專利名稱：虛交換體系中的路徑選擇方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種虛交換體系中的路徑選擇方法。
背景技術(shù)：
隨著Internet規(guī)模的不斷增大，各種各樣的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)爭(zhēng)相涌現(xiàn)，先進(jìn)的多媒體系統(tǒng)層出不窮。由于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延、延時(shí)抖動(dòng)等特性較為敏感，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上有突發(fā)性高的FTP(File Transfer Protocol，文件傳輸協(xié)議)或者含有圖像文件的HTTP(超文本傳輸協(xié)議)等業(yè)務(wù)時(shí)，實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)就會(huì)受到很大影響；另一方面，多媒體業(yè)務(wù)占去了大量的帶寬，這樣，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)要開展的關(guān)鍵業(yè)務(wù)就難以得到可靠的傳輸。于是，各種QoS(Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。IETF(因特網(wǎng)工程任務(wù)組)已經(jīng)建立了很多服務(wù)模型和機(jī)制，以滿足QoS的需求。
基于門戶的多種應(yīng)用和服務(wù)以及寬帶多媒體業(yè)務(wù)，包括為普通住宅用戶提供豐富的Video/Audio(視頻/音頻)流、VOD(視頻點(diǎn)播)、視頻組播、多媒體交互、高帶寬需求的網(wǎng)絡(luò)游戲，為商業(yè)用戶提供視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程教育、VPN(Virtual Private Network，虛擬專用網(wǎng))、具有QoS保障的數(shù)據(jù)專線、IPHotel(酒店的IP電話)等，成為寬帶運(yùn)營(yíng)的重要內(nèi)容。
運(yùn)營(yíng)商和企事業(yè)用戶對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)和端對(duì)端以太網(wǎng)技術(shù)有較高的認(rèn)知程度。以太網(wǎng)技術(shù)成為未來(lái)搭建三網(wǎng)合一、城域網(wǎng)的主要技術(shù)之一，以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在未來(lái)市場(chǎng)將會(huì)有極大的發(fā)展。
針對(duì)商業(yè)用戶的需求，業(yè)界提出了V-Switch(Virtual switch，虛交換)、GRE(Generic Routing Encapsulation，通用路由封裝)、L2TP(Layer2Tunneling Protocol，第2層隧道協(xié)議)、MPLS(Multiprotocol LabelSwitching，多協(xié)議標(biāo)簽交換)等多種方式的VPN/VPDN(Virtual Private Dial-up Network，虛擬播號(hào)專網(wǎng))專線方案。
其中，Intelligent v-switch(智能虛交換)技術(shù)主要用于組建穩(wěn)定、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)營(yíng)級(jí)城域以太網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)QoS保證、網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)、電信級(jí)的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和管理等功能，具備基于號(hào)碼的用戶管理、一定的移動(dòng)性、業(yè)務(wù)開放管理計(jì)費(fèi)的集中管理等核心業(yè)務(wù)管理能力，提供包括智能二層流量調(diào)度、LAN(局域網(wǎng))專線、IP流量規(guī)劃等業(yè)務(wù)和服務(wù)，它的出現(xiàn)填補(bǔ)了目前的網(wǎng)絡(luò)在純二層能力上的不足，對(duì)新時(shí)期城域網(wǎng)的建設(shè)具有重要的作用。
V-Switch體系結(jié)構(gòu)具備完善的以太網(wǎng)VLAN(Virtual Local AreaNetwork，虛擬局域網(wǎng))交換和調(diào)度功能，靈活的業(yè)務(wù)調(diào)度、建立和調(diào)整的手段，以及豐富和可擴(kuò)展的二層業(yè)務(wù)提供能力，完善的操作維護(hù)管理工具和信息。圖一為V-Switch體系結(jié)構(gòu)的邏輯層次和功能模型圖。
在過(guò)去的二層體系結(jié)構(gòu)中，主要完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的承載能力層和主要進(jìn)行業(yè)務(wù)控制的連接控制層在同一個(gè)物理設(shè)備上，即承載設(shè)備DRE(DateRelay Entity，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)體)上。當(dāng)有業(yè)務(wù)申請(qǐng)時(shí)，業(yè)務(wù)請(qǐng)求直接發(fā)到主叫側(cè)的承載設(shè)備DRE上，由承載設(shè)備DRE根據(jù)自身所配置的一些策略選擇自認(rèn)為最優(yōu)的下一個(gè)承載設(shè)備DRE，下一個(gè)承載設(shè)備完成同樣的工作，直至找到被叫用戶，這樣由承載設(shè)備DRE逐跳完成了一次業(yè)務(wù)路徑的選擇。
隨著V-Switch三層體系結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，承載能力層和連接控制層已分離，上述由承載設(shè)備DRE逐跳完成業(yè)務(wù)路徑選擇的方法已不適用，因此，需要新的選路方法來(lái)適應(yīng)V-Switch三層體系結(jié)構(gòu)，這也成為業(yè)界關(guān)注的課題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種虛交換體系中的路徑選擇方法，可以實(shí)現(xiàn)在V-Switch體系的承載控制層中快速選擇路徑的目的，而且對(duì)于全局來(lái)說(shuō)是最優(yōu)的路徑。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種虛交換體系中的路徑選擇方法，包括如下步驟A、在業(yè)務(wù)申請(qǐng)之前預(yù)先確定路徑集；B、當(dāng)有業(yè)務(wù)申請(qǐng)時(shí)，虛交換控制通過(guò)查詢所述路徑集，選擇業(yè)務(wù)路徑。
所述步驟A包括A1、將虛交換控制管理域內(nèi)的所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)體用頂點(diǎn)表示，將虛交換控制管理域內(nèi)任意兩個(gè)頂點(diǎn)之間的所有通道用兩個(gè)方向的弧表示；A2、將虛交換控制管理域內(nèi)任意兩個(gè)頂點(diǎn)之間的路徑用不重復(fù)出現(xiàn)的連續(xù)的弧序列表示，形成簡(jiǎn)單路徑；A3、采用窮舉法確定虛交換控制管理域內(nèi)的所有簡(jiǎn)單路徑，形成路徑集。
步驟A1所述的弧中記錄相應(yīng)通道的信息，包括索引信息。
所述的步驟A3具體包括采用廣度優(yōu)先策略確定簡(jiǎn)單路徑。
所述的步驟A3具體包括確定簡(jiǎn)單路徑時(shí)，對(duì)路徑的長(zhǎng)度進(jìn)行限制。
根據(jù)業(yè)務(wù)選路策略對(duì)路徑的長(zhǎng)度進(jìn)行限制。
所述的步驟B具體包括B1、當(dāng)有業(yè)務(wù)申請(qǐng)時(shí)，虛交換控制查詢所述路徑集，確定滿足該業(yè)務(wù)申請(qǐng)的路徑集；B2、虛交換控制在所述滿足該業(yè)務(wù)申請(qǐng)的路徑集中選擇一條簡(jiǎn)單路徑；B3、虛交換控制通過(guò)所述選擇的簡(jiǎn)單路徑中的弧序列，查找到相應(yīng)的通道，完成選路過(guò)程。
所述的步驟B2具體包括虛交換控制根據(jù)業(yè)務(wù)選路策略，在所述滿足業(yè)務(wù)申請(qǐng)的路徑集中選擇一條簡(jiǎn)單路徑。
所述的步驟B3具體包括虛交換控制通過(guò)所述選擇的簡(jiǎn)單路徑中的弧序列所包含的每條弧所記錄的通道信息，分別查找確定對(duì)應(yīng)的一條符合業(yè)務(wù)申請(qǐng)的通道，完成選路過(guò)程。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，采用本發(fā)明所述的方法可以實(shí)現(xiàn)在V-Switch體系的承載控制層中快速選擇路徑的目的，而且對(duì)于全局來(lái)說(shuō)是最優(yōu)的路徑；另外，在選擇路徑過(guò)程中，不需要DRE的參與，能夠合理使用網(wǎng)絡(luò)資源，而且使用方便，易于維護(hù)和管理。


圖1為V-Switch體系結(jié)構(gòu)模型示意圖；圖2為本發(fā)明所述方法的流程圖；圖3為本發(fā)明所述實(shí)施例的承載控制層選路示意圖；圖4為本發(fā)明所述實(shí)施例的VSC對(duì)承載層Channel資源的抽象示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的核心思想是在VSC(Virtual Switch Control，虛交換控制)知道全網(wǎng)DRE拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的情況下，VSC根據(jù)其管理的DRE和Channel(通道)，為用戶的業(yè)務(wù)連接請(qǐng)求進(jìn)行業(yè)務(wù)選路，確定業(yè)務(wù)流的路徑。具體方式是在業(yè)務(wù)申請(qǐng)之前通過(guò)計(jì)算獲得各DRE之間的路徑的集合，形成完整的業(yè)務(wù)路徑集；當(dāng)有業(yè)務(wù)請(qǐng)求時(shí)，VSC直接查詢?cè)撀窂郊?，根?jù)需求選取最優(yōu)的業(yè)務(wù)路徑。
為對(duì)本發(fā)明有進(jìn)一步的了解，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述的方法進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
本發(fā)明所述方法的具體實(shí)現(xiàn)方式如圖2所示，包括以下步驟步驟21將VSC管理域內(nèi)的資源進(jìn)行抽象，確定簡(jiǎn)單路徑。
將VSC管理域內(nèi)的各個(gè)DRE抽象成頂點(diǎn)，將任意兩個(gè)DRE間的Channel抽象成Arc(弧)。
因?yàn)閂SC管理的Channel是雙向的，為便于路徑集的記錄，將VSC管理域內(nèi)的任意兩個(gè)DRE間的所有Channel抽象成兩個(gè)方向的Arc，并且在各方向的Arc中記錄相應(yīng)Channel的信息，比如索引等信息，這樣可以為VSC接到業(yè)務(wù)申請(qǐng)選擇路徑時(shí)，進(jìn)行資源反查提供方便。
經(jīng)過(guò)上述處理后，任意兩個(gè)DRE之間的簡(jiǎn)單路徑就可以用一系列Arc來(lái)表示。
所述簡(jiǎn)單路徑是指VSC管理域內(nèi)任意兩個(gè)頂點(diǎn)(DRE)之間的不重復(fù)出現(xiàn)的連續(xù)的Arc序列。
下面舉例說(shuō)明上述確定簡(jiǎn)單路徑的方法比如，在VSC管理域內(nèi)共有四個(gè)DRE，五條Channel，其承載控制層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示。
按照上述方法將各個(gè)DRE抽象成頂點(diǎn)，將任意兩個(gè)DRE之間的Channel抽象成兩個(gè)方向的Arc并記錄相應(yīng)Channel的信息后，圖3所示的承載層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以用圖4表示。
在圖4中，有四個(gè)頂點(diǎn)，八條Arc。每條Arc表示任意兩個(gè)頂點(diǎn)之間的Channel。比如Arc14表示從頂點(diǎn)1到頂點(diǎn)4的Channel，Arc41表示從頂點(diǎn)4到頂點(diǎn)1的Channel，Arc14和Arc41中都記錄了相應(yīng)的Channel3和Channel4的信息。
因此，對(duì)于圖3中的用戶A到用戶B的業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，有兩條簡(jiǎn)單路徑可以實(shí)現(xiàn)，一條是{Arc14}，一條是{Arc13、Arc34}。
步驟22確定VSC管理域內(nèi)的路徑集。
所述路徑集是指所有簡(jiǎn)單路徑的集合。
確定路徑集的方法是在VSC管理域內(nèi)，從每個(gè)頂點(diǎn)開始，采用窮舉法確定所有簡(jiǎn)單路徑，確保Arc不重復(fù)出現(xiàn)。
在窮舉簡(jiǎn)單路徑時(shí)，可以對(duì)簡(jiǎn)單路徑的長(zhǎng)度進(jìn)行合理限制。
對(duì)簡(jiǎn)單路徑長(zhǎng)度加以限制，是因?yàn)閷?duì)于拓?fù)鋸?fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)頂點(diǎn)間的簡(jiǎn)單路徑可能會(huì)非常多，而真正高效的路徑，不會(huì)經(jīng)過(guò)過(guò)多的頂點(diǎn)。通過(guò)對(duì)路徑長(zhǎng)度的限制，一方面可以使后臺(tái)計(jì)算能夠比較快的收斂，減小路徑計(jì)算的算法復(fù)雜程度，提高確定路徑集的速率；一方面提高路徑集里簡(jiǎn)單路徑的實(shí)際有效性，避免業(yè)務(wù)路徑出現(xiàn)復(fù)雜的迂回。
可以通過(guò)業(yè)務(wù)選路策略來(lái)合理限制簡(jiǎn)單路徑的長(zhǎng)度；所述業(yè)務(wù)選路策略包括業(yè)務(wù)類型、資源可用情況、優(yōu)先級(jí)、本地配置等。
通常情況下，一條高效的路徑不會(huì)超過(guò)7個(gè)頂點(diǎn)。
可以采用廣度優(yōu)先策略來(lái)確定路徑集，這樣獲得的路徑是按照長(zhǎng)度由小到大順序排列的，這正好符合短路徑優(yōu)先的原則。
對(duì)于圖3所示的承載控制層，VSC采用上述方法預(yù)先確定的完整的業(yè)務(wù)路徑集如下表所示

在上表中，任意兩個(gè)頂點(diǎn)(DRE)之間的所有簡(jiǎn)單路徑也可以稱為該兩個(gè)頂點(diǎn)(DRE)之間的路徑集。
步驟23VSC選擇最優(yōu)路徑。
當(dāng)VSC收到業(yè)務(wù)申請(qǐng)后，立即查詢步驟22所述方法確定的路徑集，確定滿足該業(yè)務(wù)申請(qǐng)的所有簡(jiǎn)單路徑，即滿足該業(yè)務(wù)申請(qǐng)的路徑集；然后，根據(jù)該業(yè)務(wù)的具體選路策略，在所述滿足該業(yè)務(wù)申請(qǐng)的路徑集中選擇其中一條最優(yōu)的簡(jiǎn)單路徑；最后，通過(guò)所選擇的簡(jiǎn)單路徑中的Arc序列所記錄的Channel信息，查找到相應(yīng)的Channel，從而確定最優(yōu)的路徑。具體方法是VSC根據(jù)所選擇的簡(jiǎn)單路徑中的Arc序列中每條Arc所記錄的Channel信息，逐條檢查直到找到一條符合業(yè)務(wù)申請(qǐng)的Channel，從而確定了一條最優(yōu)路徑。
比如，當(dāng)VSC收到圖3中所示的User-A到User-B的業(yè)務(wù)申請(qǐng)后，可以直接查找上表中的路徑集，確定滿足該業(yè)務(wù)申請(qǐng)的路徑集，VSC會(huì)發(fā)現(xiàn)在該路徑集中有兩條簡(jiǎn)單路徑供選擇，一條是{Arc14}，一條是{Arc13、Arc34}；
然后，VSC根據(jù)該業(yè)務(wù)的選路策略在上述路徑集中選擇一條最優(yōu)的簡(jiǎn)單路徑。比如，根據(jù)業(yè)務(wù)類型選路策略最終選擇{Arc14}為最優(yōu)的簡(jiǎn)單路徑；最后，VSC根據(jù)Arc14中記錄的Channel信息確定相應(yīng)的Channel為Channel3和Channel4，然后再根據(jù)業(yè)務(wù)選路策略在Channel3和Channel4中找出一條符合業(yè)務(wù)申請(qǐng)的Channel，比如Channel4。
因此，對(duì)于圖3中所示的用戶A到用戶B的業(yè)務(wù)申請(qǐng)，VSC通過(guò)上述選路過(guò)程最終選擇的最優(yōu)路徑為Channel4。
綜上所述，采用本發(fā)明所述的方法，可以在業(yè)務(wù)請(qǐng)求前，預(yù)先計(jì)算出完整的業(yè)務(wù)路徑集，當(dāng)有業(yè)務(wù)請(qǐng)求時(shí)，VSC可以在業(yè)務(wù)路徑集中根據(jù)業(yè)務(wù)選路策略選擇具體路徑。這樣可以實(shí)現(xiàn)在V-Switch體系的承載控制層中快速選擇路徑的目的，而且對(duì)于全局來(lái)說(shuō)是最優(yōu)的路徑；另外，在選擇路徑過(guò)程中，不需要DRE的參與，能夠合理使用網(wǎng)絡(luò)資源，而且使用方便，易于維護(hù)和管理。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種虛交換體系中的路徑選擇方法，包括如下步驟A、在業(yè)務(wù)申請(qǐng)之前預(yù)先確定路徑集；B、當(dāng)有業(yè)務(wù)申請(qǐng)時(shí)，虛交換控制通過(guò)查詢所述路徑集，選擇業(yè)務(wù)路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A包括A1、將虛交換控制管理域內(nèi)的所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)體用頂點(diǎn)表示，將虛交換控制管理域內(nèi)任意兩個(gè)頂點(diǎn)之間的所有通道用兩個(gè)方向的弧表示；A2、將虛交換控制管理域內(nèi)任意兩個(gè)頂點(diǎn)之間的路徑用不重復(fù)出現(xiàn)的連續(xù)的弧序列表示，形成簡(jiǎn)單路徑；A3、采用窮舉法確定虛交換控制管理域內(nèi)的所有簡(jiǎn)單路徑，形成路徑集。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于步驟A1所述的弧中記錄相應(yīng)通道的信息，包括索引信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步驟A3具體包括采用廣度優(yōu)先策略確定簡(jiǎn)單路徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步驟A3具體包括確定簡(jiǎn)單路徑時(shí)，對(duì)路徑的長(zhǎng)度進(jìn)行限制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于根據(jù)業(yè)務(wù)選路策略對(duì)路徑的長(zhǎng)度進(jìn)行限制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述的步驟B具體包括B1、當(dāng)有業(yè)務(wù)申請(qǐng)時(shí)，虛交換控制查詢所述路徑集，確定滿足該業(yè)務(wù)申請(qǐng)的路徑集；B2、虛交換控制在所述滿足該業(yè)務(wù)申請(qǐng)的路徑集中選擇一條簡(jiǎn)單路徑；B3、虛交換控制通過(guò)所述選擇的簡(jiǎn)單路徑中的弧序列，查找到相應(yīng)的通道，完成選路過(guò)程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述的步驟B2具體包括虛交換控制根據(jù)業(yè)務(wù)選路策略，在所述滿足業(yè)務(wù)申請(qǐng)的路徑集中選擇一條簡(jiǎn)單路徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述的步驟B3具體包括虛交換控制通過(guò)所述選擇的簡(jiǎn)單路徑中的弧序列所包含的每條弧所記錄的通道信息，分別查找確定對(duì)應(yīng)的一條符合業(yè)務(wù)申請(qǐng)的通道，完成選路過(guò)程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種虛交換V－Switch體系中的路徑選擇方法。采用本發(fā)明所述的方法，可以在業(yè)務(wù)申請(qǐng)前，預(yù)先計(jì)算出完整的業(yè)務(wù)路徑集，當(dāng)有業(yè)務(wù)申請(qǐng)時(shí)，VSC可以在業(yè)務(wù)路徑集中根據(jù)業(yè)務(wù)選路策略選擇一條最優(yōu)路徑。這樣可以實(shí)現(xiàn)在V－Switch體系的承載控制層中快速選擇路徑的目的，而且對(duì)于全局來(lái)說(shuō)是最優(yōu)的路徑；另外，在選擇路徑過(guò)程中，不需要DRE的參與，能夠合理使用網(wǎng)絡(luò)資源，而且使用方便，易于維護(hù)和管理。
文檔編號(hào)H04L29/06GK1870572SQ20051008169
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2005年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者白穎超, 楊強(qiáng) 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司