專利名稱：：基于層間信息路由的可生存性業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于通信網(wǎng)絡(luò)
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)技術(shù)和資源配置方法。
背景技術(shù)：
：隨著多層網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，兩層WDM光傳送網(wǎng)由于其巨大的傳輸帶寬，已經(jīng)成為下一代骨干網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)。由于WDM網(wǎng)絡(luò)中很多業(yè)務(wù)請求的帶寬都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一個波長的粒度，為每個業(yè)務(wù)請求分配一個獨(dú)立的波長信道，會嚴(yán)重降低網(wǎng)絡(luò)利用率，因此有必要將多個低速業(yè)務(wù)請求匯聚起來在一個波長信道上傳輸，這就是所謂的業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)技術(shù)；同時巨大的傳輸帶寬也面臨挑戰(zhàn)，一旦網(wǎng)絡(luò)部件失效，大量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)將會丟失，將導(dǎo)致巨大的損失，因此差錯控制也是WDM光網(wǎng)絡(luò)中必須考慮的一個因素?？缮嫘詷I(yè)務(wù)量疏導(dǎo)的目的是在將多個低速業(yè)務(wù)請求匯聚起來在一個波長傳輸，提高網(wǎng)絡(luò)利用率的同時，也為網(wǎng)絡(luò)中的每個業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)預(yù)留備份資源，這樣當(dāng)業(yè)務(wù)的工作資源失效后，業(yè)務(wù)可以通過保護(hù)資源傳輸。兩層WDM網(wǎng)絡(luò)中的可生存性技術(shù)可以分為以下三種在虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)層(即上層)提供業(yè)務(wù)保護(hù)；在物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)層(即下層)進(jìn)行故障保護(hù)；在上、下兩層網(wǎng)絡(luò)中均提供保護(hù)機(jī)制。通常，下層保護(hù)具有恢復(fù)時間短、故障處理簡單等優(yōu)點(diǎn)，但不能從上層故障中恢復(fù)；而上層保護(hù)能夠從故障中恢復(fù)，但缺點(diǎn)是恢復(fù)復(fù)雜、花費(fèi)時間長。在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常有一類高QoS(QualityofService)等級的業(yè)務(wù)，需要為其提供快速、完善的保護(hù)機(jī)制，使其從各種差錯中快速恢復(fù)，因此，對于這類業(yè)務(wù)，我們需要為其在上、下兩層網(wǎng)絡(luò)中均提供專用保護(hù)機(jī)制。具體的方法如下先在上層為業(yè)務(wù)找工作路和專用保護(hù)路，然后在下層對承載了工作資源的光路在下層找一條保護(hù)路。如圖1所示，對于一個a—c的業(yè)務(wù)上層工作路徑為a—c，保護(hù)路徑為a—b—c.光路a—c上承載了工作資源，因此它在下層需要被保護(hù)，光路a—c對應(yīng)的物理工作路徑為a-A—B—C-c,物理保護(hù)路徑為a-A—D—E—C-c.光路a—b只承載了保護(hù)資源，它在物理拓?fù)渖蠈?yīng)路徑為a-A一D—B-b.光路b—c只承載了保護(hù)資源，它在物理拓?fù)渖蠈?yīng)路徑為b-B—E—C-c.YuLiu等在文獻(xiàn)"SpareCapacityAllocationinTwo-LayerNetworks.IEEEJournalonSelectedAreasInCommunications,vol.25,tio.5,pp.974-986,2007."中提出可生存性網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問5題，包括可生存性邏輯拓?fù)湓O(shè)計和備用容量分配兩個子問題。其中，在邏輯拓?fù)?即虛拓?fù)?的設(shè)計中，將每條虛鏈路在物理拓?fù)渖蠈?yīng)一條最短路；并提出了SSR算法(Successivesurvivableroutingalgorithm),用來解決備用容量分配(SpareCapacityAllocation)問題，即在已知業(yè)務(wù)工作路的情況下，為業(yè)務(wù)尋找保護(hù)路，使得保護(hù)路所占的總備用容量最少。SSR算法通過層間鏈路映射矩陣H進(jìn)行運(yùn)算，設(shè)置虛鏈路的權(quán)重，并通過迭代為業(yè)務(wù)選取一條需要備用資源最少的保護(hù)路。具體方法描述如下首先在每條虛鏈路上計算業(yè)務(wù)對該虛鏈路資源的影響《，然后運(yùn)用層間鏈路映射矩陣H，可計算到《對物理鏈路上備用容量的影響《=iT《，再通過層間鏈路映射矩陣H將物理鏈路上資源增加量映射到虛鏈路上，作為虛鏈路的權(quán)重，即『￡/^^,=孖*《，最后根據(jù)SPA算法尋找最短保護(hù)路。計算到一條保護(hù)路后，SSR算法將該保護(hù)路刪除，運(yùn)用同樣的權(quán)重設(shè)置方法再計算一條保護(hù)路，如果新保護(hù)路對下層資源的增加量小于以前的保護(hù)路，就用新的保護(hù)路作為業(yè)務(wù)的保護(hù)路，如此反復(fù)迭代，直到物理拓?fù)渖系膫溆觅Y源不再減小，最終計算出一條最優(yōu)的保護(hù)路?，F(xiàn)有技術(shù)一的缺點(diǎn)1)虛拓?fù)湓O(shè)計沒有考慮到對總資源的影響。虛拓?fù)渫耆凑兆疃搪匪惴ń⒐ぷ髀窂胶捅Ｗo(hù)路徑，工作路徑和保護(hù)路徑占用的總資源不是最小。2)兩次運(yùn)用層間鏈路映射信息H做運(yùn)算，將物理鏈路上的資源增加量疊加起來作為虛鏈路權(quán)重，這樣的權(quán)重設(shè)置方法導(dǎo)致幾乎每條虛鏈路上的權(quán)重都比較接近，這樣在虛拓?fù)渖蠟闃I(yè)務(wù)路由時,容易新增光路，從而導(dǎo)致物理資源的增加。3)每個業(yè)務(wù)尋找路由需要經(jīng)過長時間迭代，直到循環(huán)次數(shù)結(jié)束或者備用容量不再減少，耗費(fèi)的運(yùn)行時間長?，F(xiàn)有的可生存性業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)技術(shù)將虛拓?fù)湓O(shè)計和業(yè)務(wù)路由作為兩個完全不相關(guān)的問題，并且業(yè)務(wù)路由吋的權(quán)重設(shè)置方法很容易導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)資源總的資源消耗量較大，這么大的資源消耗通常不能被大多數(shù)的用戶接受。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種基于層間信息路由的可生存性業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)方法(CLIR—STG)，該方法基于層間信息為業(yè)務(wù)尋找路由并配置資源，能盡可能的減小物理網(wǎng)絡(luò)上總資源的占用量，即(1)、虛拓?fù)涞脑O(shè)計考慮到對物理資源的影響；(2)、業(yè)務(wù)路由時權(quán)重的設(shè)計也使業(yè)務(wù)盡量走不導(dǎo)致物理資源增加的鏈路。6下面闡述該發(fā)明的詳細(xì)技術(shù)方案。為方便描述，對其中使用倒的符號和術(shù)語定義如下-戶/fo/7:虛鏈路對應(yīng)的物理路徑的跳數(shù)；g/fop:虛鏈路對應(yīng)的物理保護(hù)路徑的跳數(shù)；丄/gto尸aA:光路；A:業(yè)務(wù)請求的帶寬；CiP:每個丄^2r尸flA的容量；C7b/a/iewwr":虛鏈路上的總資源大?。籆『oA及ewwr。虛鏈路上的總工作資源大??；Awe阪/g/^鏈路的基本權(quán)重；KL/M阪/g似當(dāng)前鏈路的權(quán)重；LPMra:虛鏈路上的Z!'gfePflA的數(shù)目；J^/Z尸M/W:虛鏈路上需要新增的光路數(shù)目；恥AZiWw附虛鏈路上的承載了工作資源的光路數(shù)目；A^Wbr;fcLPiWw2:虛鏈路上虛要新增的工作光路數(shù)目；^^丄尸Coe^:新增光路的懲罰因子，可調(diào)整；iVeW尸ra&"CoejT":新增工作光路的懲罰因子，可調(diào)整；Cw,必物理鏈路上分配的總資源；基于層間信息路由的可生存性業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)方法，在己知網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)間的連通情況和業(yè)務(wù)集合的情況下，基于層間信息為業(yè)務(wù)尋找路由并配置資源，如圖2所示，包括如下步驟步驟l:根據(jù)物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)間的連通情況，構(gòu)建虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。由以下兩個歩驟實(shí)現(xiàn)步驟l-l:根據(jù)物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，建立一個全連通的虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。步驟1-2:為虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中的每條虛鏈路在物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)上確定一條一一對應(yīng)的物理路徑；具體確定方法是根據(jù)虛鏈路的源、宿節(jié)點(diǎn)，在物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)上對應(yīng)的源、宿節(jié)點(diǎn)間找出跳數(shù)和最小的一對物理路徑，將其中較短的一條作為虛鏈路對應(yīng)的物理路徑，它的跳數(shù)以尸ifop表示，另外一條的跳數(shù)用^/Z印表示，作為以后為業(yè)務(wù)路由時設(shè)置權(quán)重的一個參考。步驟2:為業(yè)務(wù)集合中的每一個業(yè)務(wù)在虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行路由和資源分配。具體包括以下7步驟歩驟2-l:為業(yè)務(wù)集合中的每一個業(yè)務(wù)在虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中確定工作路徑并進(jìn)行資源分配，如圖3所示。首先為虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中的每條虛鏈路設(shè)置權(quán)重，然后采用SPA(ShortestPathAlgorithm)路由方法確定當(dāng)前業(yè)務(wù)的工作路徑，最后再進(jìn)行資源的分配。其中，虛鏈路的權(quán)重設(shè)置如圖4所示，具體包括以下兩個步驟步驟2-l-l:計算虛鏈路的基本權(quán)重^We『eZgto:5似e『e/g/^=5ar+J^WLPCoeiP^W(ai尸M^*(1)其中，A為當(dāng)前業(yè)務(wù)帶寬；^^Z戶Coef是一個大于0的可調(diào)浮點(diǎn)數(shù)，用于作為鏈路上擴(kuò)展丄fgfe尸c^設(shè)置的擴(kuò)展系數(shù)；^W/:PM^表示當(dāng)前業(yè)務(wù)帶寬會導(dǎo)致虛鏈路上增加的光路數(shù)目；CiP為虛鏈路上波長的容量；P/fop表示虛鏈路對應(yīng)的物理路徑的跳數(shù)。而其中，Croto/J^wce是虛鏈路新增當(dāng)前業(yè)務(wù)前的資源；^LPM/m是虛鏈路新增當(dāng)前業(yè)務(wù)前的光路數(shù)目，且fC7bto/iayowce/CfP+1,若C7bto//acwce%C,p#0丄/W,H廿(3)LC7bto/iescw"ce/C'若Croto/iJasown^^Qp=0步驟2-l-2:計算虛鏈路的總權(quán)重Fh'^『ei'g&h首先根據(jù)虛鏈路上新增當(dāng)前業(yè)務(wù)前的工作光路數(shù)目『wMPiV"附「C^腸匿ce/Qp+1，若:OF。淑eOTce^C^#0版^iW,H_^(5)IpTor腸騰e/C^,若:C^腸薩ew=0其中，C^^Uewt/r"表示虛鏈路上新增當(dāng)前業(yè)務(wù)前的工作資源；計算虛鏈路上新增業(yè)務(wù)后導(dǎo)致虛鏈路上增加的工作光路(即有業(yè)務(wù)的工作資源經(jīng)過的光路)的數(shù)目^fcWo^LPA^m:AiMrAtP涵Hrf#p(6)然后根據(jù)虛鏈路新增當(dāng)前業(yè)務(wù)后增加的工作光路數(shù)目J^/『or杜尸iVwm計算必要的保護(hù)權(quán)AWiVWeC'*=翻齡她"0^滅,/^漁附*CiP(7)其中，A^W尸ra&"Coe^是一個大于0的可調(diào)浮點(diǎn)數(shù)，用于作為考慮對物理層資源影響的系數(shù)；g/fop為歩驟l-2中確定的一對最短物理路徑中較長的一條路徑的跳數(shù)。最后，計算虛鏈路總的權(quán)重F"M『e/g/z/:PZmA:『dg/2=Base『dg似屮jVeecj尸rofe"ffe/gfe(8)本發(fā)明設(shè)置虛鏈路權(quán)重時，除了設(shè)置虛鏈路基本權(quán)重外，還設(shè)置了必要的保護(hù)權(quán)重(一種懲罰性權(quán)重)，主要是基于如下考慮如果虛鏈路有新增工作光路，那么該光路在物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中就需要被保護(hù)，因此在設(shè)置鏈路權(quán)重時需要考慮到業(yè)務(wù)對物理層保護(hù)資源的影響。步驟2-2:為業(yè)務(wù)集合中的每一個業(yè)務(wù)在虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中確定保護(hù)路徑并進(jìn)行資源分配。首先為虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中的每條虛鏈路設(shè)置權(quán)重，確定保護(hù)路徑時的虛鏈路權(quán)重只含有基本權(quán)重，且該基本權(quán)重的設(shè)置方法與歩驟2-l-l中計算虛鏈路的基本權(quán)重ftweFdg^相同(如圖5所示)；然后判斷虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中的每條虛鏈路對應(yīng)的物理路徑與當(dāng)前業(yè)務(wù)經(jīng)步驟2-l確定的工作路徑對應(yīng)的物理路徑是否含有相同的物理鏈路；如果含有相同的物理鏈路，則該虛鏈路不能作為當(dāng)前業(yè)務(wù)保護(hù)路徑的鏈路；然后采用SPA路由方法計算業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑；最后再進(jìn)行資源的分配。步驟3:光路模塊化為所有業(yè)務(wù)路由并分配資源后，根據(jù)業(yè)務(wù)路由和虛鏈路資源配置信息，在虛鏈路上創(chuàng)建光路丄/gtoPflA，并將經(jīng)過虛鏈路的業(yè)務(wù)放在hgfeA^里面分別計算工作資源和保護(hù)資源的大小，先將工作資源模塊化，如果模塊化后的Z^似尸"沐単.面有剩余資源，則填充保護(hù)資源，最后再對剩下的保護(hù)資源進(jìn)行模塊化；對于承載了工作資源的光路，將其標(biāo)記為丄i^n^C&A表明其在物理拓?fù)渖闲枰槐Ｗo(hù)。步驟4:根據(jù)步驟3所得的光路模塊化結(jié)果，在物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中為物理鏈路分配資源。對于虛鏈路上被標(biāo)記為丄P尸ra&c^rf的光路，需要為其尋找一條與它對應(yīng)的物理路徑鏈路分離的保護(hù)路，保護(hù)路的選取按跳數(shù)最小為標(biāo)準(zhǔn)，然后為該光路在它對應(yīng)的物理工作路徑和保護(hù)路徑分別分配資源；對于沒有被標(biāo)記的光路，直接在對應(yīng)的物理鏈路上分配資源。經(jīng)過以上四個步驟，完成本發(fā)明所述基于層間信息路由的可生存性業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)方法。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下兩個方面1、考慮到虛鏈路上的光路可能需要在下層進(jìn)行保護(hù)，因此建立虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的時候就預(yù)先考慮到這一點(diǎn)，虛鏈路對應(yīng)的物理路徑不是找最短路，而是找跳數(shù)和最小的一對物理路徑，選取其中較短的路徑作為虛鏈路對應(yīng)的物理路徑，這樣對于虛鏈路中有需要被保護(hù)的光路，就可以使得它的工作路和保護(hù)路加起來占用的資源最小。2、在虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)上為業(yè)務(wù)尋找工作路徑而設(shè)置虛鏈路權(quán)重時，為避免虛鏈路上需要新增工作光路，我們?yōu)樵撎撴溌吩黾恿艘粋€比較大的懲罰性權(quán)重，以引導(dǎo)業(yè)務(wù)繞開需要新增工作光路的鏈路來尋找路由。本發(fā)明提供的啟發(fā)式算法實(shí)現(xiàn)了在一個已知物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?給定網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)位置和節(jié)點(diǎn)間的連通情況)和上、下層專用保護(hù)的業(yè)務(wù)需求矩陣下，光交叉連接數(shù)目未限制的可生存性業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，優(yōu)化了路由計算與物理鏈路的資源，使得網(wǎng)路鏈路總資源配置接近最小，且資源配置速度得到大大提高。本發(fā)明適用于WDM光網(wǎng)絡(luò)，也適用于上、下層業(yè)務(wù)粒度不同的兩層及多層網(wǎng)絡(luò)，例如IP/MPLSoverWDM網(wǎng)絡(luò)、兩層SDH網(wǎng)絡(luò)等。圖1是兩層WDM網(wǎng)絡(luò)中上、下層聯(lián)合專用保護(hù)機(jī)制示意圖。圖2是本發(fā)明提供的基于層間信息路由的可生存性業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)方法的流程示意圖。圖3是本發(fā)明提供的基于層間信息路由的可生存性業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)方法中在虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中為業(yè)務(wù)進(jìn)行路由和資源分配的流程示意圖。圖4是本發(fā)明提供的基于層間信息路由的可生存性業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)方法中在虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中為業(yè)務(wù)尋找工作路徑時的虛鏈路權(quán)重設(shè)置示意圖。圖5是本發(fā)明提供的基于層間信息路由的可生存性業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)方法中在虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中為業(yè)務(wù)尋找保護(hù)路徑時的虛鏈路權(quán)重設(shè)置示意圖。圖6是本發(fā)明具體實(shí)施方式中一種WDM網(wǎng)的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。圖7是圖6所示的一種WDM網(wǎng)的虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。圖8是本發(fā)明中用于對比仿真的一種WDM網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施例方式下面以一個簡單的例子說明本發(fā)明的技術(shù)流程，主要描述業(yè)務(wù)在上層虛拓?fù)渲袑ふ衣酚蓵r的鏈路權(quán)重設(shè)置和資源分配過程。在本發(fā)明中，我們假設(shè)一個波長的容量W:OC-48,歸一化的帶寬為48。假設(shè)低粒度業(yè)務(wù)有OC-l，OC-3,OC-12三種，歸一化的帶寬分別為l，3，12。物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)如圖6所示，由4個節(jié)點(diǎn)、5條鏈路組成。現(xiàn)有如表1所有的2個業(yè)務(wù)需要在在圖6所示網(wǎng)絡(luò)中配置，目標(biāo)是使最終用到的物理網(wǎng)絡(luò)資源最小，也就是使物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)上占用波長數(shù)目最小。10業(yè)務(wù)編號源節(jié)點(diǎn)編號目的節(jié)點(diǎn)編號業(yè)務(wù)粒度業(yè)務(wù)數(shù)量024OC-122113OC-33表1業(yè)務(wù)需求屬性首先建立一個全連通的虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，如圖7所示。虛鏈路編號和對應(yīng)的虛鏈路、物理鏈路路由關(guān)系如表2:虛鏈路編號虛鏈路路由對應(yīng)物理鏈路路由對應(yīng)物理工作路跳數(shù)對應(yīng)物理保護(hù)路由跳數(shù)0H1_2121l一3l一3122l一4l一41232—32—31242—42—3—42253_43—412表2虛鏈路與物理鏈路的對應(yīng)關(guān)系接著為業(yè)務(wù)集合中的每一個業(yè)務(wù)在虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行路由和資源分配。虛鏈路編號BaseWeightNeedProtectWeightVLinkWeight057961531579615325796153579615341059620155796153表3業(yè)務(wù)1工作路的虛鏈路權(quán)重首先計算業(yè)務(wù)1，先計算業(yè)務(wù)的工作路徑，對于第一個配置的業(yè)務(wù)，全網(wǎng)所有虛鏈路的總資源C2bto/i^owre均為0。在此設(shè)置AMLPCoe^、7Ve"Prafe"0^^均為1。經(jīng)計算得到的每條鏈路的新增光路數(shù)目一致，均為1;每條鏈路新增工作光路的數(shù)目也均為1;計算出的11每條虛鏈路的權(quán)重，如表3所示。根據(jù)每條虛鏈路上的權(quán)重，使用最短路徑算法，可得到業(yè)務(wù)l在虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)上的工作路徑為l一3。得到業(yè)務(wù)1的工作路徑后，需要更新虛鏈路上的工作資源C『wvUeTO^re和虛鏈路上的總資源C7bto/及esowr"虛鏈路上的資源更新情況圖表4所示。虛鏈路編號GWorkResourceCTotalResource000199200300400500表4虛鏈路權(quán)重資源占用情況接著為業(yè)務(wù)1計算保護(hù)路徑，計算出每條鏈路上具體的新增光路數(shù)目^c/tttPA^m，見表虛鏈路編號AddLPNum011021314151表5虛鏈路計算用新增光路數(shù)目然后為計算業(yè)務(wù)1的保護(hù)路徑而為每條虛鏈路的權(quán)重，具體權(quán)重見表6。虛鏈路編號VLinkWeight057192573574105557表6計算業(yè)務(wù)1保護(hù)路徑時虛鏈路權(quán)重設(shè)置根據(jù)SPA方法，可得到業(yè)務(wù)1的保護(hù)路徑為l一2—3;然后為業(yè)務(wù)1的保護(hù)路徑分配資源。計算完業(yè)務(wù)l的路由和分配資源后，開始為業(yè)務(wù)0計算工作路徑，虛鏈路的權(quán)重設(shè)置方法與計算業(yè)務(wù)1時完全相同，首先計算J必LPJVM附、J必恥AZJWww。具體的值如表7所示。虛鏈路編號AddLPNumAddWorkLPNum00110021101411511表7計算業(yè)務(wù)0工作路徑時虛鏈路上的新增光路和新增工作光路計算出每條虛鏈路的權(quán)重，如表8所示。虛鏈路編號BaseWeightNeedProtectWeightVLinkWeight02496120124024272961683249612041209621657296168表8業(yè)務(wù)0工作路徑的虛鏈路權(quán)重根據(jù)SPA路由方法，可得到業(yè)務(wù)O在虛拓?fù)渖系墓ぷ髀窂綖?—4;并為業(yè)務(wù)0的工作13路徑分配資源。然后計算業(yè)務(wù)O的保護(hù)路徑，計算每條虛鏈路的權(quán)重，具體權(quán)重見表9。虛鏈路編號VLinkWeight024124272324424572表9計算業(yè)務(wù)0保護(hù)路徑時虛鏈路權(quán)重設(shè)置根據(jù)最短路算法，得到業(yè)務(wù)O的保護(hù)路由為2—1一4;并為業(yè)務(wù)0的保護(hù)路徑分配資源。為所有業(yè)務(wù)計算完路由并分配資源后，開始為經(jīng)過虛鏈路的業(yè)務(wù)進(jìn)行光路分配；并對需要保護(hù)的光路在下層尋找一條最短的鏈路分離的保護(hù)路，并分配資源。由于這一歩比較簡單，我們省略具體步驟。最終得到占用的物理鏈路總波長數(shù)為10。為驗(yàn)證本發(fā)明提供的預(yù)先考慮上層路由對物理資源影響的可生存性業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)啟發(fā)式算法，進(jìn)行了相關(guān)的仿真和比較。用于仿真比較的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D8所示每條邊為一根無向鏈路，每個波長的容量均為48,每個物理鏈路上的波長數(shù)目不限，每個節(jié)點(diǎn)的光交叉連接數(shù)目不限(這保證了每個物理鏈路上可以容納足夠多的波長，每個虛鏈路上可以容納足夠多的光路)。方針中比較了兩種方法本發(fā)明提供的根據(jù)層間信息路由的多層業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)方法(CLIR-STG)和持續(xù)的可生存性路由方法(SSR)。定義的術(shù)語有1)測試LPNum:同一個拓?fù)?、同一個業(yè)務(wù)矩陣下，為所有上層業(yè)務(wù)路由完畢并建立光路后，統(tǒng)計總的光路數(shù)目，測試LPNum結(jié)束。2)測試WorkLPNum:同一個拓?fù)?、同一個業(yè)務(wù)矩陣下，為所有上層業(yè)務(wù)路由完畢并建立光路后，統(tǒng)計總的工作光路(即需要下層保護(hù)的光路)數(shù)目，測試LPNum結(jié)束。3)測試TotalResource:同一個拓?fù)?、同一個業(yè)務(wù)矩陣下，為所有上層業(yè)務(wù)路由完畢并建立光路，并為所有光路在下層進(jìn)行資源分配后，統(tǒng)計物理鏈路上總的資源占用情況，測試TotalResource結(jié)束。4)測試Time:同一個拓?fù)?、同一個業(yè)務(wù)矩陣下，在所有程序運(yùn)行完之后，統(tǒng)計消耗的總時間，測試Time結(jié)束。CLIR-STG方法與SSR方法的比較對于SSR方法，迭代次數(shù)設(shè)為5次。其它步驟，如光路模塊化、下層路由即資源分配，兩種方案的設(shè)計方法完全相同。測試LPNum、測試WorkLPNum的結(jié)果見表10、表11。業(yè)務(wù)請求矩陣的大小平均建立的光路數(shù)目CLIR-STG比SSR對建立光路數(shù)目方面性能的下降平均建立的工作光路數(shù)百CLIR-STG比SSR對建立工作光路性能的下降CLIR-MLTGSSRCLIR-MLTGSSR102633-21.21%1117-35.29%205155-7.27%2330-23.30%306173-16.44%3540-12.50%407383-12.05%4449-10.20%509295-3.16%5054-7.41%1001721673%8489-5.62%20031828312.37%1541502.66%30046138320.36%2071937.25%棚58650416.66%2542434.53。/。5006776228.84%3002903.45%1000131712287.250/05565344.12%平均性能下降率8.74%1.72%表10測試LPNum、WorkLPNum時，CLIR-STG方法與SSR方法的性能比較業(yè)務(wù)請求矩陣的大小平均占用的物理總資源CLIR-STG比SSR)ft建立光路數(shù)目方面性能的提高平均運(yùn)行時間CLIR-STG比SSR對平均運(yùn)行時間方面性能的提高(倍)CLIR-MLTGSSRCLIR-MLTGSSR107010347.14%0.8281.5161.83<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表ll測試TotalResource、Time時，CLIR-STG方法與SSR方法的性能比較從表中看出，在業(yè)務(wù)請求數(shù)量較小的情況下，CLIR-STG建立的總光路數(shù)目和工作光路數(shù)目(需要下層被保護(hù)的光路數(shù)目)要比SSR數(shù)目??；向在業(yè)務(wù)請求數(shù)量較大的情況下，CLIR-STG建立的總光路數(shù)目和工作光路數(shù)目要比SSR數(shù)目多；但是無論那種業(yè)務(wù)請求量情況下，SSR方法占用的總的物理資源都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CLIR-STG方法占用的物理資源，根據(jù)測試結(jié)果，在資源占用方面，CLIR-STG的性能優(yōu)于SSR約23.42%，而且在運(yùn)行時間方面，CLIR-STG的性能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于SSR，特別是在業(yè)務(wù)請求數(shù)S較多的情況下，SSR算法所消耗的時間約為CLIR-STG算法的7倍。由測試結(jié)果我們可得出，可見，對網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商和大多數(shù)用戶而言，采用CLIR-STG方法來最小化鏈路總資源比SSR方法劃算。權(quán)利要求1、基于層間信息路由的可生存性業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)方法，在已知網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)間的連通情況和業(yè)務(wù)集合的情況下，基于層間信息為業(yè)務(wù)尋找路由并配置資源，包括如下步驟步驟1根據(jù)物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)間的連通情況，構(gòu)建虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)；具體由以下兩個步驟實(shí)現(xiàn)步驟1-1根據(jù)物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，建立一個全連通的虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)步驟1-2為虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中的每條虛鏈路在物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)上確定一條一一對應(yīng)的物理路徑；具體確定方法是根據(jù)虛鏈路的源、宿節(jié)點(diǎn)，在物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)上對應(yīng)的源、宿節(jié)點(diǎn)間找出跳數(shù)和最小的一對物理路徑，將其中較短的一條作為虛鏈路對應(yīng)的物理路徑，它的跳數(shù)以PHop表示，另外一條的跳數(shù)用QHop表示，作為以后為業(yè)務(wù)路由時設(shè)置權(quán)重的一個參考；步驟2為業(yè)務(wù)集合中的每一個業(yè)務(wù)在虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行路由和資源分配；具體包括以下步驟步驟2-1為業(yè)務(wù)集合中的每一個業(yè)務(wù)在虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中確定工作路徑并進(jìn)行資源分配首先為虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中的每條虛鏈路設(shè)置權(quán)重，然后采用SPA路由方法確定當(dāng)前業(yè)務(wù)的工作路徑，最后再進(jìn)行資源的分配；其中，虛鏈路的權(quán)重設(shè)置具體包括以下兩個步驟步驟2-1-1計算虛鏈路的基本權(quán)重BaseWeightBaseWeight＝Bd+AddLPCoeff*AddLPNum*CLP*PHop(1)其中，Bd為當(dāng)前業(yè)務(wù)帶寬；AddLPCoeff是一個大于0的可調(diào)浮點(diǎn)數(shù)，用于作為鏈路上擴(kuò)展LightPath設(shè)置的擴(kuò)展系數(shù)；AddLPNum表示當(dāng)前業(yè)務(wù)帶寬會導(dǎo)致虛鏈路上增加的光路數(shù)目；CLP為虛鏈路上波長的容量；PHop表示虛鏈路對應(yīng)的物理路徑的跳數(shù)。而其中，CTotalResource是虛鏈路新增當(dāng)前業(yè)務(wù)前的資源；LPNum是虛鏈路新增當(dāng)前業(yè)務(wù)前的光路數(shù)目，且步驟2-1-2計算虛鏈路的總權(quán)重VLinkWeight首先根據(jù)虛鏈路上新增當(dāng)前業(yè)務(wù)前的工作光路數(shù)目WorkLPNum其中，CWorkResource表示虛鏈路上新增當(dāng)前業(yè)務(wù)前的工作資源；計算虛鏈路上新增業(yè)務(wù)后導(dǎo)致虛鏈路上增加的工作光路，即有業(yè)務(wù)的工作資源經(jīng)過的光路的數(shù)目AddWorkLPNum然后根據(jù)虛鏈路新增當(dāng)前業(yè)務(wù)后增加的工作光路數(shù)目AddWorkLPNum計算相應(yīng)的懲罰性權(quán)重NeedProtectWeightNeedProtectWeight＝NeedProtectCoeff*AddWorkLPNum*QHop*CLP(7)其中，NeedProtectCoeff是一個大于0的可調(diào)浮點(diǎn)數(shù)，用于作為考慮對物理層資源影響的系數(shù)；QHop為步驟1-2中確定的一對最短物理路徑中較長的一條路徑的跳數(shù)；最后，計算虛鏈路總的權(quán)重VLinkWeightVLinkWeight＝BaseWeight+NeedProtectWeight(8)步驟2-2為業(yè)務(wù)集合中的每一個業(yè)務(wù)在虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中確定保護(hù)路徑并進(jìn)行資源分配首先為虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中的每條虛鏈路設(shè)置權(quán)重，確定保護(hù)路徑時的虛鏈路權(quán)重只含有基本權(quán)重，且該基本權(quán)重的設(shè)置方法與步驟2-1-1中計算虛鏈路的基本權(quán)重BaseWeight相同；然后判斷虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中的每條虛鏈路對應(yīng)的物理路徑與當(dāng)前業(yè)務(wù)經(jīng)步驟2-1確定的工作路徑對應(yīng)的物理路徑是否含有相同的物理鏈路；如果含有相同的物理鏈路，則該虛鏈路不能作為當(dāng)前業(yè)務(wù)保護(hù)路徑的鏈路；然后采用SPA路由方法計算業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑；最后再進(jìn)行資源的分配；步驟3光路模塊化為所有業(yè)務(wù)路由并分配資源后，根據(jù)業(yè)務(wù)路由和虛鏈路資源配置信息，在虛鏈路上創(chuàng)建光路LightPath，并將經(jīng)過虛鏈路的業(yè)務(wù)放在LightPath里面分別計算工作資源和保護(hù)資源的大小，先將工作資源模塊化，如果模塊化后的LightPath里面有剩余資源，則填充保護(hù)資源，最后再對剩下的保護(hù)資源進(jìn)行模塊化；對于承載了工作資源的光路，將其標(biāo)記為LPProtected，表明其在物理拓?fù)渖闲枰槐Ｗo(hù)；步驟4根據(jù)步驟3所得的光路模塊化結(jié)果，在物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中為物理鏈路分配資源對于虛鏈路上被標(biāo)記為LPProtected的光路，需要為其尋找一條與它對應(yīng)的物理路徑鏈路分離的保護(hù)路，保護(hù)路的選取按跳數(shù)最小為標(biāo)準(zhǔn)，然后為該光路在它對應(yīng)的物理工作路徑和保護(hù)路徑分別分配資源；對于沒有被標(biāo)記的光路，直接在對應(yīng)的物理鏈路上分配資源。全文摘要基于層間信息路由的可生存性業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)方法，屬于通信網(wǎng)絡(luò)
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)技術(shù)和資源配置方法。包括步驟1根據(jù)物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)；步驟2為業(yè)務(wù)集合中的每一個業(yè)務(wù)在虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行路由和資源分配；步驟3光路模塊化；步驟4根據(jù)步驟3所得的光路模塊化結(jié)果，在物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中為物理鏈路分配資源。本發(fā)明在已知網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)間的連通情況和業(yè)務(wù)集合的情況下，基于層間信息為業(yè)務(wù)尋找路由并配置資源，能盡可能的減小物理網(wǎng)絡(luò)上總資源的占用量，且資源配置速度得到大大提高。本發(fā)明適用于WDM光網(wǎng)絡(luò)，也適用于上、下層業(yè)務(wù)粒度不同的兩層及多層網(wǎng)絡(luò)，例如IP/MPLSoverWDM網(wǎng)絡(luò)、兩層SDH網(wǎng)絡(luò)等。文檔編號H04Q11/00GK101478705SQ20091005820公開日2009年7月8日申請日期2009年1月21日優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日發(fā)明者健吳,丹廖,麗王,虞紅芳,陳士偉申請人:電子科技大學(xué)