專利名稱：波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)的一種分布式拓?fù)渚酆戏椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分布式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚酆戏椒ǎ貏e涉及采用分層路由體系結(jié)構(gòu)的、基于波長(zhǎng)路由的自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON)中摘要路由域、壓縮本路由域拓?fù)湫畔⒌姆椒?，屬于光網(wǎng)絡(luò)
背景技術(shù)：
國(guó)際電信聯(lián)盟組織(ITU-T)將自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON/ASTN)定位于全球性的統(tǒng)一傳送網(wǎng)，預(yù)計(jì)將來(lái)會(huì)有數(shù)千臺(tái)的交換機(jī)和數(shù)百萬(wàn)臺(tái)的終端節(jié)點(diǎn)接入到這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。對(duì)于這樣一個(gè)規(guī)模巨大的網(wǎng)絡(luò)，如果將所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備放在單一路由域中來(lái)管理，將會(huì)對(duì)路由以及連接管理等帶來(lái)諸多問(wèn)題，如單個(gè)節(jié)點(diǎn)需要維護(hù)過(guò)于龐大的路由表；路由協(xié)議拓?fù)湫畔⒌姆职l(fā)過(guò)于頻繁，給信令網(wǎng)的帶寬、信令的處理帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫諗克俣仁艿较拗疲绊懞艚?連接的建立以及保護(hù)/恢復(fù)的速度；基于廣義多標(biāo)記交換(GMPLS)的多顆粒度交換也要求多層路由技術(shù)的支持。因此分層次的網(wǎng)絡(luò)路由體系成為ASON的必然選擇。
為了在層次路由體系結(jié)構(gòu)下的光網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)路由的自動(dòng)建立，各個(gè)路由域之間必須通告相關(guān)的鏈路狀態(tài)信息。而網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性、安全性等又要求各個(gè)路由域所交互的鏈路狀態(tài)信息必須是有選擇的。所以，各個(gè)路由域必須采用某種方法摘要、壓縮本各個(gè)路由域拓?fù)湫畔?。該方法被稱為拓?fù)渚酆?，由該方法生成的拓?fù)浞Q為聚合拓?fù)洹?br> 考慮拓?fù)渚酆霞夹g(shù)時(shí)，基于波長(zhǎng)路由的ASON和傳統(tǒng)的電路交換/包交換網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)最大的區(qū)別在于電路交換/包交換網(wǎng)絡(luò)中鏈路常數(shù)要么屬于加性的(如延時(shí))，要么屬于受限的(如帶寬)；基于波長(zhǎng)路由的ASON中，最重要的鏈路參數(shù)是空閑波長(zhǎng)，它既不是加性的，也不是受限的。因?yàn)樵诨诓ㄩL(zhǎng)路由的ASON中，一個(gè)通道使用哪一個(gè)空閑波長(zhǎng)必須考慮整個(gè)通道中波長(zhǎng)的連續(xù)性。因此，已有的、基于鏈路加性/受限參數(shù)的拓?fù)渚酆霞夹g(shù)不適用于基于波長(zhǎng)路由的ASON。到目前為止，還沒有見到基于波長(zhǎng)路由的ASON的拓?fù)渚酆戏椒ā?br>
發(fā)明內(nèi)容
為在波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)中跨越多個(gè)路由域的路由自動(dòng)建立的同時(shí)，各個(gè)路由域之間又能對(duì)其內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滟Y源、網(wǎng)絡(luò)波長(zhǎng)資源進(jìn)行保密，提出本發(fā)明。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)的一種分布式拓?fù)渚酆戏椒?，其特征在于，該方法包括如下步驟
1)光網(wǎng)絡(luò)路由域中的邊界網(wǎng)元利用本路由域中網(wǎng)元之間相互通告的、各自網(wǎng)元的可到達(dá)消息以及波長(zhǎng)可用消息生成本路由域當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?)計(jì)算邊界網(wǎng)元之間的波長(zhǎng)可用信息2.1)首先，選取當(dāng)前路由域的一個(gè)光纖鏈路，獲取該光纖鏈路的波長(zhǎng)可用信息；然后，把該光纖鏈路所連接的兩個(gè)網(wǎng)元標(biāo)記為V1和V2，查找所有可以到達(dá)V1的網(wǎng)元vi，網(wǎng)元vi可以是V1本身，查找所有可以到達(dá)V2的網(wǎng)元wj，網(wǎng)元wj可以是V2本身；查找V1和vi之間、V2和wj之間光纖鏈路的波長(zhǎng)可用信息；2.2)利用步驟2.1)中的查找到的波長(zhǎng)可用信息，計(jì)算vi和wj之間的波長(zhǎng)可用信息，并設(shè)置vi和wj之間為可到達(dá)；2.3)選取當(dāng)前路由域中的另外一條光纖鏈路，重復(fù)步驟2.1)和2.2)，直至遍歷路由域中所有的光纖鏈路；2.4)從步驟2.3)的結(jié)果中提取兩個(gè)邊界網(wǎng)元之間的波長(zhǎng)可用信息；3)構(gòu)造當(dāng)前路由域的一個(gè)新的星型拓?fù)涫紫?，在星型拓?fù)涞闹行脑O(shè)置中心網(wǎng)元，在中心網(wǎng)元的周邊設(shè)置路由域當(dāng)前拓?fù)渲械倪吔缇W(wǎng)元，邊界網(wǎng)元和中心網(wǎng)元之間用光纖鏈路相連，邊界網(wǎng)元之間無(wú)光纖連接；其次，設(shè)置邊界網(wǎng)元和中心網(wǎng)元之間的波長(zhǎng)可用性為該邊界網(wǎng)元和其它所有邊界網(wǎng)元之間波長(zhǎng)可用性的總和；4)優(yōu)化上述星型拓?fù)?，生成?dāng)前路由域的最終聚合拓?fù)涫紫?，?jì)算星型拓?fù)渲羞吔缇W(wǎng)元對(duì)之間的聚合誤差，若聚合誤差大于設(shè)置值，則用旁路光纖連接該對(duì)邊界網(wǎng)元，旁路光纖上的波長(zhǎng)可用信息為當(dāng)前路由域中該邊界網(wǎng)元對(duì)的波長(zhǎng)可用信息；然后，重新計(jì)算新生成的拓?fù)涞牟ㄩL(zhǎng)可用性及其聚合誤差，若聚合誤差大于設(shè)置值，則添加更多的旁路光纖，直到邊界網(wǎng)元對(duì)之間的聚合誤差不大于設(shè)置值或旁路光纖的數(shù)量到達(dá)預(yù)置值，從而得到最終聚合拓?fù)洹?br> 本發(fā)明具有如下作用滿足不同路由域之間交換路由建立必須的消息；保護(hù)路由域內(nèi)部的信息，如網(wǎng)絡(luò)真實(shí)拓?fù)洹⒕W(wǎng)絡(luò)資源等，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的安全性；降低了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的消息量，緩解了信令網(wǎng)的帶寬；適合未來(lái)大規(guī)模光網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)特性的要求。


圖1為多路由域的網(wǎng)絡(luò)示意圖。
圖2為路由域200的聚合拓?fù)鋱D。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
圖1示范的光網(wǎng)絡(luò)由三個(gè)路由域組成路由域100、路由域200以及路由域300。每個(gè)路由域?qū)儆诓煌倪\(yùn)營(yíng)商，由不同的管理者管理。每個(gè)路由域中有數(shù)量不等的網(wǎng)元設(shè)備(簡(jiǎn)稱網(wǎng)元)，網(wǎng)元之間由光纖連接。光纖中傳輸16路波分復(fù)用光信號(hào)。每個(gè)網(wǎng)元都嵌入了開放最短路徑優(yōu)先(OSPF)路由協(xié)議、具有流量工程的資源預(yù)留(RSVP-TE)信令協(xié)議以及鏈路管理(LMP)協(xié)議。圖1中的一個(gè)小圓圈表示一個(gè)網(wǎng)元，路由域200中給每個(gè)網(wǎng)元編了號(hào)，目的是方便以下的說(shuō)明。
從圖1可以看到，路由域200的邊界網(wǎng)元有5個(gè)，它們是網(wǎng)元2、3、5、6、8。其它網(wǎng)元?jiǎng)t稱為內(nèi)部網(wǎng)元。
網(wǎng)絡(luò)自舉或運(yùn)行過(guò)程中，路由域網(wǎng)元中的LMP鏈路管理協(xié)議維護(hù)本地的鄰接信息和波長(zhǎng)可用信息，并把所述信息告知本地網(wǎng)元的OSPF路由協(xié)議；本地網(wǎng)元的OSPF路由協(xié)議向本路由域中所有網(wǎng)元廣播所述信息。結(jié)果本路由域中所有網(wǎng)元都可以獲得本路由域完整的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。不同路由域由于屬于不同的運(yùn)營(yíng)商管理，從網(wǎng)絡(luò)安全、商業(yè)秘密等角度出發(fā)，路由域的邊界網(wǎng)元不能把其獲知的本路由域的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓嬷c之相鄰的路由域。
下面以路由域200為例。路由域200在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⑹諗亢?，各個(gè)邊界網(wǎng)元并行地啟動(dòng)拓?fù)渚酆宪浖K，產(chǎn)生聚合拓?fù)?。在具體實(shí)施過(guò)程中，拓?fù)渚酆宪浖K被嵌入在網(wǎng)元設(shè)備中。所述拓?fù)渚酆宪浖K采用本發(fā)明所述方法，具體步驟如下1、邊界網(wǎng)元根據(jù)本路由域拓?fù)湫畔ⅲ肙SPF協(xié)議生成當(dāng)前路由域拓?fù)?。這個(gè)拓?fù)浒寺酚捎騼?nèi)網(wǎng)元的數(shù)量、網(wǎng)元可達(dá)信息表、網(wǎng)元之間光纖鏈路表以及光纖鏈路對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)可用信息表；2、從光纖鏈路表中依次選取路由域拓?fù)涞囊粭l光纖鏈路，從波長(zhǎng)可用信息表中讀取該鏈路的波長(zhǎng)可用信息；把該光纖鏈路所連接的兩個(gè)網(wǎng)元標(biāo)記為V1和V2，在網(wǎng)元可達(dá)信息表中查找所有可以到達(dá)V1(包括V1本身)的網(wǎng)元(用vi來(lái)表示)和那些可以到達(dá)V2(包括V2本身)的網(wǎng)元(用wj來(lái)表示)；從波長(zhǎng)可用信息表中獲取V1和vi、V2和wj之間光纖鏈路的波長(zhǎng)可用信息；3、利用vi和V1、V1和V2、V2和wj之間光纖鏈路的波長(zhǎng)可用信息，獲得vi和wj之間波長(zhǎng)可用信息；并在網(wǎng)元可達(dá)信息表中把vi和wj設(shè)置為可到達(dá)；4、重復(fù)步驟2、3，直至光纖鏈路表為空。
5、在波長(zhǎng)可用信息表中提取邊界網(wǎng)元對(duì)(2，3)、(2，5)、(2，6)、(2，8)、(3，5)、(3，6)、(3，8)、(5，6)、(5，8)及(6，8)之間的波長(zhǎng)可用信息。
6、構(gòu)造當(dāng)前路由域的一個(gè)新的星型拓?fù)湓谛切屯負(fù)涞闹行脑O(shè)置一個(gè)中心網(wǎng)元，把邊界網(wǎng)元2、3、5、6和8設(shè)置在中心網(wǎng)元的周邊，中心網(wǎng)元和邊界網(wǎng)元2、3、5、6、8之間用光纖鏈路連接；邊界網(wǎng)元2、3、5、6和8之間無(wú)光纖連接。
7、設(shè)置邊界網(wǎng)元和中心網(wǎng)元之間的波長(zhǎng)可用性利用步驟5的結(jié)果，計(jì)算邊界網(wǎng)元2和網(wǎng)元3、5、6、8之間總的波長(zhǎng)可用性，作為網(wǎng)元2和中心網(wǎng)元之間的波長(zhǎng)可用性；利用步驟5的結(jié)果，計(jì)算邊界網(wǎng)元3和網(wǎng)元2、5、6、8之間總的波長(zhǎng)可用性，作為網(wǎng)元3和中心網(wǎng)元之間的波長(zhǎng)可用性；利用步驟5的結(jié)果，計(jì)算邊界網(wǎng)元5和網(wǎng)元2、3、6、8之問(wèn)總的波長(zhǎng)可用性，作為網(wǎng)元5和中心網(wǎng)元之間的波長(zhǎng)可用性；利用步驟5的結(jié)果，計(jì)算邊界網(wǎng)元6和網(wǎng)元2、3、5、8之間總的波長(zhǎng)可用性，作為網(wǎng)元6和中心網(wǎng)元之間的波長(zhǎng)可用性；利用步驟5的結(jié)果，計(jì)算邊界網(wǎng)元8和網(wǎng)元2、3、5、6之間總的波長(zhǎng)可用性，作為網(wǎng)元8和中心網(wǎng)元之間的波長(zhǎng)可用性；8、計(jì)算星型拓?fù)渲羞吔缇W(wǎng)元對(duì)(2，3)、(2，5)、(2，6)、(2，8)、(3，5)、(3，6)、(3，8)、(5，6)、(5，8)及(6，8)的聚合誤差；若某個(gè)邊界網(wǎng)元對(duì)，如(2，3)之間的聚合誤差大于設(shè)置值，則在網(wǎng)元2和網(wǎng)元3之間添加一條光纖鏈路，該光纖鏈路上的波長(zhǎng)可用信息為步驟5中(2，3)網(wǎng)元對(duì)之間的波長(zhǎng)可用信息；計(jì)算新拓?fù)涞牟ㄩL(zhǎng)可用性以及聚合誤差，在(2，3)添加更多的光纖鏈路，直到邊界網(wǎng)元對(duì)之間的聚合誤差不大于設(shè)置值或旁路的數(shù)量到達(dá)預(yù)置值，從而得到圖2所示的最終聚合拓?fù)洹?br> 上述聚合誤差的設(shè)置值或旁路數(shù)量的預(yù)置值和路由域中網(wǎng)元數(shù)、路由域的拓?fù)湎嚓P(guān)。在本實(shí)施例中，聚合誤差的設(shè)置值為0；旁路數(shù)量的預(yù)置值為3。
9、輸出所述最終聚合拓?fù)浣oOSPF協(xié)議的鏈路廣告模塊，供邊界節(jié)點(diǎn)向鄰接路由域廣播聚合拓?fù)湎ⅰ?br> 圖2為路由域200的最終聚合拓?fù)?，為路由?00向路由域100、路由域300廣播路由消息時(shí)的拓?fù)鋱D。該聚合拓?fù)潆[藏了路由域200詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌ňW(wǎng)元數(shù)量，光纖的連接拓?fù)?，光纖中的光信道數(shù)量等等，最大限度地提升了路由域200的信息安全、商業(yè)機(jī)密。
本發(fā)明所產(chǎn)生的聚合拓?fù)湓诰W(wǎng)絡(luò)性能上還具有如下優(yōu)點(diǎn)1、聚合拓?fù)淠軌蚋呔鹊胤从潮韭酚捎蜻吔缇W(wǎng)元之間的連通信息，能很好地滿足網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)計(jì)算路由的要求；2、拓?fù)渚酆系膹?fù)雜性低。3、本拓?fù)渚酆戏椒ㄔ诠饩W(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)連接請(qǐng)求條件下，呈現(xiàn)極低的網(wǎng)絡(luò)阻塞率特性，完全滿足未來(lái)大規(guī)模動(dòng)態(tài)光網(wǎng)絡(luò)的要求。
權(quán)利要求
1.波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)的一種分布式拓?fù)渚酆戏椒?，其特征在于，該方法包括如下步驟1)光網(wǎng)絡(luò)路由域中的邊界網(wǎng)元利用本路由域中網(wǎng)元之間相互通告的、各自網(wǎng)元的可到達(dá)消息以及波長(zhǎng)可用消息生成本路由域當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?)計(jì)算邊界網(wǎng)元之間的波長(zhǎng)可用信息2.1)首先，選取當(dāng)前路由域的一個(gè)光纖鏈路，獲取該光纖鏈路的波長(zhǎng)可用信息；然后，把該光纖鏈路所連接的兩個(gè)網(wǎng)元標(biāo)記為V1和V2，查找所有可以到達(dá)V1的網(wǎng)元vi，網(wǎng)元vi可以是V1本身，查找所有可以到達(dá)V2的網(wǎng)元wj，網(wǎng)元wj可以是V2本身；查找V1和vi之間、V2和wj之間光纖鏈路的波長(zhǎng)可用信息；2.2)利用步驟2.1)中的查找到的波長(zhǎng)可用信息，計(jì)算vi和wj之間的波長(zhǎng)可用信息，并設(shè)置vi和wj之間為可到達(dá)；2.3)選取當(dāng)前路由域中的另外一條光纖鏈路，重復(fù)步驟2.1)和2.2)，直至遍歷路由域中所有的光纖鏈路；2.4)從步驟2.3)的結(jié)果中提取兩個(gè)邊界網(wǎng)元之間的波長(zhǎng)可用信息；3)構(gòu)造當(dāng)前路由域的一個(gè)新的星型拓?fù)涫紫?，在星型拓?fù)涞闹行脑O(shè)置中心網(wǎng)元，在中心網(wǎng)元的周邊設(shè)置路由域當(dāng)前拓?fù)渲械倪吔缇W(wǎng)元，邊界網(wǎng)元和中心網(wǎng)元之間用光纖鏈路相連，邊界網(wǎng)元之間無(wú)光纖連接；其次，設(shè)置邊界網(wǎng)元和中心網(wǎng)元之間的波長(zhǎng)可用性為該邊界網(wǎng)元和其它所有邊界網(wǎng)元之間波長(zhǎng)可用性的總和；4)優(yōu)化上述星型拓?fù)?，生成?dāng)前路由域的最終聚合拓?fù)涫紫?，?jì)算星型拓?fù)渲羞吔缇W(wǎng)元對(duì)之間的聚合誤差，若聚合誤差大于設(shè)置值，則用旁路光纖連接該對(duì)邊界網(wǎng)元，旁路光纖上的波長(zhǎng)可用信息為當(dāng)前路由域中該邊界網(wǎng)元對(duì)的波長(zhǎng)可用信息；然后，重新計(jì)算新生成的拓?fù)涞牟ㄩL(zhǎng)可用性及其聚合誤差，若聚合誤差大于設(shè)置值，則添加更多的旁路光纖，直到邊界網(wǎng)元對(duì)之間的聚合誤差不大于設(shè)置值或旁路光纖的數(shù)量到達(dá)預(yù)置值，從而得到最終聚合拓?fù)洹?br> 全文摘要
波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)的一種分布式拓聚合方法，屬于光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。為在波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)中跨越多個(gè)路由域的路由自動(dòng)建立的同時(shí)，各個(gè)路由域之間又能對(duì)其內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滟Y源、網(wǎng)絡(luò)波長(zhǎng)資源進(jìn)行保密，本發(fā)明提出了一種分布式拓?fù)渚酆戏椒?，包括如下步驟1)光網(wǎng)絡(luò)路由域中的邊界網(wǎng)元生成本路由域當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?)計(jì)算邊界網(wǎng)元之間的波長(zhǎng)可用信息3)構(gòu)造當(dāng)前路由域的一個(gè)新的星型拓?fù)?)優(yōu)化上述星型拓?fù)?，生成?dāng)前路由域的最終聚合拓?fù)洹１景l(fā)明滿足了不同路由域之間交換路由建立必須的消息，保護(hù)了路由域內(nèi)部的信息，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的安全性，降低了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的消息量，緩解了信令網(wǎng)的帶寬，適合未來(lái)大規(guī)模光網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)特性的要求。
文檔編號(hào)H04B10/20GK1601934SQ20041000967
公開日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2004年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月15日
發(fā)明者鄭小平, 張鋒, 張漢一 申請(qǐng)人:清華大學(xué)