CN101651598A - 一种网络资源分配方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种网络资源分配方法，包括如下步骤：根据业务请求的带宽和当前网络资源状态在带宽约束模式下计算网络上链路所需的网络资源；根据所述链路所需的网络资源为所述网络上链路分配网络资源。本发明实施例还公开了一种网络设备，实施本发明实施例，在宽带约束模式下，使网络的新增资源成本最小。

Description

一种网络资源分配方法和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种网络资源分配方法和设备。

背景技术

为了满足下一代网络系统中多种业务的服务质量(Quality of Service，QoS)需要，互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)提出了区分服务(Differenciated Service，Diff-Serv)模型。Diff-Serv的目的是将不同特性的业务进行分类，对不同类型的业务采用不同的处理方式。带宽约束模式(Bandwidth Constraints Model，BCM)是Diff-Serv技术在多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switch，MPLS)网络中的应用(Diffserv-aware MPLSTraffic Engineering，DS-TE)中的关键技术之一，它主要描述不同服务类型业务如何在网络中分配资源。不同服务类型(Class Type，CT)所对应的业务具有不同的带宽和优先级等，同时在各自标签交换路径(Label Switched Path，LSP)的链路上也具有不同的BC值(带宽约束值)。

图1为MA模式的一个示例，共有三种服务类型的业务，每种服务类型的业务都有一个带宽约束值，且三种类型业务的可用带宽之和不能超过链路上最大剩余带宽。在实际应用中，业务服务类型的数量可达8种。

在现有的资源分配过程中，在分配网络资源的过程中，直接在网络规划中为网络分配网络资源，如链路容量，并没有结合当前网络资源状态进行资源优化，无法控制网络新增的总成本最小。

发明内容

本发明的实施例要解决的技术问题是在满足网络设备和BCM约束模式条件下，优化路由分配与LSP的资源，使得网络新增的总成本最小。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一网络资源分配的方法，包括：

根据业务请求的带宽和当前网络资源状态在带宽约束模式下计算网络上链路所需的网络资源；

根据所述链路所需的网络资源为所述网络上链路分配网络资源。

相应的，本发明实施例还提供了一种网络设备，包括：

计算模块，用于根据业务请求的带宽和当前网络资源状态在带宽约束模式下计算网络上链路所需的网络资源；

资源分配模块，用于根据所述计算模块计算的所需的网络资源为所述网络上的链路分配网络资源。

实施本发明实施例，在一个已知网络拓扑业务要求下计算所需的网络资源，即在满足业务带宽约束模式等条件下，计算网络上链路的资源分配，使得网络新增的总成本最小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有MA模式示例图；

图2是本发明实施例中的网络资源分配方法的第一流程图；

图3是本发明实施例中的网络资源分配方法的第二流程图；

图4是本发明实施例中的网络资源分配方法的第三流程图；

图5是本发明实施例中的网络资源分配方法的第四流程图；

图6是本发明实施例中的PTN网络拓扑图；

图7是本发明实施例中的网络设备第一结构示意图；

图8是本发明实施例中的计算模块的结构示意图；

图9是本发明实施例中的网络设备的第二结构示意图；

图10是本发明实施例中的网络设备的第三结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种网络资源分配方法和设备，可以解决在已知网络拓扑(给定网络中节点位置和节点间的连通情况)和业务需求而链路容量上限未给定的分组传送网络(packet transport network，PTN)全量规划问题，旨在满足网络设备和BCM约束模式为MA模式等条件下，优化路由分配与LSP的资源，使得网络新增的总成本最小。

本发明实施例所解决的是网络的全量规划问题，网络上所有业务集合都是给定的。为描述方便，本发明实施例中通过三种服务类型的业务进行描述：CT2、CT1、CT0。需要指出的是，本发明是具有通用性的，其他服务类型业务也可以同样通过本发明实施例所提供的技术方案进行解决。

本发明实施例根据BCM限制下不同CT类型所对应的业务的资源共享。假设在设计了CT2业务的路由，并分配了相应资源后，由于CT2业务的资源限制需要配置相应的链路容量，这时候，各个链路上相当于为其他CT类业务预留了一定的资源，这些资源类似于共享保护中的共享资源，如果不使用，由于CT2的BCM限制也是需要配置的。所以在配置CT1或是CT0业务的时候，尽量使用这些资源。根据此特性，在本发明中，链路容量是否需要增加取决于可与已配置的CT类型业务共享的资源大小。

图2示出了本发明实施例中的网络资源分配方法的第一流程图，具体步骤如下：

步骤S101：根据业务请求的带宽和当前网络资源状态在带宽约束模式下计算网络上链路所需的网络资源；

步骤S102：根据链路所需的网络资源为网络上链路分配网络资源。

在对已知了路由路径上的链路分配网络资源时，需要计算新增的资源是否满足带宽约束要求，如果需要在链路上增加新增资源时，则需要为该链路分配新增网络资源，从而控制网络新增的总成本最小。

同时，本发明实施例提出了基于新增代价最小的链路代价设置方法，本发明实施例并不是单纯追求新增成本最小，而是把链路代价设为新增成本乘上某个系数，或是设为新增成本乘上某个系数后再加上该业务耗费的单位成本之和，试图避免业务选路时单纯追求新增成本最小而出现不必要的绕路情况，从而耗费太多的网络资源导致总成本增加。本发明实施例中所提供的方法，主要根据当前网络的资源状态计算网络上链路所需的网络资源，该网络资源状态包括每类业务请求的带宽、每类业务在网络上已用资源、每类业务的带宽约束比例值、所在链路的总资源等；根据所需的网络资源计算链路的权重值，再根据链路权重值为网络上的业务计算路由路径，结合计算的链路所需的网络资源为路由路径上的链路分配新增的网络资源。下面主要结合具体的流程图和结构示意图来说明本发明实施例的实现过程。

图3示出了本发明实施例中的网络资源分配方法的第二流程图，具体步骤如下：

步骤S201：将所有业务按照服务类型进行归类和排序；

依据某种策略为业务进行排序，并设置各节点用于本地上下的交叉容量。

具体的，将网络上所有需要配置网络资源的业务按照各自的服务类型进行归类，通过这种归类可以根据业务所对应的服务类型逐类对业务配置网络资源。一般的，可以按照业务所对应的服务类型对业务进行排序，如CT7、CT6、CT5、CT4、CT3、CT2、CT1、CT0的顺序，或者其他顺序；对于同类型业务中的业务，按照业务所请求的带宽大小进行排序，业务所请求的带宽越大的排序越前。对于不同类型业务所请求相同的带宽时，带宽约束比例值越小的，所需的新增资源越大，该带宽约束比例值为：每类服务类型所对应的业务刚好满足带宽约束条件时，业务所占用资源值与业务所在的服务类型带宽约束值之间的比值，该比例值在0与1之间，假设该业务的比例约束值为0.2时，该业务所请求的带宽为150M时，该业务所对应服务类型的带宽约束值至少应该为750M，假设该业务所对应的服务类型带宽约束值为500M时，对于该服务类型上所对应的业务所请求的带宽最多只能为100M；对于同类型业务所请求不同的带宽时，所请求的带宽越大时，所需的新增资源越大。一般来说，为同类型业务中所请求的带宽越大的业务配置新增资源。

具体的，本发明实施例中还可以按照服务类型对网络上所需配置新增资源的业务进行归类，在对每类业务进行归类之后，计算每类业务中所有业务所请求的总带宽，如CT1类有三个业务需要配置，则CT1类所需请求的总带宽则为该三个业务所请求的带宽之和。计算每一类服务类型所需的总容量，根据该类型所对应的所有业务所请求的总带宽以及该类型业务的带宽约束比例值计算该类型业务所需的总容量，该总容量为同类型业务所请求的总带宽与该类型业务所对应的带宽约束比例值之间的比值。按照每类服务类型所需的总容量大小进行排序，所需总量越大的服务类型所对应的业务排序在前，对同类业务按照业务所请求的带宽大小排序，业务所请求的带宽越大的排序在前。这样使需要资源相对较多的服务类型的业务排在前面优先处理，这样它就可以为后配置的服务类型的业务预留更多的可用资源，使其在无需或更少的新增资源的情况下得到成功配置，更有效地利用已配置的资源，提高了资源利用率。

这里的排序规则也不限于上述方式实现，也可以根据业务的保护类型、业务所请求的带宽大小、业务所对应的服务类型的带宽约束比例值大小等来进行排序。

在对所有业务排好序之后，按照排序规则将所有业务放入一个集合中，为业务逐类逐个进行配置网络资源做好准备。

步骤S202：根据当前网络状态，按照业务的归类和排序规则计算网络中链路上所需的网络资源，并根据所需的网络资源计算链路的权重值；

为业务寻找端到端的路由路径时，首先需要根据物理拓扑生成计算路由路径的图，然后为网络拓扑中的各条链路和各个节点设置权重值，最后采用Dijkstra路由算法计算路由路径，具体实现过程如图4中所示，图4中示出了本发明实施例中的网络资源分配方法的第二流程图，具体步骤如下：

开始；

步骤S301：在链路集合中取一条链路；

由于网络中所需配置的业务和网络的链路都是已知的，需要根据每类业务的状况计算业务对所有的链路的影响。

步骤S302：计算此业务导致此链路需要新增的资源NewAddResource；

计算业务经过此链路需要新增的资源NewAddResource。假设进行路由的业务所请求的带宽为Bw，它所在的服务类型为CTi，该类业务所对应的服务类型的BC比例值为BCi，其中第i类业务已经使用的容量为Used(CTi)，网络上所有业务已经使用的容量，即第j类业务(0≤j≤7)已经使用的容量为Used(CTj)，j表示0到7的整数，对应了所有服务类型，j取值为0时，表示的是CT0类，j取值为7时，表示的是CT7类；链路e上配置的总容量为C_total，链路e上已经使用的容量为C_uesd，该已经使用的容量为排序在前的业务在该链路上配置的容量，或者在对已有资源配置容量时，该链路上已经使用的容量，即所有业务已经使用的容量之和∑Used(CTj)，其中：那么此业务经过链路e需要新增的资源NewAddResource为：

NewAddResource＝Max((Bw+Used(CTi))/BCi-C_total，C_uesd+Bw-C_total，0)

其中：(Bw+Used(CTi))/BCi-C_total为在满足BC值的约束下，配置第i类业务需要新增的资源；C_uesd+Bw-C_total为满足链路总容量的约束下，配置第i类业务需要新增的资源；在这两个约束下所得结果与0进行比较，最大者即为该链路真正需要新增的资源值。

步骤S303：对新增资源进行模块化，得到Model(NewAddResource)；

如果NewAddResource＝0，则不需要模块化；

如果NewAddResource≠0，则需要将新增资源模块化为某种实际的物理光纤类型，这里选择单位成本最便宜且满足链路新增资源要求的光纤类型。

步骤S304：计算新资源导致的新增成本NewAddCost；

如果NewAddResource＝0，则链路的新增成本大小NewAddCost＝0；

如果NewAddResource≠0，假设资源模块化后所选取的物理光纤类型为POS1，其容量为C_POS1，成本为α，单位成本为γ＝α/C_POS1，则Model(NewAddResource)＝C_POS1，链路的新增成本大小NewAddCost＝α。

步骤S305：判断是否是第一类配置的业务，如果是则进行步骤S306，否则进行步骤S307；

第一类配置的业务是指按照业务的排序进行资源分配时，对业务集合中的第一个进行资源分配的业务，即最先配置资源的业务，业务集合中余下的业务都是非第一类配置的业务。

步骤S306：计算链路的权重值，此链路的权重设为NewAddCost×β；

步骤S307：计算链路的权重值，此链路的权重设为NewAddCost×β+Bw×γ；

步骤S306和步骤S307是对链路的权重进行计算，对于第一类配置的业务，将链路的代价设置为新增的资源的权重：NewAddCost×β；对于非第一类配置的业务，将链路的权重设置为：NewAddCost×β+Bw×γ。这里对非第一类配置的业务采用NewAddCost×β+Bw×γ的值来设置链路代价，目的是同时考虑链路新增资源成本与实际使用的资源成本，试图进一步避免业务选路时出现不必要的绕路情况。β为一个固定系数，为避免业务选路时出现不必要绕路的系数，可以由用户指定。

步骤S308：判断该链路是否为最后一条链路，如果是最后一条链路时，则结束此次对网络中所有链路权重值的计算，否则转步骤S301。

这样根据步骤S301至步骤S308的流程，即可根据网络的资源状态完成网络上所有链路的权重值的计算。

相应的，本发明实施例还可以根据新增资源值计算链路的权重值，具体实现过程如图5中所示，图5中示出了本发明实施例中的网络资源分配方法的第三流程图，具体步骤如下：

开始：

步骤S401：在链路集合中取一条链路；

由于网络中所需配置的业务和网络的链路都是已知的，需要根据每类业务的状况计算业务对所有的链路的影响。

步骤S402：计算此业务导致此链路需要新增的资源NewAddResource；

计算业务经过此链路需要新增的资源NewAddResource。假设进行路由的业务所请求的带宽为Bw，它所在的服务类型为CTi，该类业务的BC比例值为BCi，其中第i类业务已经使用的容量为Used(CTi)，网络上所有业务已经使用的容量，即第j类业务(0≤j≤7)已经使用的容量之和为Used(CTj)；链路e上配置的总容量为C_total，链路e上已经使用的容量为C_uesd，即所有业务已经使用的容量之和∑Used(CTj)，其中：那么此业务经过链路e需要新增的资源NewAddResource为：NewAddResource＝Max((Bw+Used(CTi))/BCi-C_total，C_uesd+Bw-C_total，0)

其中：(Bw+Used(CTi))/BCi-C_total为在满足BC值的约束下，配置第i类业务需要新增的资源；C_uesd+Bw-C_total为满足链路总容量的约束下，配置第i类业务需要新增的资源；在这两个约束下所得结果与0进行比较，最大者即为该链路真正需要新增的资源值。

步骤S403：判断是否是第一类配置的业务，如果是则进行步骤S404，否则进行步骤S405；

第一类配置的业务是指按照业务的排序进行资源分配时，对业务集合中的第一个进行资源分配的业务，即最优先配置资源的业务，业务集合中余下的业务都是非第一类配置的业务。

步骤S404：计算链路的权重值，此链路的权重设为NewAddResource×β；

步骤S405：计算链路的权重值，此链路的权重设为NewAddResource×β+Bw×γ；

步骤S404和步骤S405是对链路的权重进行计算，对于第一类配置的业务，将链路的代价设置为新增的资源的权重：NewAddResource×β；对于非第一类配置的业务，将链路的权重设置为：NewAddResource×β+Bw×γ。这里对非第一类配置的业务采用NewAddResource×β+Bw×γ的值来设置链路代价，目的是同时考虑链路新增资源成本与实际使用的资源成本，试图进一步避免业务选路时出现不必要的绕路情况。β为为避免业务选路时出现不必要绕路的系数，可以由用户指定。

一般的，β值介于0到1之间，其大小决定着新增代价对于业务寻路的影响大小，通常取值在0.7到0.8，能够较好的解决业务路由时出现的不必要的绕路情况。对于β的两个极限值0和1间，当β取0时，表示业务按占用资源最少来配置，所有业务配置完成后全网的实占资源最优，但成本不一定最优，并很有可能与最优成本相差很大，因为资源涉及到模块化为物理光纤的问题；当β取1时，表示业务按新增成本最少来配置，所有业务配置完成后全网的成本并不一定最优且可能相差较大(这是因为先配置的业务路由对后配置的业务影响较大，导致后配置的业务为了尽量使用现有资源而不惜绕很远的路，导致最终结果与最优成本偏离较多)，且实占资源很有可能与最优实占资源相差很大。

步骤S406：判断该链路是否为最后一条链路，如果是最后一条链路时，则结束此次对网络中所有链路权重值的计算，否则转步骤S401。

这样根据步骤S401至步骤S406的流程，即可根据网络的资源状态完成网络上所有链路的权重值的计算。

步骤S203：根据路由算法和权重值为该业务计算路由路径；

为业务寻找端到端的路径，对于无保护类型的业务，如果能够寻找到工作路径则视为路由成功，对于专用保护类型业务，能够同时找到工作路径和保护路径，则视为路由成功，如果该路由不成功，则视为业务配置失败。在最后对网络资源的链路分配资源时，只对路由成功的路径所在的链路分配资源，也包括对路径上的节点分配资源。对于无保护类型业务，只需为工作路径分配资源，对于专用保护类型业务，需要为工作路径和保护路径同时分配资源。

如果链路中的权重值越大，则业务走该链路的可能性越低，反之，如果链路中的权重值越小，则业务走该链路的可能性越高。

步骤S204：为路由路径所在的链路和节点计算该业务所需的网络资源；

如果路由路径所在链路的NewAddResource＝0，则该链路不需要重新分配资源；如果路由路径所在链路的NewAddResource不为0，则该链路所需分配的资源为NewAddResource或Model(NewAddResource)。

如果节点间链路的NewAddResource＝0，则该链路两端的节点不需分配资源；如果节点间链路的NewAddResource不为0时，链路的端节点不是业务的源节点和目的节点，节点的交叉容量需要增加为NewAddResource或Model(NewAddResource)，否则不需要为该链路上的节点分配资源。

步骤S205：更新当前网络状态；

在进行全量规划时，按照排序规则分配业务时，在分配第一个业务时，网络没有配置任何业务时，当前网络状态中的C_Total为0、当前网络状态中的Used(CTi)为0、当前网络状态中的C_uesd为0、当前网络状态中的Used(CTj)为0，0≤j≤7。

在确定业务上的路由路径之后，这些路由路径上的链路和节点为网络所需配置的。如果计算的链路所需的新增资源值为0，则网络状态中的该链路上的C_Total不变，Used(CTi)增加Bw；如果所需的新增资源不为0，则C_Total增加NewAddResource或Model(NewAddResource)，Used(CTi)增加Bw。

在确定需要新增的资源之后，更新网络中的资源状态，这次新增的资源在下次业务配置过程中会成为已用资源，下次配置的业务会根据这些信息参考配置新增资源。

步骤S206：判断该业务是否为最后一个配置的业务，如果是，则进行步骤S207，否则转步骤S202；

如果该步骤判断业务不是最后一个配置的业务，还需要执行步骤S202至步骤S205，根据业务的请求带宽和当前网络资源状态重新为业务计算链路所需的网络资源、路由路径。

步骤S207：根据每一业务所需的网络资源为网络中的链路配置网络资源。

在计算完所有业务所需的新增资源之后，也获知了所有业务所需经过的链路，即每一业务的路由路径所在的链路，网络资源需要为这些链路配置网络资源，该配置网络资源为根据最后一个业务计算该业务所需的网络资源之后，每一链路上所需的C_Total。

下面结合具体的图例进行说明，图6示出了本发明实施例中的PTN网络拓扑图，包括8个节点和11条链路，如节点A、节点B、节点C、节点D、节点E、节点F、节点G、节点H和节点I，链路1、链路2、链路3、链路4、链路5、链路6、链路7、链路8、链路9、链路10和链路11，所有链路都是双向链路的，在该PTN网络上所需配置业务的CT类有三种，分别为CT2、CT1、CT0，网络拓扑中每一条链路上的业务所对应的BC值都相同，所对应的带宽约束比例值分别为BC2＝0.3、BC1＝0.5、BC0＝0.4，表格1中示出了在该PTN网络上需要配置的业务，包括业务a、业务b、业务c和业务d。

业务编号	源节点编号	目的节点编号	业务带宽(M)	保护类型	服务类型
						a	D	F	100	None	CT1
b	C	D	150	Dedicated	CT2
						c	B	H	150	None	CT0
d	D	E	300	Dedicated	CT0

表1

其中，业务a的源节点为D节点，目的节点为F，所需请求的业务带宽为100M，没有保护路径，业务的服务类型为CT1；业务b的源节点为C节点，目的节点为D，所需请求的业务带宽为150M，存在保护路径，业务服务的类型为CT2；业务c的源节点为B节点，目的节点为H，所需请求的业务带宽为150M，没有保护路径，业务服务的类型为CT0；业务d的源节点为D节点，目的节点为E，所需请求的业务带宽为300M，存在保护路径，业务服务的类型为CT0。

首先按照服务类型对业务进行排序，在计算新增资源时，执行的顺序为业务b、业务a、业务d、业务c，以此按照CT2、CT1、CT0为业务逐类分配资源。这里我们以节点D和节点E中的链路6进行描述，其他的链路实现过程与之相同。

首先计算业务b，对于第一个配置的业务，全网中所有的链路的C_Total、Used(CTi)均为0。由步骤S302中的计算方法可以得知该网络中的每条链路的新增资源一致，NewAddResource＝Max((150+0)/0.3-0，0，0)＝500。将新增容量模块化为某种物理光纤级别，选择单位成本最便宜的光纤类型POS1，其容量为1000，成本为α，则全网所有链路的Model(NewAddResource)＝1000，NewAddCost＝α，Linkweight＝α×β；所有节点的代价为0(在本发明实施例中，这里不考虑节点的容量问题，在后续业务计算中，节点的代价均设为0，满足整个业务的路由路径的选配)。由Dijkstra算法计算得到业务b的工作路径和保护路径的链路序列分别为1-2和3-4-6，其保护路径经过链路6。此时，更新链路6的总容量C_Total为1000，Used(CT2)为150，详细信息如表2所示。完成业务2的计算后，链路1、2、3、4、6上分别配置了一条容量为1000的光纤：POS1。表2示出了计算完业务2后链路6的相关容量信息。

CTotal	1000	Used(CT2)	150
				Used(CT1)	0	Used(CT0)	0

表2

计算业务a，由步骤S307计算得到全网的链路权重如表3所示，其中：因为链路1、2、3、4和6在计算完业务b(CT2)后已经配置了容量为1000的光纤，所以业务a(CT1)经过这些链路时，NewAddResource＝Max((100+0)/0.5-0，150+100-1000，0)＝0，即这些链路在不需要新增资源的情况下就可以完成业务a的配置，从而可以得到新增成本NewAddCost＝0，权重值(Linkweight)＝100×γ。而对于其它链路，因为仍未配置任何资源，需要新增资源NewAddResource＝Max((100+0)/0.5-0，100，0)＝500，Model(NewAddResource)＝1000，新增成本NewAddCost＝α，所以链路权重值Linkweight＝α×β+100×γ。由Dijkstra算法计算得到业务a的工作路径的链路序列为6-5，经过链路6。此时，链路6的总容量不变，Used(CT1)增加150，如表4所示。链路5上新配置了一条容量为1000的光纤：POS1。

表3

CTotal	1000	Used(CT2)	150
				Used(CT1)	100	Used(CT0)	0

表4

计算业务c，由步骤S307计算得到全网的链路权重如表5所示，其中，因为链路1、2、3、4、5、6在计算完业务b(CT2)和a(CT1)后已经配置了容量为1000的光纤，所以业务c(CT0)经过这些链路时，NewAddResource＝Max((150+0)/0.4-1000，250+150-1000，0)＝0，即这些链路在不需要新增资源的情况下就可以完成业务c的配置，可以得到新增成本NewAddCost＝0，Linkweight＝300×γ。对于其他链路，因为仍未配置任何资源，需要在此链路上新增资源，其所需的新增资源为NewAddResource＝Max((300+0)/0.4-0，150，375)＝750，Model(NewAddResource)＝1000，新增成本NewAddCost＝α，所以链路权重值Linkweight＝α×β+300×γ。由Dijkstra算法计算得到业务c的工作路径的链路序列为4-6-10，经过链路6。此时，链路6的总容量不变，Used(CT0)增加300，如表6所示。另外，链路10上新配置了一条容量为1000的光纤：POS1。

链路编号	权重值	链路编号	权重值	链路编号	权重值
						0	α×β+300×γ	1	300×γ	2	300×γ
3	300×γ	4	300×γ	5	300×γ
						6	300×γ	7	α×β+300×γ	8	α×β+300×γ
9	α×β+300×γ	10	α×β+300×γ

表5

CTotal	1000	Used(CT2)	150
				Used(CT1)	100	Used(CT0)	300

表6

计算业务d，由步骤S307计算得到全网的链路权重如表7所示，其中，因为链路1、2、3、4、5、6、10在计算完业务b(CT2)、a(CT1)和c(CT0)后已经配置了容量为1000的光纤。对于链路1、2、3、5，业务d(CT0)经过它们时，新增资源NewAddResource＝Max((150)/0.4-1000，250+150+300-1000，0)＝0，即这些链路在需要新增资源的情况下就可以完成业务d的配置，可以得到新增成本NewAddCost＝0，Linkweight＝150×γ。对于链路4、6，需要新增资源，NewAddResource＝Max((150+300)/0.4-1000，250+150+300-1000，0)＝125，Model(NewAddResource)＝1000，NewAddCost＝α。对于其他链路，因为仍未配置任何资源，也需要新增资源。NewAddResource＝Max((150+0)/0.4-0，150，375)＝500，Model(NewAddResource)＝1000，新增成本NewAddCost＝α。由此可以得知，对于链路0、4、6、7、8、9、10，权重值Linkweight＝α×β+150×γ。由Dijkstra算法计算得到业务d的工作路径和保护路径的链路序列分别为6和2-1-3-4，工作经过链路6。此时，链路4和6上各新增加了一条容量为1000的光纤：POS1，链路6的Used(CT0)增加150，如表8所示。

链路编号	权重值	链路编号	权重值	链路编号	权重值
						0	α×β+150×γ	1	150×γ	2	150×γ
3	150	4	α×β+150×γ	5	150×γ
						6	α×β+150×γ	7	α×β+150×γ	8	α×β+150×γ
9	α×β+150×γ	10	α×β+150×γ

表7

CTotal	2000	Used(CT2)	150
				Used(CT1)	100	Used(CT0)	450

表8

本发明实施例所提供的方法，同样也适用于其他类型的BCM模式，如另一种支持DS-TE的带宽约束模式，如俄罗斯套娃模型(Russia Doll Model，RDM)。在RDM中，对于业务LSP上的每一条链路，每种服务类型的业务能使用的最大链路容量值及各种服务类型业务之间使用链路容量的关系都明确给出，其关系如下：

第i类业务可用的带宽值≤第i类业务的带宽约束值(BC值)；

第maxi类业务可用的容量+第maxi-1类业务可用的容量+......+第i类业务可用的容量)≤第i类业务的容量约束值(BC值)；

所有类型业务的可用带宽之和≤BC0＝MSBw。

每类业务在自己的带宽约束下实现资源分配，并且各类业务在该链路上预留的可用资源之和不能超过链路的最大剩余资源(MSBw)。由此可以看出，在RDM模式中，各类业务的BC值有一种类似共享关系，并且可以抢占公共资源，然后为这种抢占的力度定义了约束。由此可以获知，根据RDM模式自身特征的影响，在计算新增资源时，RDM不再考虑链路容量上限的问题，则计算步骤S202中所有链路所需的网络资源为：

NewAddResource＝Max((Bw+C_uesd)/BCi-C_total，0)。

关于步骤S205中更新当前网络状态，主要考虑C_total和C_uesd，从而为后面的业务的路由路径所在的链路提供相关容量信息。在网络没有配置任何业务时，网络资源中的初始值均为0。为当前路由的业务分配资源时，根据是否需要新增资源，可以按照如下规则：

如果NewAddResource为0时，则C_total不变，C_uesd增加Bw；

如果NewAddResource不为0时，则C_total增加NewAddResource或Model(NewAddResource)，C_uesd增加Bw。

图7示出了本发明实施例中网络设备第一结构示意图，包括：计算模块701、资源分配模块702，其中：计算模块701用于根据业务请求的带宽和当前网络资源状态在带宽约束模式下计算网络上链路所需的网络资源；资源分配模块702用于根据计算模块701计算的所需的网络资源为网络上的链路分配网络资源。需要说明的是，这里的网络的资源状态包括每类业务请求的带宽、每类业务在网络上已用资源、每类业务的带宽约束值、链路所在的总资源。对于一个已知路由路上的链路，可以为具体的每一链路分配所需的网络资源。

通过实施本发明实施例所提供的设备，能够在一个已经网络拓扑业务要求下计算PTN网络所需的网络资源，即在满足业务带宽约束模式等条件下，计算路由和分配资源，使得网络总成本最小。

图8示出了本发明实施例中的计算模块的结构示意图，包括：

第一处理单元801，在通过如下步骤中：获得请求带宽的业务所对应的服务类型在当前链路上已使用的链路资源之和a1，计算a1加上该业务所请求的带宽得到的数值a2，计算该业务所对应的服务类型在当前链路上所需的资源a3，所需的资源a3为a2与该业务所对应的服务类型的带宽约束比例值之间的比值，在获得a3之后，用于判断a3是否超出当前链路所在的总资源；

第一计算单元802，用于在第一处理单元801判断超出当前链路所在的总资源时，计算出超出当前链路所在的总资源的值A1；

第二处理单元803，在通过如下步骤中：获得网络上所有业务在当前链路上已用的链路资源之和b1，计算b1加上所述当前业务在所述当前链路上所请求的带宽得到的数值b2，获得b2之后，用于判断b2是否超出当前链路所在的总资源；

第二计算单元804，用于在第二处理单元803超出所述当前链路所在的总资源时，计算出超出所述当前链路所在的总资源的值A2；

第三处理单元805，用于在第一计算单元802和第二计算单元802计算出A1和A2后，判断A1和A2的大小；

统计单元806，用于统计当前链路所需的网络资源值，如果第一处理单元801和第二处理单元803中的判断过程中都没有超出当前链路所在的总资源，则网络上所述当前网络所需的网络资源为零，或

如果第一处理单元801和第二处理单元801中只有一个超出当前链路所在的总资源，则该超出的值为当前链路所需的网络资源，即第一计算单元702计算的值A1或者第二计算单元804计算的值A2，或

根据第三处理单元805判断的大小，则网络上所述当前链路所需的网络资源为A1和A2中值大的一个。

通过第一计算模块中的各个单元，可以获得业务所经各个链路上新增资源大小，从而为链路的新增资源的分配提供了参考依据。也可以为未知的路由路径根据链路权重值计算提供了参考依据，具体详情可见图9。

图9示出了本发明实施例中的网络设备的第二结构示意图，该设备包括了预处理模块901、计算模块902和资源分配模块903，其中：预处理模块901用于对网络上的业务进行归类和排序；计算模块902用于根据业务请求的带宽和当前网络资源状态在带宽约束模式下计算网络上链路所需的网络资源；资源分配模块903用于根据计算模块902计算的所需的网络资源为网络上的链路分配网络资源。这里的链路没有确定时，该资源分配模块903中设置有计算单元904、路由计算单元905和资源分配单元906，其中：计算单元904用于根据计算模块902计算的所需的网络资源计算链路的权重值；路由计算单元模块905用于根据计算单元904计算的权重值为网络上的业务计算路由路径；资源分配模块906用于根据计算模块902计算的链路所需的网络资源为路由计算单元905计算出的路由路径上的链路分配新增的网络资源。需要说明的是，这里的网络的资源状态包括每类业务请求的带宽、每类业务在网络上已用资源、每类业务的带宽约束值、链路所在的总资源。

实施本发明实施例中设备，在对网络中新增资源进行配置时，首先对网络中的业务进行归类和排序，按照排序规则逐类对业务进行分配资源，可以使需要资源相对较多的服务类型的业务排在前面处理，更有效的利用已配置的资源，提高了资源利用率。在未确定路由路径的情况下，还需要根据计算的所需的新增资源计算每一链路上的权重值，从而根据该权重值确定业务路由所经过的链路，从而为路由所经过的链路分配新增资源。

图10示出了本发明实施例中网络设备的第三结构示意图，该设备包括了预处理模块1001、计算模块1002、资源分配模块1003和模块化模块1004，其中：预处理模块901用于对网络上的业务进行归类和排序；计算模块102用于根据网络资源的状态和预处理模块1001中对业务的排序规则计算网络上链路所需的网络资源；模块化模块1004用于根据计算模块1002计算的链路所需的网络资源进行模块化，选择所匹配的光纤类型，所述光纤类型的网络资源与链路所需的网络资源接近，且大于等于计算的链路所需的网络资源；资源分配模块1003用于根据模块化模块1004模块化后的光纤类型为网络上的链路分配新增的网络资源。需要说明的是，这里的网络的资源状态包括每类业务请求的带宽、每类业务在网络上已用资源、每类业务的带宽约束值、链路所在的总资源。

实施本发明实施例中设备，在对网络中新增资源进行配置时，首先对网络中的业务进行归类和排序，按照排序规则逐类对业务进行分配资源，可以使需要资源相对较多的服务类型的业务排在前面处理，更有效的利用已配置的资源，提高了资源利用率。

综上所述，通过本发明实施例提供的方法，根据BCM限制下不同CT类型业务的资源共享，在一个已经网络拓扑业务要求下计算所需的网络资源，即在满足业务带宽约束模式等条件下，计算路由和分配资源，使得网络总成本最小。通过对网络上所需配置的业务进行预处理，使业务按照服务类型逐类进行处理，使需要资源相对较多的服务类型的业务排在前面优先处理，这样它就可以为后配置的服务类型的业务预留更多的可用资源，使其在无需或更少的新增资源的情况下得到成功配置，更有效地利用已配置的资源，提高了资源利用率。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

Claims (14)

1、一种网络资源分配方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据业务请求的带宽和当前网络资源状态在带宽约束模式下计算网络上链路所需的网络资源；

根据所述链路所需的网络资源为所述网络上链路分配网络资源。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前网络资源状态包括业务的服务类型，每类业务在链路上的已用资源、每类业务的带宽约束比例值、链路所在的总资源。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据业务请求的带宽和当前网络资源状态在带宽约束模式下计算网络上链路所需的网络资源步骤具体为：

获得所述请求带宽的业务所对应的服务类型在当前链路上已使用的链路资源之和a1，

计算a1加上所述请求带宽的业务所请求的带宽得到的数值a2，

计算所述请求带宽的业务所对应的服务类型在所述当前链路上所需的资源a3，所述所需的资源a3为a2与所述请求带宽的业务所对应的服务类型的带宽约束比例值之间的比值，

判断所述a3是否超出所述当前链路所在的总资源，如果超出所述当前链路所在的总资源，计算出超出所述当前链路所在的总资源的值A1；

获得网络上所有业务在所述当前链路上已用的链路资源之和b1，

计算b1加上所述当前业务在所述当前链路上所请求的带宽得到的数值b2，

判断所述b2是否超出所述当前链路所在的总资源，如果超出所述当前链路所在的总资源，计算出超出所述当前链路所在的总资源的值A2；

如果上述判断中都没有超出，则网络上所述当前链路所需的网络资源为零；

如果上述判断中只有一个超出，则网络上所述当前链路所需的网络资源为该超出的值；

如果上述判断中两个都超出，则判断A1和A2的大小，网络上所述当前链路所需的网络资源为A1和A2中值大的一个。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述链路所需的网络资源为所述网络上链路分配网络资源步骤具体为：

根据所述链路所需的网络资源计算所述网络上链路的权重值；

根据所述链路权重值为网络上的业务计算路由路径；

根据所述链路所需的网络资源为所述路由路径上的链路分配新增的网络资源。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述链路所需的网络资源计算所述网络上链路的权重值步骤之前还包括：

对所述计算的链路所需的网络资源进行模块化，选择与所述所需的网络资源匹配的光纤类型。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述链路所需的网络资源计算链路的权重值步骤具体为：

若链路所需的网络资源为零，则链路所需的新增成本为零，所述链路所在的权重值为零；

若链路所需的网络资源不为零，则链路所需的新增成本为所述匹配的光纤成本α，设定光纤容量值为C，则链路所需的新增单位成本为γ＝α/C，其中：

对于网络初始化配置时的最先配置的业务，该链路所在的权重值为α×β，

对于非最先配置的业务，该链路所在的权重值为α×β+当前业务所请求的带宽×γ，其中：β为避免业务选路时出现不必要绕路的系数，取数值在0和1之间。

7、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据网络的资源状态计算链路的权重值步骤具体为：

若链路所需的网络资源为零，则链路所需的新增成本为零，所述链路所在的权重值为零；

若链路所需的网络资源不为零，对于网络初始化配置时的最先配置的业务，链路所在的权重值为：当前链路所需的网络资源值×β；

对于非最先配置的业务，该链路所在的权重值为：当前链路所需的网络资源值×β+当前业务所请求的带宽；

其中β为避免业务选路时出现不必要绕路的系数，取数值在0和1之间。

8、如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述根据所述链路所需的网络资源为所述路由路径链路分配新增的网络资源步骤具体为：

若链路所需的网络资源为零，则所述路由路径上的链路不需分配新增的网络资源；

若链路所需的网络资源不为零，则所述路由路径上的链路分配的新增的网络资源为所述链路所需的网络资源或者所述模块化后的光纤容量。

9、如权利要求2所述的方法，其特征在于，当网络中所请求带宽的业务存在多个业务时，所述根据业务请求的带宽和当前网络资源状态在带宽约束模式下计算网络上链路所需的网络资源步骤之前还包括：

按照服务类型顺序对所述多个业务进行排序，且同服务类型的业务按照业务所请求的带宽大小排序，业务所请求的带宽越大的排序在前。

10、如权利要求2所述的方法，其特征在于，当网络中所请求带宽的业务存在多个业务时，所述根据业务请求的带宽和当前网络资源状态在带宽约束模式下计算网络上链路所需的网络资源步骤之前还包括：

按照服务类型对所述多个业务进行归类；

计算每类服务类型中同类型业务所请求的总带宽；

计算每一类服务类型所需的总容量，所述总容量为同服务类型业务所请求的总带宽与该服务类型业务所对应的带宽约束比例值之间的比值；

按照每类服务类型所需的总容量大小进行排序，所需总容量越大的服务类型所对应的业务排序在前；

对同类业务按照业务所请求的带宽大小排序，业务所请求的带宽越大的排序在前。

11、如权利要求9至10所述的方法，其特征在于，所述根据网络的资源状态计算网络上链路所需的网络资源步骤具体为：

按照服务类型的排序规则，根据排序在前的服务类型所对应的网络状态计算链路所需的第一网络资源，并根据计算得到的所述链路所需的第一网络资源更新当前网络的资源状态；

根据更新的网络资源状态按照服务类型的排序规则，根据排序在后的服务类型计算网络上所有链路的权重值和链路所需的第二网络资源。

12、一种网络设备，其特征在于，包括：

计算模块，用于根据业务请求的带宽和当前网络资源状态在带宽约束模式下计算网络上链路所需的网络资源；

资源分配模块，用于根据所述计算模块计算的所需的网络资源为所述网络上的链路分配网络资源。

13、如权利要求12所述的网络设备，其特征在于，所述计算模块包括：

第一处理单元，在通过如下步骤中：获得所述请求带宽的业务所对应的服务类型在当前链路上已使用的链路资源之和a1，计算a1加上所述请求带宽的业务所请求的带宽得到的数值a2，计算所述请求带宽的业务所对应的服务类型在所述当前链路上所需的资源a3，所述所需的资源a3为a2与所述请求带宽的业务所对应的服务类型的带宽约束比例值之间的比值，在获得a3之后，用于判断a3是否超出所述当前链路所在的总资源；

第一计算单元，用于在第一处理单元判断超出所述当前链路所在的总资源时，计算出超出所述当前链路所在的总资源的值A1；

第二处理单元，在通过如下步骤中：获得网络上所有业务在当前链路上已用的链路资源之和b1，计算b1加上所述当前业务在所述当前链路上所请求的带宽得到的数值b2，获得b2之后，用于判断b2是否超出所述当前链路所在的总资源；

第二计算单元，用于在第二处理单元超出所述当前链路所在的总资源时，计算出超出所述当前链路所在的总资源的值A2；

第三处理单元，用于在第一计算单元和第二计算单元计算出A1和A2后，判断A1和A2的大小；

统计单元，用于统计当前链路所需的网络资源值，如果第一处理单元和第二处理单元中的判断过程中都没有超出所述当前链路所在的总资源，则网络上所述当前网络所需的网络资源为零，或

如果第一处理单元和第二处理单元中只有一个超出当前链路所在的总资源，则该超出的值为当前链路所需的网络资源，或

根据第三处理单元判断的大小，则网络上所述当前链路所需的网络资源为A1和A2中值大的一个。

14、如权利要求12所述的网络设备，其特征在于，所述资源分配模块包括：

计算单元，用于根据所述计算模块计算的所需的网络资源计算所述网络上链路的权重值；

路由计算单元，用于根据计算单元计算的权重值为网络上的业务计算路由路径；

资源分配单元，用于根据计算模块计算的链路所需的网络资源为路由计算单元计算出的路由路径上的链路分配新增的网络资源。

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