自主端到端的服务质量保证在QKD保护的光学网络上

科学领域:

• 网络安全 网络安全
• 量子通信 量子通信是一种量子通信.
• 网络管理 网络管理

背景情况:

• 量子密钥分发 (QKD) 为光学网络提供了先进的安全性,但管理复杂的QKD-secured光学网络 (QKD-ONs) 存在挑战.
• 动态的端到端安全服务和复杂的网络条件需要高效,稳定的管理,无需人类干预.
• 自主管理和控制对于在大型QKD-ON中确保服务质量至关重要.

研究的目的:

• 为QKD-ONs开发自主管理和控制范式,以确保端到端的QoS保证.
• 利用软件定义网络 (SDN) 提高QKD-ON管理的可编程性和灵活性.
• 为基于SDN的QKD-ONs设计和验证一个新的架构,支持自主QoS.

主要方法:

• 增强软件定义网络 (SDN) 具有知识引擎和SDN控制器中的自主控制循环.
• 开发了一个自主端到端的QoS保证程序.
• 引入了一种跨层协作QoS保证 (CLC-QA) 策略,用于网络级自主功能.
• 建立了一个实验测试台,并进行了数值模拟.

主要成果:

• 在调整过程中实现了毫秒级自主 QoS 保护,延迟时间为 337 ms 和 618 ms.
• 与没有跨层合作的基线相比,CLC-QA战略将保护成功率提高了22.5%.
• 在不同的交通负载下,CLC-QA策略将平均关键消耗降低了5.7%.

结论:

• 提出的基于SDN的架构有效地实现了QKD-ONs中自主端到端的QoS保证.
• 该CLC-QA战略提高了网络弹性和QKD-ONs管理的效率.
• 实验和模拟结果验证了未来量子网络中自主QoS管理的拟议方法.