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具有生存性的Overlay網(wǎng)絡構建方法

文檔序號:7984328閱讀:177來源:國知局
專利名稱:具有生存性的Overlay 網(wǎng)絡構建方法
技術領域
本發(fā)明主要是為了提高IP網(wǎng)絡的生存性,通過使用重疊懲罰思想的路徑選擇算法來構建一種可以提供生存性保證的Overlay網(wǎng)絡,從而增強IP網(wǎng)絡的生存性。
背景技術
隨著通信網(wǎng)絡技術的發(fā)展,各種新型業(yè)務不斷涌現(xiàn),對網(wǎng)絡傳輸?shù)男枨筇岢隽司薮蟮奶魬?zhàn)。傳統(tǒng)的盡力而為的IP網(wǎng)絡無法保證新的業(yè)務類型所需要的服務,因而導致業(yè)務的QoS無法得到滿足,出現(xiàn)資費不能根據(jù)業(yè)務進行收取的問題。并且在網(wǎng)絡中出現(xiàn)故障后, 無法提供區(qū)分業(yè)務的生存性策略?,F(xiàn)有網(wǎng)絡在保證業(yè)務QoS需求的同時,是以降低網(wǎng)絡生存性作為代價的?,F(xiàn)有的IP網(wǎng)絡本身并不具備生存性能力,不能提供面向業(yè)務的服務,更不能提供面向業(yè)務的生存性機制,而且IP網(wǎng)絡中的物理結(jié)構和物理拓撲也不能隨便更改。為了改變 IP網(wǎng)絡的這種缺陷,需要在IP網(wǎng)絡結(jié)構之上構建具有不同生存能力的Overlay網(wǎng)絡,使得該Overlay網(wǎng)絡可以增強底層網(wǎng)絡的生存性,滿足不同業(yè)務的請求。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此,本發(fā)明的主要目的在于提供一種面向業(yè)務的具有生存性的Overlay網(wǎng)絡構建方法,通過業(yè)務QoS來為每個源-目的對之間在IP層計算多條相異傳輸路徑,構成虛擬拓撲,這樣就可以在IP網(wǎng)絡結(jié)構之上構建具有不同生存能力的Overlay網(wǎng)絡,滿足不同業(yè)務的需求。在此Overlay網(wǎng)絡中可以將性能最優(yōu)的路徑(主用路徑)作為業(yè)務的主要傳輸路徑,其他路徑作為保護路徑。若主用路徑發(fā)生故障,系統(tǒng)可以啟動全局保護機制,順利的將業(yè)務倒換到滿足業(yè)務需求的保護路徑中進行傳輸,從而可以增強網(wǎng)絡的生存性。本發(fā)明的具有生存性的Overlay網(wǎng)絡構建方法,包括如下步驟在構造Overlay層的虛擬鏈路之前,首先在IP層的拓撲結(jié)構中利用Dijkstra最短路徑算法計算源_目的對之間的最優(yōu)路徑,將其映射成為一條虛擬鏈路;然后,對于出現(xiàn)在最優(yōu)路徑上的鏈路進行懲罰,完成之后再利用Dijkstra算法去繼續(xù)計算次優(yōu)路徑,如果新找到的路徑和前面找到的路徑都不相同,則繼續(xù)構造虛擬鏈路并對出現(xiàn)的鏈路進行懲罰,如果與前面找到的某條路徑相同,則只對鏈路進行懲罰,而不會將其放入相異路徑組中;最后接著尋找滿足條件的保護路徑,直到找到了指定數(shù)目的保護路徑,或者路徑的懲罰值大于某個預先約定的值。至此,通過以上過程可以計算出此源-目的對之間的多條路徑,則由這些路徑中的鏈路和節(jié)點可以構成一個Overlay網(wǎng)絡,此Overlay網(wǎng)絡就可提供該源-目的對之間的通信保證。根據(jù)此思想就可以在所有的源-目的對之間建立Overlay網(wǎng)絡,來保證整個網(wǎng)絡業(yè)務傳輸?shù)纳嫘?。如果所選的保護路徑和原始最優(yōu)路徑的鏈路重復度比較高時,當原始最優(yōu)路徑出現(xiàn)問題,替換路徑出現(xiàn)問題的概率也就會大大提高,從而不利于業(yè)務的倒換,本發(fā)明中所提到的基于重疊懲罰算法的“繞行”路徑選擇機制可以很好的避免這種問題。優(yōu)選地,本發(fā)明還包括如下步驟確定鏈路狀態(tài),確定各條鏈路上的時延代價大小,確定所要找的路徑的初始節(jié)點和目的節(jié)點,確定懲罰因子大小和懲罰方式,并初始化目前找到的路徑數(shù)目為0。優(yōu)選地,其中還包括如下步驟利用Dijkstra算法計算給定拓撲圖中的最短時延代價路徑,并且記錄最短路徑長度,為了計算鏈路的懲罰因子。優(yōu)選地,在計算路徑時,根據(jù)不同的QoS參數(shù)作為度量值。優(yōu)選地,業(yè)務層首先根據(jù)業(yè)務的類型確定業(yè)務的QoS參數(shù)要求,然后相應地抽象出虛擬的拓撲結(jié)構。優(yōu)選地,所述QoS參數(shù)要求為高時延要求或者低丟包率要求。本發(fā)明具體還包括下面對該路徑選擇集中進行描述模型描述G= (V,E),其中V表示節(jié)點集,E表示鏈路集。對于網(wǎng)絡中的每條鏈路 (i,j)均有一個廣義的時延代價與之對應。一條源_目的對之間的路徑,由一系列鏈路構成 {(is,I1), (IijI2),... (iy,id)}。這條路徑上的時延就是所有鏈路上的時延的代數(shù)和。定義1合理繞行路徑一條非原始路徑,如果它不僅具有可接受的時延等其他一些屬性,而且與所選出的原始路徑在鏈路上存在較大的差異,則就被稱為是一條原始路徑的合理的繞行路徑。定義2路徑的S-相似如果某條可繞行路徑k與原始路徑所共享的鏈路數(shù)與其總的鏈路數(shù)之比為s,就稱此繞行路徑與原始路徑S-相似。定義3時延的d-相似如果某條可繞行路徑k的總時延與原始路徑的總時延之比值為d,就稱此繞行路徑與原始路徑d-相似。對于選擇滿足以上定義的k條合理路徑,是需要滿足如下約束條件的
權利要求
1.一種具有生存性的Overlay網(wǎng)絡構建方法,其特征在于,包括如下步驟1)在IP層的拓撲結(jié)構中利用Dijkstra最短路徑算法計算源_目的對之間的最優(yōu)路徑,將其映射成為一條虛擬鏈路;2)對于出現(xiàn)在最優(yōu)路徑上的鏈路進行懲罰;3)利用Dijkstra算法去繼續(xù)計算次優(yōu)路徑,如果新找到的路徑和前面找到的路徑都不相同,則繼續(xù)構造虛擬鏈路并對出現(xiàn)的鏈路進行懲罰,如果與前面找到的某條路徑相同, 則只對鏈路進行懲罰,而不會將其放入相異路徑組中;4)接著尋找滿足條件的保護路徑,直到找到了指定數(shù)目的保護路徑,或者路徑的懲罰值大于某個預先約定的值;5)通過以上過程可以計算出此源-目的對之間的多條路徑,則由這些路徑中的鏈路和節(jié)點可以構成一個Overlay網(wǎng)絡;6)當網(wǎng)絡中出現(xiàn)故障時,發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點只需要在構建的Overlay中查詢它與目的節(jié)點之間預先找到的多條保護路徑,直至選擇出能夠滿足業(yè)務需求的保護路徑。
2.根據(jù)權利要求1所述的Overlay網(wǎng)絡構建方法,其特征在于,所述步驟1)中還包括如下步驟確定鏈路狀態(tài),確定各條鏈路上的時延代價大小,確定所要找的路徑的初始節(jié)點和目的節(jié)點,確定懲罰因子大小和懲罰方式,并初始化目前找到的路徑數(shù)目為0。
3.根據(jù)權利要求2所述的Overlay網(wǎng)絡構建方法,其特征在于,利用Dijkstra算法計算給定拓撲圖中的最短時延代價路徑,并且記錄最短路徑長度,用于計算鏈路的懲罰因子。
4.根據(jù)權利要求1所述的Overlay網(wǎng)絡構建方法,其特征在于,在計算路徑時,根據(jù)不同的QoS參數(shù)作為度量值。
5.根據(jù)權利要求1所述的Overlay網(wǎng)絡構建方法,其特征在于,業(yè)務層首先根據(jù)業(yè)務的類型確定業(yè)務的QoS參數(shù)要求,然后相應地抽象出虛擬的拓撲結(jié)構。
6.根據(jù)權利要求5所述的Overlay網(wǎng)絡構建方法,其特征在于,所述QoS參數(shù)要求為高時延要求或者低丟包率要求。
全文摘要
一種具有生存性的Overlay網(wǎng)絡構建方法,使用基于重疊懲罰思想的路徑選擇算法來為每個節(jié)點對選擇多條能夠滿足業(yè)務需求的路徑,將這些路徑分為工作路徑和保護路徑。工作路徑和保護路徑中的節(jié)點和鏈路為每個節(jié)點對建立具有生存性的Overlay層虛拓撲。使用重疊懲罰思想,使得工作路徑和保護路徑具有很大的相異性,由此可以保證Overlay網(wǎng)絡中路徑的差異性,使得在網(wǎng)絡故障發(fā)生之后,能夠保證保護路徑的替換成功率。這樣,通過本發(fā)明中構造的Overlay網(wǎng)絡,使得對可靠性要求較高的業(yè)務層和底層網(wǎng)絡中具有很好的映射關系,根據(jù)Overlay網(wǎng)絡中提供的相異路徑可以保證在網(wǎng)絡發(fā)生故障時,業(yè)務的快速倒換到滿足其QoS的傳輸路徑中,從而提高網(wǎng)絡的生存性。
文檔編號H04L29/06GK102355464SQ201110305029
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月10日 優(yōu)先權日2011年10月10日
發(fā)明者唐睿, 曲樺, 王力, 趙季紅, 馬文濤 申請人:西安交通大學
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