一種支持流量疏導(dǎo)彈性光網(wǎng)絡(luò)的共享保護(hù)策略的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種支持流量疏導(dǎo)彈性光網(wǎng)絡(luò)的共享保護(hù)策略。本發(fā)明結(jié)合流量疏導(dǎo)把多個(gè)子波長業(yè)務(wù)疏導(dǎo)到一個(gè)光隧道（opticaltunnel）中進(jìn)行整體交換的特點(diǎn)，對(duì)支持流量疏導(dǎo)彈性光網(wǎng)絡(luò)的不同粒度級(jí)別（如光隧道opticaltunnel級(jí)和低速子載波級(jí)sub-wavelength）的路徑進(jìn)行分級(jí)的共享保護(hù)方法，保證網(wǎng)絡(luò)中隧道級(jí)業(yè)務(wù)進(jìn)行隧道級(jí)保護(hù)，可以減少各業(yè)務(wù)間的保護(hù)帶。本發(fā)明解決了對(duì)支持流量疏導(dǎo)的彈性光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保護(hù)的同時(shí)有效地提高網(wǎng)絡(luò)總體資源利用率的問題。
【專利說明】一種支持流量疏導(dǎo)彈性光網(wǎng)絡(luò)的共享保護(hù)策略

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種支持流量疏導(dǎo)彈性光網(wǎng)絡(luò)的共享保護(hù)策略，屬于光通信、網(wǎng)絡(luò)生存性領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]各類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)帶寬需求的快速增長，使得傳統(tǒng)的基于固定頻譜間隔的波分復(fù)用(WDM)技術(shù)正面臨著發(fā)展極限:一方面是阻礙了傳輸速率的進(jìn)一步提高，頻譜資源利用率低，另一方面是不能做到速率從lOGb/s到Tb/s的靈活適配，難以應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。超大容量與動(dòng)態(tài)靈活是未來光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要發(fā)展趨勢，靈活頻譜的彈性光網(wǎng)絡(luò)(EON)應(yīng)運(yùn)而生。彈性光網(wǎng)絡(luò)利用最新發(fā)展的靈活光節(jié)點(diǎn)元件和光子載波傳輸技術(shù)，可以根據(jù)業(yè)務(wù)容量和傳輸距離自適應(yīng)的分配頻譜資源，從而提高頻譜和能量效率，同時(shí)達(dá)到所期望的服務(wù)質(zhì)量，已經(jīng)成為當(dāng)前學(xué)術(shù)界和工業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。
[0003]光網(wǎng)絡(luò)中將多個(gè)較低比特率的支路信號(hào)匯聚到一條高帶寬光路上的過程稱為流量疏導(dǎo)(Traffic Grooming)ο對(duì)于彈性光網(wǎng)絡(luò)而言,流量疏導(dǎo)技術(shù)能顯著節(jié)約頻譜資源和降低網(wǎng)絡(luò)能量消耗，特別是支持流量疏導(dǎo)的彈性光網(wǎng)絡(luò)可以有效地提高網(wǎng)絡(luò)生存性。因此，開展基于流量疏導(dǎo)的彈性光網(wǎng)絡(luò)生存性的研究具有重要的意義。
[0004]網(wǎng)絡(luò)生存性問題是光網(wǎng)絡(luò)的核心問題之一，光纖鏈路或節(jié)點(diǎn)的失效將會(huì)導(dǎo)致巨大的業(yè)務(wù)損失，基于路徑的保護(hù)機(jī)制是光網(wǎng)絡(luò)中最基本的保護(hù)策略之一。
[0005]基于路徑的保護(hù)是指對(duì)于工作路徑，為其計(jì)算保護(hù)路徑，并進(jìn)行資源預(yù)留。當(dāng)鏈路發(fā)生故障時(shí)，源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)將業(yè)務(wù)從工作路徑路由倒換到保護(hù)路徑路由上?；诼窂降谋Ｗo(hù)方式是由源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)保護(hù)倒換，對(duì)故障的定位要求不高，但要求快速準(zhǔn)確的信令協(xié)議將故障消息傳送至源、目的節(jié)點(diǎn)。保護(hù)路由的預(yù)留是與業(yè)務(wù)連接的建立同時(shí)進(jìn)行的，并且要能保證工作路由與保護(hù)路由在故障鏈路上不相關(guān)?；诼窂降谋Ｗo(hù)方式可分為專用保護(hù)和共享保護(hù)兩種方式。共享路徑保護(hù)允許不同的保護(hù)路徑，在其重疊的部分共享頻譜資源，因此，共享保護(hù)的方式比專用保護(hù)的方式資源利用率要高。
[0006]傳統(tǒng)的WDM光網(wǎng)絡(luò)中的保護(hù)方案多未考慮支持流量疏導(dǎo)的保護(hù)策略，而支持流量疏導(dǎo)的彈性光網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)研究具有重要的意義。本發(fā)明提出的保護(hù)策略充分考慮了預(yù)先計(jì)算保護(hù)路徑和基于路徑保護(hù)的共享保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，提前為工作路徑計(jì)算保護(hù)路徑但并不分配頻譜資源，同時(shí)根據(jù)支持流量疏導(dǎo)的彈性光網(wǎng)絡(luò)中不同粒度等級(jí)業(yè)務(wù)需求(如光隧道optical tunnel級(jí)和低速子載波級(jí)sub-wavelength)進(jìn)行分級(jí)的共享保護(hù)策略。通過避免為每條業(yè)務(wù)工作路徑獨(dú)立計(jì)算保護(hù)路徑，節(jié)省各業(yè)務(wù)路徑的保護(hù)路徑間的保護(hù)帶，從而提高了網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對(duì)支持流量疏導(dǎo)的彈性光網(wǎng)絡(luò)中最為常見的單鏈路故障場景，提出一種支持不同業(yè)務(wù)路徑等級(jí)的分級(jí)保護(hù)方案，該保護(hù)方案的特點(diǎn)是提前為工作路徑計(jì)算保護(hù)路徑但沒有真正分配頻譜資源。當(dāng)光網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)單鏈路故障，導(dǎo)致該鏈路上不同級(jí)別的路徑中斷時(shí)，根據(jù)不同粒度等級(jí)(如光隧道optical tunnel級(jí)和低速子載波級(jí)(sub-wavelength))進(jìn)行分級(jí)的恢復(fù)保護(hù)策略。通過避免為每條業(yè)務(wù)工作路徑計(jì)算保護(hù)路徑，節(jié)省各業(yè)務(wù)路徑的保護(hù)路徑間的保護(hù)帶，提高網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。
[0008]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的采用如下技術(shù)方案。
[0009]一種支持流量疏導(dǎo)彈性光網(wǎng)絡(luò)的共享保護(hù)策略，包括如下步驟:
步驟1:網(wǎng)絡(luò)初始化，業(yè)務(wù)請(qǐng)求到達(dá)時(shí)，首先使用光疏導(dǎo)RSA算法進(jìn)行路由計(jì)算和頻譜分配；
(1)用K路由算法計(jì)算所有業(yè)務(wù)連接的一條最短路徑，根據(jù)最短路徑的權(quán)重將所有路徑降序排列；
(2)從節(jié)點(diǎn)對(duì)(s，d)列表頭上選擇一對(duì)，搜索是否存在與之同源同宿的節(jié)點(diǎn)對(duì)，存在則用首次命中為其分配容量(Asd+2g)，記錄開始頻譜槽示數(shù)fsd和最后頻譜槽示數(shù)Isd，和找到的同源同宿節(jié)點(diǎn)對(duì)疏導(dǎo)，有空閑頻譜，則記錄新的fsd和Isd，記錄隧道容量Csd，把疏導(dǎo)成的光隧道Tunneli (i=l, 2, 3...)放入隧道級(jí)路由列表G中，從(s, d)列表中刪除已分配的節(jié)點(diǎn)對(duì)。搜索不到則轉(zhuǎn)(3);
(3)把它放到低速子載波級(jí)路由列表R中，從(s，d)列表中刪除此節(jié)點(diǎn)對(duì)，返回(2)，等全部隧道級(jí)路徑分配好后再為低速子載波級(jí)路徑分配頻譜；
此時(shí)網(wǎng)絡(luò)中存在的隧道級(jí)路徑路由存儲(chǔ)在隧道級(jí)路由列表G中，低速子載波級(jí)路徑路由存儲(chǔ)在低速子載波級(jí)路由列表R中；
步驟2:合并列表G和列表R為列表T，根據(jù)請(qǐng)求路徑所需的頻譜容量大小對(duì)列表T進(jìn)行降序排列；
步驟3:判斷路由列表T頂部的路徑是否為隧道級(jí)路徑；若是，則按照最短路徑算法為此隧道級(jí)路徑計(jì)算隧道級(jí)路徑的保護(hù)通路。否則轉(zhuǎn)步驟4 ;
步驟4:為低速子載波級(jí)路徑計(jì)算保護(hù)通路。搜索與已計(jì)算好的保護(hù)路徑是否同源同宿；如果是，判斷物理鏈路是否不相交，是則共享此保護(hù)路徑；否則轉(zhuǎn)步驟5 ;
步驟5:用最短路徑算法計(jì)算低速子載波級(jí)路徑的保護(hù)路徑，若存在工作路徑與其同源，則進(jìn)行同源疏導(dǎo)建立保護(hù)路徑，預(yù)留但不分配頻譜；否則，新建低速子載波級(jí)路徑的保護(hù)路徑；
步驟6:為路由列表T中下一條工作路徑搜索是否已經(jīng)存在可用的保護(hù)路徑，若有，判斷其工作路徑是否物理不相交；如果是，則共享此保護(hù)路徑，否則，轉(zhuǎn)步驟3 ；
步驟7:為所有路徑計(jì)算完保護(hù)路徑，結(jié)束。
[0010]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有保證網(wǎng)絡(luò)中隧道級(jí)業(yè)務(wù)進(jìn)行隧道級(jí)保護(hù)，從而減少了保護(hù)帶，并且采用共享的保護(hù)方式，提高網(wǎng)絡(luò)總體的資源利用率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為分級(jí)保護(hù)方案示意圖。
[0012]圖2為分級(jí)保護(hù)方案流程圖。
[0013]圖中符號(hào)說明:C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7為業(yè)務(wù)請(qǐng)求連接，Tunnell表示隧道級(jí)路徑。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明:
具體而言，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)分級(jí)保護(hù)的方法如圖1所示，1、2、3、4、5、6、7、8為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，業(yè)務(wù)連接請(qǐng)求有 Cl:1-2-3, C2:1-2-3, C3:1-2-3, C4:1-7-8-3, C5:3_4、C6:3_6、C7:8_4，其中Cl、C2、C3按照流量疏導(dǎo)車輛匯聚成隧道級(jí)路徑Tunnel I，C4、C5、C6、C7都為子載波級(jí)路徑，Tunnell假設(shè)在隧道級(jí)路由列表G中，C4、C5、C6、C7在子載波級(jí)路由列表R中，所需頻譜大小:Tunnel 1>C4>C5>C6>C7。具體實(shí)現(xiàn)分級(jí)共享保護(hù)的算法過程如下:
步驟1:合并列表G和列表R為列表T，根據(jù)請(qǐng)求路徑所需的頻譜容量大小對(duì)列表T進(jìn)行降序排列為 T (Tunnell、C4、C5、C6、C7)；
步驟2:判斷路由列表T頂部的路徑Tunnell為隧道級(jí)路徑，則按照最短路徑算法為此隧道級(jí)路徑計(jì)算隧道級(jí)保護(hù)通路為1-5-3 ；
步驟3:為路由列表T中下一條工作路C4計(jì)算保護(hù)通路。搜索與已計(jì)算好的保護(hù)路徑1-5-3同源同宿，并且與Tunnell物理不相交，則共享此保護(hù)路徑1_5_3 ；
步驟4:為路由列表T中下一條工作路C5計(jì)算低速子載波級(jí)保護(hù)通路，用最短路徑算法計(jì)算低速子載波級(jí)路徑的保護(hù)路徑3-6-4，存在工作路徑C7與其同源，則在鏈路3-6進(jìn)行同源疏導(dǎo)，同時(shí)再新建鏈路6-4 ；
步驟5:路由列表T中下一條工作路徑C6為低速子載波級(jí)保護(hù)通路不滿足與已建保護(hù)路徑同源同宿并且不滿足同源疏導(dǎo)，新建保護(hù)路徑8-3-4 ；
步驟6:路由列表T中下一條工作路徑C7搜索到已存在可用的保護(hù)路徑1-4-6，并其工作路徑是物理不相交，則共享此保護(hù)路徑1-4-6 ；
步驟7:為所有路徑計(jì)算完保護(hù)路徑，結(jié)束。
[0015]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有保證網(wǎng)絡(luò)中隧道級(jí)業(yè)務(wù)進(jìn)行隧道級(jí)保護(hù)，從而減少了保護(hù)帶，并且采用共享的保護(hù)方式，提高網(wǎng)絡(luò)總體的資源利用率。
【權(quán)利要求】
1.一種支持流量疏導(dǎo)彈性光網(wǎng)絡(luò)的共享保護(hù)策略，其特征包括如下步驟: 步驟1:網(wǎng)絡(luò)初始化，業(yè)務(wù)請(qǐng)求到達(dá)時(shí)，首先使用光疏導(dǎo)RSA算法進(jìn)行路由計(jì)算和頻譜分配； (1)用K路由方法計(jì)算所有業(yè)務(wù)連接的一條最短路徑，根據(jù)最短路徑的權(quán)重將所有路徑降序排列； (2)從節(jié)點(diǎn)對(duì)(s，d)列表頭上選擇一對(duì)，搜索是否存在與之同源同宿的節(jié)點(diǎn)對(duì)，存在則用首次命中為其分配容量(Asd+2g)，記錄開始頻譜槽示數(shù)fsd和最后頻譜槽示數(shù)lsd，和找到的同源同宿節(jié)點(diǎn)對(duì)疏導(dǎo)，有空閑頻譜，則記錄新的fsd和lsd，記錄隧道容量Csd，把疏導(dǎo)成的光隧道Tunneli (i=l, 2, 3...)放入隧道級(jí)路由列表G中，從(s, d)列表中刪除已分配的節(jié)點(diǎn)對(duì)；搜索不到則轉(zhuǎn)(3); (3)把它放到低速子載波級(jí)路由列表R中，從(s，d)列表中刪除此節(jié)點(diǎn)對(duì)，返回(2)等全部隧道級(jí)路徑分配好后再為低速子載波級(jí)路徑分配頻譜； 此時(shí)網(wǎng)絡(luò)中存在的隧道級(jí)路徑路由存儲(chǔ)在隧道級(jí)路由列表G中，低速子載波級(jí)路徑路由存儲(chǔ)在低速子載波級(jí)路由列表R中； 步驟2:合并列表G和列表R為列表T，根據(jù)請(qǐng)求路徑所需的頻譜容量大小對(duì)列表T進(jìn)行降序排列； 步驟3:判斷路由列表T頂部的路徑是否為隧道級(jí)路徑；若是，則按照最短路徑算法為此隧道級(jí)路徑計(jì)算隧道級(jí)路徑的保護(hù)通路；否則轉(zhuǎn)步驟4 ； 步驟4:為低速子載波級(jí)路徑計(jì)算保護(hù)通路；搜索與已計(jì)算好的保護(hù)路徑是否同源同宿；如果是，判斷物理鏈路是否不相交，是則共享此保護(hù)路徑；否則轉(zhuǎn)步驟5 ; 步驟5:用最短路徑算法計(jì)算低速子載波級(jí)路徑的保護(hù)路徑，若存在工作路徑與其同源，則進(jìn)行同源疏導(dǎo)建立保護(hù)路徑，預(yù)留但不分配頻譜；否則，新建低速子載波級(jí)路徑的保護(hù)路徑； 步驟6:為路由列表T中下一條工作路徑搜索是否已經(jīng)存在可用的保護(hù)路徑，若有，判斷其工作路徑是否物理不相交；如果是，則共享此保護(hù)路徑，否則，轉(zhuǎn)步驟3 ； 步驟7:為所有路徑計(jì)算完保護(hù)路徑，結(jié)束。
【文檔編號(hào)】H04L12/733GK104301030SQ201410477447
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】沈建華, 賈曉蕾 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)