專利名稱：一種自動交換光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的分布式配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動交換光網(wǎng)絡(luò)(Automatically Switching Optical Network, ASON)
P-cycle保護(hù)的分布式配置方法，提出了一套分布式P-cycle保護(hù)方案，該方案可以有效地 進(jìn)行P-cycle的分布式配置，并設(shè)計(jì)了 P-cycle保護(hù)對網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)故障和鏈路故障的保護(hù)方 法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)SDH (Synchronous Digital Hierarchy,同步數(shù)字體系)、SONET (Synchronous Optical Network,同步光纖網(wǎng))禾n OTN (Optical Transmission Network,光傳送網(wǎng))用來實(shí)現(xiàn) 大容量傳輸，能靠網(wǎng)管來管理網(wǎng)絡(luò)的性能、安全、配置、維護(hù)、計(jì)費(fèi)、告警等。但隨著網(wǎng)絡(luò) 的復(fù)雜化，網(wǎng)管任務(wù)日益繁重，很難對網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)時(shí)需求快速做出反應(yīng)。面對大量實(shí)時(shí)突發(fā) 業(yè)務(wù)時(shí)，這種依靠集中網(wǎng)管對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行人工管理的模式受到強(qiáng)烈地沖擊。從網(wǎng)絡(luò)生存性的角 度看，傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)生存性主要采用自愈環(huán)的組網(wǎng)形式，然而其在資源利用上存在缺陷。
為了解決傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)中存在的問題，自動交換光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生，它通過引入控制平面完 成網(wǎng)絡(luò)連接的建立、修改和維護(hù)，并能提供良好的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)/恢復(fù)性能。與傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)相比， ASON的生存性大大提高，它支持更加靈活的故障保護(hù)恢復(fù)機(jī)制，能通過控制平面的路由和 信令機(jī)制實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障后的保護(hù)恢復(fù)，充分利用網(wǎng)絡(luò)中的可用資源從而提高網(wǎng)絡(luò)的資源利用 率以及網(wǎng)絡(luò)對故障的恢復(fù)能力。
目前，ASON網(wǎng)絡(luò)保護(hù)恢復(fù)機(jī)制主要包括1+1保護(hù)，M:N保護(hù)，共享保護(hù)和重路由恢復(fù)。 與ASON網(wǎng)絡(luò)中常用的保護(hù)恢復(fù)方式相比，P-cycle保護(hù)方式在網(wǎng)絡(luò)的控制帶寬開銷方面與傳 統(tǒng)的生存性策略相比是最低的，而且其保護(hù)成功率也較高，保護(hù)恢復(fù)時(shí)間可以和l:l相媲及， 工作業(yè)務(wù)阻塞率較1+1， l:l方式也要小很多，網(wǎng)絡(luò)資源的冗余度也隨著業(yè)務(wù)強(qiáng)度的增大而快 速下降，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)強(qiáng)度較大時(shí)，其冗余度比1+1， 1:1要小。
現(xiàn)有的P-cycle保護(hù)方法有北京郵電大學(xué)光通信中心提出的"WDM光網(wǎng)絡(luò)中靜態(tài)業(yè)務(wù)的 P-cycle保護(hù)"，該方案中采用P-cycle保護(hù)的集中式配置方法。然而自動交換光網(wǎng)絡(luò)是分布式 的， 一旦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生了某些改變，或者網(wǎng)絡(luò)中資源使用情況發(fā)生了一定的變化，勢必 需要用網(wǎng)管系統(tǒng)重新進(jìn)行配置，這大大增加了網(wǎng)管的工作強(qiáng)度，對于網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和升級 性是不利的。分析現(xiàn)有的P-cycle保護(hù)方法的缺點(diǎn)，P-cycle保護(hù)的分布式配置方法具有很好 的應(yīng)用前景和研究價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問題而做出本發(fā)明，為此，本發(fā)明的主要目的是在于提供一種自動交換光網(wǎng) 絡(luò)P-cycle保護(hù)的分布式配置方法。
在自動交換光網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃階段需要為業(yè)務(wù)預(yù)先配置一系列保護(hù)圈，P-cycle通過分布式 的網(wǎng)管系統(tǒng)完成配置，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟
步驟S101:每個(gè)需要被保護(hù)的節(jié)點(diǎn)生成特定數(shù)據(jù)包，并對數(shù)據(jù)包進(jìn)行初始化，數(shù)據(jù)包生 成完畢以后，將該數(shù)據(jù)包向其他鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，準(zhǔn)備開始遍歷P-cycle搜索過程；
步驟S102:鄰居節(jié)點(diǎn)讀取接收到的數(shù)據(jù)包中源節(jié)點(diǎn)標(biāo)識信息，根據(jù)該信息從本地?cái)?shù)據(jù)庫 中選擇與該節(jié)點(diǎn)標(biāo)識相一致的數(shù)據(jù)條目；如果存在與該節(jié)點(diǎn)標(biāo)識相一致的數(shù)據(jù)條目，判斷數(shù) 據(jù)包中保存的評價(jià)函數(shù)值是否大于原數(shù)據(jù)條目中保存的評價(jià)函數(shù)值，其中，P-cycle的評價(jià)
函數(shù)為^= "^ + (1-")^",(0So^0.9), Pw為P-cycle環(huán)可以保護(hù)的工作鏈路容量，P
為P-cycle的總?cè)萘?，Pc為P-cycle的環(huán)容量，r為路由跳數(shù)，Ps為環(huán)路上的總備用容量。取 Maximize! "J二 + (1 - )丄}，如果數(shù)據(jù)包中保存的Sj值大于原數(shù)據(jù)條目中保存的評價(jià)函數(shù)
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值，則在數(shù)據(jù)包中更新評價(jià)函數(shù)值和環(huán)長度，并更新本節(jié)點(diǎn)的本地?cái)?shù)據(jù)庫。然后將該數(shù)據(jù)包 向其他鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，并重復(fù)遍歷搜索階段。
步驟S103:當(dāng)某一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包中的源節(jié)點(diǎn)標(biāo)識字段與本節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識字段重 復(fù)，且評價(jià)函數(shù)值最大，則結(jié)束遍歷搜索過程。
其中，P-cycle可以分為節(jié)點(diǎn)P-cycle和鏈路P-cycle，分別應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)故障和鏈 路故障。
另外，每個(gè)節(jié)點(diǎn)生成的數(shù)據(jù)包中的信息包括該節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識、環(huán)長度和評價(jià)函數(shù)值。 且數(shù)據(jù)包中的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識字段是本方案收斂的關(guān)鍵字段，收到數(shù)據(jù)包的節(jié)點(diǎn)首先判斷該數(shù)據(jù)包 內(nèi)源節(jié)點(diǎn)標(biāo)識是否與本節(jié)點(diǎn)標(biāo)識相同，如果相同，則說明所有節(jié)點(diǎn)已經(jīng)遍歷一遍。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明在自動交換光網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)，通過P-cycle保護(hù)的分布式配置方法，進(jìn) 行快速保護(hù)倒換，使用P-cycle評價(jià)函數(shù)有效地減低了算法的遍歷次數(shù)，從而有效地加快 P-cycle的配置，提高了算法的收斂速度。
圖1是根據(jù)本發(fā)明用于ASON的P-cycle保護(hù)分布式配置示意圖2是根據(jù)本發(fā)明用于ASON的P-cvcle保護(hù)分布式配置具體實(shí)施流程圖；圖3是ASON網(wǎng)絡(luò)控制平面拓?fù)涫疽鈭D；圖4是根據(jù)本發(fā)明的方法處理節(jié)點(diǎn)故障的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的方法處理鏈路故障的示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)表達(dá)得更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例 對本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，該圖是本發(fā)明中用于ASON的P-cycle保護(hù)分布式配置的示意圖，其具體 步驟如下-步驟S101:在初始配置階段，每個(gè)需要被保護(hù)的節(jié)點(diǎn)生成特定數(shù)據(jù)包，并對數(shù)據(jù)包進(jìn)行 初始化，數(shù)據(jù)包生成完畢以后，將該數(shù)據(jù)包向其他鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，準(zhǔn)備開始遍歷P-cycle搜 索過程；步驟S102:在遍歷搜索階段，鄰居節(jié)點(diǎn)讀取接收到的數(shù)據(jù)包中源節(jié)點(diǎn)標(biāo)識信息，根據(jù)該 信息從本地?cái)?shù)據(jù)庫中選擇與該節(jié)點(diǎn)標(biāo)識相一致的數(shù)據(jù)條目；如果存在與該節(jié)點(diǎn)標(biāo)識相一致的 數(shù)據(jù)條目，判斷數(shù)據(jù)包中保存的評價(jià)函數(shù)值是否大于原數(shù)據(jù)條目中保存的評價(jià)函數(shù)值。根據(jù) 較大Si的值，更新本節(jié)點(diǎn)的本地?cái)?shù)據(jù)庫，并繼續(xù)遍歷搜索；步驟S103:在收斂階段，當(dāng)某一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包中的源節(jié)點(diǎn)標(biāo)識字段與本節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn) 標(biāo)識字段重復(fù)，且評價(jià)函數(shù)值最大，則結(jié)束遍歷搜索過程。下面結(jié)合圖2說明本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)P-cycle保護(hù)分布式配置具體實(shí)施的過程。步驟S20h每個(gè)需要保護(hù)的節(jié)點(diǎn)生成特定數(shù)據(jù)包，并對數(shù)據(jù)包進(jìn)行初始化，其中，源節(jié) 點(diǎn)標(biāo)識字段用該節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識來表示，環(huán)長度和評價(jià)函數(shù)字段全部設(shè)置為零示；步驟S202:待數(shù)據(jù)包生成完畢以后，將該數(shù)據(jù)包向其他鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)；步驟S203:讀取該數(shù)據(jù)包中源節(jié)點(diǎn)標(biāo)識信息；步驟S204:根據(jù)該信息從本地?cái)?shù)據(jù)庫中選擇與該節(jié)點(diǎn)標(biāo)識相一致的數(shù)據(jù)條目；步驟S205:如果存在與該節(jié)點(diǎn)標(biāo)識相一致的數(shù)據(jù)條目，則判斷數(shù)據(jù)包中保存的評價(jià)函數(shù) 值是否大于原數(shù)據(jù)條目中保存的評價(jià)函數(shù)值；步驟S206:如果數(shù)據(jù)包中保存的評價(jià)函數(shù)值大于原數(shù)據(jù)條目中保存的評價(jià)函數(shù)值，則在 數(shù)據(jù)包中更新評價(jià)函數(shù)值和環(huán)長度，并更新本節(jié)點(diǎn)的本地?cái)?shù)據(jù)庫，反之，則拋棄該數(shù)據(jù)包；步驟S207:若某一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包中的源節(jié)點(diǎn)標(biāo)識字段與本節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識字段不重 復(fù)，則將該數(shù)據(jù)包向其他鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，并重復(fù)遍歷搜索階段；步驟S208:若某一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包中的源節(jié)點(diǎn)標(biāo)識字段與本節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識字段重 復(fù)，該節(jié)點(diǎn)將該數(shù)據(jù)包中^l^效權(quán)重字段與本節(jié)點(diǎn)所保存的數(shù)據(jù)條目相比較；步驟S209:如果評價(jià)函數(shù)值比原來的大，則將該數(shù)據(jù)包保存下來。鄰居節(jié)點(diǎn)將搜索的結(jié) 果發(fā)送給源節(jié)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)在多個(gè)滿足條件的候選圈中，篩選出評價(jià)函數(shù)值最大的P-cycle,則 基于該數(shù)據(jù)包中的圈是最優(yōu)的；
其中，步驟S201是本方案的開始階段，當(dāng)收到開始指令以后，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)將同時(shí)動作。 在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包中保存了該節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識、環(huán)長度和評價(jià)函數(shù)。源節(jié)點(diǎn) 標(biāo)識是由生成該數(shù)據(jù)包的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識來填充，該字段也是本方案收斂的關(guān)鍵字段，收到數(shù)據(jù)包 的節(jié)點(diǎn)首先判斷該數(shù)據(jù)包內(nèi)源節(jié)點(diǎn)標(biāo)識是否與本節(jié)點(diǎn)標(biāo)識相同，如果相同，則說明已經(jīng)漫游 一遍。環(huán)長度是指數(shù)據(jù)包每經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)數(shù)。評價(jià)函數(shù)是用來詳細(xì)描述該數(shù)據(jù)包所經(jīng)過圈的優(yōu) 劣，這個(gè)字段的值越高，該P(yáng)-cycle所保護(hù)的資源越廣。因此，我們在選擇P-cycle的時(shí)候， 優(yōu)先考慮使用評價(jià)函數(shù)值較高的P-cycle。我們設(shè)P-cycle的有效函數(shù)為Si， P-cycle環(huán)可以保 護(hù)的工作鏈路容量為Pw， P-cyde的總?cè)萘繛镻， P-cycle的環(huán)容量為Pe，路由跳數(shù)為r，環(huán)路
上的總備用容量為Ps，則評價(jià)函數(shù)表達(dá)式為S,.="l + (l-a)4,(0《"S0.9)。表達(dá)式的
前一項(xiàng)表明要搜索備用容量利用率盡量高的環(huán)，而后一項(xiàng)希望一次搜索可以配置一個(gè)多容量 的環(huán)，以便有效降低搜索過程的循環(huán)次數(shù)。
結(jié)合圖2和圖3由P-cycle保護(hù)的分布式配置生成最優(yōu)圈。圖3是包括8個(gè)網(wǎng)元的網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)涫疽鈭D。
結(jié)合圖2和圖4，在本例中，P-cycle環(huán)上被保護(hù)節(jié)點(diǎn)G發(fā)生故障，將所有業(yè)務(wù)分別進(jìn)行 如圖所示的倒換，從而對經(jīng)過故障節(jié)點(diǎn)的所有業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)。
結(jié)合圖2和圖5，在本例中，P-cycle環(huán)上鏈路C-D發(fā)生故障時(shí)，節(jié)點(diǎn)C與節(jié)點(diǎn)D處分 別進(jìn)行如圖所示的倒換，經(jīng)過路徑D—E—H—F—G—A—B—C，利用預(yù)留資源對故障業(yè)務(wù)進(jìn) 行恢復(fù)。
權(quán)利要求
1、一種自動交換光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的分布式配置方法，其特征在于，方法包括以下三個(gè)步驟步驟S101每個(gè)需要被保護(hù)的節(jié)點(diǎn)生成特定數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包中的信息包括該節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識、環(huán)長度和評價(jià)函數(shù)值；對數(shù)據(jù)包進(jìn)行初始化，數(shù)據(jù)包生成完畢以后，將該數(shù)據(jù)包向其他鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，準(zhǔn)備開始遍歷P-cycle搜索過程；步驟S102鄰居節(jié)點(diǎn)讀取接收到的數(shù)據(jù)包中源節(jié)點(diǎn)標(biāo)識信息，根據(jù)該信息從本地?cái)?shù)據(jù)庫中選擇與該節(jié)點(diǎn)標(biāo)識相一致的數(shù)據(jù)條目；如果存在與該節(jié)點(diǎn)標(biāo)識相一致的數(shù)據(jù)條目，判斷數(shù)據(jù)包中保存的評價(jià)函數(shù)值是否大于原數(shù)據(jù)條目中保存的評價(jià)函數(shù)值，其中，P-cycle的評價(jià)函數(shù)為<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>S</mi> <mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mi>α</mi><mfrac> <msub><mi>P</mi><mi>w</mi> </msub> <mrow><msub> <mi>P</mi> <mi>c</mi></msub><mo>×</mo><mi>r</mi> </mrow></mfrac><mo>+</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>α</mi> <mo>)</mo></mrow><mfrac> <mi>P</mi> <msub><mi>P</mi><mi>s</mi> </msub></mfrac><mo>,</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>0</mn> <mo>≤</mo> <mi>α</mi> <mo>≤</mo> <mn>0.9</mn> <mo>)</mo></mrow><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0001" file="A2009100906410002C1.tif" wi="65" he="10" top= "88" left = "30" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>Pw為P-cycle環(huán)保護(hù)的工作鏈路容量，P為P-cycle的總?cè)萘?，Pc為P-cycle的環(huán)容量，r為路由跳數(shù)，Ps為環(huán)路上的總備用容量，取 id="icf0002" file="A2009100906410002C2.tif" wi="57" he="10" top= "113" left = "18" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>如果數(shù)據(jù)包中保存的Si值大于原數(shù)據(jù)條目中保存的評價(jià)函數(shù)值，則在數(shù)據(jù)包中更新評價(jià)函數(shù)值和環(huán)長度，并更新本節(jié)點(diǎn)的本地?cái)?shù)據(jù)庫；然后將該數(shù)據(jù)包向其他鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，并重復(fù)遍歷搜索階段；步驟S103當(dāng)某一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包中的源節(jié)點(diǎn)標(biāo)識字段與本節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識字段重復(fù)，且評價(jià)函數(shù)值最大，則結(jié)束遍歷搜索過程。
2、 如權(quán)利要求1所述的配置方法，其特征在于所述的數(shù)據(jù)包初始化過程為節(jié)點(diǎn)標(biāo)識字段用該節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識來表示，環(huán)長度設(shè)置為零，評價(jià)函數(shù)字段設(shè)置為零。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種自動交換光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的分布式配置方法，該方案用于進(jìn)行P-cycle的分布式配置，并提出了P-cycle保護(hù)對網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)故障和鏈路故障的保護(hù)方法。結(jié)合ASON網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，提出了自動交換光網(wǎng)絡(luò)P-cycle保護(hù)的分布式配置方法。在具體實(shí)施的過程中，包含了三個(gè)步驟初始配置階段、遍歷搜索階段和收斂階段。本發(fā)明采用分布式思想來進(jìn)行P-cycle保護(hù)的配置，可以提供快速保護(hù)倒換和很高的資源利用率，同時(shí)避免由于網(wǎng)絡(luò)變化而帶來了困難，并通過定義P-cycle評價(jià)函數(shù)，有效地減低了算法的遍歷次數(shù)，從而有效地加快P-cycle的配置，提高了算法的收斂速度。
文檔編號H04L12/24GK101645796SQ20091009064
公開日2010年2月10日 申請日期2009年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者濤 劉, 吳啟武, 周賢偉, 安建偉, 王建萍, 田 金 申請人:北京科技大學(xué)