OTN网络算力接入时延圈绘制展示系统构建

张存喜,薛其林,肖江涛

(中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司,山东 济南 250000)

0 引言

出于对进一步提升算力与网络服务质量的考量,通信运营商应当落实对网络设备、算力机房的提前规划布局,以此为区域内的客户提供更好的算力服务,保证相应算力服务能够满足指定延时要求,且在区域范围内全覆盖。基于此,需要持续落实对时延圈绘制与展示方法的优化,为算力与网络服务的优化提供支持。

1 算力机房接入时延圈绘制展示的现状分析

传输时延要求给定条件下,运营商难以在地图上完成对算力机房能够提供服务的范围查看,客户也无法在地图上对制定时延约束条件下可以接入的算力机房直接查看,这就导致运营商很难在短时间内迅速为客户制定出更为理想的算网调度方案。当前,并没有形成一种能够辅助运营商规划、建设全网资源的便捷、直观的方法与工具,运营商合理规划网络机房与算力机房设置位置的难度偏高。同时,受符合条件的网络机房样本数量相对较少、网络机房的分布均匀性偏低等因素的影响,时延圈的合理绘制方法较为缺乏。现阶段,所绘制出的时延圈更容易发生相互较差、变形失真等问题,与实际的时延性能数据之间,存在着较为明显的差异性,因此既难以满足商用展示的需求,也无法为实际生产提供良好指导。

2 OTN网络算力接入时延圈绘制展示系统的总体构建思路

结合对算力机房接入时延圈绘制展示的现状分析,本研究设计了一种OTN网络算力接入时延圈绘制展示的方法。其主要思路为:在地图上,用户电机某一算力机房或网络机房后,算网大脑会迅速在OTN网络中的SDN控制器中,组织展开对该机房内部OTN设备直至周边机房内部OTN设备之间的时延数据查询,并在此基础上对不同时延区的时延圈落实地理化、直观性的显现。

其中,算力机房主要为包含算例资源的机房,其中进行了OTN设备的部署,依托对相应OTN设备的应用,能够实现接入算力资源的效果,算网大脑需要将相应OTN设备与部署的算力机房实施关联处理。网络机房主要不同等级OTN设备汇聚、接入的机房,存在多个OTN设备共同使用同一机房的现象[1]。在相同机房条件下,所设置的多个OTN设备在经纬度方面保持在高度一致的状态。出于对降低计算复杂水平的考量,可以围绕颗粒度对OTN设备实施归集聚合处理,在这样的条件下,设置在相同机房内的OTN设备能够被聚合成机房的一个点,并结合对机房经纬度坐标的使用完成计算。

3 OTN网络算力接入时延圈绘制展示系统的具体构建与实现

3.1 OTN网络拓扑数据的管理

3.1.1 获取OTN网络信息

算网大脑调用SDN控制器接口,由此获取到时延圈所涉及的OTN网络数据。对于OTN网络信息数据而言,相应数据量相对较大,一般由算网大脑利用FTP文件传送接口,在每一天的固定时间进行数据采集,结合对SDN控制器的应用,解析导出的文件。在相应文件中,包含着全网各层级OTN设备的全新数据、OTN设备之间相互连接的时延信息、拓扑信息。所有使用SDN控制器所采集的数据均要在的算网大脑内完成处理[2]。

3.1.2 关联OTN设备以及机房信息

对于OTN设备而言,其数据主要来源于两部分,即资源管理系统和SDN控制器。其中,资源管理系统所提供的OTN设备数据主要包括:OTN设备名称、ID、所属机房、所属机房GIS经纬度坐标等;SDN控制器所提供的OTN设备数据主要包括:OTN设备名称、类型、角色、ID等。系统所返回的数据,均通过设OTN设备的名称、ID完成整合与关联。

3.1.3 时延圈数据的预处理

以机房视角为切入点,算网大脑完成对各个机房之间相互访问的时延数据保存。具体来说,设定基本单元为机房,以此落实对时延圈的绘制。在此过程中,参与时延圈绘制的多边形端点为OTN设备所在的机房,而并非为OTN设备。在本研究中,所述的机房可以进一步细分为网络机房以及算力机房。

相关人员在查询时延圈期间,可以直接点击地图中的算力机房与网络机房。此时,如果工作人员在地图上点击了网络机房,则系统会分别以相应网络机房内设置的所有OTN设备为起点,发起查询申请;如果工作人员在地图上点击了算力机房,则系统会分别以相应算力机房内设置的所有OTN设备为起点,发起查询申请。

3.2 时延圈的计算

在GIS地图上进行时延圈的绘制期间,需要切实参考指定的时间范围内所有机房的经纬度坐标,结合对凸包算法的应用,完成对凸多边形的计算生成。在此基础上,根据该凸多边形的各个端点经纬度,对设置在能力开放平台内的多边形平滑面查询接口进行调用,以此完成一个平滑面的边界坐标的生成。最后,使用相应坐标,绘制、展示时延圈。

3.2.1 平滑面的计算生成

预处理用于多边形绘制的坐标组内的数据信息,处理端点顺序;引入JTS工具包并调动API,形成凸多边形;进行能力可开放平台中平滑面接口的调用,提取平滑面坐标组,在地图上完成平滑面绘制。

3.2.2 凸包算法处理

在实数向量空间内,针对所有包含给定集合的凸集的交集,可以理解为给定集合的凸包,使用给定集合内所有点的凸组合完成构造。换言之,给定二维平面内点的几何,连接最外层点后所形成的凸多边形为凸包,其中包含着点集合内所有剩余的点[3]。在计算期间,于二维坐标系内放置所有的点,确定出凸包最下方的点,将其设定为坐标原点;从坐标原点开始,依照增加的逆时针角度,排列凸包上的点,如果多角度一致,则需要按照到坐标原点的距离完成排序;在此基础上,即可组织展开凸包计算(见图1)。

图1 凸包算法处理过程

3.2.3 调用平滑面接口

切实保证经纬度坐标顺序的正确性,在此基础上组织展开对平滑面接口的调用;遵循WK数据规范,传入应用于绘制平滑面接口的坐标,控制首位端点的坐标始终保持一致。

3.3 时延圈的展示

在GIS地图上,用户在完成对某一机房的点击后,算网大脑会迅速组织展开对库表数据的查询,并对相应算力机房、网络机房的时延圈进行展示,为指定时延约束条件下算力服务范围的科学评估提供有力支持。时延圈展示的业务逻辑主要如下所示:

第一,地图能够对网络机房、算力机房、子网节点进行显现。其中,子网节点为地图上各个区域(市)的OTN网络浓缩后形成的节点。对于地图层级7～8级而言,其属于省级视图,在地图上能够展现出算力机房、子网节点;对于8级以上的地图层级而言,其属于地(市)级视图,在地图上能够展现出网络机房、算力机房。

第二,用户在地图上完成对某个机房的点击后,前端页面会第一时间向后台发出数据请求,以此实现对当前点位内机房至附近网络机房、算力机房的时延圈数据的获取。在此过程中,OTN网络算力接入时延圈绘制展示系统会在库表内落实对所有符合相应时延条件的网络机房数据、算力机房数据的查询,并根据3级时延圈实现分组。在完成机房的查询后,需要对现阶段地图展示边界的经纬度进行考量,过滤目前地图所展示出的边界范围外部的机房。所使用的时延圈3级分组规则具体为:当地图层级为7～8级时,依照1 ms、2 ms、3 ms时延区间落实分组,展示出以某节点为中心的算力机房时延圈;当地图层级达到8级以上时,依照0.2 ms、0.5 ms、0.8 ms时延区间落实分组,展示出以某节点为中心的网络机房时延圈。

第三,完成对分组机房数据的获取后,结合不同分组内机房数据的经纬度,对所对应的时延圈多变形边界展开计算;对平滑圈查询接口落调动,以此促使多边形边界能够向着平滑边界的形式转变,并在基础上于地图内绘制出时延圈[4]。对于时延圈而言,其主要表现为由大至小覆盖,所以较大的时延圈内的机房数据一般涵盖所有小时延圈内的机房数据。

第四,计算得到时延圈平滑圈边界后,即可返回至前端页面绘制出时延圈。用户要点击中心点机房上所显现出的气泡,在相应机房周边完成3级时延圈展示,使用不同颜色进行区分。在此过程中,当地图层级为7～8级时,依照1 ms、2 ms、3 ms时延圈绘制;当地图层级达到8级以上时,依照0.2 ms、0.5 ms、0.8 ms时延圈绘制。在地图上,用户点击某一机房后,能够在图上开启浮窗,获取到相应机房内OTN设备的信息,如OTN设备名称、OTN设备角色等。在点击其他机房后,屏幕上,前期点击机房的时延圈会被新点击机房的时延圈所替代。

4 结语

综上所述,现阶段所绘制出的时延圈更容易发生相互较差、变形失真等问题,为解决这一问题,本研究设计了一种OTN网络算力接入时延圈绘制展示的方法。在地图上,用户电机某一算力机房或是网络机房后,算网大脑会迅速在OTN网络中的SDN控制器中组织展开对该机房内部OTN设备直至周边机房内部OTN设备之间的时延数据查询,并在此基础上对不同时延区的时延圈落实地理化、直观性的显现。