采用循環(huán)深度優(yōu)先遍歷的最長(zhǎng)路預(yù)置保護(hù)p圈生成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種采用循環(huán)深度優(yōu)先遍歷的最長(zhǎng)路預(yù)置保護(hù)P圈生成方法，是先模擬出通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D，在拓?fù)鋱D中求給定兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)，如節(jié)點(diǎn)s和節(jié)點(diǎn)t間的最長(zhǎng)路徑r；在最長(zhǎng)路徑r上添加所述節(jié)點(diǎn)s和節(jié)點(diǎn)t間的直連邊e，得到一條最長(zhǎng)圈，即為所求的預(yù)置保護(hù)P圈。本發(fā)明首次將近似hamiton回路的簡(jiǎn)化方法應(yīng)用于P圈搜索，得到了最長(zhǎng)路徑問(wèn)題的多項(xiàng)式復(fù)雜度，提高了效率，可應(yīng)用于大規(guī)模通信網(wǎng)絡(luò)。
【專利說(shuō)明】采用循環(huán)深度優(yōu)先遍歷的最長(zhǎng)路預(yù)置保護(hù)P圈生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)及通信領(lǐng)域，具體涉及一種采用最長(zhǎng)路預(yù)置保護(hù)P圈生成方法的光通信網(wǎng)絡(luò)的鏈路故障保護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有傳輸網(wǎng)的保護(hù)技術(shù)主要是采用冗余配置的方法進(jìn)行，如1+1保護(hù)、1:N共享保護(hù)，這些技術(shù)的保護(hù)對(duì)象是業(yè)務(wù)通道，故是采用基于通道的容余配置，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)數(shù)較多時(shí)，保護(hù)需要配置的預(yù)置容量將與通道數(shù)成正比，可能會(huì)造成保護(hù)效率的下降，增加業(yè)務(wù)阻塞的概率。
[0003]為了避免上述傳統(tǒng)保護(hù)方式的資源浪費(fèi)問(wèn)題，提高保護(hù)效率，一種新的保護(hù)方式P圈保護(hù)近年來(lái)在理論上已經(jīng)取得了長(zhǎng)足發(fā)展。P圈保護(hù)方案是思想是采用一個(gè)預(yù)置保護(hù)環(huán)，在環(huán)上或者垮環(huán)的業(yè)務(wù)通道都能得到保護(hù)，保護(hù)對(duì)象不是單個(gè)業(yè)務(wù)通道，而是環(huán)上鏈路和弦，而環(huán)或弦上鏈路可以承載多業(yè)務(wù)通道，從而使得保護(hù)預(yù)置容量與系統(tǒng)的物理帶寬有關(guān)，減小了保護(hù)資源配置數(shù)量，提升了保護(hù)效率。
[0004]P圈保護(hù)分為P圈生成與P圈配置兩部分，在P圈生成的方案中，一般作法是采用哈密頓回路(hamiton)法，哈密頓回路的尋找方法是一個(gè)NPC難題，方法很多，現(xiàn)有的搜索方法要么采用窮舉法，不但復(fù)雜度太大，而且時(shí)間成本高；要么只能適用于某一類特殊結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)圖，如要求全連通圖，從而大大限制了其應(yīng)用范圍，因此迄今為止尚沒(méi)有一個(gè)理想的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種基于光網(wǎng)絡(luò)的采用循環(huán)深度優(yōu)先遍歷的最長(zhǎng)路預(yù)置保護(hù)P圈生成方法，適用于絕大多數(shù)實(shí)際通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其搜索復(fù)雜度低并且效率高，為通信網(wǎng)絡(luò)引入新P圈保護(hù)作技術(shù)上的理論突破。
[0006]本發(fā)明提供的一種采用循環(huán)深度優(yōu)先遍歷的最長(zhǎng)路預(yù)置保護(hù)P圈生成方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法是先根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，模擬出圖G，求取圖G中給定的兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)，如節(jié)點(diǎn)s、t間的最長(zhǎng)路徑r ;在最長(zhǎng)路徑r上添加所述節(jié)點(diǎn)S、節(jié)點(diǎn)t間的直連邊e，得到一條最長(zhǎng)圈，即為所求的預(yù)置保護(hù)P圈。
[0007]其中，求節(jié)點(diǎn)s和節(jié)點(diǎn)t間的最長(zhǎng)路徑的步驟如下:
[0008]2-1)不考慮邊s — t，以節(jié)點(diǎn)s為根進(jìn)行深度優(yōu)先遍歷，求得節(jié)點(diǎn)s和節(jié)點(diǎn)t間的一條主路徑r ；
[0009]2-2)依次忽略主路徑r中的每條邊及除了該邊節(jié)點(diǎn)以外的其它節(jié)點(diǎn)，以該邊開(kāi)始節(jié)點(diǎn)為根進(jìn)行遞歸深度優(yōu)先遍歷，求得每條邊的一條替換路徑，并記該邊為替換路徑的忽略邊，一起存入路徑集Q ;
[0010]2-3)在路徑集Q中，依次取出最長(zhǎng)路徑r'，并刪除路徑集Q中對(duì)應(yīng)的r'，并且調(diào)整主路徑；[0011]2-4)調(diào)整完成后新的主路徑r即為相鄰節(jié)點(diǎn)S和t的間的最長(zhǎng)路徑；
[0012]其中，步驟2-2)所述遞歸深度優(yōu)先遍歷是一個(gè)遞歸循環(huán)過(guò)程，其步驟如下:
[0013]3-1)即在每一個(gè)深度優(yōu)先遍歷過(guò)程中，得到一條替換路徑r''，
[0014]3-2)以該替換路徑r''作為新的主路徑r，重新進(jìn)行深度優(yōu)先遍歷，進(jìn)入下一個(gè)遞歸循環(huán)。
[0015]其中，步驟2-4)調(diào)整主路徑是指在主路徑r中將所述路徑r'對(duì)應(yīng)的忽略邊替換為路徑r,。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為:
[0017]本發(fā)明只需要網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D是連通圖，并且節(jié)點(diǎn)度數(shù)大于1，不要求網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇橥耆珗D或具有哈密頓性質(zhì)，因此適用于絕大多數(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)，大大擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍。
[0018]本發(fā)明的最長(zhǎng)路徑尋找是一種簡(jiǎn)化方法，在絕大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)中所搜路徑等于其最長(zhǎng)路徑，其搜索步驟的時(shí)間復(fù)雜度是多項(xiàng)式級(jí)，處于較低水平，大大節(jié)省了搜索時(shí)間，因此具有很高的實(shí)用性，可以適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)(100節(jié)點(diǎn)以上)。
[0019]本發(fā)明為任意的連通圖網(wǎng)絡(luò)配置最佳保護(hù)P圈帶來(lái)了理論技術(shù)上的突破，其所找P圈經(jīng)過(guò)了最多的節(jié)點(diǎn)數(shù)，可以最大限度地對(duì)每條鏈路進(jìn)行保護(hù)；對(duì)于特殊的哈密頓圖網(wǎng)絡(luò)，在絕大多數(shù)情況下，本發(fā)明所找的P圈就是其哈密頓回路。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明提供的為一個(gè)9節(jié)點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，本發(fā)明以鏈路SDH3 — SDH5作第一次深度優(yōu)先遍歷的結(jié)果，圖中SDHl?SDH8表示節(jié)點(diǎn)。
[0021]圖2為本發(fā)明提供的經(jīng)過(guò)多次循環(huán)深度優(yōu)先遍歷后，所找的邊SDH3 — SDHl的替
換路徑。
[0022]圖3為本發(fā)明提供的所求得最終的預(yù)置保護(hù)P圈。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]本實(shí)施例提出一種采用循環(huán)深度優(yōu)先遍歷的最長(zhǎng)路預(yù)置保護(hù)P圈生成方法，根據(jù)生成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，先求取相鄰?jié)點(diǎn)s與節(jié)點(diǎn)t間的最長(zhǎng)路徑，然后該最長(zhǎng)路徑與兩節(jié)點(diǎn)的直接邊共同構(gòu)成一個(gè)新的預(yù)置保護(hù)P圈。其中，最長(zhǎng)路徑的求法如下:
[0025]I)設(shè)節(jié)點(diǎn)s和節(jié)點(diǎn)t間的初始主路徑r為s — t ;
[0026]2)針對(duì)主路徑r，定義新的路徑集為Q ；
[0027]3)找出主路徑r中未遍歷的一條邊e,記其始末節(jié)點(diǎn)為U，V,否則轉(zhuǎn)步驟7)；
[0028]4)在主路徑r中找出除了節(jié)點(diǎn)u, V以外余下的節(jié)點(diǎn)，記為節(jié)點(diǎn)集C ；
[0029]5)在圖G中忽略所述邊e與節(jié)點(diǎn)集C，以節(jié)點(diǎn)u為根進(jìn)行深度優(yōu)先遍歷，找出節(jié)點(diǎn)U，V之間的一條新路徑r'，如果r'為空，轉(zhuǎn)步驟3)，否則轉(zhuǎn)步驟6);
[0030]6)以所述路徑r'作為新的主路徑r，以新相鄰節(jié)點(diǎn)U，V作為新始末節(jié)點(diǎn)s，t，返回步驟2)，進(jìn)行遞歸循環(huán)，循環(huán)結(jié)束后(步驟10結(jié)束)，得到節(jié)點(diǎn)u，v間最長(zhǎng)路徑r'，存入路徑集Q，并轉(zhuǎn)步驟3)；
[0031]7)在路徑集Q中，以路徑長(zhǎng)度為依據(jù)，將路徑從大到小進(jìn)行排序；[0032]本實(shí)施例的路徑長(zhǎng)度是指廣義上的長(zhǎng)度，如路徑跳數(shù)、成本、實(shí)際長(zhǎng)度或其它權(quán)重等都叫路徑長(zhǎng)度；而不指狹義的長(zhǎng)度，僅僅指實(shí)際路徑長(zhǎng)度。
[0033]8)判斷路徑集Q是否為空，如果是，轉(zhuǎn)步驟10)，如果不是，則取出路徑集Q中最長(zhǎng)路徑記為r'，記其對(duì)應(yīng)的排除邊為e，在Q中刪除路徑r'，轉(zhuǎn)步驟9);
[0034]9)判斷所述路徑r'中是否包含主路徑r中的節(jié)點(diǎn)，如果不是，則調(diào)整主路徑r，將其中邊e替換為路徑r'，轉(zhuǎn)步驟8)，如果是，直接轉(zhuǎn)步驟8);
[0035]10)所求新的主路徑r記為相鄰節(jié)點(diǎn)s和t的間的最長(zhǎng)路徑。
[0036]具體的，本實(shí)施例以一個(gè)9節(jié)點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)圖為例說(shuō)明，如圖1所示，本實(shí)施例以節(jié)點(diǎn)SDH3、SDH5作為相鄰節(jié)點(diǎn)尋找該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞念A(yù)置保護(hù)P圈。
[0037]該方法如下:
[0038]I)假設(shè)節(jié)點(diǎn)SDH3、SDH5間的最長(zhǎng)路徑r的尋找已經(jīng)進(jìn)行了第一次深度優(yōu)先遍歷，求得的初始主路徑如圖1中實(shí)線所不，為3 — I — O — 2 — 6 — 5(以圖中節(jié)點(diǎn)名稱最后一位數(shù)字代替節(jié)點(diǎn)，后面步驟類似);
[0039]2)針對(duì)上述主路徑，定義第一次遞歸循環(huán)路徑集Q，(注每次遞歸都定義新的路徑集Q)；
[0040]3)初始主路徑的邊均未遍歷，找出其中未遍歷的一條邊e，本實(shí)施例以邊3 — I為例說(shuō)明，其始末節(jié)點(diǎn)為3和I ;
[0041]4)在主路徑3 — I — O — 2 — 6 — 5中找出除節(jié)點(diǎn)3和I以外的節(jié)點(diǎn)，存入節(jié)點(diǎn)集 C，即 C={0、2、6、5}；
[0042]5)在圖G中忽略所述邊e與節(jié)點(diǎn)集C，以節(jié)點(diǎn)3為根進(jìn)行深度優(yōu)先遍歷，尋找節(jié)點(diǎn)3，I之間的一條替換路徑r '，路徑r'為3 — 7 — 8 — 4 — I,如圖2中點(diǎn)線所不；
[0043]6)以路徑r'為3 — 7 — 8 — 4 — I作為新的主路徑，返回步驟2)進(jìn)行遞歸循環(huán)，這時(shí)定義第二次遞歸路徑集V，依次類推，當(dāng)循環(huán)結(jié)束后(步驟10結(jié)束)，得到節(jié)點(diǎn)3，I間最長(zhǎng)路徑3 — 7 — 8 — 4 — I存入路徑集Q，轉(zhuǎn)入步驟3)進(jìn)行主路徑的下一個(gè)邊的遍歷；
[0044]7)在路徑集Q中，以路徑長(zhǎng)度為依據(jù)，將路徑從大到小進(jìn)行排序，本實(shí)施例中，最后一次遞歸循環(huán)結(jié)束后，Q= {3 — 7 — 8 — 4— I (忽略邊3— 1)、6 — 8 — 4 — 5 (忽略邊6 — 5) }；
[0045]8)路徑集Q非空，取出路徑集Q中最長(zhǎng)路徑記為^為3 — 7 — 8 — 4 — 1，對(duì)應(yīng)的忽略邊為3 — 1，在Q中刪除路徑^，轉(zhuǎn)步驟9)；
[0046]9)判斷所述路徑r'中是否包含主路徑r中的節(jié)點(diǎn)(始末節(jié)點(diǎn)除外)，本實(shí)施例路徑r'不包含主路徑3—I — O — 2 — 6 — 5的節(jié)點(diǎn)，則用3 — 7 — 8 — 4—I替換3—1，形成新王路徑r={3 — 7 — 8 — 4 — I — O — 2 — 6 — 5},轉(zhuǎn)步驟8)；
[0047]轉(zhuǎn)入后，進(jìn)行步驟8)和步驟9)的循環(huán)，但路徑集Q中路徑6 — 8 — 4 — 5包含主路徑中的節(jié)點(diǎn)，所以刪除此路徑，此時(shí)Q為空集，進(jìn)入步驟10)；
[0048]10)所求新的主路徑r= {3 — 7 — 8 — 4— I — O — 2 — 6 — 5}記為相鄰節(jié)點(diǎn)3和5的間的最長(zhǎng)路徑。最長(zhǎng)路徑r上添加所述節(jié)點(diǎn)3、5間的直連邊3 — 5，得到一條最長(zhǎng)圈，如圖3中實(shí)線所示。該回路同時(shí)也是該9節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的一條哈密頓回路。
[0049]本發(fā)明P圈保護(hù)方法的特點(diǎn)在于，本發(fā)明是完全依據(jù)網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)洌酶倪M(jìn)的最長(zhǎng)路徑法一次性找出一個(gè)經(jīng)過(guò)大多數(shù)節(jié)點(diǎn)的回路作為最終P圈，將復(fù)雜度降低，從而提高了整體的效率，并且適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。另外，本發(fā)明只是P圈生成方法，不包括P圈配置，也不涉及具體業(yè)務(wù)，是與業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)類型無(wú)關(guān)的普適方法，具有很強(qiáng)的適用性。
[0050]最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種采用循環(huán)深度優(yōu)先遍歷的最長(zhǎng)路預(yù)置保護(hù)P圈生成方法，其特征在于，所述方法是先根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，模擬出圖G，求取圖G中給定的兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)，如節(jié)點(diǎn)s、t間的最長(zhǎng)路徑r ;在最長(zhǎng)路徑r上添加所述節(jié)點(diǎn)S、節(jié)點(diǎn)t間的直連邊e，得到一條最長(zhǎng)圈，即為所求的預(yù)置保護(hù)P圈。
2.如權(quán)利要求1所述的最長(zhǎng)路預(yù)置保護(hù)P圈生成方法，其特征在于，求節(jié)點(diǎn)s和節(jié)點(diǎn)t間的最長(zhǎng)路徑的步驟如下: 2-1)不考慮邊s — t，以節(jié)點(diǎn)s為根進(jìn)行深度優(yōu)先遍歷，求得節(jié)點(diǎn)s和節(jié)點(diǎn)t間的一條主路徑r ; 2-2)依次忽略主路徑r中的每條邊及除了該邊節(jié)點(diǎn)以外的其它節(jié)點(diǎn)，以該邊開(kāi)始節(jié)點(diǎn)為根進(jìn)行遞歸深度優(yōu)先遍歷，求得每條邊的一條替換路徑，并記該邊為替換路徑的忽略邊，一起存入路徑集Q ； 2-3)在路徑集Q中，依次取出最長(zhǎng)路徑r'，并刪除路徑集Q中對(duì)應(yīng)的r'，并且調(diào)整主路徑； 2-4)調(diào)整完成后新的主路徑r即為相鄰節(jié)點(diǎn)s和t的間的最長(zhǎng)路徑。
3.如權(quán)利要求2所述的最長(zhǎng)路預(yù)置保護(hù)P圈生成方法，其特征在于，步驟2-2)所述遞歸深度優(yōu)先遍歷是一個(gè)遞歸循環(huán)過(guò)程，其步驟如下: 3-1)即在每一個(gè)深度優(yōu)先遍歷過(guò)程中，得到一條替換路徑r'，， 3-2)以該替換路徑r'，作為新的主路徑r，重新進(jìn)行深度優(yōu)先遍歷，進(jìn)入下一個(gè)遞歸循環(huán)。
4.如權(quán)利要求2所述的最長(zhǎng)路預(yù)置保護(hù)P圈生成方法，其特征在于，步驟2-4)調(diào)整主路徑是指在主路徑r中將所述路徑r’對(duì)應(yīng)的忽略邊替換為路徑r’。
【文檔編號(hào)】H04L12/707GK103428087SQ201310215583
【公開(kāi)日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月31日
【發(fā)明者】盧利鋒, 周靜, 丁慧霞, 滕玲, 劉革 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 四川省電力公司