CN101536383A - 通信网络中的备选通信路径的提供 - Google Patents

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Abstract

一种处理数据用于计算光网络(10，40)中的备选路径的方法包括：制作包含链路的组(12，14，16，18，20，22，24，26)的列表，其中组中的链路共享受到相同故障影响的风险；将各组(12，14，16，18，20，22，24，26)与列表中的其它组(12，14，16，18，20，22，24，26)进行比较，以便确定各组是否包括与另一组相同的链路；以及删除包含作为另一组中的链路子集的链路的组(16，26，20，22)。

Description

通信网络中的备选通信路径的提供
本发明涉及通信网络中的备选通信路径(如光路)的提供，并且具体来说，涉及处理数据用于计算光通信网络中的备选路径的方法和确定备选路径的方法以及涉及在存储器中创建包含备选路径的指令的条目的方式。
在面向电路的网络或者更一般来说在面向连接的网络中，已知的是通过分配一条或多条备选光路来向信号的主光路提供保护。如果主光路受到故障影响，则在主光路上传播的数据可切换到备选光路。各种保护或恢复方案是已知的，它们需要在出现故障之前计算和分配保护路径。
在现实生活通信网络中，可存在可能需要保护的数百个节点以及它们之间数万条路径。已知的是通过提供已知为所谓的分离路径(disjointed path)的备选路径来向主路径提供保护。在这种已知的技术中，要求保护的各路径与所谓的分离路径关联，分离路径定义为对需要保护的路径使用不同的资源集合(例如节点和光纤)的路径(使得它可用作备选路径)。共享资源定义为在两条不同路径上会同时受到单一故障影响的设备的最小项。当分离路径已经正确地确定时，主路径和分离路径不会受到相同故障影响。分离路径需要在出现故障之前被计算和分配，使得它们可在故障情况下使用。
典型地，计算机使用已知算法来计算网络的分离路径。当网络投入服务时，一旦处于定义的服务提供时间就使用已知算法。也可在对网络进行结构变更时使用。在用于路径计算的算法的上下文中，要保护的网络表示为顶点(vertices)(节点、交换机、路由器或网络元件)和分支(连接节点、交换机、路由器或网络元件的链路)的图。当判定两条路径是否分离时，顶点和分支一般被认为是要保护的资源。
在现实生活通信网络中，光纤典型地扎成捆(carried in bundles)，它们的至少部分长度可处于地下的相同管道中。管道中的两条不同的光纤可连接网络的完全不同节点，尽管如此但是它们可处于相同的管道。波分复用(WDM)技术是下列情况的另一个示例：资源被共享，由此节点之间的许多路径处于相同的光纤中，并因此共享相同的资源。
改进计算备选路径的上述方法也是已知的。因特网工程任务小组(IETF)已经提供会同时受到相同故障影响的一组资源的分类。这称作共享风险链路组(SRLG)。相同的概念由因特网电信联盟(ITU)称作共享风险组(SRG)。SRLG定义为共享公共物理资源(包括光纤链路/子段/段/中继线)、即共享共同风险的链路或光线路的集合。例如，如果链路L通过相同光纤链路F来建立，则链路L的集合属于相同SRLG，表示为S。
有关SRLG的信息典型地可从网络运营商所汇编的管理文件中提取。这类管理文件通常也包括与网络的所有管道以及它们所承载的链路相关的数据。汇编(compile)SRLG的列表是有用的，因为它允许使用已知备选路径计算算法来计算备选路径。使用原始SRLG数据的一个问题在于，它可能在计算上是昂贵的，因为它基于对于典型网络可能需要成千上万次计算的集合数学运算。这可意味着，使用计算机处理器来计算备选路径会很慢，或者比所希望的要慢。备选地，这个过程可能需要在昂贵的强大计算机上执行-占用它们/使用其资源。
我们注意到，SRLG数据的问题在于，它其中的许多在很大程度上是冗余的。由于使用SRLG信息来计算备选路径在计算上会是昂贵的，所以改进该过程的效率的方式将是有利的。我们已经意识到，通过移除冗余数据来减少处理的SRLG数据会是理想的。确定冗余的SRLG数据可能是艰难的任务，特别在大网络的情况下，并且数据量的任何减少必须不移除有用数据。
我们已认识到，所需的是一种处理网络的SRLG数据以便减少将用于计算备选路径的数据量、同时使有用数据的损失为最小的方式。
根据本发明的第一方面，提供一种处理数据用于计算光通信网络中的备选路径的计算机实现方法，包括：
制作包含链路的组的列表，其中组中的链路共享受到相同故障影响的风险，
将组的列表的各组与列表中的其它组进行比较，以便确定各组是否包括与另一个组相同的链路，以及
删除包含作为完全包含在另一组的链路中的链路子集的链路的组。
这种方法提供一种在将数据输入识别备选路径的已知路由选择算法之前处理数据的方式。识别备选路径的路由选择算法可更有效地使用较小容量的剩余数据。组数的减少对于改进计算备选路径的效率是有用的，并且通过极大地减少需要执行的各个计算的次数，可减少计算时间或者计算时间的成本。此外，该方法使冗余数据为最小，同时使有用数据的删除为最小。大家会理解，由于所产生的减少的数据量，该方法可更经常地使用，例如每当将新服务添加到网络时使用。
优选地，该方法还包括使用剩余组来计算网络中的链路的备选路径。
优选地，组是共享风险链路组(SRLG)或者共享风险组(SRG)。
根据本发明的第二方面，提供一种算法，它使计算机对共享风险链路组SRLG或共享风险组SRG的列表执行以下动作，各SRLG或SRG包含共享受到相同故障影响的风险的链路：
制作未检查SRLG或SRG的列表，其中包括需要分析的所有SRLG或SRG，
对于每个未检查SRLG x或SRG x
将未检查SRLG x或SRG x与其它未检查SRLG y或SRG y中的每一个进行比较，以及
如果SRLG y或SRG y是SRLG x或SRG x的子集，则删除SRLG y或SRG y，并且继续将SRLG x或SRG x与其它SRLG y或SRGy进行比较，直到所有SRLG y或SRG y已经与SRLG x或SRG x进行了比较，以及
如果SRLG x或SRG x是SRLG y或SRG y的子集，则删除SRLG x或SRG x，以及
如果SRLG x或SRG x未作为SRLG y或SRG y的子集而被删除，则将它标记为已检查，并且将它指配给简化列表。
根据另一个方面，本发明包含一种减少计算机处理器从共享风险链路组SRLG或共享风险组SRG的列表确定备选路径所需的计算机处理能力的方法，包含通过删除列表中完全在列表中的另一SRLG或SRG之内的那些SRLG或SRG来将SRLG或SRG的列表减少到简化列表，其中简化列表的SRLG或SRG不是另一SRLG或SRG的完全包括的子集，并且对简化列表运行备选路径确定算法。
根据另一个方面，本发明包含使用计算机处理器以便从共享风险链路组SRLG或共享风险组SRG的列表创建备选通信路径，包含通过从列表删除完全包含在列表的另一SRLG或SRG中的那些SRLG或SRG或者完全包含在列表中的另一SRLG或SRG中的至少一个SRLG或SRG来减少SRLG或SRG的列表，并且对简化列表运行备选路径确定算法，以及将备选通信路径确定细节存储在计算机存储器中。
根据又一个方面，本发明包含一种通信网络，具有：路由控制服务器，用于定义电信信号从网络中的第一位置(A)到网络中的第二位置(B)的通路，并且有权访问包含从第一位置(A)传播到第二位置(B)的电信的路由选择指令的第一存储器；以及备选路由选择服务器，适合于产生从第一位置到第二位置的备选通路，并且将备选通路数据存储在第二存储器中，其中备选路由选择服务器使用本发明的第二方面的算法来产生备选通路数据，并且其中路由控制服务器适合于通过使从(A)到(B)的电信使用第二存储器中的备选路由选择通路数据进行路由，来响应在第一存储器中指定的从第一位置(A)到第二位置(B)的通路中存在故障的指示。
第一和第二存储器可包括相同的存储器。路由控制服务器和备选路由选择服务器可包括相同的服务器。
虽然通常的情况是我们将各组的链路与链路组的列表中每一个其它组的链路进行比较，但是我们不希望通过使这样做成为必要的来提供围绕本专利的方式。如果一组链路与许多其它组链路进行比较，我们可省略该组链路与一个或多个其它组链路的比较，以便极大地减少列表中的整体链路组数，由此极大地减少确定备选路由选择路径所需的计算器。
类似地，当已确定特定的第一组链路是另一组链路的完全包含的子集时，我们通常将从链路组的列表删除第一组链路。但是，我们不希望通过使始终将它们删除成为必要来给出围绕本专利的方式。从组列表删除许多冗余组或者大部分(超过一半)冗余组，或者删除一些甚至一个冗余组，仍然可极大地减少确定备选路由选择路径所需的计算次数。
举一个极端的例子，本发明可包括只将一组链路与另一第二组链路进行比较，确定所述一组是第二组的完全包含的子集，以及删除所述一组。重复这个过程还可减少输入到备选路由确定算法的组数，并且将实现所需处理时间和处理能力方面的更大回报/节省。
权利要求书应当理解为包含以上所述。
从仅以附图中示例的方式示出的以下优选实施例的描述，本发明的其它特征会非常明显，附图包括：
图1是可应用本发明的基本网络的示意图；
图2是可应用本发明的更复杂网络的示意图；以及
图3是实现备选路由计算策略的通信网络的示意图。
参照图1，示出可应用本发明、一般表示为10的基本网络的示意图。网络10包括四个节点A、B、C、D和四条链路AB、BC、CD、BD，如表1所概括。
 
自 至 链路
A B AB
C B BC
C D CD
D B BD
表1：节点之间的链路。
图1中，四条管道以四个椭圆12、14、16、18来表示。管道(duct)是具有不同链路经过其中的地下管线(underground pipe)或通道(passageway)。可以看到，链路在相同管道传播的情况下，它们可受到相同故障影响。例如，如果椭圆12所表示的管道例如通过因道路工程引起的事故而被切断，则链路AB、BC和CD将丢失。
使用共享风险链路组(SRLG)的概念，椭圆12、14、16、18表示可能易受网络10中的相同故障影响的链路组。为了清楚起见，参照SRLG，但是大家会理解，本公开同样适用于共享风险组(SRG)。也由标号12、14、16、18所表示的对应四个SRLG在表2中概括。SRLG12、14、16、18包括数据集。
 
SRLG 组中的链路
12 AB，BC，CD
14 AB，BC，BD
16 BC，CD
18 BD，CD
表2：各SRLG中的链路
从表2可看到，SRLG 16是SRLG 12的子集，使得SRLG 16完全包含在SRLG 12之内。我们知道，SRLG 16可从数据集中删除，而没有减少计算和分配的效率。这样做使得能够进行在备选保护路径的后续计算中要考虑的SRLG的数量的减少。
这样，根据本发明的SRLG概念在已知路由选择算法内用来避免预计被分离但经过相同SRLG的两个路由选择的计算。这意味着，如果与一般SRLG x关联的某条链路是路径的部分，则相同SRLG的其它链路不能是分离路径的部分。使这个概念一般化，可观测到，如果SRLG y包括SRLG x的所有链路，则将要避免的所有资源均在SRLG y中指定，并且因此SRLG x是冗余的。
在一般情况下为了执行根据本发明的方法，首先产生待分析的所有SRLG的列表。然后，将各SRLG与列表中的所有其它SRLG进行比较，以便验证它是否为另一SRLG的子集。如果发现任何子集，则从列表中进行删除。列表中的剩余SRLG表示要用于计算备选断开路径(disconnected path)的所有数据。
该方法的步骤可采用执行以下步骤的算法来实现：
制作未检查SRLG的列表，其中包括需要分析的所有SRLG，
{对于未检查的各SRLG x：
{将它与其它未检查SRLG y中的每一个进行比较
如果SRLG y是SRLG x的子集，则删除SRLG y并且继续内部循环，否则，如果SRLG x是SRLG y的子集，则删除SRLG x并从内部循环退出}
如果SRLG x未被删除，则将它标记为已检查，并将它指配给简化列表}
执行这些步骤的算法继续外部循环，只要未检查SRLG的列表不为空。如上所述的算法的使用允许优化SRLG简化运算，以便产生SRLG的简化列表。简化列表可用于以已知方式来计算任何分离备选路径。
如果本发明的方法应用于图1中的网络10，则未检查SRLG的列表采用表2的数据来初始化。大家看到，SRLG 12包括SRLG 16，并且因此可删除SRLG 16。系统地继续该过程，直到没有其它SRLG可删除。在图1的网络10中，在计算备选路径时要考虑的SRLG因而从四条减少到三条。
虽然如何执行本发明的上述示例示出具有四个节点和四条链路的简化网络10，但是现实生活网络可具有数千个节点和链路。大家会理解，减少SLRG的数量可极大地减少对网络分配和指配保护路径所包括的各个计算步骤的数量。现在在图2中提供在更复杂的网络中删除SRLG所包括的有益效果的示例。
图2中，示出可应用本发明的更复杂的网络40。与图1的网络相似的特征用相似的参考标号示出。图2中示出三个附加节点E、F和G，它们如表3所示与链路连接，使得总共有7个节点和10条链路。
 
自 至 链路
A B AB
A E AE
B C BC
B D BD
B G BG
B F BF
C E CE
C D CD
D G DG
D F DF
表3：节点之间的链路。
图2中，四条附加管道以四个附加椭圆20、22、24、26来表示，使得各管道具有通过其中的不同链路。网络40中总共有八条管道。使用SRLG的概念，椭圆12、14、16、18、20、22、24、26表示对应SRLG，其也由标号12、14、16、18、20、22、24、26所表示，具有如表4概括的链路。
 
SRLG 组中的链路
12 CE，AE，AB，BC，CD，DG，BG
14 AB，BC，BD，BG，BF
16 CE，BC，CD
18 DG，CD，BD，DF
20 CE，AE
22 DG，BG
24 BF，DF
26 CE，AE，AB，BC，CD，
表4：各SRLG中的链路
从表4可看到，SRLG 16是SRLG 26的子集，使得SRLG 16完全包含在SRLG 26之内。因此可删除SLRG 16。SRLG 26完全包含在SRLG 12内，使得可删除SRLG 26。SRLG 22完全包含在SRLG 12内，使得可删除SRLG 22。SRLG 20完全包含在SRLG 12内，使得可删除SRLG 20。使用本发明的方法，SLRG的数量可从八个减少到四个。
大家会理解，给定网络中的节点和链路的数量越大，则SRLG的减少也可能越大。大家还会理解，以上应用本发明的创新原理的实施例的描述以非限制性示例方式给出。
当上述技术已用于将SRLG组的列表减少到其中没有完全包含作为列表中的另一SRLG组的包含子集的SRLG组的列表时，我们将对SRLG组的简化列表运行已知的备选通信路径算法，以便生成一条或多条备选路径(标识或指定在主路径的一部分出故障的情况下将要使用的备选通信路径的数据)。那些备选路径指令存储在计算机存储器中，并且在主路径中的组件出故障的情况下被访问和用于控制通信路径。已知的备选路径算法是提供通过集中或分布控制平面来实现的备选路径的自动方式。大家会理解，提供备选路径可从网络的管理系统手动实现。在两种情况下，支持服务的连接的计算从包括有关网络的节点和链路的信息的网络拓扑的数据库来执行。这种数据库可以是单个集中数据库，或者可以是在网络中的所有节点上复制的分布数据库。
实现上面所期望的备选路由计算策略的通信网络如图3所示。网络50包括由云30示意表示的许多节点和链路。大家会理解，对于从网络中的第一点A传播到网络50中的第二点B的电信业务存在通过网络的许多备选路由。
通信信号采取哪一个路由由路由控制服务器32来定义。路由控制服务器32有权访问包含路由数据36的存储器34。路由数据包括指定点之间的预先指定路由(由链路集合组成)的查找表。
在位置A与B之间的标准路由38中的链路之一上出现故障的情况下，链路之一中存在故障的事实经由输入35传送到服务器32。路由控制服务器则响应这是故障的知识而参照存储器34中保存的备选路由数据42，以便选择通过网络50的备选路径44，从而避免该故障。
备选路由数据42由备选路由选择服务器46来计算，并且由备选路由选择服务器46存储在存储器34中。备选路由选择服务器46使用上述算法和方法来减少产生备选路由数据42所需的计算的大小。
大家会理解，路由控制服务器32和备选路由选择服务器46不需要是独立的，而可以是同一服务器。“常规”路由选择数据36和备选路由选择数据42可存储在不同的存储器中，而不是如图3所示存储在同一个物理存储器中。
存储器34可以是任何适当的存储器，并且例如可以远离服务器，可以是可移动存储装置，或者可以是服务器硬件本身的部分，或者可以是另一选项。
大家会理解，在一个备选实施例中，可以没有专门向路由选择服务器32提供的错误信号35。例如，路由选择服务器可在预定时间之后它尚未具有与下游通信装置的成功“握手”的确认时自动使用备选路由通路-它可能对备选路由通路超时(it may timeout to thealternative route pathway)。可存在了解应当使用备选路由的其它方式。
一个以上备选通路可被确定并且存储在存储器中。如果第一(或更早的)备选不工作，则路由选择服务器可使用第二、第三等的备选通路。我们可考虑计算多个备选通路，因为与没有将本发明的过程应用于组列表以便去除其中的一些相比，我们的路由确定过程对明显更少的链路/明显更少的链路组进行操作。

Claims (7)

1.一种处理数据用于计算光通信网络(10，40)中的备选路径的计算机实现方法，包括：
制作包含链路的组(12，14，16，18，20，22，24，26)的列表，其中组中的所述链路共享受到相同故障影响的风险，
将各组(12，14，16，18，20，22，24，26)与所述列表中的其它组(12，14，16，18，20，22，24，26)进行比较，以便确定各组是否包括与另一组相同的链路，以及
删除包含作为另一组中的所述链路子集的链路的所述组(16，26，20，22)。
2.根据权利要求1所述的计算机实现方法，并且还包括：使用未删除的剩余组来计算所述网络中的链路的备选路径。
3.根据权利要求1所述的计算机实现方法，其中，所述组是共享风险链路组SRLG或共享风险组SRG。
4.一种包含算法的机器可读计算机程序产品，所述算法使计算机对共享风险链路组SRLG或共享风险组SRG的列表执行以下动作，各SRLG或SRG包含共享受到相同故障影响的风险的链路：制作未检查SRLG或SRG的列表，其中包括需要分析的所有所述SRLG或SRG，
对于每个未检查SRLG x或SRG x
将所述未检查SRLG x或SRG x与其它未检查SRLG y或SRG y中的每一个进行比较，以及
如果SRLG y或SRG y是SRLG x或SRG x的子集，则删除SRLGy或SRG y，并且继续将SRLG x或SRG x与所述其它SRLG y或SRGy进行比较，直到所有所述SRLG y或SRG y已经与所述SRLG x或SRG x进行了比较，以及
如果SRLG x或SRG x是SRLG y或SRG y的子集，则删除SRLGx或SRG x，以及如果SRLG x或SRG x未作为SRLG y或SRG y的子集而删除，则将它标记为已检查，并且将它指配给简化列表。
5.一种减少计算机处理器从共享风险链路组SRLG或共享风险组SRG的列表确定备选路径所需的计算机处理能力的方法，包含通过删除所述列表中完全在所述列表中的另一SRLG或SRG之内的那些SRLG或SRG来将SRLG或SRG的所述列表减小到简化列表，其中所述简化列表的SRLG或SRG不是另一SRLG或SRG的完全包括的子集，以及对所述简化列表运行备选路径确定算法。
6.使用计算机处理器以便从共享风险链路组SRLG或共享风险组SRG的列表创建备选通信路径，包含通过从所述列表删除完全包含在所述列表的另一SRLG或SRG中的那些SRLG或SRG或者完全包含在所述列表的另一SRLG或SRG中的至少一个SRLG或SRG来减小SRLG或SRG的所述列表，并且对简化列表运行备选路径确定算法，以及将所述备选通信路径确定细节存储在计算机存储器中。
7.一种通信网络(50)，具有：路由控制服务器(32)，用于定义电信信号从所述网络中的第一位置(A)到所述网络中的第二位置(B)的通路，并且有权访问包含从所述第一位置(A)传播到所述第二位置(B)的电信的路由选择指令的第一存储器(34)；以及备选路由选择服务器(46)，适合于产生从所述第一位置到所述第二位置的备选通路，并且将备选通路数据(42)存储在所述存储器(34)中，其中所述备选路由选择服务器使用如权利要求1、5或6所述的方法或者如权利要求4所述的计算机程序产品来产生备选通路数据(42)，并且其中所述路由控制服务器(52)适合于通过使从(A)到(B)的所述电信使用所述第二存储器中的所述备选路由选择通路数据进行路由，来响应在所述第一存储器中指定的从所述第一位置(A)到所述第二位置(B)的所述通路中存在故障的指示。
CN200680056390.8A 2006-11-16 2006-11-16 通信网络中的备选通信路径的提供 Pending CN101536383A (zh)

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EP (1) EP2082510A1 (zh)
CN (1) CN101536383A (zh)
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