨特的應用感知能力，分析來自網(wǎng)絡診斷、分析和應用感知（application-aware）的報告，對應用系統(tǒng)的建設提出建議。例如，路由管理模塊可以從端到端的用戶訪問時間等指標提出該應用程序的服務器的最佳部署位置建議。

2.9 仲裁管理

仲裁管理實現(xiàn)對網(wǎng)絡資源的競爭性請求的裁決。例如當不同的應用需要同時使用同一個網(wǎng)絡交換機資源，而該網(wǎng)絡交換機無法同時支撐兩個業(yè)務時，需要調(diào)用仲裁管理模塊進行裁決。仲裁管理模塊可通過仿真手段，對比不同的調(diào)整指令下各應用的性能，給出最優(yōu)配置方案。

3 軟件定義網(wǎng)絡管理體系

軟件定義網(wǎng)絡管理體系主要包括集中式和分布式兩種。

3.1 集中式軟件定義網(wǎng)絡管理體系

集中式軟件定義網(wǎng)絡管理系統(tǒng)采用統(tǒng)一的設備管理器從基礎設施層收集各網(wǎng)絡交換機運行狀態(tài)，并在此基礎上實現(xiàn)拓撲管理、故障管理、性能管理、配置管理、路由管理、安全管理和計費管理等網(wǎng)絡管理功能。集中式軟件定義網(wǎng)絡管理體系具有結構簡單、實時性好、管理方便的優(yōu)點，非常適合較小網(wǎng)絡規(guī)模的軟件定義網(wǎng)絡管理。見圖3。

3.2 分布式軟件定義網(wǎng)絡管理體系

在網(wǎng)絡規(guī)模較大（例如廣域網(wǎng)范圍）時，集中式軟件定義網(wǎng)絡管理方式難以滿足實時性、可靠性和可伸縮性的問題。因此，需要將網(wǎng)絡管理工作分散到多個網(wǎng)絡管理系統(tǒng)中進行分布處理，再將處理結果匯總。在這樣的環(huán)境中會有多個網(wǎng)絡管理系統(tǒng)存在，需要將網(wǎng)絡管理工作也應按照一定的規(guī)則劃分給各個管理系統(tǒng)。這種管理規(guī)則可以是一種能夠反映網(wǎng)絡聯(lián)結關系的結構，也可以是一種反映等級管理關系的結構，甚至可以是一種反映分布應用的結構。通過按管理員的意圖或按照采用相同管理原則將一些被管理對象分組歸并，可以簡化按照管理結構為不同的管理系統(tǒng)劃分管理責任的工作。下圖為一個典型的分布式軟件定義網(wǎng)絡管理結構，包括中心軟件定義網(wǎng)絡管理系統(tǒng)和區(qū)域軟件定義網(wǎng)絡管理系統(tǒng)。其中，區(qū)域軟件定義網(wǎng)絡管理系統(tǒng)負責區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡管理，中心軟件定義網(wǎng)絡管理系統(tǒng)負責整個軟件定義網(wǎng)絡的管理，同時負責各區(qū)域資源的規(guī)劃和資源沖突時的處理。中心軟件定義網(wǎng)絡管理系統(tǒng)通過對區(qū)域軟件定義網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的管理，實現(xiàn)全網(wǎng)的管理功能。此外，中心軟件定義網(wǎng)絡管理系統(tǒng)還有網(wǎng)絡規(guī)劃和仲裁管理功能。

4 結語

軟件定義網(wǎng)絡是一種新興的網(wǎng)絡架構，它對復雜網(wǎng)絡控制面進行抽象簡化的革新思想為軟件定義網(wǎng)絡提供了強大的生命力，但是由此也增加了管理上的復雜度，主要體現(xiàn)在路由計算復雜、資源競爭仲裁難度大，流量采集實時性要求高等。本文對軟件定義網(wǎng)絡管理體系進行了研究，劃分了軟件定義網(wǎng)絡管理功能，提出了集中式和分布式兩種軟件定義網(wǎng)絡管理架構，并分析了兩種網(wǎng)管架構的優(yōu)缺點，希望對后續(xù)從事軟件定義網(wǎng)絡技術的研究人員有一定的啟發(fā)。見圖3。

參考文獻

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作者簡介

唐偉力（1982-），男，現(xiàn)為中國電子科技集團公司第三十研究所工程師。主要研究方向為網(wǎng)絡管理、網(wǎng)絡運維等。

篇2

摘要：隨著多業(yè)務、多出口、多計費的網(wǎng)絡結構成為一種趨勢，數(shù)據(jù)流量也大幅增加，對網(wǎng)絡帶寬和設備性能提出更高要求。此外，板卡式入侵防御系統(tǒng)IPS在與核心交換板卡共用引擎的集成方式中需要將數(shù)據(jù)流量引流至IPS。這些都是在多業(yè)務網(wǎng)絡中需要亟待解決的問題。通過對多業(yè)務數(shù)據(jù)流重新規(guī)劃，利用QOS技術和策略路由既能對數(shù)據(jù)流量進行有效控制，有效減少網(wǎng)絡設備端口流量、將流量引流至IPS，增加網(wǎng)絡的安全性。

關鍵詞：計算機網(wǎng)絡；網(wǎng)絡安全；服務質量；策略路由；多業(yè)務

1.引言

網(wǎng)絡技術作為各個應用系統(tǒng)發(fā)展的支撐，在信息化呈爆炸式發(fā)展的今天，仍然起到了舉足輕重的作用，尤其是在多業(yè)務，多網(wǎng)關，多計費系統(tǒng)，多出口的網(wǎng)絡環(huán)境中，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡體系結構并發(fā)量大，占用帶寬高，丟包率也高。如何能提高帶寬利用率，減少交換設備吞吐量，增加帶寬利用率，這就要求能有一種技術實現(xiàn)對流量進行有效控制，對報文實現(xiàn)精確轉發(fā)，而QOS技術和策略路由可以有效的解決這一難題，在多業(yè)務網(wǎng)絡環(huán)境中起到了舉足輕重的作用。

2.QOS技術及策略路由技術

QoS（Quality of Service）即服務質量[1]。對于網(wǎng)絡業(yè)務，服務質量包括傳輸?shù)膸?、傳送的時延、數(shù)據(jù)的丟包率等。在網(wǎng)絡中可以通過保證傳輸?shù)膸?、降低傳送的時延、降低數(shù)據(jù)的丟包率以及時延抖動等措施來提高服務質量。

2.1QOS技術

通常QoS提供以下三種服務模型[2]：Best-Effort service（盡力而為服務模型）；Integrated service（綜合服務模型，簡稱Int-Serv）；Differentiated service（區(qū)分服務模型，簡稱Diff-Serv；）如圖1QOS基本模型

QoS技術包括流分類、流量監(jiān)管、流量整形、接口限速、擁塞管理、擁塞避免[3]等。QOS在流分類、流量監(jiān)管、流量整形、擁塞管理和擁塞避免主要完成如下功能：

（1）流分類：采用一定的規(guī)則識別符合某類特征的報文，它是對網(wǎng)絡業(yè)務進行區(qū)分服務的前提和基礎。

（2）流量監(jiān)管：對進入或流出設備的特定流量進行監(jiān)管。當流量超出設定值時，可以采取限制或懲罰措施，以保護網(wǎng)絡資源不受損害?？梢宰饔迷诮涌谌敕较蚝统龇较?。

（3）流量整形：一種主動調(diào)整流的輸出速率的流量控制措施，用來使流量適配下游設備可供給的網(wǎng)絡資源，避免不必要的報文丟棄，通常作用在接口出方向。

（4）擁塞管理：就是當擁塞發(fā)生時如何制定一個資源的調(diào)度策略，以決定報文轉發(fā)的處理次序，通常作用在接口出方向。

（5）擁塞避免：監(jiān)督網(wǎng)絡資源的使用情況，當發(fā)現(xiàn)擁塞有加劇的趨勢時采取主動丟棄報文的策略，通過調(diào)整隊列長度來解除網(wǎng)絡的過載，通常作用在接口出方向。

2.2QoS配置方式

QoS的配置方式分為QoS策略配置方式和非QoS策略配置方式兩種。

有些QoS功能只能使用其中一種方式來配置，有些使用兩種方式都可以進行配置。在實際應用中，兩種配置方式也可以結合起來使用。

（1）非QoS策略配置方式

非QoS策略配置方式是指不通過QoS策略來進行配置。例如，端口限速功能可以通過直接在接口上配置來實現(xiàn)。

（2）QoS策略配置方式

QoS策略配置方式是指通過配置QoS策略來實現(xiàn)QoS功能。QoS策略包含了三個要素：類、流行為、策略。用戶可以通過QoS策略將指定的類和流行為綁定起來，靈活地進行QoS配置。

類：類的要素包括：類的名稱和類的規(guī)則。用戶可以通過命令定義一系列的規(guī)則來對報文進行分類。同時用戶可以指定規(guī)則之間的關系：and或者or。and：報文只有匹配了所有的規(guī)則，設備才認為報文屬于這個類。or：報文只要匹配了類中的任何一個規(guī)則，設備就認為報文屬于這個類。

流行為：流行為用來定義針對報文所做的QoS動作。流行為的要素包括：流行為的名稱和流行為中定義的動作。用戶可以通過命令在一個流行為中定義多個動作。

策略：策略用來將指定的類和流行為綁定起來，對分類后的報文執(zhí)行流行為中定義的動作。策略的要素包括：策略名稱、綁定在一起的類和流行為的名稱。用戶可以在一個策略中定義多個類與流行為的綁定關系。

2.3策略路由

策略路由是一種可基于報文源和目的地址等信息制定策略，滿足已通過匹配定義的ACL列表的報文實現(xiàn)策略路由，從而從指定的接口轉發(fā)需求的技術。按照策略路由作用對象不同，可分為本地和接口策略路由；按照處理方式可分為強（制）策略路由和弱策略路由。

3.基于QOS與策略路由的多業(yè)務網(wǎng)絡整體架構與實現(xiàn)

3.1多業(yè)務網(wǎng)絡的整體結構

多業(yè)務網(wǎng)絡的拓撲結構如圖2所示。一臺銳捷RG-NPE60網(wǎng)絡出口引擎做出口設備，兩臺H3CS10508系列交換機做核心交換機，核心交換采用IRF2虛擬化部署，堆疊虛擬成一臺設備；核心交換物理雙線路上聯(lián)至NPE60路由器；安全產(chǎn)品用H3C的防火墻板卡和入侵防御系統(tǒng)（以下簡稱IPS）板卡。原計費系統(tǒng)作為家屬用戶的計費系統(tǒng)部署在服務器區(qū)；新計費系統(tǒng)作為網(wǎng)關設備透明串聯(lián)在另一條上聯(lián)線路中。

3.2多業(yè)務網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流規(guī)劃

由于兩臺核心交換采用IRF2技術虛擬為一臺設備，防火墻和IPS都采用插拔式板卡，一部分用戶沿用原計費系統(tǒng)，另外一部分用戶使用新計費系統(tǒng)。規(guī)劃整體的網(wǎng)絡流量走向如下：

（1）用戶數(shù)據(jù)報文上行訪問外網(wǎng)走向：用戶計算機接入層交換匯聚交換三層交換路由表出口路由器：

（2）用戶數(shù)據(jù)報文上行訪問內(nèi)網(wǎng)服務器：用戶計算機接入層交換匯聚交換三層交換路由表IPS防火墻應用服務器

（3）用戶接收數(shù)據(jù)報文下行走向到用戶：出口路由器防火墻IPS三層交換路由表接入層交換機用戶計算機

（4）用戶接收數(shù)據(jù)報文下行走向到服務器：出口路由器防火墻IPS三層交換路由表接入層交換機用戶計算機應用服務器

（5）其中，家屬用戶任然使用舊計費系統(tǒng)，數(shù)據(jù)包上行至核心交換機后選擇走一條鏈路；其他用戶上行后到新計費系統(tǒng)，再上行至出口設備。這樣一方面在一條鏈路宕掉后能起到互備的作用，另一方面兩條鏈路負載均衡。

這種流量走向的規(guī)劃能保證應用系統(tǒng)服務器在防火墻和IPS的保護之下，安全性上有了極大的保證，也滿足了雙計費系統(tǒng)的實現(xiàn)。減少了報文的重復的發(fā)送，降低了核心交換的吞吐量，有效提高了核心交換機的交換速率，增加了線路的帶寬利用率。

3.3多業(yè)務網(wǎng)絡的配置與實現(xiàn)

傳統(tǒng)的防火墻和IPS都是獨立的硬件設備，隨著工業(yè)的發(fā)展，降低產(chǎn)品成本，也出現(xiàn)了新型的板卡式防火墻和IPS設備，相當于一塊交換板卡，在系統(tǒng)集成過程中，會與核心交換機共用一臺引擎。IPS不同于交換機、路由器，IPS本身不參與報文選路和交換，而是透明部署。當用戶數(shù)據(jù)發(fā)送到核心交換機時，會直接按照路由轉發(fā)至下一跳路由，流量不會經(jīng)過到IPS，所以必須采用技術手段來強行將用戶數(shù)據(jù)引流到IPS。

通過對上面整體流量的規(guī)劃以及IPS需要透明部署的實際應用下，需要用QOS技術及策略路由來引流，具體實現(xiàn)步驟如下：

（1）根據(jù)源地址對用戶群建立ACL分類：A用戶、B用戶。

acl number XX//源地址服務器類//

rule X permit ip destination XXX.XX.X.X 0.0.0.255

（2）定義ACL規(guī)則和所匹配的QOS類名稱及流行為，這步主要是利用前面建立的ACL規(guī)則來建立流類。該流分類詳細定義ACL規(guī)則和所匹配的類名稱。

traffic classifier g_btsy operator and if-match acl XXXX

（3）建立QOS流行為，定義流名稱和流行為，行為規(guī)定報文的走向。

traffic behavior q_btsy

filter permit

traffic behavior b_btsy

redirect interface Ten-GigabitEthernet1/7/0/1

（4）做QOS流策略，將前面建立的QOS類和QOS行為捆綁，這樣就可以控制流行為，按照實際的需要能靈活的應用到實際應用中。

qos policy X

classifier r_btsy behavior s_btsy

（5）將QOS策略應用到核心交換相應的各個端口，實現(xiàn)QOS引流。

interface Ten-GigabitEthernet1/0/0/9

qos apply policy X inbound

針對網(wǎng)絡環(huán)境的應用需求及流量分析，利用ACL、QOS定義流分類、流行為、重定向策略；在核心交換接入端口引入策略，對流量進行重新定向。根據(jù)前面流量的分析，對各種不同的流量做相應的ACL，然后分類，流行為，并重新定向策略。具體配置實現(xiàn)如下：

4.測試與分析

4.1實驗環(huán)境配置

本實驗環(huán)境主要采用1臺銳捷NPE60出口路由，2臺H3C-S10508交換機做為核心交換，1臺板卡式防火墻，1臺板卡式入侵防御系統(tǒng)IPS，1臺服務器及終端PC機若干臺，千兆光模塊，單模光纖。

首先，對網(wǎng)絡環(huán)境做傳統(tǒng)網(wǎng)絡基礎搭建，配置OSPF路由協(xié)議，實現(xiàn)互聯(lián)互通。并測試連通性。統(tǒng)計網(wǎng)絡設備的端口流量，但是插卡式入侵防御系統(tǒng)IPS無法直接集成。

# ospf XX

area 0.0.0.0

network 192.168.254.X 0.0.0.3

其次，對網(wǎng)絡環(huán)境做傳統(tǒng)網(wǎng)絡基礎搭建，配置OSPF路由協(xié)議，并且對多業(yè)務網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流進行規(guī)劃整形，建立QOS和策略路由，即實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)流量的有效控制，讓數(shù)據(jù)流量按照網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量的規(guī)劃進行路由，同時，QOS和策略路由能強行將流量引流至安全設備入侵防御系統(tǒng)IPS上，增加了網(wǎng)絡的健壯性。

4.2實驗對比分析

與傳統(tǒng)網(wǎng)絡流量的對比，利用QOS策略路由引流后的交換端口有了明顯的改善，減少了報文的重復發(fā)送，降低了核心交換的吞吐量，有效提高了核心交換機的交換速率，增加了線路的帶寬利用率。如圖3為核心端口數(shù)據(jù)流量前后對比，如圖4為防火墻端口數(shù)據(jù)流量前后對比.

首先，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡流量是在核心交換上按照物理地址或者路由轉發(fā)至端口或下一跳，但是在多業(yè)務，多網(wǎng)關，多計費系統(tǒng)，多出口的網(wǎng)絡環(huán)境中，由于線路帶寬和核心交換性能有限，有部分報文在物理傳送過程中會被丟棄，這樣會產(chǎn)生大量重復的請求和應答報文，產(chǎn)生了冗余的線路帶寬和消耗了核心交換的性能，經(jīng)過對多業(yè)務網(wǎng)絡流量的分析，我們重新規(guī)劃了業(yè)務流量的具體走向，利用QOS做策略路由，指定了各個業(yè)務流量的路由，可以大大減少重復報文的請求和發(fā)送。

其次，入侵防御系統(tǒng)IPS在網(wǎng)絡環(huán)境中是重要的安全系統(tǒng)，抵御外來入侵，防護內(nèi)部重要系統(tǒng)的安全性，由于入侵防御系統(tǒng)在網(wǎng)絡部署是需要透明部署，所以報文到核心交換后，無法流經(jīng)與核心交換板卡共用一個引擎的IPS板卡，這時就需要QOS引流至IPS，實現(xiàn)了安全產(chǎn)品與交換產(chǎn)品的共用引擎部署方式，有效提高了網(wǎng)絡的安全性和穩(wěn)健性，大大降低了網(wǎng)絡產(chǎn)品的成本。

5.結論

此解決方案利用QOS技術及策略路由技術，有效解決了在板卡式防火墻及IPS與核心交換板卡共用引擎集成方式中，如何將流量引流至防火墻板卡與IPS板卡的問題。經(jīng)過對現(xiàn)有業(yè)務數(shù)據(jù)流的重新規(guī)劃，利用QOS技術及策略路由技術，有效控制了多業(yè)務網(wǎng)絡環(huán)境中數(shù)據(jù)流向問題，對數(shù)據(jù)報文按要求轉發(fā)提出了一種應用方式。（作者單位：1.內(nèi)蒙古科技大學信息工程學院；2.包頭師范學院）

參考文獻：

篇3

[分類號]G203

互聯(lián)網(wǎng)以其提供的方便、快捷的溝通手段成為當今人們充分開放、自由地發(fā)表意見及傳播信息的平臺，使人們不必再借助傳統(tǒng)的媒體發(fā)表觀點和言論，從而使信息的生產(chǎn)和交流變得越來越方便和簡單。在這種環(huán)境下，基于互聯(lián)網(wǎng)活動而直接產(chǎn)生的網(wǎng)絡原生數(shù)字資源得到迅速增長。正如美國哈佛大學教授John Pal―frey和瑞士圣加倫大學教授Urs Gasser在他們通過E―mail合著的Born Digital：Understanding the First C-ca―eratlon of Digital Natives一書中所說，Born Digital(數(shù)字原居民)開始出現(xiàn)，人類社會已經(jīng)步入網(wǎng)絡原生時代。這些“數(shù)字原居民”(主要指生于80、90后的青少年網(wǎng)民)在學習、工作、生活習慣、行為方式等方面與互聯(lián)網(wǎng)有著密不可分的聯(lián)系，他們生活在互聯(lián)網(wǎng)中，同時也生產(chǎn)了大量的網(wǎng)絡原生數(shù)字資源。據(jù)CNNIC2008-2009中國互聯(lián)網(wǎng)研究報告統(tǒng)計：截止到2008年12月31日，中國的青少年網(wǎng)民達到1.67億人，占到全國網(wǎng)民的55.9％?？梢?，網(wǎng)絡原生時代已經(jīng)開始悄悄來臨。網(wǎng)絡原生數(shù)字信息逐漸成為互聯(lián)網(wǎng)時代數(shù)字信息的主流，并為人類的學術科研、經(jīng)驗分享、教育教學、文化傳播等做出重大的貢獻。本文對我國網(wǎng)絡原生數(shù)字資源研究現(xiàn)狀進行簡要述評，旨在引起學界對網(wǎng)絡原生數(shù)字資源理論研究的進一步關注。

1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析

1.1　宏觀方面

以CNKI為數(shù)據(jù)源，以“題名：原生數(shù)字”為檢索式，對檢索結果全文下載，剔除重復的和主題不合的論文，得到6篇學術論文。根據(jù)我國學界對原生數(shù)字資源的理解，這6篇學術論文所研究的對象存在兩種意義：一是具有原生態(tài)特征的傳統(tǒng)文獻數(shù)字化后的轉化型數(shù)字資源，這是對原生數(shù)字涵義的誤解；二是聯(lián)合國科教文組織(UNESCO)定義的除了數(shù)字形式再沒有其他載體形式的信息資源，這是目前國內(nèi)外較權威的一種理解。根據(jù)這兩種理解，這6篇文章中有2篇文章的研究對象為轉化型數(shù)字資源，另外4篇研究對象為真正的原生數(shù)字資源(見表1)。

從某種意義上來說，到2006年，我國理論界才真正從宏觀層面來研究“原生數(shù)字資源”，其中常娥、袁曦臨的《網(wǎng)絡原生數(shù)字資源管理問題探析》一文專門以網(wǎng)絡原生數(shù)字資源為研究對象，對網(wǎng)絡原生數(shù)字資源管理中存在的問題以及網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的評價、組織、長期保存進行了簡要闡述。

根據(jù)聯(lián)合國科教文組織對“Born Digital”(原生數(shù)字)的定義，國外在原生數(shù)字資源理解上不存在誤區(qū)，并且"Born Digital”這一術語來源于互聯(lián)網(wǎng)，從一開始就具有網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的意思。以讀秀外文期刊知識庫為檢索源，以“題名=Born Digital”為檢索式進行檢索，剔除重復的和主題不合的論文得到3l篇以“Bom digital”為研究對象的外文學術論文。國外學者早在2000年就開始對“Born DiotM'’進行研究。由此可見，國外在“Born DigitM”宏觀研究方面比我們起步早，理論成果比國內(nèi)多，但仍然還處于起步階段。

1.2　微觀方面

在“網(wǎng)絡原生數(shù)字資源”稱謂提出以前，國內(nèi)已經(jīng)有許多學者就網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的某一具體內(nèi)容進行大量的研究。目前，互聯(lián)網(wǎng)中常見的網(wǎng)絡原生數(shù)字資源包括博客(Blog)資源、網(wǎng)絡論壇(BBS)資源、播客(Podeast)資源、維基(WIKIS)資源等?，F(xiàn)以博客資源、網(wǎng)絡論壇資源、播客資源和維基資源為例，同樣以CNKI為數(shù)據(jù)源，分別以檢索式為：題名=博客+或者Blog，題名=網(wǎng)絡論壇+或者BBS+或者電子公告板，題名=維基+或者WIKIS+或者維客，進行檢索，剔除重復的和主題不合的論文，如表2所示：

以時間為軸，以研究以上四項內(nèi)容的學術論文為例，在CNKI中統(tǒng)計2002年至2008年的論文數(shù)量，可以發(fā)現(xiàn)，研究博客和播客的學術論文在2007年達到頂峰，網(wǎng)絡論壇和維基的研究論文在2007、2008年也已

近年來，國外網(wǎng)絡原生資源的微觀研究逐漸減少，已經(jīng)轉向開發(fā)、應用的實踐階段。我國學者從微觀方面研究這些具體的網(wǎng)絡原生數(shù)字資源時，許多是研究和總結國外的實踐經(jīng)驗，這對我國網(wǎng)絡原生數(shù)字資源建設具有借鑒意義；但是，國內(nèi)的這些研究還缺乏對國外實踐成果的科學分析和系統(tǒng)歸納，難以形成統(tǒng)一的理論體系。

2　從不同的研究內(nèi)容來分析

2.1 關于網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的定義

國內(nèi)有關網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的研究目前多集中在博客、網(wǎng)絡論壇、BBS等某一具體的網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的開發(fā)以及保存上，而系統(tǒng)研究整個網(wǎng)絡原生數(shù)寧資源的很少。所以，究竟何為網(wǎng)絡原生數(shù)字資源，目前還沒有統(tǒng)一的認識。

李寶強、孫建軍從數(shù)字資源產(chǎn)生的技術手段出發(fā)，把原生數(shù)字資源定義為：直接由文字處理軟件、CAD、數(shù)字攝像設備等數(shù)字信息系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)字資源；常娥、袁曦臨從原生態(tài)的角度出發(fā)把網(wǎng)絡原生數(shù)字資源定義為：網(wǎng)上最初始的信息資源，指那些利用計算機和網(wǎng)絡創(chuàng)造、生成、存儲及傳播的數(shù)字資源，并且沒有經(jīng)費支持，沒有固定的組織、機構或者商業(yè)公司加以管理，由網(wǎng)絡用戶自發(fā)創(chuàng)作的，原汁原味的信息資源。

我國對原生數(shù)字資源的定義強調(diào)原生數(shù)字資源的數(shù)字原創(chuàng)性，并沒有明確指出數(shù)字形式是其唯一的表現(xiàn)形式，因此不能很好地定義網(wǎng)絡原生數(shù)字資源，揭示其外延和內(nèi)涵。筆者認為，要定義網(wǎng)絡原生數(shù)字資源，應把握好網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的兩個本質特性：一是網(wǎng)絡原創(chuàng)性；二是數(shù)字形式唯一性。只有從這兩個特性出發(fā)才能較好地定義網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的概念。

2.2　關于網(wǎng)絡原生數(shù)字資源規(guī)劃

在網(wǎng)絡原生數(shù)字資源規(guī)劃方面，馬海群、周麗霞認為應該從技術、經(jīng)濟、法律、人文方面對網(wǎng)絡數(shù)字資源進行綜合性調(diào)控。孫建軍等人在分析PEST方法在數(shù)字信息資源戰(zhàn)略環(huán)境分析中的應用與改進后，構建了基于系統(tǒng)觀的國家數(shù)字信息資源戰(zhàn)略規(guī)劃模式，將數(shù)字信息資源戰(zhàn)略規(guī)劃過程分為戰(zhàn)略環(huán)境分析、戰(zhàn)略功能定位及戰(zhàn)略形成三個階段。李寶強和孫建軍在研究網(wǎng)絡數(shù)字資源建設時，把網(wǎng)絡數(shù)字資源分為轉換型網(wǎng)絡數(shù)字資源和網(wǎng)絡原生數(shù)字資源，認為根據(jù)網(wǎng)絡數(shù)字資源的不同類型和性質，對轉換型數(shù)字信息資源的配置宜采用政府調(diào)控模式，對網(wǎng)絡原生數(shù)字信息資源的配置宜采用市場驅動模式；在市場失靈的情況下，政府應當通過政策的制定與實施介入其中。

我國的網(wǎng)絡原生數(shù)字資源規(guī)劃研究仍然沿襲對網(wǎng)絡信息資源規(guī)劃的政策方法，主要側重于宏觀規(guī)劃的研究，強調(diào)國家應該從資源整合的角度進行統(tǒng)一規(guī)劃，分工協(xié)作，聯(lián)合進行網(wǎng)絡原生數(shù)字資源建設，而很大程度上忽視了微觀層面的規(guī)劃，也可以說是忽視了基礎規(guī)劃，使得宏觀規(guī)劃成了空中樓閣。因此微觀規(guī)劃方面的研究，即對每個信息服務機構的網(wǎng)絡原生數(shù)字資源規(guī)劃的研究，應該得到更多的重視和加強。

2.3 關于網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的評價和采選

我國網(wǎng)絡原生數(shù)字資源評價和采選方面的研究主要集中在對網(wǎng)絡原生數(shù)字資源某一具體方面的研究。例如：栗久珍針對網(wǎng)絡論壇(BBS)中的情報收集，提出FAQ生成的方法，并依此概念模式研發(fā)出網(wǎng)絡論壇情報收集系統(tǒng)；邱均平等基于Page Rank算法提出Blog Rank算法，應用于對圖書館博客的搜索和評價；劉莉等提出基于RSS技術的博客采集系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)方案；蔣凡等設計了BBS主題發(fā)現(xiàn)原型系統(tǒng)，通過計算詞語在回帖傳播鏈上的影響力，采用對有影響力詞語進行聚類的方法，發(fā)現(xiàn)BBS論壇中具有影響力的主題。只有常娥、袁曦臨專門針對整個網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的評價和采選進行過研究。她們認為：首先按照網(wǎng)絡信息資源的內(nèi)容對網(wǎng)站進行分級處理，收錄較高等級網(wǎng)站上的網(wǎng)絡原生數(shù)字資源，然后根據(jù)網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的特點制定相應的評價指標。對網(wǎng)絡原生數(shù)字資源進行評價應考慮從其內(nèi)部和外部特征人手，形成一套以定量評價為主、定性評價為輔的網(wǎng)絡原生數(shù)字資源評價指標體系。

我國的網(wǎng)絡原生數(shù)字資源評價和采選方面的研究，微觀研究多，宏觀研究少；個性化研究多，標準化研究少。雖然，微觀方面的具體研究可以對某一種網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的評價和采選進行深入研究，其評價和采選系統(tǒng)易于實現(xiàn)，但是從宏觀方面來看，由于各種評價和采選方案標準不統(tǒng)一，一方面會造成微觀方面的研究成果應用范圍狹窄，難以推廣，不利于網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的共建共享體系的構建；另一方面會使得網(wǎng)絡原生數(shù)字資源質量參差不齊，不利于開發(fā)利用。

2.4　關于網(wǎng)絡原生數(shù)字資源組織

我國學者專門針對某一具體的網(wǎng)絡原生數(shù)字資源提出過一些組織方法，特別是針對網(wǎng)絡博客資源。曹錦丹針對網(wǎng)絡Blog的原生數(shù)字資源提出Web2，O―Blog的他組織與自組織模式。陳志新對博客中的網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的組織模式進行研究，討論文章時序組織、形式分類法、形式主題法以及關鍵詞聚類組織，提出博客數(shù)字資源的自我組織、博客網(wǎng)站的公共組織方法以及博客資源網(wǎng)絡分類目錄。常娥、袁曦臨則針對整個網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的組織進行研究，認為原生數(shù)字資源種類多、范圍廣、數(shù)量大，應采用自動化的方式進行處理：首先，利用網(wǎng)絡蜘蛛程序，自動將經(jīng)過嚴格評價和采選后鎖定的、穩(wěn)定的、質量可靠的原生數(shù)字資源下載到本地服務器；然后，根據(jù)系統(tǒng)構建的分類體系進行自動分類，使資源序化；最后，將自動分類后的原生數(shù)字資源，按照系統(tǒng)確立的元數(shù)據(jù)字段進行自動標引入庫，形成原生數(shù)字資源數(shù)據(jù)庫。

由此可見，我國網(wǎng)絡原生數(shù)字資源組織方面的研究主要集中在微觀方面，特別是對博客資源的研究，已經(jīng)較為成熟，如自組織和他組織，傳統(tǒng)組織方法在博客資源中的應用等，新技術在博客資源組織方面的應用，這些都對網(wǎng)絡原生數(shù)字資源組織理論研究和實踐發(fā)展起到推動作用。但是，一方面組織模式多樣，標準不統(tǒng)一，難以實現(xiàn)資源的集成整合和共享利用；另一方面過于依賴現(xiàn)代化科學技術，許多研究都是基于新技術在網(wǎng)絡原生數(shù)字資源組織中的應用，而忽視用戶需求。

2.5　關于網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的長期保存

近年來，網(wǎng)絡數(shù)字資源保存經(jīng)歷從基礎理論研究到個體實驗再到最佳實踐的發(fā)展過程，研討內(nèi)容不斷拓展和深入，吸引越來越多的機構和學者關注；但專門針對網(wǎng)絡原生數(shù)字資源長期保存的研究卻寥寥可數(shù)。

常娥、袁曦臨提出原生數(shù)字資源的保存可以借鑒網(wǎng)絡數(shù)字資源的長期保存技術，如數(shù)據(jù)的更新、遷移和仿真等，但是除了利用網(wǎng)絡數(shù)字資源長期保存技術外，還有必要建立多個副本的分布式長期保存體系；劉釗、陳以敏、賀晶晶認為在生產(chǎn)網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的時候，生產(chǎn)者應該從數(shù)字資源長期保存和人類長遠發(fā)展的角度，將生產(chǎn)過程中的所有原生數(shù)字信息都保存下來，讓使用者來決定哪些是有價值、哪些是沒有價值的。但是，這些研究都擺脫不了在網(wǎng)絡數(shù)字資源長期保存研究中形成的固有思想的影響，從某種程度上來講，只是網(wǎng)絡數(shù)字資源建設研究的擴展和延續(xù)。網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的原創(chuàng)性決定其文化價值和歷史價值，其數(shù)字形式唯一性決定其存在形式的單一，因此在保存標準、保存期限、保存方法等方面都有別于一般的非原生網(wǎng)絡數(shù)字資源，在保存技術上也更加復雜和棘手。

3　兩個突出問題

3.1 沒有進行較系統(tǒng)化的理論研究

網(wǎng)絡原生數(shù)字資源是網(wǎng)絡信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡生態(tài)系統(tǒng)中一種重要的信息資源，其研究應該在系統(tǒng)論的前提下把其內(nèi)涵、規(guī)劃、評價、采選、組織、開發(fā)利用、長期保存等一系列問題結合起來，進行深入的系統(tǒng)化研究。

不管是從數(shù)據(jù)上分析還是從內(nèi)容上分析，我國的網(wǎng)絡原生數(shù)字資源研究顯得過于散亂、單薄。從宏觀研究來看，明確以“原生數(shù)字資源”或“網(wǎng)絡原生數(shù)字資源”為研究對象的論文太少，還沒有較系統(tǒng)的研究網(wǎng)絡原生數(shù)字資源及其建設等情況，沒有將網(wǎng)絡原生數(shù)字資源研究內(nèi)容的各個方面看成是系統(tǒng)中的有機整體；從微觀研究來看，以某一具體網(wǎng)絡原生數(shù)字資源為研究對象的研究論文雖然數(shù)量多，甚至出現(xiàn)繁榮跡象，但是卻沒有理論研究將其串聯(lián)和歸類系統(tǒng)化，還沒有任何理論研究將其囊括于“網(wǎng)絡原生數(shù)字資源”之下，只有量的突破，而沒有質的飛躍。

因此，有關網(wǎng)絡原生數(shù)字資源的研究不但研究范圍單一，沒有全面地對其各個方面進行探討、研究，而且大多數(shù)研究也只是淺嘗輒止，很難形成較深的理論體系。這也是我國目前網(wǎng)絡原生數(shù)字資源研究處于初級探索階段的重要表現(xiàn)。

篇4

物流點之間道路的選擇，城市、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡線路鋪設，自來水管路的布置，天然氣管路的安放等等涉及到我們生活方方面面，這些都可以用《運籌學》的知識來減少成本，優(yōu)化線路。Excel的計算功能非常強大，利用Excel的“規(guī)劃求解”功能求解最小生成樹應用到上述方面可以產(chǎn)生較好的經(jīng)濟意義。

任意兩點之間至少有一條邊相連的網(wǎng)絡圖叫做連通圖，一個不含圈的連通圖稱為樹。根據(jù)樹的性質，對于有m個點，n（n≥m）條邊的網(wǎng)絡圖經(jīng)過去邊之后，最終得到m個點、m-1條邊的樹。如果對網(wǎng)絡圖各邊賦權，則權數(shù)和最小的樹稱之為最小生成樹。應用到生活當中則是線路最短、成本最小的網(wǎng)絡圖。在傳統(tǒng)的運籌學里求解最小生成樹有避圈法和破圈法，避圈法和破圈法對點和邊較少的網(wǎng)絡圖求解最小生成樹具有簡單方便的優(yōu)點。但在點和邊較多的情況下，則避圈法和破圈法有些不知所措。Excel是常用的辦公軟件，它所含的“規(guī)劃求解”附件具有強大的計算功能，國內(nèi)外學者也研究過利用Excel中的“規(guī)劃求解”來求最小生成樹，邱爽[1]曾借助Excel規(guī)劃求解找尋最小生成樹，但需要定義每個點的流入量、流出量、凈流入量和流入流出合計量，對于復雜的網(wǎng)絡圖，很容易漏掉一些點的流入流出量。也有一些專門的軟件可以求解最小生成樹，但終究不如excel軟件使用普遍。

對于一個網(wǎng)絡圖，每一條邊都可能成為樹的枝，最小生成樹要求經(jīng)過網(wǎng)絡圖里每一個節(jié)點，所以用excel求解最小生成樹時首先需要將任意一點出發(fā)的每一條線路全部列舉出來，而且還需要將反向的線路也列舉出來。這在Excel中使用復制粘貼功能很容易實現(xiàn)。根據(jù)樹的定義，連通圖必須經(jīng)過每一個節(jié)點，并且網(wǎng)絡圖里的邊最多經(jīng)過一次，這樣就構成了規(guī)劃求解的約束條件。現(xiàn)在以一個網(wǎng)絡圖為例來求解最小生成樹。

有V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7七個點構成如圖1，各邊權數(shù)如圖所示，求最小生成樹。

用Excel求解的基本步驟如圖3所示：

1）列出所有正向和反向的邊（以流入流出表示線段的首尾端點）。

2）列出各邊的權數(shù)。

3）O置0-1變量（0代表不經(jīng)過這條邊，1則代表經(jīng)過這條邊）。

4）列出所有節(jié)點。

5）利用Excel中“sumif”函數(shù)對各節(jié)點進行有條件求和。

6）設置目標函數(shù)為權數(shù)與變量乘積后求和。

7）所有的邊最多只能走一次。

8）運行“規(guī)劃求解”得到最優(yōu)解。

9）根據(jù)最優(yōu)解畫出網(wǎng)絡圖，去除多余的那一條邊。

運行“規(guī)劃求解”，具體參數(shù)如圖4。

篇5

1.引言

自從隨機規(guī)劃模型[1] 被提出以來，不確定理論[2]，[3]被用于解決現(xiàn)實生活中具有模糊性、隨機模糊性和模糊隨機性等不確定因素的決策問題.模糊決策模型已經(jīng)提供處理實際的決策問題的一個重要的方面.在這一個方面體現(xiàn)于相關機會模型[4]、期望值模型[5]和機會約束規(guī)劃模型[6].基于可信性理論，提出了一個新的模糊測度――可信性測度，而且模糊變量的期望值算子是以可信性測度為基礎來下定義的[7].本文提出一類新的模糊規(guī)劃模型――具有補償機制的二次模糊規(guī)劃模型（QFPR）.在第2節(jié)中將介紹該模型的定義.為了要解決QFPR問題，在第3部分我們設計一個包含了模糊模擬、禁忌搜索和神經(jīng)網(wǎng)絡的混合算法.最后，通過一個數(shù)值實驗例子來說明該算法是有效的.

2.具有補償機制的二次模糊規(guī)劃模型

（1）模型的定義

3.混合運算

在這一部分中，我們將通過不確定模擬產(chǎn)生輸入數(shù)據(jù)，設計一個將不確定模擬、神經(jīng)網(wǎng)絡和禁忌搜索算法結合的一個混合智能算法，用來求解本文所討論的模型，用來訓練一個神經(jīng)網(wǎng)絡，用網(wǎng)絡的輸出值來近似我們模型中的期望函數(shù)的值.有下列步驟：

第一步，產(chǎn)生一組補償函數(shù)的訓練樣本數(shù)據(jù).

第三步，設置參數(shù)，隨機初始化一個可行解x，通過訓練好的神經(jīng)網(wǎng)絡來計算目標函數(shù)的值，禁忌表置空.

第四步，判斷是否滿足停止條件，若滿足，則停止計算，輸出最優(yōu)值；否則，繼續(xù)下一步.

【參考文獻】

[1]L.A.Zadeh，“Fuzzy sets as a basis for a theory of possibility，”Fuzzy Sets Syst.，Vol.1，pp.3-28，1978.

[2]D.Duois，H.Prade，“Fuzzy sets and systems： theory and application，” New York ： Academic Press，1980.

[3]G.J.Klir，“On fuzzy-set interpretation of possibility theory，” Fuzzy Sets Syst.，Vol 108，pp.263-373，1999.

[4]M.Inuiguchi，J.Ramik，“Possibilistic linear programming： a brief review of fuzzy mathematical programming and a comparison with stochastic programming inportfolio selection problem，” Fuzzy Sets Syst.，Vol.111，pp.3-28，2000.

篇6

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.229

1 引言

伴隨網(wǎng)絡信息技術的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的基于Ethernet和TCP/IP的網(wǎng)絡因為其設計的松散性和簡單性的特征，使得其在Internet得到了規(guī)模化應用和快速發(fā)展，然而隨著Internet的應用日益深入和廣泛和使用規(guī)模的不斷擴大，Internet的結構和功能日趨復雜，傳統(tǒng)網(wǎng)絡與生俱來的缺陷逐漸呈現(xiàn)并且爆發(fā)起來。

傳統(tǒng)網(wǎng)絡架構設計的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中，由于傳統(tǒng)網(wǎng)絡的純分布式控制特點，管理者無法從全局角度指定數(shù)據(jù)包的整體路徑，只能通過包頭標識符的方式對數(shù)據(jù)包進行有限約束或優(yōu)化。SDN（Software Define Network 軟件定義網(wǎng)絡）作為一種新的網(wǎng)絡架構概念，具有控制和轉發(fā)分離實現(xiàn)了邏輯集中控制、開放式編程接口，從而解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡中的問題，為這些路徑控制不明確的問題提供了新的解決思路和方案。

本文的目的是通過在SDN新網(wǎng)絡架構下使用OpenFlow技術來研究低負載條件的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡架構中的SDN實時路徑規(guī)劃問題。

2 基于SDN的實時路徑規(guī)劃的設計

2.1 網(wǎng)絡拓撲

采用對稱的Fat-Tree網(wǎng)絡模型來分析問題，對稱的Fat-Tree網(wǎng)絡模型簡便易行，胖樹架構下，網(wǎng)絡帶寬不收斂，胖樹網(wǎng)絡則更像是真實的樹，越到樹根，枝干越粗，即：從葉子到樹根，網(wǎng)絡帶寬不收斂，適合用來說明和解決問題。

2.2 系統(tǒng)設計思路

根據(jù)系統(tǒng)的功能性與非功能性需求分析，將本系統(tǒng)劃分為4大功能模塊：控制器交互模塊、人機交互模塊、路徑選擇模塊、流量分析模塊。

控制器交互模塊：控制器交互模塊分為三個子模塊：Topo信息獲取、Topo信息處理、轉發(fā)控制。

人機交互模塊：人機交互模塊可分為圖形界面設計、Topo顯示、用戶輸入、轉發(fā)路徑輸出共四個子模塊。

路徑選擇模塊：路徑選擇模塊是本系統(tǒng)的計算核心，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)包轉發(fā)路徑的計算。本模塊可以劃分為最短路徑選擇、最優(yōu)路徑選擇兩個子模塊。

流量分析模塊：流量分析模塊必須具備如下兩個核心功能：第一個是驗證轉發(fā)層是否在Ryu控制器的控制下按照路徑選擇模塊計算出的轉發(fā)路徑轉發(fā)數(shù)據(jù)包；第二個是監(jiān)控整個Fat-Tree網(wǎng)絡Topo中的流量。

2.3 軟件體系結構

其中使用了跨平臺的B/S結構，實現(xiàn)了PC/Mobile的平臺兼容性，后臺使用Flask作為Web框架，利用Nginx來進行py文件的渲染。在Ryu/Ryu和Mininet的環(huán)境下搭建拓撲，并讀取數(shù)據(jù)，Application端的軟件完全采用面向對象的方式來實現(xiàn)，極大的提高了`活性和可擴展性，為軟件功能的擴充帶來了方便。

2.4 應用場景介紹和特性總結

通過平臺搭建和后臺編程，最終實現(xiàn)了基于SDN的實時路徑規(guī)劃，總結起來應用場景有如下兩個特征：

第一個是OpenFlow將控制功能從網(wǎng)絡設備中分離出來，在網(wǎng)絡設備上維護流表（flow table）結構，數(shù)據(jù)分組按照流表進行轉發(fā)，而流表的生成、維護、配置則由中央控制器集中管理，靈活性和擴展性更高，從而加速網(wǎng)絡部署周期。

第二個是可以通過中央控制器靈活地進行動態(tài)管理和配置，可在不影響傳統(tǒng)網(wǎng)絡正常流量的情況下，在現(xiàn)有的網(wǎng)絡中添加規(guī)則，降低了網(wǎng)絡復雜度。

綜上所述，本文提出的實時路徑規(guī)劃需要加入動態(tài)路徑規(guī)劃（DP）模塊的RYU控制器，DP模塊可以讀取整個網(wǎng)絡的流量分布，并且可以根據(jù)策略對交換機進行流表配置。為交換機設置具有帶寬控制的隊列，每個隊列可以設置經(jīng)自己轉發(fā)的包的最大最小帶寬，以及對鏈路的占用時間。配置路徑選擇策略，控制器的DP模塊根據(jù)策略建立每個交換機的流表配置，并寫入交換機。

3 小結

本文分析和總結SDN相關的發(fā)展歷程，分析基于SDN的實時路徑規(guī)劃中的各個核心問題，基于SDN的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡實現(xiàn)邏輯和控制分離，結合本文相關工作總結SDN有如下三個優(yōu)點：1.集中高效的網(wǎng)絡管理和運維維護；2.靈活的組網(wǎng)和多路徑轉發(fā)；3.智能虛擬機部署和遷移，解決當前數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡集中自動化管理，多路徑轉發(fā)，綠色節(jié)能問題。

概而言之，SDN網(wǎng)絡能力是開放和虛擬化有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心容量提升，虛擬機智能部署和遷移，大規(guī)模虛擬租戶需求，目前SDN技術還不成熟，多控制器控制機制的研究也將是下一個重要研究領域。

參考文獻：

[1]范偉.軟件定義網(wǎng)絡及應用[J].成都：中國電子科技集團，2013.

[2]羅正華.可編程的網(wǎng)絡――軟件定義網(wǎng)絡[D].成都：成都大學，2013.

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網(wǎng)格的顆粒度建議細化為：一個封閉式小區(qū)，一棟或多棟商務樓（同一開發(fā)商），一個聚類市場。網(wǎng)格調(diào)整建議如下：爭取通過網(wǎng)格區(qū)分政企及公眾客戶服務區(qū)域。針對及有寫字樓又有住宅樓的樓盤按2個網(wǎng)格記錄。對于底商，寫字樓下的區(qū)域納入政企網(wǎng)格，住宅區(qū)域納入公眾網(wǎng)格。但需填寫底商數(shù)量。對于學校、政府單位、工廠、賓館等單位性質區(qū)域，則可結合周邊是否有同性質用戶進行以不跨越道路為原則網(wǎng)格劃分。封閉小區(qū)，可以結合小區(qū)周邊道路、街道，按照小區(qū)用戶規(guī)模定義成一個或多個接入網(wǎng)格。規(guī)模不大的小區(qū)可以定義成一個接入網(wǎng)格。沒有小區(qū)圍墻、市政道路等明顯地理邊界的開放小區(qū)（如城中村、城鄉(xiāng)結合部等）可按管道路由、電纜交接箱或光配線節(jié)點的覆蓋范圍劃分接入網(wǎng)格。開發(fā)園區(qū)，范圍廣，住宅用戶稀少，廠礦企業(yè)多，可以結合園區(qū)道路、現(xiàn)網(wǎng)資源覆蓋及光網(wǎng)絡規(guī)劃情況定義接入網(wǎng)格，單個接入網(wǎng)格的覆蓋半徑宜600-800米左右。對于工廠的住宅及學校的住宅區(qū)需單獨提出作為公眾網(wǎng)格劃分。在進行網(wǎng)格基礎資源信息調(diào)查時，可參照如下內(nèi)容進行：圖2ODN網(wǎng)格規(guī)劃效果圖

2、無源光網(wǎng)絡

2.1、無源光網(wǎng)絡介紹無源光網(wǎng)絡(PON)，是指在OLT和ONU之間是光分配網(wǎng)絡(ODN)，沒有任何有源電子設備。無源光網(wǎng)絡PON由位于局端的OLT(OpticalLineTerminal，光線路終端)、終端ONU(OpticalNetworkUnit，光網(wǎng)絡單元)、以及ODN(OpticalDistributionNetwork，光配線網(wǎng))。在各種寬帶接入技術中，無源光網(wǎng)絡以其容量33大、傳輸距離長、較低成本、全業(yè)務支持等優(yōu)勢成為熱門技術。已經(jīng)逐步商用化的無源光網(wǎng)絡主要有TDM-PON(APON、EPON、GPON)和WDM-PON。

2.2、無源光網(wǎng)絡技術比較目前網(wǎng)絡主流的無源光纜網(wǎng)絡技術主要有GPON和EPON，但其實GPON和EPON的技術差別很小。兩者的區(qū)別主要是接口，其交換、網(wǎng)元管理、用戶管理都是類似、甚至相同的。比較而言，GPON在多業(yè)務承載、全業(yè)務運營上更有優(yōu)勢，這主要是由于GPON標準是FSAN組織制定的，而FSAN是運營商主導的。GPON與EPON技術比較如下：

2.3、ODN網(wǎng)絡介紹ODN是基于PON設備的FTTH光纜網(wǎng)絡。其作用是為OLT和ONU之間提供光傳輸通道。從功能上分，ODN從局端到用戶端可分為主干光纜子系統(tǒng)，配線光纜子系統(tǒng)，入戶線光纜子系統(tǒng)和光纖終端子系統(tǒng)四個部分，中間節(jié)點包括光纜交接箱、光分路器等。圖3ODN網(wǎng)絡結構圖現(xiàn)網(wǎng)ODN網(wǎng)絡主要有以下三種結構：1）環(huán)形無遞減結構該結構主要應用于局間中繼和重要政企客戶的光圖4環(huán)型無遞減結構圖圖5樹型遞減結構圖纜需求?，F(xiàn)階段城區(qū)接入光纜中普遍運用的網(wǎng)絡拓撲結構，配纖方式為“公共纖+獨占纖芯”。獨占纖芯主要滿足重要客戶的雙路由需求，當某節(jié)點獨占纖芯資源緊張時，通過調(diào)整公共纖芯滿足。環(huán)型結構承載重要政企客戶、3G基站、接入局所等對安全性要求較高的用戶或業(yè)務時，效率明顯。2）樹型遞減結構該結構主要應用于家庭客戶等終端的光纜需求。適應PON方式為主的接入網(wǎng)建設模式。每經(jīng)過一個光節(jié)點光纜芯數(shù)遞減，只上下該節(jié)點需求的纖芯量，其它纖芯直熔。樹型結構承載中小政企客戶、視頻監(jiān)控點、公眾客戶FTTB/H等安全性要求不高的用戶或業(yè)務時，效率明顯。3）樹型+環(huán)型獨占纖結構該結構是上述兩種方式的組合，在ODN網(wǎng)絡規(guī)劃建設中大量應用于城市區(qū)域的主干光纜層的光纜需求。既能適應PON方式的客戶承載需求，又能滿足重要政企客戶對不同物理路由安全性要求。獨占纖芯數(shù)按節(jié)點覆蓋范圍內(nèi)的客戶需求計算。圖6樹型遞減+環(huán)型獨占纖結構圖

3、ODN規(guī)劃方法及流程

網(wǎng)格ODN規(guī)劃是網(wǎng)絡規(guī)劃發(fā)展中的一個重要里程碑，實現(xiàn)了網(wǎng)絡架構、覆蓋能力實時展現(xiàn)，產(chǎn)品、資源能力匹配無縫全息展示。基于管線資源的ODN規(guī)劃，通過系統(tǒng)實時統(tǒng)計網(wǎng)格內(nèi)規(guī)劃所需信息，IT系統(tǒng)保存，為下年規(guī)劃奠定基礎。ODN網(wǎng)絡規(guī)劃采取由用戶至局端逐層推導的方式，以區(qū)域網(wǎng)格為基礎逐步推出配線光節(jié)點規(guī)劃、主干光節(jié)點規(guī)劃、OLT節(jié)點規(guī)劃，最終輸出ODN接入網(wǎng)規(guī)劃。

3.1、ODN網(wǎng)絡總體規(guī)劃原則ODN網(wǎng)絡一般按主干層、配線層和引入層三層架構規(guī)劃和建設，遵循“分層、分區(qū)、適度超前”的原則，滿足全業(yè)務經(jīng)營形勢下，公眾、政企客戶等業(yè)務的綜合承載需求。ODN光纜網(wǎng)規(guī)劃需結合現(xiàn)有光纜網(wǎng)資源及市場需求，圍繞OLT局所分區(qū)域編制。城市區(qū)域ODN網(wǎng)絡需重點區(qū)分不同業(yè)務在ODN網(wǎng)絡上的需求差異?；诂F(xiàn)有ODN網(wǎng)絡資源，完善調(diào)整城區(qū)ODN網(wǎng)絡架構，以期提升業(yè)務響應速度。農(nóng)村區(qū)域ODN網(wǎng)絡規(guī)劃需滿足鄉(xiāng)鎮(zhèn)及周邊自然村業(yè)務需求，提升市場差異競爭能力。

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中圖分類號：TN914.332 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）02-0061-02

1 引言

目前通信網(wǎng)絡中光傳輸網(wǎng)絡的規(guī)模龐大、結構復雜且安全性差，而且網(wǎng)絡中的瓶頸問題嚴重影響著全網(wǎng)的性能，本文就光網(wǎng)絡評估與優(yōu)化方法著手分析研究。

2 光傳輸網(wǎng)絡評估方法

2.1 網(wǎng)絡資源評估

（1）端口占用率。指標含義：一般來講，核心節(jié)點不直接下業(yè)務，在核心節(jié)點上下掛擴展子架來開放2M端口。經(jīng)過統(tǒng)計每個擴展子架配置的最大2M端口數(shù)量和已占用的2M端口數(shù)量，來評估該節(jié)點的端口使用率，從而分析其資源占用以及空閑情況。

指標定義：統(tǒng)計分析已占用2M端口數(shù)量與最大2M端口數(shù)量的比值來得到端口占用率。

評估方法及優(yōu)化建議：現(xiàn)網(wǎng)中，業(yè)務的分布一般是核心節(jié)點到其它節(jié)點開放，分別統(tǒng)計核心節(jié)點和其它節(jié)點的配置2M數(shù)與實占2M數(shù)，并計算每個節(jié)點的2M占用率；建議每個節(jié)點的占用率小于80%，如超過該比率則發(fā)出預警，安排擴容。

（2）槽位占用率。指標含義：由于每一個機框槽位數(shù)量是有限的，各個槽位能提供的后背板速率也不相同，所以各個槽位要物盡其用，核心或匯聚節(jié)點的槽位問題更是突出。合理有效的安排光槽位和支路槽位，考察空閑槽位數(shù)量，分別得到光路擴容能力與支路擴容能力數(shù)值。一般只考察2.5G及以上速率網(wǎng)元的剩余光槽位和支路槽位。

指標定義：統(tǒng)計分析已占用光槽位數(shù)與光槽位總數(shù)的比值來得到光槽位占用率；統(tǒng)計已占用支路槽位數(shù)與支路槽位總數(shù)的比值來得到支路槽位占用率。

評估方法及優(yōu)化建議：熟悉掌握各槽位背板可提供的總線帶寬，分析所插單板是否與之匹配，統(tǒng)計分析槽位緊張節(jié)點，建議占用率小于80%，超過指標則發(fā)出預警，調(diào)整槽位占用位置或者安排擴容。分析業(yè)務走向，合理分擔各個匯聚節(jié)點業(yè)務，不需要對所有資源緊張的站點進行擴容。

（3）交叉占用率。指標含義：一般設備的高級交叉能力都比較充足，低階交叉能力有限，低階交叉能力要合理使用才能達到業(yè)務的最大化，對低階交叉配置不合理的情況進行整改或更換大容量的交叉矩陣。

指標定義：統(tǒng)計分析已占用低階交叉能力與總低階交叉能力的比值來得到低階交叉資源占用率。

評估方法及優(yōu)化建議：在考察時主要統(tǒng)計分析低階交叉資源利用率。通過統(tǒng)計分析，找出低階交叉能力不足的站點，建議占用率小于80%，超過指標則發(fā)出預警，進行優(yōu)化或擴容。網(wǎng)絡中各個節(jié)點所需低階交叉能力不同，要根據(jù)業(yè)務分布情況配置不同容量的交叉矩陣。

2.2 網(wǎng)絡安全評估

（1）網(wǎng)元保護率。指標含義：網(wǎng)元保護率主要衡量網(wǎng)絡中實現(xiàn)自愈保護的網(wǎng)元占全網(wǎng)網(wǎng)元的比率，評估網(wǎng)絡中的網(wǎng)元保護情況。

指標定義：統(tǒng)計分析已實現(xiàn)自愈保護的網(wǎng)元數(shù)與總網(wǎng)元數(shù)的比值來得到網(wǎng)元保護率。

評估方法及優(yōu)化建議：網(wǎng)元的自愈保護主要是防止光纜阻斷或單向光板故障后對業(yè)務產(chǎn)生影響。實現(xiàn)網(wǎng)絡自愈保護的方式有多種，多數(shù)為環(huán)形組網(wǎng)，也有部分鏈型組網(wǎng)；若采用無保護鏈型組網(wǎng)結構，則鏈上所有網(wǎng)元均不具備自愈保護能力。網(wǎng)元保護率的理想值為1，越接近該值表明網(wǎng)絡保護能力越強。如網(wǎng)元保護率低于0.5，則表明網(wǎng)絡中沒有保護功能的網(wǎng)元過多，需考慮改鏈型為環(huán)型組網(wǎng)。

（2）關鍵節(jié)點。指標含義：為降低某網(wǎng)元失效時導致的業(yè)務失效影響，需合理分攤各個節(jié)點所攜帶業(yè)務數(shù)量。

指標定義：統(tǒng)計分析網(wǎng)元失效時影響的業(yè)務量與全網(wǎng)業(yè)務量的比值來得到業(yè)務損失比，若損失比較大，則該節(jié)點可定義為關鍵節(jié)點。

評估方法及優(yōu)化建議：一般情況下，要求業(yè)務損失比要小于等于30%，合理分攤各個網(wǎng)元攜帶的業(yè)務數(shù)量可以避免出現(xiàn)關鍵節(jié)點。如網(wǎng)絡中出現(xiàn)了關鍵節(jié)點，可以通過重新規(guī)劃業(yè)務進行分擔或者建立雙節(jié)點保護機制來減少關鍵節(jié)點數(shù)量。

（3）同纜環(huán)。指標含義：網(wǎng)絡中不同段落需采用不同路由的光纜，避免出現(xiàn)一處光纜中斷導致網(wǎng)路中部分網(wǎng)元的脫網(wǎng)。

指標定義：一個獨立環(huán)網(wǎng)上任意兩段光路在同一條路由上的環(huán)網(wǎng)稱為同纜環(huán)。

評估方法及優(yōu)化建議：根據(jù)網(wǎng)絡結構，分段核查每段路由的光纜使用情況，避免在核心環(huán)和匯聚環(huán)中出現(xiàn)同纜環(huán)。如果網(wǎng)絡承載在波分系統(tǒng)上，還需逐段核查占用波道是否同路由。

（4）核心單板1+1保護比例。指標含義：核心單板是設備的命脈，一旦發(fā)生故障會影響整個網(wǎng)絡。主要的核心單板包括時鐘板、交叉板、電源板等。

指標定義：要求重要節(jié)點的核心單板全部實現(xiàn)熱備份，核心單板保護主要分為：電源板1+1保護、時鐘板1+1保護和交叉板1+1保護。一般我們考察2.5G及10G速率以上節(jié)點的單板熱備情況，未實現(xiàn)的節(jié)點盡快增加配置實現(xiàn)。

評估方法及優(yōu)化建議：建議對2.5G及10G速率以上節(jié)點的核心單板進行1+1配置保護。

2.3 組網(wǎng)結構評估

（1）網(wǎng)絡層次匹配性。指標含義：為防止網(wǎng)絡中由于上層結構容量小限制下掛網(wǎng)絡的發(fā)展，需對網(wǎng)絡中上下層結構的速率進行合理匹配，避免出現(xiàn)上層網(wǎng)絡帶寬不足造成其下掛網(wǎng)絡無法合理擴展。

指標定義：統(tǒng)計分析上層網(wǎng)絡帶寬與下層接入帶寬比值來得到網(wǎng)絡層次匹配率。

評估方法及優(yōu)化建議：建議各層網(wǎng)絡帶寬依照SDH的速率等級來建設，不要跨速率接入，即10G網(wǎng)絡只下掛2.5G網(wǎng)絡，2.5G網(wǎng)絡只下掛622M網(wǎng)絡，622M網(wǎng)絡只下掛155M網(wǎng)絡；同時下掛網(wǎng)絡容量之和不可超過上層網(wǎng)絡容量，即一個10G網(wǎng)絡最多下掛4個2.5G網(wǎng)絡，以此類推。如下掛網(wǎng)絡容量和超過了上層網(wǎng)絡容量，則需考慮上層網(wǎng)絡擴容或者將下層網(wǎng)絡割接到其它網(wǎng)絡中下掛。

（2）環(huán)網(wǎng)配置合理性。指標含義：將網(wǎng)絡中每一個環(huán)分割，考察每個小網(wǎng)絡中網(wǎng)元的數(shù)量來分析配置合理性。

指標定義：∣環(huán)網(wǎng)配置合理性∣=∣實際站點數(shù)-理想站點數(shù)∣/理想站點數(shù)；根據(jù)每個小網(wǎng)絡處于整個網(wǎng)絡中的位置來分析合理站點數(shù)，給出如下指標值：

核心環(huán)的理想站點數(shù)5-7個；匯聚環(huán)的理想站點數(shù)6-8個；接入環(huán)的理想站點數(shù)8-10個；邊緣環(huán)的理想站點數(shù)8-12個。

評估方法及優(yōu)化建議：環(huán)網(wǎng)配置合理性的值越接近0，表明環(huán)網(wǎng)站點數(shù)量配置越合理。反之，表明環(huán)網(wǎng)中的站點數(shù)量太多或者太少。合理性參數(shù)大于1說明網(wǎng)元數(shù)目太多，不利于環(huán)網(wǎng)的擴展管理，此時環(huán)網(wǎng)需要拆環(huán)重新；合理性參數(shù)小于1說明網(wǎng)元數(shù)量太少，環(huán)網(wǎng)的使用率低，可將其它環(huán)中節(jié)點割接到該環(huán)中。

（3）支鏈配置合理性。指標含義：由于鏈型組網(wǎng)一般沒有自愈保護功能，所以要考察鏈型組網(wǎng)中網(wǎng)元的多少。

指標定義：統(tǒng)計分析鏈型網(wǎng)中實際網(wǎng)元數(shù)與最大理想網(wǎng)元數(shù)量的比值來得到支鏈配置合理性數(shù)值；一般我們建議城區(qū)支鏈的理想站點數(shù)小于等于3；郊區(qū)支鏈的理想站點數(shù)小于等于5；核心環(huán)和匯聚環(huán)避免出現(xiàn)鏈型組網(wǎng)。

評估方法及優(yōu)化建議：若支鏈配置合理性的值越接近于0，表明支鏈節(jié)點數(shù)量越合理；若超過1，表明支鏈節(jié)點過多，可以實施分割為幾個鏈或者改鏈成環(huán)工作。

3 光傳輸網(wǎng)絡優(yōu)化思路

3.1 網(wǎng)絡資源方面

（1）網(wǎng)絡資源的占用盡量做到合理均勻分攤，重要業(yè)務要分布到長短路徑上，既可以保護業(yè)務不會同時阻斷，也可提高網(wǎng)絡的資源利用率，在建網(wǎng)初期做好業(yè)務規(guī)劃，如果出現(xiàn)了不合理的分攤要及時進行割接整改，承載業(yè)務越多，改造起來越費時費力；

（2）端口和槽位資源的占用要有適當?shù)念A留，一般為20%，避免出現(xiàn)需要緊急開通業(yè)務時無資源可用。

3.2 網(wǎng)絡安全方面

（1）核心節(jié)點盡可能在投資允許的情況下實現(xiàn)雙節(jié)點互聯(lián)，避免出現(xiàn)關鍵節(jié)點；組網(wǎng)時要分析現(xiàn)有光纜資源情況，盡可能采用有自愈保護的組網(wǎng)結構，一旦網(wǎng)絡搭建起來再進行整改，會是一個繁瑣的過程；

（2）受地域限制等原因，現(xiàn)網(wǎng)中無保護鏈型組網(wǎng)情況也很多，盡快減少鏈型組網(wǎng)中網(wǎng)元數(shù)量，無法回避時可以采用折線成環(huán)或加入旁路器等方法規(guī)避由于某站停電造成的業(yè)務影響；核心環(huán)匯聚環(huán)上所有節(jié)點必須實現(xiàn)重要單板熱備保護。

3.3 網(wǎng)絡結構方面

（1）一張健壯的可持續(xù)發(fā)展的網(wǎng)絡一定要將各層網(wǎng)絡的容量配比合理，網(wǎng)絡帶寬太大可能會造成浪費，太小會影響后續(xù)發(fā)展，要充分分析業(yè)務流向以及后續(xù)發(fā)展規(guī)模合理配置網(wǎng)絡容量和節(jié)點數(shù)目；

（2）盡量減少鏈型組網(wǎng)，如果在接入末端無法避免鏈型組網(wǎng)，則盡量減少鏈上節(jié)點數(shù)，縮小到3個以內(nèi)以降低故障時對業(yè)務的影響，核心層和匯聚層網(wǎng)絡杜絕出現(xiàn)無保護鏈型組網(wǎng)。

4 結語

網(wǎng)絡優(yōu)化是一個復雜繁瑣的過程，而且不是短期就可完成的工作，需要不斷的開展實施。同時實施時不僅要對各項網(wǎng)絡性能指標熟悉，還需結合投資預算等進行分析，好鋼用在刀刃上，在優(yōu)化過程中要依照重要性，列出計劃，逐步進行整改，相信經(jīng)過不懈的網(wǎng)絡優(yōu)化工作會給電信運營商提高自身市場競爭力增加新的籌碼。

參考文獻

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[3]《光網(wǎng)絡物理層安全脆弱性的研究》.張引發(fā)現(xiàn)代軍事通信，2009年.

篇9

1、數(shù)控系統(tǒng)的組成

在這里我們將一般數(shù)控系統(tǒng)的概念廣義化,定義成由控制器,機械結構,伺服單元等三個主要部分組成的產(chǎn)品模式。控制器就是我們通常所說的計算機數(shù)控系統(tǒng),它由專用或通用計算機硬件加上系統(tǒng)軟件和應用軟件組成,完成數(shù)控裝備的運動控制功能,人機交互功能,數(shù)據(jù)管理功能和相關的輔助控制功能,是數(shù)控裝備功能實現(xiàn)和性能保證的核心組成部分,是整個數(shù)控體系的中心模塊。機械結構是展現(xiàn)控制器運動控制功能的執(zhí)行機構和機械平臺,如數(shù)控機床系統(tǒng)中的銑床、車床和加工中心等機械部分;數(shù)控機器人系統(tǒng)中機械手和機械臂等。機械結構根據(jù)具體應用場合的不同,具體形態(tài)千差萬別,但都可以按照運動學和動力學方法簡化成運動機構的各種組合形式,這種組合越復雜其對控制器的能力要求就越高,同一種控制器可以完成對不同機械結構的控制,同樣一種機械結構可接受不同控制器的控制,這說明機械部分和控制器組合起來可形成形式多樣的產(chǎn)品類型。伺服單元是連接控制器和機械結構的控制傳輸通道,它將控制器數(shù)字量的指令輸出轉換成各種形式的電機運動,帶動機械結構上執(zhí)行元件實現(xiàn)其所規(guī)劃出來的運動軌跡。伺服系統(tǒng)包括驅動放大器和電機兩個主要部分,其任務實質是實現(xiàn)一系列數(shù)模或模數(shù)之間的信號轉化,表現(xiàn)形式就是位置控制和速度控制。在此基礎上,隨著開放式數(shù)控技術的出現(xiàn),數(shù)控系統(tǒng)體系具備了自我擴展和自我維護的功能,這得益于各種二次開發(fā)手段提供了自由完善和自定義系統(tǒng)軟硬件功能和性能的能力。因此,開放數(shù)控所特有的二次開發(fā)平臺也作為一個新的組成部分融入了數(shù)控系統(tǒng)體系結構中,并在深刻改變著傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的結構特征和應用方式。

2、應用開發(fā)系統(tǒng)組成和功能規(guī)劃

本文所建立的一體化數(shù)控系統(tǒng)應用開發(fā)平臺,完成對上面四個組成環(huán)節(jié)的統(tǒng)一管理控制,系統(tǒng)規(guī)劃,設計開發(fā)和仿真校驗流程。系統(tǒng)組成規(guī)劃模塊完成所需數(shù)控裝備產(chǎn)品的單元組合,功能規(guī)劃和性能規(guī)劃;機械結構設計模塊完成對機械執(zhí)行機構的物理建模,動態(tài)性能仿真,實體造型,結構繪圖和工藝設計;伺服單元控制模塊完成伺服系統(tǒng)的選型,位置控制規(guī)劃,速度調(diào)節(jié)規(guī)劃;運動規(guī)劃控制模塊完成運動軌跡規(guī)劃,插補算法設計和仿真,控制策略設計和仿真;人機交互管理模塊完成人機交互界面的設計和實現(xiàn),數(shù)據(jù)管理和通訊功能。

整個應用開發(fā)系統(tǒng)的每個模塊都分為應用和開發(fā)兩個部分:應用部分針對于現(xiàn)有的系統(tǒng)模式和控制方法,從熟悉、使用、理解角度出發(fā)通過相應的軟硬件技術手段實現(xiàn)對現(xiàn)有技術資源和產(chǎn)品資源的消化吸收;開發(fā)部分在應用部分的基礎上,針對應用中發(fā)現(xiàn)的問題和產(chǎn)生的創(chuàng)意,對數(shù)控系統(tǒng)體系的某些組成環(huán)節(jié)進行旨在提高其性能和豐富其功能個性化的二次開發(fā)并提供進行這種二次擴展的軟硬件技術支持環(huán)境。

應用開發(fā)系統(tǒng)采用兩種模式來實現(xiàn)這一目標:第一種是硬件仿真模式,即為特定的典型硬件結構建立一個由軟件虛擬的硬件層。硬件層以硬件電路圖框的形式展現(xiàn),其輸入輸出口可進行交互,以此來模擬整個硬件部分工作時的信號流程,并可像真實硬件一樣接受軟件算法的代碼控制。第二種是建立模塊化的硬件單元框架,以真實的硬件模塊封裝后加入到系統(tǒng)結構中,模塊之間采用便于安裝和檢測的接口,以此來實踐系統(tǒng)硬件部分的實際搭建能力。

3、關鍵技術及其實現(xiàn)

(1)引導型應用和開發(fā)模式

層次化的教學模式要求應用開發(fā)活動有一個可依附的實踐模板,它體現(xiàn)一種交互式的資源響應機制,對學生的實踐活動作出引導和評價,并提供獲取相關資源的渠道。本系統(tǒng)所建立的引導環(huán)境是一種浮動式內(nèi)嵌幫助平臺,它底層以數(shù)據(jù)庫的形式作為資源實體,按照具體應用開發(fā)的層次和場合,主要采用交互對話模式,符號描述模式,精靈向導模式三種手段來集中或分散地展示資源。交互對話模式是采用工作步驟預定義的方式,將一些比較成熟的應用開發(fā)流程的順序和內(nèi)容固定下來,以對話框的形式體現(xiàn)配置環(huán)境,最后展現(xiàn)出整個過程的信息結果。符號描述模式采用自定義編程語言的模式對一些需要驗證的軟件算法和控制流程進行規(guī)劃,它有別于一般通用的編程語言,只是針對于具體應用場合采用特征描述的方式搜集特定的信息表示,與其所連接的資源數(shù)據(jù)庫進行交互后,給出算法或流程運行的結果和評價。精靈向導模式是提供一個實時在線的幫助信息窗口,該窗口具備智能化的交互形式,可自動根據(jù)當前所處的狀態(tài)提供出相關的引導型幫助信息,并具備自學習的記憶模式,按照用戶的應用開發(fā)進展調(diào)整引導的策略。

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一、引言

當前電信網(wǎng)絡IP化在給電信運營商帶來業(yè)務多樣化、業(yè)務控制能力加強、網(wǎng)絡建設成本降低等諸多的好處，但IP網(wǎng)絡中所固有的安全問題始終是電信網(wǎng)絡IP化中揮之不去的陰影。網(wǎng)絡安全，已成為電信網(wǎng)絡IP化過程中運營商必須解決的重要問題之一。因此運營商也通過各種不同方式來加強網(wǎng)絡的安全，如光線路保護（OLP）技術的應用便是加強網(wǎng)絡安全的一種方式，而引入OLP技術也對光纜雙路由提出了建設要求。目前許多本地網(wǎng)核心、骨干機房間均有計劃、或在建、或已建設有雙路由光纜，通過在物理層面進行雙路由光纜的組網(wǎng)，使得網(wǎng)絡更加安全，但在實際組網(wǎng)應用中，在同一系統(tǒng)的組網(wǎng)中往往又出現(xiàn)光纜同路由、光纜同出局、光纜同管道現(xiàn)象，存在一條光纜或一個出局光纜中斷而造成一個機房業(yè)務全阻的現(xiàn)象，對網(wǎng)絡存在安全隱患，因此有必要對光纜網(wǎng)雙路由雙平面進行探討研究。

二、城域雙路由光纜網(wǎng)的現(xiàn)狀

城域網(wǎng)一般分為骨干層、匯接層和接入層。骨干層的主要功能是給業(yè)務匯接點提供高容量的業(yè)務承載與交換通道，實現(xiàn)各疊加網(wǎng)的互聯(lián)互通。骨干網(wǎng)的位置和功能決定了骨干網(wǎng)絡設備應滿足大容量、高帶寬、高可靠性的要求，因此雙路由光纜網(wǎng)的建設在骨干層也就顯得尤為重要。因此本文重點討論骨干層的光纜網(wǎng)絡建設，考慮到目前機房主要為兩個出局路由，因此本文也主要以一個機房兩個出局路由和環(huán)型光纜建設為研究對象。

首先，我們先看下圖：

下圖為目前雙路由光纜建設的主要方式，為便于說明，本文根據(jù)光纜出入局方式定義圖2-1（A）～圖2-1（C）的名稱，即圖2-1（A）定義為同向型雙路由出入局光纜；圖2-1（B）定義為異向型雙路由出入局光纜 （下文簡稱為異向型）；圖2-1（C）定義為混合型雙路由出入局光纜 （下文簡稱為混合型）。上圖中各個方式的機房間均已有雙路由組網(wǎng)，以下對 3種方式存在問題進行分析比較。

a）現(xiàn)狀分析

方式一：同向型，圖2-1（A）

1、全網(wǎng)未定義光纜的平面，實際組網(wǎng)時，所有光纜任意組合組網(wǎng)，造成雙路由光纜使用不平衡；

2、機房A和機房B之間組網(wǎng)時，若采用機房A和機房B的直達雙路由光纜，則在出入局出現(xiàn)同路由，因此必須要將機房C作為跳纖站點，這種情況對于機房數(shù)量較少、距離較近的情況下可以采用，不適合環(huán)網(wǎng)機房數(shù)較多的情況；

3、設備組網(wǎng)（如WDM/OTN/SDH系統(tǒng)）在線路側引入OLP的技術時，一個方向出入局光纜全部中斷將使同一側的OLP主備路由同時中斷，在環(huán)型網(wǎng)絡時，光纜出局處故障，環(huán)網(wǎng)仍會進行倒換，但不影響業(yè)務。

方式二：異向型，圖2-1（B）

1、全網(wǎng)未定義光纜的平面，實際組網(wǎng)時，所有光纜任意組合組網(wǎng)，造成某些局出口光纜同路由，如圖2-1（B）中的光纜2、光纜3、光纜6組網(wǎng)，機房A和機房B的出局出現(xiàn)同路由；

2、采用異向型光纜建設時，光纜雙路由建設會在某一段落容易出現(xiàn)相交情況。如機房的數(shù)量為奇數(shù)時，環(huán)型光纜雙路由建設會在某一段落會出現(xiàn)相交，如圖2-1（B）的光纜5、光纜6，機房的數(shù)量為偶數(shù)時，可以解決交叉問題；

3、設備組網(wǎng)（如WDM/OTN/SDH系統(tǒng)）在線路側引入OLP的技術時，一個方向出入局光纜中斷將會使一側OLP的主用路由和另一側的備用路由同時中斷，如在環(huán)型網(wǎng)絡中某一出局故障時，環(huán)網(wǎng)仍可正常運行。

方式三：混合型，圖2-1（C）

1、全網(wǎng)未定義光纜的平面，實際組網(wǎng)時，所有光纜任意組合組網(wǎng)，造成多個出局口光纜同路由，機房A和機房B的出局出現(xiàn)同路由；

2、楸苊夤飫巒路由組網(wǎng)，若不對上圖光纜網(wǎng)進行改造，圖2-1（C）中光纜6在任何時候都無法選取，該條光纜在出入局上無法完全達到雙路由保護的功能；

3、若不是圖2-1（C）中這種混合型光纜雙路由進行建設，而是隨意混合時，則可能出現(xiàn)全網(wǎng)都無法選出一個不同路由的光纜組網(wǎng)。

b）比較分析

從以上問題分析，方式三混合型毫無規(guī)律的雙路由光纜建設需要盡量避免。同向型光纜建設和異向型光纜建設各地市根據(jù)實際光纜路由建設適當選取，異向型光纜的建設在機房數(shù)為奇數(shù)時，雙路由光纜會出現(xiàn)交叉點，因此同向型光纜建設應比較有優(yōu)勢，當然各地市也需要根據(jù)實際路由情況選擇異向型雙路由光纜的建設。

另外，針對目前扁平化的網(wǎng)絡，許多地市核心機房或者地市關口局機房實際上只有2個核心骨干機房，其他為一般本地網(wǎng)骨干機房，因此還會出現(xiàn)2個核心骨干機房之間的組網(wǎng)（如圖2-1（A）中的機房A和機房B），此時采用同向型雙路由光纜建設還應增加兩個骨干節(jié)點間的光纜建設（下圖2-2（A）中的光纜7），以滿足機房A和機房B之間的組網(wǎng)，避免機房A和機房B之間的組網(wǎng)都通過機房C跳纖。

注：圖2-2（A）中機房A和機房B之間光纜也可建設雙路由光纜（建設光纜7和8），如圖2-2（B）。

三、雙路由光纜網(wǎng)規(guī)劃和組網(wǎng)應用中應注意的問題

針對圖2的問題分析，雙路由光纜網(wǎng)規(guī)劃應注意以下幾點：

1、各地市根據(jù)維護習慣，需對全網(wǎng)骨干機房定義機房的出入局（如出口1、出口2或出口A、出口B等）；

2、定義光纜路由，如定義A、B路由或1、2路由等，對二個路由的光纜建設進行統(tǒng)一長遠規(guī)劃，要求在出入局、豎井、全程光纜路由以及機房內(nèi)的光纜走向進行詳細規(guī)劃，對同向型、異向型以及環(huán)型等方式的光纜建設進行統(tǒng)一規(guī)劃，定義好后，不管是哪種方式，都必須光纜面成環(huán)；

3、組網(wǎng)時，1、2路由光纜負荷分擔，原則上同一系統(tǒng)優(yōu)先統(tǒng)一都承載在1路由或者2路由光纜上，當單獨1路由或2路由無法滿足組網(wǎng)時，可1、2路由混合選取光纜組網(wǎng)；

四、城域雙路由光纜網(wǎng)規(guī)劃建設的幾種典型方式

目前機房光纜出局普遍為2個出局，許多本地網(wǎng)絡一般也僅為2個核心機房，為便于分析，本文以2個核心機房和多個骨干機房進行重點分析。同時為便于說明，本文光纜出局以出局1和出局2區(qū)分。

類型1：相鄰雙核心機房，環(huán)型雙路由光纜情況

該類型與前面2-1（A）、圖2-1（B）分析的類型相同，具體見圖

說明：

該類型以機房A和機房B的環(huán)形光纜網(wǎng)為主，必須保證各個機房間的1、2路由出口分開；

若環(huán)型光纜網(wǎng)線路環(huán)型路由比較長時，根據(jù)實際路由情況建設其他機房間的連接光纜，連接光纜也必須遵循環(huán)型光纜同向型（或異向型）的建設原則，如圖4-1中的機房A和C、機房B和D的連接光纜，這樣在出現(xiàn)部分節(jié)點組網(wǎng)的情況時，既可以節(jié)省部分段落的光纖資源又減少跳纖的站點，減少了故障，如僅有機房A、B、E組網(wǎng)時，就可以減少與機房C、機房D相關的光纜；

若投資允許以及條件成熟，連接光纜可以建設雙路由光纜，可以形成全網(wǎng)雙路由網(wǎng)狀光纜網(wǎng)。

另外為滿足機房A和機房B之間的組網(wǎng)時，同向型光纜應再建設機房1、2的環(huán)形光纜，如圖2-2（A）或2-2（B）機房A和機房B間的光纜建設。

類型2：非相鄰雙核心機房，環(huán)型雙路由光纜情況

說明：

該類型以機房A和機房D的環(huán)形光纜網(wǎng)為主，必須保證各個機房間的1、2路由出口分開；

該類型可以考慮以機房A和機房D為相鄰節(jié)點，分片區(qū)建設，分片區(qū)后和類型1的光纜建設類似。

條件和投資允許，機房A和機房D之間的光纜建設可以按照圖2-2（B） 中的機房A和機房B方式建設雙路由光纜。

類型3：雙核心機房，各個區(qū)域（各縣市）也為雙機房環(huán)型雙路由光纜情況

注：上圖中，假設A縣（區(qū)）為核心機樓所在區(qū)域，B、C、D縣分別有兩個機房

說明：

該類型光纜建設需要根據(jù)設備組網(wǎng)方式來進行規(guī)劃建設，目前主要組網(wǎng)方式有兩種，即區(qū)域內(nèi)的一個機房納入組網(wǎng)（如A1A2B1C1D1、A1A2B2C2D2分別組環(huán)）和區(qū)域內(nèi)的兩個機房同時納入組網(wǎng)（如A1A2B1B2C1C2D1D2節(jié)點組環(huán)），不管是哪種組網(wǎng)方式，兩個平面的環(huán)型光纜必須按不同路由單獨成環(huán)來規(guī)劃建設；

區(qū)域內(nèi)的一個機房納入組網(wǎng)：該類型在現(xiàn)網(wǎng)中較為普遍，在二干傳輸網(wǎng)絡也很常見，即兩個核心機房，各區(qū)域也為兩個機房，全網(wǎng)組網(wǎng)時往往是機房A1A2B1C1D1組成一平面，A1A2B2C2D2機房組成二平面，該組網(wǎng)方式確定后，局間光纜只需在A縣區(qū)建設不同路由的局間光纜3/4（如圖4-3（A）和圖4-3（B）），其他縣區(qū)不需建設局間光纜3/4；

區(qū)域內(nèi)的兩個機房同時納入組網(wǎng)：該類型同時將各區(qū)域的兩個機房納入雙節(jié)點組環(huán)，即機房A1A2B1B2C1C2D1D2雙平面雙路由組環(huán)，該組網(wǎng)方式確定后，各縣區(qū)都需建設不同路由的局間光纜3/4（如圖4-3（A）和圖4-3（B））；

該類型除兩個平面單獨成環(huán)的光纜建設外，同時建議在各區(qū)域1、2節(jié)點機房間建設環(huán)型光纜（即各縣區(qū)的局間光纜1和局間光纜2），用于區(qū)域重點機房相互間的組網(wǎng)；

上述若ABCD縣各任選一個節(jié)點組單節(jié)點環(huán)網(wǎng)時，通過合理選取光纜，可完全避開光纜同路由現(xiàn)象。

類型4：多個核心機房的情況，采用分片^方式建設）

部分網(wǎng)絡規(guī)模較大的本地網(wǎng)可能會出現(xiàn)大于兩個的核心機房，多個骨干機房，如下圖所示（6個核心機房）

說明：

該類型一般會出現(xiàn)本地網(wǎng)規(guī)模較大的地市，往往業(yè)務網(wǎng)也會根據(jù)區(qū)域進行劃分，因此光纜也可根據(jù)業(yè)務網(wǎng)的情況進行區(qū)域劃分；

根據(jù)區(qū)域劃分后，采用類似類型1、2、3的方式進行光纜網(wǎng)的規(guī)劃建設；

核心機房間會有較多的業(yè)務轉接，核心機房間的業(yè)務也較為重要性，并且核心機樓間往往也已網(wǎng)狀網(wǎng)的方式組網(wǎng)，因此可在各區(qū)域間建設光纜，如機房A、D間建設雙路由直達光纜，如圖4-4（C），同理在機房B、E以及機房C、F間建設雙路由直達光纜，核心機房間基本形成雙路由網(wǎng)狀網(wǎng)方式建設。

采用圖4-4（A）建設時，應建議再建設區(qū)域機房間的環(huán)形光纜，如機房A和B的環(huán)型光纜。

五、城域雙路由光纜網(wǎng)的規(guī)劃建設方式

目前光纜建設主要有管道、架空、直埋等幾種方式，其中管道敷設的光纜最為安全，因此在骨干層雙路由光纜建設應優(yōu)選管道光纜，其次再選擇架空或直埋方式建設光纜，如現(xiàn)網(wǎng)中出現(xiàn)在難以找到兩個路由的光纜段落上，通過建設了一條管道和一條桿路的方式，實現(xiàn)了光纜雙路由的建設。

六、結束語

總之，兩個不同物理路由的光纜安全性要高于單路由光纜，而目前不同廠家設備、同一廠家的多個系統(tǒng)承載在不同平面的光纜上，也大大提高的網(wǎng)絡的安全，在雙路由（雙平面）光纜的規(guī)劃建設還應結合各地市實際路由、機房條件、投資計劃、路由安全等實際情況來確定，如有條件，部分機房間甚至有可能建設第3、4出局光纜路由來滿足網(wǎng)絡的安全。