本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種全局網(wǎng)絡(luò)備份路由的評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，需要計(jì)算出一個(gè)在網(wǎng)絡(luò)中的路由，此路由一般會(huì)是最優(yōu)路由，但考慮到網(wǎng)絡(luò)傳輸節(jié)點(diǎn)間鏈路可能發(fā)生的故障及中斷，還會(huì)計(jì)算出一個(gè)備份路由，以便在原有使用的鏈路出現(xiàn)斷點(diǎn)等故障時(shí)能夠?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)由備份路由進(jìn)行傳輸，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性和高可用。

目前的備份路徑的選擇基于數(shù)學(xué)的各類算法，包括考慮到備份路徑與原路徑的重疊程度，以保證備份路徑的可用性。

上述各類算法考慮整體網(wǎng)絡(luò)中單個(gè)傳輸要求的路由和備份路由情況，甚至也考慮到備份路由的性能問題，但未能考慮整體的網(wǎng)絡(luò)情況：

1)網(wǎng)絡(luò)中存在多個(gè)路徑及多個(gè)備份路徑的情況，某些鏈路中斷可能會(huì)造成多條備份路由同時(shí)啟用。

2)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的傳輸能力是有上限的，也就是說有帶寬最大載荷，單獨(dú)看一個(gè)備份路由符合路徑傳輸?shù)淖畲筝d荷要求，但是一條或多條備份路徑以及原來存在的路由疊加是否超載荷？

通過上述問題的描述可以看到，多個(gè)備份路徑同時(shí)生效可能發(fā)生網(wǎng)絡(luò)局部鏈路出現(xiàn)超過最大載荷的情況，使得網(wǎng)絡(luò)不能滿足或只能部分滿足路由的需求。

所以，沒有全局性的看到網(wǎng)絡(luò)及路由情況，只是單獨(dú)的計(jì)算一個(gè)路由及其備份路由，不能滿足全局網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸需求，備份路徑不一定能夠發(fā)揮作用，目前急需要有一套評(píng)估辦法，幫助評(píng)價(jià)備份路由的優(yōu)劣，進(jìn)而進(jìn)一步修正和優(yōu)化備份路由的選擇。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種全局網(wǎng)絡(luò)備份路由的評(píng)估方法，還提供一種實(shí)現(xiàn)評(píng)估方法的評(píng)估系統(tǒng)。

本發(fā)明評(píng)估方法包括如下步驟：

a：獲取所有與備份路由相關(guān)的全局網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；

b：計(jì)算全局網(wǎng)絡(luò)下所有可能中斷的情況，及相應(yīng)的備份路由的負(fù)載評(píng)分；

c：為備份路由的每種路徑中斷情況計(jì)算其發(fā)送概率，轉(zhuǎn)換為權(quán)重；

d：將步驟b中計(jì)算的負(fù)載評(píng)分與步驟c中對(duì)應(yīng)的權(quán)重加權(quán)求和，獲得全局備份路由的評(píng)估分?jǐn)?shù)。

本發(fā)明作進(jìn)一步改進(jìn)，還包括步驟e：根據(jù)評(píng)估分?jǐn)?shù)獲取全局最優(yōu)路由備份方案。

本發(fā)明作進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟a中，所述全局網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)包括全網(wǎng)參數(shù)、全網(wǎng)路由及備份路由信息。

本發(fā)明作進(jìn)一步改進(jìn)，所述全網(wǎng)參數(shù)包括全局的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成包括全局網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量m、節(jié)點(diǎn)間鏈路的數(shù)量n，鏈路的序號(hào)分別為1到n，以及所有相鄰節(jié)點(diǎn)路徑提供的帶寬、延遲，每條路由的申請(qǐng)帶寬、實(shí)際帶寬。

本發(fā)明作進(jìn)一步改進(jìn)，所述全網(wǎng)路由及備份路由信息包括節(jié)點(diǎn)中斷后，需要經(jīng)過的鏈路以及相應(yīng)的路由負(fù)載，所述路由負(fù)載包括實(shí)際最大負(fù)載和當(dāng)前路由負(fù)載。

本發(fā)明作進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟b中，在備份路由中當(dāng)n個(gè)鏈路中其中n,…,t等鏈路中斷時(shí)，啟動(dòng)的備份路由與其他路由路徑網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載評(píng)分計(jì)算公式為：

其中，lx理論負(fù)載：鏈路x正常時(shí)應(yīng)該提供的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載；

lx實(shí)際最大負(fù)載：鏈路x當(dāng)前可以提供的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，當(dāng)此鏈路中斷時(shí)實(shí)際最大負(fù)載為0；lx當(dāng)前路由負(fù)載：當(dāng)前經(jīng)過鏈路x的路由線路的負(fù)載總和，包括因某鏈路中斷而經(jīng)此鏈路通過的備份路由。

本發(fā)明作進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟c中，根據(jù)每個(gè)鏈路的服務(wù)等級(jí)協(xié)議sla計(jì)算每種路徑中斷的概率，并轉(zhuǎn)化為權(quán)重。

本發(fā)明作進(jìn)一步改進(jìn)，序號(hào)為n的鏈路ln的sla為θⁿ，則鏈路n中斷的概率計(jì)算公式為：(1-θⁿ)。

本發(fā)明作進(jìn)一步改進(jìn)，步驟d中，將鏈路中斷的概率作為影響因子，計(jì)算三條鏈路以內(nèi)中斷的負(fù)載影響評(píng)分，并求和得出最終備份路由的評(píng)估分?jǐn)?shù)，其中，

一條鏈路n中斷時(shí)的備份路由的負(fù)載影響評(píng)分計(jì)算公式為：

兩條鏈路n、m同時(shí)出現(xiàn)中斷時(shí)的備份路由的負(fù)載影響評(píng)分計(jì)算公式為：

三條鏈路n、m、p同時(shí)出現(xiàn)中斷時(shí)的備份路由的負(fù)載影響評(píng)分計(jì)算公式為：

所述全局備份路由的評(píng)估分?jǐn)?shù)r為：r＝r1+r2+r3。

本發(fā)明還提供一種實(shí)現(xiàn)評(píng)估方法的評(píng)估系統(tǒng)，包括獲取模塊：用于獲取所有與備份路由相關(guān)的全局網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；計(jì)算模塊：用于計(jì)算全局網(wǎng)絡(luò)下所有可能中斷的情況，及相應(yīng)的備份路由的負(fù)載評(píng)分；權(quán)重計(jì)算模塊：用于為備份路由的每種路徑中斷情況計(jì)算其發(fā)送概率，轉(zhuǎn)換為權(quán)重；備份路由評(píng)估模塊：用于將計(jì)算模塊計(jì)算的負(fù)載評(píng)分與權(quán)重計(jì)算模塊計(jì)算的對(duì)應(yīng)的權(quán)重加權(quán)求和，獲得全局備份路由的評(píng)估分?jǐn)?shù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過對(duì)全局備份路由進(jìn)行評(píng)分，可以計(jì)算不同備份路由的優(yōu)劣，通過對(duì)全局路由進(jìn)行調(diào)整和修訂，可以得到不同全局路由的橫向?qū)Ρ龋M(jìn)而得到相對(duì)符合應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)傳輸需要的全局備份路由。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明評(píng)估方法包括如下步驟：

a：獲取所有與備份路由相關(guān)的全局網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；

b：計(jì)算全局網(wǎng)絡(luò)下所有可能中斷的情況，及相應(yīng)的備份路由的負(fù)載評(píng)分；

c：為備份路由的每種路徑中斷情況計(jì)算其發(fā)送概率，轉(zhuǎn)換為權(quán)重；

d：將步驟b中計(jì)算的負(fù)載評(píng)分與步驟c中對(duì)應(yīng)的權(quán)重加權(quán)求和，獲得全局備份路由的評(píng)估分?jǐn)?shù)。

e：根據(jù)評(píng)估分?jǐn)?shù)獲取全局最優(yōu)路由備份方案。比如，可以根據(jù)評(píng)估分?jǐn)?shù)獲取1個(gè)最優(yōu)備份路由供節(jié)點(diǎn)中斷時(shí)使用，也可以根據(jù)評(píng)估分?jǐn)?shù)獲取一到兩個(gè)次優(yōu)的備份路由供選擇。此評(píng)估分?jǐn)?shù)是動(dòng)態(tài)變化的，避免當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)發(fā)送中斷，其他網(wǎng)絡(luò)都選擇該備份路由導(dǎo)致該備份路由堵塞的情況，從全局網(wǎng)絡(luò)作為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估，有效避免了其中一個(gè)備份路由負(fù)載過大，影響網(wǎng)絡(luò)，造成網(wǎng)速緩慢或者延遲的情況。

具體地，作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選sdn網(wǎng)絡(luò)(softwaredefinednetwork,軟件定義網(wǎng)絡(luò))，其中的網(wǎng)絡(luò)是由若干個(gè)有線節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，便于數(shù)據(jù)的獲取及網(wǎng)絡(luò)的管控。

在步驟a中，所述全局網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)包括全網(wǎng)參數(shù)、全網(wǎng)路由及備份路由信息。

所述全網(wǎng)參數(shù)包括全局的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成包括全局網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量m、節(jié)點(diǎn)間鏈路的數(shù)量n，鏈路的序號(hào)分別為1到n，以及所有相鄰節(jié)點(diǎn)路徑提供的帶寬、延遲，每條路由的申請(qǐng)帶寬、實(shí)際帶寬。

本發(fā)明作進(jìn)一步改進(jìn)，所述全網(wǎng)路由及備份路由信息包括節(jié)點(diǎn)中斷后，需要經(jīng)過的鏈路以及相應(yīng)的路由負(fù)載，所述路由負(fù)載包括實(shí)際最大負(fù)載和當(dāng)前路由負(fù)載。

本發(fā)明作進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟b中，在備份路由中當(dāng)n個(gè)鏈路中其中n,…,t等鏈路中斷時(shí)，啟動(dòng)的備份路由與其他路由路徑網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載評(píng)分f(n,…,t)的計(jì)算公式為：

其中，lx理論負(fù)載：鏈路x正常時(shí)應(yīng)該提供的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載；

lx實(shí)際最大負(fù)載：鏈路x當(dāng)前可以提供的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，當(dāng)此鏈路中斷時(shí)實(shí)際最大負(fù)載為0；lx當(dāng)前路由負(fù)載：當(dāng)前經(jīng)過鏈路x的路由線路的負(fù)載總和，包括因某鏈路中斷而經(jīng)此鏈路通過的備份路由。

此時(shí)，每個(gè)鏈路負(fù)載評(píng)分為一個(gè)正或者負(fù)的一個(gè)數(shù)字，評(píng)分越高代表網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)越好，評(píng)分越低(比如負(fù)數(shù))則代表網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不好。

在步驟c中，根據(jù)每個(gè)鏈路的服務(wù)等級(jí)協(xié)議sla計(jì)算每種路徑中斷的概率，并轉(zhuǎn)化為權(quán)重。sla(servicelevelagreement，服務(wù)等級(jí)協(xié)議)，為這條物理鏈路可提供的可用性服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，一般為接近1的數(shù)字，如99.9％，表示服務(wù)時(shí)間t內(nèi)中斷的時(shí)間長(zhǎng)度不超過t×(1-99.9％)。比如，序號(hào)為n的鏈路ln的sla為θⁿ，則鏈路n中斷的概率計(jì)算公式為：(1-θⁿ)。

步驟d中，將鏈路中斷的概率作為影響因子，計(jì)算三條鏈路以內(nèi)中斷的負(fù)載影響評(píng)分，并求和得出最終備份路由的評(píng)估分?jǐn)?shù)，其中，

一條鏈路n中斷時(shí)的備份路由的負(fù)載影響評(píng)分計(jì)算公式為：

兩條鏈路n、m同時(shí)出現(xiàn)中斷時(shí)的備份路由的負(fù)載影響評(píng)分計(jì)算公式為：

三條鏈路n、m、p同時(shí)出現(xiàn)中斷時(shí)的備份路由的負(fù)載影響評(píng)分計(jì)算公式為：

所述全局備份路由的評(píng)估分?jǐn)?shù)r為：r＝r1+r2+r3。

由于一般一條物理鏈路的sla>99.9％，即發(fā)生中斷的概率為(1-sla)。故當(dāng)4條鏈路中斷同時(shí)發(fā)生的改為小于(0.001)⁴，即小于萬億分之一，其權(quán)重對(duì)于整體評(píng)分影響幾乎忽略不計(jì)，故本發(fā)明不再考慮4條及以上的鏈路同時(shí)中斷的情況。

本發(fā)明還提供一種實(shí)現(xiàn)評(píng)估方法的評(píng)估系統(tǒng)，包括獲取模塊：用于獲取所有與備份路由相關(guān)的全局網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；計(jì)算模塊：用于計(jì)算全局網(wǎng)絡(luò)下所有可能中斷的情況，及相應(yīng)的備份路由的負(fù)載評(píng)分；權(quán)重計(jì)算模塊：用于為備份路由的每種路徑中斷情況計(jì)算其發(fā)送概率，轉(zhuǎn)換為權(quán)重；備份路由評(píng)估模塊：用于將計(jì)算模塊計(jì)算的負(fù)載評(píng)分與權(quán)重計(jì)算模塊計(jì)算的對(duì)應(yīng)的權(quán)重加權(quán)求和，獲得全局備份路由的評(píng)估分?jǐn)?shù)。

本發(fā)明通過對(duì)全局備份路由進(jìn)行評(píng)分，可以計(jì)算不同備份路由的優(yōu)劣，通過對(duì)全局路由進(jìn)行調(diào)整和修訂，可以對(duì)不同的全局路由進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，進(jìn)而得到相對(duì)符合應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)傳輸需要的全局備份路由。

以上所述之具體實(shí)施方式為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，并非以此限定本發(fā)明的具體實(shí)施范圍，本發(fā)明的范圍包括但不限于本具體實(shí)施方式，凡依照本發(fā)明所作的等效變化均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。