CN101645796A - 一种自动交换光网络保护的分布式配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种自动交换光网络保护的分布式配置方法，该方案用于进行P－cycle的分布式配置，并提出了P－cycle保护对网络中节点故障和链路故障的保护方法。结合ASON网络的特点，提出了自动交换光网络P－cycle保护的分布式配置方法。在具体实施的过程中，包含了三个步骤：初始配置阶段、遍历搜索阶段和收敛阶段。本发明采用分布式思想来进行P－cycle保护的配置，可以提供快速保护倒换和很高的资源利用率，同时避免由于网络变化而带来了困难，并通过定义P－cycle评价函数，有效地减低了算法的遍历次数，从而有效地加快P－cycle的配置，提高了算法的收敛速度。

Description

一种自动交换光网络保护的分布式配置方法

技术领域

本发明涉及一种自动交换光网络(Automatically Switching Optical Network，ASON)P-cycle保护的分布式配置方法，提出了一套分布式P-cycle保护方案，该方案可以有效地进行P-cycle的分布式配置，并设计了P-cycle保护对网络中节点故障和链路故障的保护方法。

背景技术

传统光网络SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系)、SONET(SynchronousOptical Network，同步光纤网)和OTN(Optical Transmission Network，光传送网)用来实现大容量传输，能靠网管来管理网络的性能、安全、配置、维护、计费、告警等。但随着网络的复杂化，网管任务日益繁重，很难对网络中的实时需求快速做出反应。面对大量实时突发业务时，这种依靠集中网管对网络进行人工管理的模式受到强烈地冲击。从网络生存性的角度看，传统的光网络生存性主要采用自愈环的组网形式，然而其在资源利用上存在缺陷。

为了解决传统光网络中存在的问题，自动交换光网络应运而生，它通过引入控制平面完成网络连接的建立、修改和维护，并能提供良好的网络保护/恢复性能。与传统光网络相比，ASON的生存性大大提高，它支持更加灵活的故障保护恢复机制，能通过控制平面的路由和信令机制实现网络故障后的保护恢复，充分利用网络中的可用资源从而提高网络的资源利用率以及网络对故障的恢复能力。

目前，ASON网络保护恢复机制主要包括1+1保护，M∶N保护，共享保护和重路由恢复。与ASON网络中常用的保护恢复方式相比，P-cycle保护方式在网络的控制带宽开销方面与传统的生存性策略相比是最低的，而且其保护成功率也较高，保护恢复时间可以和1∶1相媲及，工作业务阻塞率较1+1，1∶1方式也要小很多，网络资源的冗余度也随着业务强度的增大而快速下降，当网络业务强度较大时，其冗余度比1+1，1∶1要小。

现有的P-cycle保护方法有北京邮电大学光通信中心提出的“WDM光网络中静态业务的P-cycle保护”，该方案中采用P-cycle保护的集中式配置方法。然而自动交换光网络是分布式的，一旦网络拓扑结构发生了某些改变，或者网络中资源使用情况发生了一定的变化，势必需要用网管系统重新进行配置，这大大增加了网管的工作强度，对于网络的可扩展性和升级性是不利的。分析现有的P-cycle保护方法的缺点，P-cycle保护的分布式配置方法具有很好的应用前景和研究价值。

发明内容

考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的是在于提供一种自动交换光网络P-cycle保护的分布式配置方法。

在自动交换光网络的规划阶段需要为业务预先配置一系列保护圈，P-cycle通过分布式的网管系统完成配置，为了达到上述目的，本发明的技术方案包括以下步骤：

步骤S101：每个需要被保护的节点生成特定数据包，并对数据包进行初始化，数据包生成完毕以后，将该数据包向其他邻居节点转发，准备开始遍历P-cycle搜索过程；

步骤S102：邻居节点读取接收到的数据包中源节点标识信息，根据该信息从本地数据库中选择与该节点标识相一致的数据条目；如果存在与该节点标识相一致的数据条目，判断数据包中保存的评价函数值是否大于原数据条目中保存的评价函数值，其中，P-cycle的评价函数为： $S_i=\mathrm{\α}\frac{P_w}{P_c\×r}+(1-\mathrm{\α})\frac{P}{P_s},(0\≤\mathrm{\α}\≤0.9),$ P_w为P-cycle环可以保护的工作链路容量，P为P-cycle的总容量，P_c为P-cycle的环容量，r为路由跳数，P_s为环路上的总备用容量。取

如果数据包中保存的S_i值大于原数据条目中保存的评价函数值，则在数据包中更新评价函数值和环长度，并更新本节点的本地数据库。然后将该数据包向其他邻居节点转发，并重复遍历搜索阶段。

步骤S103：当某一个节点收到数据包中的源节点标识字段与本节点的节点标识字段重复，且评价函数值最大，则结束遍历搜索过程。

其中，P-cycle可以分为节点P-cycle和链路P-cycle，分别应用于网络中的节点故障和链路故障。

另外，每个节点生成的数据包中的信息包括：该节点的节点标识、环长度和评价函数值。且数据包中的节点标识字段是本方案收敛的关键字段，收到数据包的节点首先判断该数据包内源节点标识是否与本节点标识相同，如果相同，则说明所有节点已经遍历一遍。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明在自动交换光网络的拓扑发生变化时，通过P-cycle保护的分布式配置方法，进行快速保护倒换，使用P-cycle评价函数有效地减低了算法的遍历次数，从而有效地加快P-cycle的配置，提高了算法的收敛速度。

附图说明

图1是根据本发明用于ASON的P-cycle保护分布式配置示意图；

图2是根据本发明用于ASON的P-cycle保护分布式配置具体实施流程图；

图3是ASON网络控制平面拓扑示意图；

图4是根据本发明的方法处理节点故障的示意图；

图5是根据本发明的方法处理链路故障的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

如图1所示，该图是本发明中用于ASON的P-cycle保护分布式配置的示意图，其具体步骤如下：

步骤S101：在初始配置阶段，每个需要被保护的节点生成特定数据包，并对数据包进行初始化，数据包生成完毕以后，将该数据包向其他邻居节点转发，准备开始遍历P-cycle搜索过程；

步骤S102：在遍历搜索阶段，邻居节点读取接收到的数据包中源节点标识信息，根据该信息从本地数据库中选择与该节点标识相一致的数据条目；如果存在与该节点标识相一致的数据条目，判断数据包中保存的评价函数值是否大于原数据条目中保存的评价函数值。根据较大S_i的值，更新本节点的本地数据库，并继续遍历搜索；

步骤S103：在收敛阶段，当某一个节点收到数据包中的源节点标识字段与本节点的节点标识字段重复，且评价函数值最大，则结束遍历搜索过程。

下面结合图2说明本发明的方法实现P-cycle保护分布式配置具体实施的过程。

步骤S201：每个需要保护的节点生成特定数据包，并对数据包进行初始化，其中，源节点标识字段用该节点的节点标识来表示，环长度和评价函数字段全部设置为零示；

步骤S202：待数据包生成完毕以后，将该数据包向其他邻居节点转发；

步骤S203：读取该数据包中源节点标识信息；

步骤S204：根据该信息从本地数据库中选择与该节点标识相一致的数据条目；

步骤S205：如果存在与该节点标识相一致的数据条目，则判断数据包中保存的评价函数值是否大于原数据条目中保存的评价函数值；

步骤S206：如果数据包中保存的评价函数值大于原数据条目中保存的评价函数值，则在数据包中更新评价函数值和环长度，并更新本节点的本地数据库，反之，则抛弃该数据包；

步骤S207：若某一个节点收到数据包中的源节点标识字段与本节点的节点标识字段不重复，则将该数据包向其他邻居节点转发，并重复遍历搜索阶段；

步骤S208：若某一个节点收到数据包中的源节点标识字段与本节点的节点标识字段重复，该节点将该数据包中有效权重字段与本节点所保存的数据条目相比较；

步骤S209：如果评价函数值比原来的大，则将该数据包保存下来。邻居节点将搜索的结果发送给源节点，源节点在多个满足条件的候选圈中，筛选出评价函数值最大的P-cycle，则基于该数据包中的圈是最优的；

其中，步骤S201是本方案的开始阶段，当收到开始指令以后，每一个节点将同时动作。在每一个节点内部将产生的数据包中保存了该节点的节点标识、环长度和评价函数。源节点标识是由生成该数据包的节点标识来填充，该字段也是本方案收敛的关键字段，收到数据包的节点首先判断该数据包内源节点标识是否与本节点标识相同，如果相同，则说明已经漫游一遍。环长度是指数据包每经过的节点数。评价函数是用来详细描述该数据包所经过圈的优劣，这个字段的值越高，该P-cycle所保护的资源越广。因此，我们在选择P-cycle的时候，优先考虑使用评价函数值较高的P-cycle。我们设P-cycle的有效函数为S_i，P-cycle环可以保护的工作链路容量为P_w，P-cycle的总容量为P，P-cycle的环容量为P_c，路由跳数为r，环路上的总备用容量为P_s，则评价函数表达式为： $S_i=\mathrm{\α}\frac{P_w}{P_c\×r}+(1-\mathrm{\α})\frac{P}{P_s},(0\≤\mathrm{\α}\≤0.9).$ 表达式的前一项表明要搜索备用容量利用率尽量高的环，而后一项希望一次搜索可以配置一个多容量的环，以便有效降低搜索过程的循环次数。

结合图2和图3由P-cycle保护的分布式配置生成最优圈。图3是包括8个网元的网络拓扑示意图。

结合图2和图4，在本例中，P-cycle环上被保护节点G发生故障，将所有业务分别进行如图所示的倒换，从而对经过故障节点的所有业务进行保护。

结合图2和图5，在本例中，P-cycle环上链路C-D发生故障时，节点C与节点D处分别进行如图所示的倒换，经过路径D→E→H→F→G→A→B→C，利用预留资源对故障业务进行恢复。

Claims (2)

1、一种自动交换光网络保护的分布式配置方法，其特征在于，方法包括以下三个步骤：

步骤S101：每个需要被保护的节点生成特定数据包，数据包中的信息包括：该节点的节点标识、环长度和评价函数值；对数据包进行初始化，数据包生成完毕以后，将该数据包向其他邻居节点转发，准备开始遍历P-cycle搜索过程；

步骤S102：邻居节点读取接收到的数据包中源节点标识信息，根据该信息从本地数据库中选择与该节点标识相一致的数据条目；如果存在与该节点标识相一致的数据条目，判断数据包中保存的评价函数值是否大于原数据条目中保存的评价函数值，其中，P-cycle的评价函数为： $S_i=\mathrm{\α}\frac{P_w}{P_c\×r}+(1-\mathrm{\α})\frac{P}{P_s},(0\≤\mathrm{\α}\≤0.9),$ P_w为P-cycle环保护的工作链路容量，P为P-cycle的总容量，P_c为P-cycle的环容量，r为路由跳数，P_s为环路上的总备用容量，取

如果数据包中保存的S_i值大于原数据条目中保存的评价函数值，则在数据包中更新评价函数值和环长度，并更新本节点的本地数据库；然后将该数据包向其他邻居节点转发，并重复遍历搜索阶段；

步骤S103：当某一个节点收到数据包中的源节点标识字段与本节点的节点标识字段重复，且评价函数值最大，则结束遍历搜索过程。

2、如权利要求1所述的配置方法，其特征在于：所述的数据包初始化过程为：节点标识字段用该节点的节点标识来表示，环长度设置为零，评价函数字段设置为零。

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