OTN網絡算力接入時延圈繪制展示系統構建

張存喜,薛其林,肖江濤

(中國移動通信集團設計院有限公司山東分公司,山東 濟南 250000)

0 引言

出于對進一步提升算力與網絡服務質量的考量,通信運營商應當落實對網絡設備、算力機房的提前規劃布局,以此為區域內的客戶提供更好的算力服務,保證相應算力服務能夠滿足指定延時要求,且在區域范圍內全覆蓋。基于此,需要持續落實對時延圈繪制與展示方法的優化,為算力與網絡服務的優化提供支持。

1 算力機房接入時延圈繪制展示的現狀分析

傳輸時延要求給定條件下,運營商難以在地圖上完成對算力機房能夠提供服務的范圍查看,客戶也無法在地圖上對制定時延約束條件下可以接入的算力機房直接查看,這就導致運營商很難在短時間內迅速為客戶制定出更為理想的算網調度方案。當前,并沒有形成一種能夠輔助運營商規劃、建設全網資源的便捷、直觀的方法與工具,運營商合理規劃網絡機房與算力機房設置位置的難度偏高。同時,受符合條件的網絡機房樣本數量相對較少、網絡機房的分布均勻性偏低等因素的影響,時延圈的合理繪制方法較為缺乏。現階段,所繪制出的時延圈更容易發生相互較差、變形失真等問題,與實際的時延性能數據之間,存在著較為明顯的差異性,因此既難以滿足商用展示的需求,也無法為實際生產提供良好指導。

2 OTN網絡算力接入時延圈繪制展示系統的總體構建思路

結合對算力機房接入時延圈繪制展示的現狀分析,本研究設計了一種OTN網絡算力接入時延圈繪制展示的方法。其主要思路為:在地圖上,用戶電機某一算力機房或網絡機房后,算網大腦會迅速在OTN網絡中的SDN控制器中,組織展開對該機房內部OTN設備直至周邊機房內部OTN設備之間的時延數據查詢,并在此基礎上對不同時延區的時延圈落實地理化、直觀性的顯現。

其中,算力機房主要為包含算例資源的機房,其中進行了OTN設備的部署,依托對相應OTN設備的應用,能夠實現接入算力資源的效果,算網大腦需要將相應OTN設備與部署的算力機房實施關聯處理。網絡機房主要不同等級OTN設備匯聚、接入的機房,存在多個OTN設備共同使用同一機房的現象[1]。在相同機房條件下,所設置的多個OTN設備在經緯度方面保持在高度一致的狀態。出于對降低計算復雜水平的考量,可以圍繞顆粒度對OTN設備實施歸集聚合處理,在這樣的條件下,設置在相同機房內的OTN設備能夠被聚合成機房的一個點,并結合對機房經緯度坐標的使用完成計算。

3 OTN網絡算力接入時延圈繪制展示系統的具體構建與實現

3.1 OTN網絡拓撲數據的管理

3.1.1 獲取OTN網絡信息

算網大腦調用SDN控制器接口,由此獲取到時延圈所涉及的OTN網絡數據。對于OTN網絡信息數據而言,相應數據量相對較大,一般由算網大腦利用FTP文件傳送接口,在每一天的固定時間進行數據采集,結合對SDN控制器的應用,解析導出的文件。在相應文件中,包含著全網各層級OTN設備的全新數據、OTN設備之間相互連接的時延信息、拓撲信息。所有使用SDN控制器所采集的數據均要在的算網大腦內完成處理[2]。

3.1.2 關聯OTN設備以及機房信息

對于OTN設備而言,其數據主要來源于兩部分,即資源管理系統和SDN控制器。其中,資源管理系統所提供的OTN設備數據主要包括:OTN設備名稱、ID、所屬機房、所屬機房GIS經緯度坐標等;SDN控制器所提供的OTN設備數據主要包括:OTN設備名稱、類型、角色、ID等。系統所返回的數據,均通過設OTN設備的名稱、ID完成整合與關聯。

3.1.3 時延圈數據的預處理

以機房視角為切入點,算網大腦完成對各個機房之間相互訪問的時延數據保存。具體來說,設定基本單元為機房,以此落實對時延圈的繪制。在此過程中,參與時延圈繪制的多邊形端點為OTN設備所在的機房,而并非為OTN設備。在本研究中,所述的機房可以進一步細分為網絡機房以及算力機房。

相關人員在查詢時延圈期間,可以直接點擊地圖中的算力機房與網絡機房。此時,如果工作人員在地圖上點擊了網絡機房,則系統會分別以相應網絡機房內設置的所有OTN設備為起點,發起查詢申請;如果工作人員在地圖上點擊了算力機房,則系統會分別以相應算力機房內設置的所有OTN設備為起點,發起查詢申請。

3.2 時延圈的計算

在GIS地圖上進行時延圈的繪制期間,需要切實參考指定的時間范圍內所有機房的經緯度坐標,結合對凸包算法的應用,完成對凸多邊形的計算生成。在此基礎上,根據該凸多邊形的各個端點經緯度,對設置在能力開放平臺內的多邊形平滑面查詢接口進行調用,以此完成一個平滑面的邊界坐標的生成。最后,使用相應坐標,繪制、展示時延圈。

3.2.1 平滑面的計算生成

預處理用于多邊形繪制的坐標組內的數據信息,處理端點順序;引入JTS工具包并調動API,形成凸多邊形;進行能力可開放平臺中平滑面接口的調用,提取平滑面坐標組,在地圖上完成平滑面繪制。

3.2.2 凸包算法處理

在實數向量空間內,針對所有包含給定集合的凸集的交集,可以理解為給定集合的凸包,使用給定集合內所有點的凸組合完成構造。換言之,給定二維平面內點的幾何,連接最外層點后所形成的凸多邊形為凸包,其中包含著點集合內所有剩余的點[3]。在計算期間,于二維坐標系內放置所有的點,確定出凸包最下方的點,將其設定為坐標原點;從坐標原點開始,依照增加的逆時針角度,排列凸包上的點,如果多角度一致,則需要按照到坐標原點的距離完成排序;在此基礎上,即可組織展開凸包計算(見圖1)。

圖1 凸包算法處理過程

3.2.3 調用平滑面接口

切實保證經緯度坐標順序的正確性,在此基礎上組織展開對平滑面接口的調用;遵循WK數據規范,傳入應用于繪制平滑面接口的坐標,控制首位端點的坐標始終保持一致。

3.3 時延圈的展示

在GIS地圖上,用戶在完成對某一機房的點擊后,算網大腦會迅速組織展開對庫表數據的查詢,并對相應算力機房、網絡機房的時延圈進行展示,為指定時延約束條件下算力服務范圍的科學評估提供有力支持。時延圈展示的業務邏輯主要如下所示:

第一,地圖能夠對網絡機房、算力機房、子網節點進行顯現。其中,子網節點為地圖上各個區域(市)的OTN網絡濃縮后形成的節點。對于地圖層級7～8級而言,其屬于省級視圖,在地圖上能夠展現出算力機房、子網節點;對于8級以上的地圖層級而言,其屬于地(市)級視圖,在地圖上能夠展現出網絡機房、算力機房。

第二,用戶在地圖上完成對某個機房的點擊后,前端頁面會第一時間向后臺發出數據請求,以此實現對當前點位內機房至附近網絡機房、算力機房的時延圈數據的獲取。在此過程中,OTN網絡算力接入時延圈繪制展示系統會在庫表內落實對所有符合相應時延條件的網絡機房數據、算力機房數據的查詢,并根據3級時延圈實現分組。在完成機房的查詢后,需要對現階段地圖展示邊界的經緯度進行考量,過濾目前地圖所展示出的邊界范圍外部的機房。所使用的時延圈3級分組規則具體為:當地圖層級為7～8級時,依照1 ms、2 ms、3 ms時延區間落實分組,展示出以某節點為中心的算力機房時延圈;當地圖層級達到8級以上時,依照0.2 ms、0.5 ms、0.8 ms時延區間落實分組,展示出以某節點為中心的網絡機房時延圈。

第三,完成對分組機房數據的獲取后,結合不同分組內機房數據的經緯度,對所對應的時延圈多變形邊界展開計算;對平滑圈查詢接口落調動,以此促使多邊形邊界能夠向著平滑邊界的形式轉變,并在基礎上于地圖內繪制出時延圈[4]。對于時延圈而言,其主要表現為由大至小覆蓋,所以較大的時延圈內的機房數據一般涵蓋所有小時延圈內的機房數據。

第四,計算得到時延圈平滑圈邊界后,即可返回至前端頁面繪制出時延圈。用戶要點擊中心點機房上所顯現出的氣泡,在相應機房周邊完成3級時延圈展示,使用不同顏色進行區分。在此過程中,當地圖層級為7～8級時,依照1 ms、2 ms、3 ms時延圈繪制;當地圖層級達到8級以上時,依照0.2 ms、0.5 ms、0.8 ms時延圈繪制。在地圖上,用戶點擊某一機房后,能夠在圖上開啟浮窗,獲取到相應機房內OTN設備的信息,如OTN設備名稱、OTN設備角色等。在點擊其他機房后,屏幕上,前期點擊機房的時延圈會被新點擊機房的時延圈所替代。

4 結語

綜上所述,現階段所繪制出的時延圈更容易發生相互較差、變形失真等問題,為解決這一問題,本研究設計了一種OTN網絡算力接入時延圈繪制展示的方法。在地圖上,用戶電機某一算力機房或是網絡機房后,算網大腦會迅速在OTN網絡中的SDN控制器中組織展開對該機房內部OTN設備直至周邊機房內部OTN設備之間的時延數據查詢,并在此基礎上對不同時延區的時延圈落實地理化、直觀性的顯現。