CN101686201A - 路径计算系统、网络管理系统、路径计算引擎、路径计算方法以及路径计算程序 - Google Patents

路径计算系统、网络管理系统、路径计算引擎、路径计算方法以及路径计算程序 Download PDF

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Abstract

本发明不需要复杂化用于求出最短路径的算法就能够在多层网络中计算最佳的最短路径。网络管理系统(11)将多层网络(13)的链路分为WDM－WDM间的链路、TDM－TDM间的链路、TDM－WDM间的链路这三个来付与链路识别信息。路径计算引擎(12)进行最短路径的计算，并将其计算结果返回给网络管理系统(11)。网络管理系统(11)检验跨越层的链路是否连续，跨越层的链路连续时，对连续的链路进行除外指定，并向路径计算引擎(12)请求再计算，反复进行该处理直到判断出跨越层的链路不连续为止。

Description

路径计算系统、网络管理系统、路径计算引擎、路径计算方法以及路径计算程序
技术领域
[0001]
本发明涉及一种适用于在多层网络中计算最短路径的路径计算系统、网络管理系统、路径计算引擎、路径计算方法以及路径计算程序。
背景技术
[0002]
网络中的最短路径的计算系统构成为从网络管理系统向路径计算引擎发送最短路径计算请求时，路经计算引擎基于最短路径计算算法进行最短路径的计算，且向网络管理系统返回计算结果。但是，现有的最短路径计算算法没有层的阶层概念，同一层间的链路(link)或上位层与下位层间的链路都同样地仅作为链路而对待。因此，在多层网络的最短路径的计算中，有时会求得错误的路径。
[0003]
即，作为在同一传输路径中传送多个数据的方式，有复用波长不同的多个数据来进行传输的WMD(波分复用：Wavelength DivisionMultiplexing)或时间排列多个数据来进行传输的TDM(时分复用：TimeDivision Multiplexing)。在网络中，有时这样方式不同的多个层会混在一起并构筑多层的网络。在这样的多层网络中，具有跨越层的界限的制约条件。
[0004]
例如，在跨越上位层与下位层的界限中，如图10所示，需要上位层201与下位层202之间的变换。如图11所示，上位层201为TDM网络、下位层202为WDM网络时，WDM的通信装置203中设置有由中继TDM的各数据的转发器210和波分复用/分离器211构成的变换器，形成为能够进行TDM网络201与WDM网络202之间的变换。该变换器具有波分复用来自TDM网络层的信号并发送给WDM网络层的网络或者使来自WDM网络的信号分离波长后发送给TDM网络的功能，不具有将TDM网络的数据转送给其它TDM网络的数据的功能。因此，变成TDM-WDM-TDM这样的路径实际上不存在，这会成为跨越层时的制约条件。
[0005]
现有的最短路径计算算法没有层的阶层概念，同一层间的链路、上位层与下位层间的链路都同样地仅作为链路而对待。因此，作为结果有时会不满足上述的制约条件而求得错误的路径。
[0006]
另外，作为计算网络的最短路径的最短路径选择方法，例如在专利文献1中公开了作为路径信息保持起点的区域和节点(node)、终点的区域和节点、连接起点的区域与终点的区域之间的链路与区域的顺序。
[0007]
但是，专利文献1中记载的最短路径选择方法仅仅是在区域间层不同时的路径计算，并不能进行在未意识区域的整体的网络中的多层中的路径计算。专利文献1中，区域的界限中配备有路由器，通过设有划分层的界限的路由器而实现路径计算，但是在如上述的多层网络中，链路的界限中没有配设路由器。
【专利文献1】日本特开2006-165920号公报
如上述，现有的最短路径计算算法由于没有层的阶层概念，且都同样地对待同一层间的链路或上位层与下位层间的链路，因此存在作为最短路径而求得错误的路径的问题。
[0009]
因此，在多层网络中也要考虑开发满足多层制约条件的最短路径计算算法。
[0010]
但是，满足多层制约条件的最短路径计算算法需要进行检索最短路径且判断层的界限，并适当进行是否适合制约条件的判断的处理，存在算法复杂的问题。
发明内容
[0011]
鉴于上述的课题，本发明的目的在于提供一种不会复杂化用于求出最短路径的算法，并在多层网络中也能够计算满足多层的制约条件的最短路径的路径计算系统、网络管理系统、路径计算引擎、路径计算方法以及路径计算程序。
[0012]
为了解决上述的课题，本发明的路径计算系统是联合网络管理系统与路径计算引擎来计算多层网络的路径的路径计算系统，特征在于，网络管理系统具备：拓扑信息构筑单元，其构筑多层网络的拓扑信息；链路识别信息付与单元，其付与识别多层网络的链路的识别信息；拓扑信息发送单元，其将由拓扑信息构筑单元构筑的多层网络的网络拓扑信息发送给路径计算引擎；最短路径计算请求发送单元，其将最短路径的计算请求发送给路径计算引擎；多层制约检验单元，其对从路径计算引擎返回的最短路径信息，使用由链路识别信息付与单元付与的各链路的识别信息，检验多层的制约条件；和除外链路指定单元，其判断出从路径计算引擎发送来的最短路径信息不符合多层的制约条件时，进行除外链路的指定，在判断出从路径计算引擎返回的最短路径信息不符合多层的制约条件时，反复进行指定除外链路并发送最短路径的再计算请求的处理，直到满足多层的制约条件为止，路径计算引擎具备：最短路径计算单元，其基于最短路径计算算法执行最短路径的计算；拓扑信息接收单元，其接收多层网络的网络拓扑信息并设定在最短路径计算单元中；最短路径计算请求接收单元，其接收来自网络管理系统的最短路径的计算请求，使最短路径计算单元执行最短路径计算处理；和最短路径信息发送单元，其将由最短路径计算单元计算的最短路径信息返回给网络管理系统，请求带除外链路指定的路径计算时，将作为除外链路而被指定的链路当作计算对象外来进行最短路径的计算，反复进行返回给网络管理系统的处理直到满足多层的制约条件为止。
[0013]
在上述路径计算系统中，多层制约检验单元的特征在于，将跨越层的链路是非连续的作为制约条件。
[0014]
在上述路径计算系统中，多层网络的特征在于，由WDM网络的层和TDM网络的层构成。
(发明效果)
[0015]
根据本发明，通过联合网络管理系统与路径计算引擎并反复进行最短路径的再计算直到满足多层的制约条件为止，从而能够引导出符合多层的制约的最佳路径。因此，不需要将路径计算引擎的最短路径计算算法变更为复杂的算法，能够正确地计算多层网络的最短路径。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的路径计算系统的概要的方块图。
图2是表示基于本发明的实施方式的路径计算系统的网络管理系统的动作的功能方块图。
图3是表示基于本发明的实施方式的路径计算系统的路径计算引擎的功能的方块图。
图4是本发明的实施方式的路径计算系统的多层网络的一个例子的说明图。
图5是本发明的实施方式的路径计算系统的路径计算动作的说明图。
图6是本发明的实施方式的路径计算系统的路径计算动作的说明图。
图7是本发明的实施方式的路径计算系统的路径计算动作的说明图。
图8是本发明的实施方式的路径计算系统的路径计算动作的说明图。
图9是用于本发明的实施方式的路径计算系统的动作说明的流程图。
图10是多层网络的说明图。
图11是多层网络的说明图。
图中：11-网络管理系统；12-路径计算引擎；13-网络；51-拓扑信息构筑部；52-链路识别信息付与部；53-拓扑信息发送部；54-最短路径计算请求发送部；55-最短路径信息接收部；56-多层制约检验部；57-除外链路指定部；58-显示部；61-最短路径计算部；62-拓扑信息接收部；63-最短路径计算请求接收部；64-最短路径信息发送部；65-最短路径计算算法；101、102、107～110-TDM通信装置；103～106-WDM通信装置。
具体实施方式
[0016]
以下，参照附图说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的实施方式的路径计算系统的概要的图。如图1所示，本发明的路径计算系统由网络管理系统11和路径计算引擎12构成，并进行多层网络13的最佳路径的计算。
[0017]
这里，多层网络13例如是WDM网络层与TDM网络层混在一起的多层网络。另外，层的结构不仅限于WDM网络层或TDM网络层，也可以是数据包网络层。
[0018]
图2是基于网络管理系统11的动作的功能方块图。如图2所示，网络管理系统11由拓扑信息构筑部51、链路识别信息付与部52、拓扑信息发送部53、最短路径计算请求发送部54、最短路径信息接收部55、多层制约检验部56、除外链路指定部57、显示部58构成。
[0019]
拓扑信息构筑部51构筑多层网络13的网络拓扑信息。链路识别信息付与部52将多层网络13的链路分为WDM-WDM间的链路、TDM-TDM间的链路、TDM-WDM间的链路这三个链路来付与识别信息，进行同一层上的链路与跨越层的链路之间的识别。
[0020]
拓扑信息发送部53将在拓扑信息构筑部51中构筑的多层网络13的网络拓扑信息发送给路径计算引擎12。最短路径计算请求发送部54将最短路径的计算请求发送给路径计算引擎12。另外最短路径计算请求发送部54能够向路径计算引擎12进行带除外链路指定的路径计算请求。最短路径信息接收部55接收根据最短路径的计算请求从路径计算引擎12返回来的最短路径信息。
[0021]
多层制约检验部56对从路径计算引擎12发送的最短路径信息，使用在链路识别信息付与部52中付与的各链路的识别信息来检验多层的制约条件。这里，多层制约检验部56从始端向终端检验计算结果的路径的链路识别，根据链路的识别信息检验跨越层的链路是非连续的这样的制约条件。
[0022]
除外链路指定部57在多层制约检验部56中判断出从路径计算引擎12发送的最短路径信息不符合制约条件时，进行除外链路的指定。接收该除外链路指定后，最短路径计算请求发送部54向路径计算引擎12指定除外链路并发送最短路径的再计算请求。
[0023]
从路径计算引擎12发送的最短路径信息满足制约条件时，显示部58显示多层网络13的最短路径信息等。
[0024]
图3是基于路径计算引擎12的功能的方块图。如图3所示，路径计算引擎12由最短路径计算部61、拓扑信息接收部62、最短路径计算请求接收部63、最短路径信息发送部64构成。
[0025]
最短路径计算部61基于最短路径计算算法65执行最短路径的计算。另外，作为最短路径计算算法65，能够使用已知的最短路径计算算法。另外，若请求带除外链路指定的路径计算，则最短路径计算部61将作为除外链路被指定的链路作为计算对象，能够进行最短路径的计算。
[0026]
拓扑信息接收部62从网络管理系统11接收多层网络13的网络拓扑信息之后设定在最短路径计算部61中。最短路径信息接收部55接收来自网络管理系统11的最短路径的计算请求时，使最短路径计算部61执行最短路径的计算。最短路径信息发送部64将在最短路径计算部61中计算的结果即最短路径信息发送给网络管理系统11。
[0027]
在本发明的实施方式的路径计算系统中，通过联合图2所示的网络管理系统11和图3所示的路径计算引擎12，即使在多层网络13中也能求得满足多层网络的制约的最佳路径的计算。
[0028]
即，本发明的实施方式的路径计算系统中，在图2的网络管理系统11的拓扑信息构筑部51中构筑多层网络13的网络拓扑信息，从拓扑信息发送部53向网络管理系统11发送该网络拓扑信息。另外，链路识别信息付与部52分为WDM-WDM间的链路、TDM-TDM间的链路、TDM-WDM间的链路这三个来付与识别信息。而且，从最短路径计算请求发送部54向路径计算引擎12发送最短路径计算请求。
[0029]
图3的路径计算引擎12的拓扑信息接收部62接收网络拓扑信息时，基于该网络拓扑信息设定最短路径计算部61的条件。而且，接收来自最短路径计算请求发送部54的最短路径计算请求时，在最短路径计算部61进行最短路径的计算。从最短路径信息发送部64向网络管理系统11返回该计算结果。
[0030]
图2的网络管理系统11在多层制约检验部56中对从路径计算引擎12返回的最短路径信息，使用在链路识别信息付与部52付与的链路识别信息，以跨越层的链路是非连续这样的制约条件为链路单位进行检验，不满足制约条件的情况下，由除外链路指定部57进行除外链路的指定，从最短路径计算请求发送部54向路径计算引擎12发送最短路径的再请求。之后，直到满足跨越层的链路是非连续的制约条件为止，反复进行同样的处理。由此，能够计算满足跨越层的链路是非连续这样的制约条件的最短路径。
[0031]
图4是多层网络13的一个例子。在该网络中，例如，WDM网络的层和TDM网络的层混在一起，通信装置101、102、107～110是TDM通信装置，通信装置103～106是WDM通信装置，WDM网络的层是下位层，TDM网络的层是上位层。
[0032]
例如，在图2的链路识别信息付与部52中，向WDM-WDM间的链路付与识别信息“L1”、向TDM-TDM间的链路付与识别信息“L2”、向TDM-WDM间的链路付与识别信息“L3”。此时，在图3的多层网络13中，如图所示，向各链路付与了识别信息L1至L3。
[0033]
在本发明的实施方式的路径计算系统中，如图5所示，设路径计算引擎12以通信装置107的A端为始端、以通信装置110的Z1端为终端进行循环A端-Z1端的路径时的路径计算。此时，路经是A端-通信装置107-通信装置105-通信装置108-通信装置109-通信装置110-Z1端。如图6所示，该路径的链路识别信息是“L3”-“L3”-“L2”-“L2”，表示跨越不同层的TDM-WDM间的链路的识别信息“L3”是连续的。此时，网络管理系统11的多层制约检验部56判断不满足跨越层的链路是不连续的制约条件。因此，此时对跨越层而连续的链路中的终端侧的链路(通信装置105与通信装置16之间的链路)进行除外链路的指定，进行再计算。
[0034]
相对于此，如图7所示，路经计算引擎12以通信装置107的A端为始端、以通信装置101的Z2端为终端进行循环A端-Z2端的路径时的路径计算。此时，路经是A端-通信装置107-通信装置105-通信装置103-通信装置101-Z2端。如图8所示，该路径的链路识别信息是“L3”-“L1”-“L3”，表示TDM-WDM间的链路的识别信息“L3”是不连续的。此时，网络管理系统11的多层制约检验部56判断满足跨越层的链路是不连续的制约条件，作为最短路径在显示部58上显示此时的结果。
[0035]
图9是表示本发明的实施方式的路径计算系统的动作的流程图。
[0036]
在图9中，网络管理系统11从多层网络13收集拓扑信息，另外在网络管理系统11上输入拓扑信息，并在网络管理系统11上构筑网络拓扑信息(步骤S1)。
[0037]
网络管理系统11将多层网络13的链路分为WDM-WDM间的链路、TDM-TDM间的链路、TDM-WDM间的链路这三个来付与链路识别信息，识别同一层上的链路和跨越层的链路(步骤S2)。
[0038]
网络管理系统11将构筑的网络拓扑信息通知给路径计算引擎12(步骤S3)。
[0039]
网络管理系统11以输入的计算条件为基础，向路径计算引擎12请求路径计算(步骤S4)。
[0040]
路径计算引擎12接收路径计算的请求时，进行最短路径的计算(步骤S5)。路径计算引擎12执行最短路径的计算时，将该计算结果返回给网络管理系统11(步骤S6)。
[0041]
网络管理系统11接收到最短路径的计算结果时，使计算结果的路径从始端向终端确认链路识别信息，检验跨越层的链路是否连续(步骤S7)。
[0042]
网络管理系统11在跨越层的链路连续的情况下，进行跨越层且连续的链路中的终端侧的链路的除外指定，向路径计算引擎12请求再计算(步骤S8)。
[0043]
路径计算引擎12在带除外指定的情况下进行最短路径的计算(步骤S5)，将计算结果返回给网络管理系统11(步骤S6)。
[0044]
在步骤S7中，直到判断跨越层的链路不连续为止，反复进行从步骤S5至步骤S8的处理。
[0045]
在步骤S7中，若判断为跨越层的链路不连续时，显示计算结果的路径(步骤S9)。
[0046]
如以上说明，在本发明的实施方式的路径计算系统中，联合网络管理系统1 1和路径计算引擎12，直到满足跨越层的链路是非连续的制约条件为止，反复进行最短路径的再计算，从而能够引导出符合多层制约的最佳路径。因此，不需要将最短路径计算算法变更为复杂的算法，用已知的最短路径计算算法就能够正确地计算多层网络的最短路径。
[0047]
本发明不仅限于上述的实施方式，在不超出本发明的宗旨的范围内，能够进行各种变形或应用。

Claims (9)

1、一种路径计算系统，其联合网络管理系统与路径计算引擎来计算多层网络的路径，该路径计算系统的特征在于，
所述网络管理系统具备：
拓扑信息构筑单元，其构筑所述多层网络的拓扑信息；
链路识别信息付与单元，其付与识别所述多层网络的链路的识别信息；
拓扑信息发送单元，其将由所述拓扑信息构筑单元构筑的所述多层网络的网络拓扑信息发送给所述路径计算引擎；
最短路径计算请求发送单元，其将最短路径的计算请求发送给所述路径计算引擎；
多层制约检验单元，其对从所述路径计算引擎返回的最短路径信息，使用由所述链路识别信息付与单元付与的各链路的识别信息，检验多层的制约条件；和
除外链路指定单元，其判断出从所述路径计算引擎发送来的最短路径信息不符合所述多层的制约条件时，进行除外链路的指定，
判断出从所述路径计算引擎返回的最短路径信息不符合所述多层的制约条件时，反复进行指定所述除外链路并发送最短路径的再计算请求的处理，直到满足所述多层的制约条件为止，
所述路径计算引擎具备：
最短路径计算单元，其基于最短路径计算算法执行最短路径的计算；
拓扑信息接收单元，其接收所述多层网络的网络拓扑信息并设定在最短路径计算单元中；
最短路径计算请求接收单元，其接收来自所述网络管理系统的最短路径的计算请求，使所述最短路径计算单元执行最短路径计算处理；和
最短路径信息发送单元，其将由所述最短路径计算单元计算的最短路径信息返回给所述网络管理系统，
请求带除外链路指定的路径计算时，将作为除外链路而被指定的链路当作计算对象外来进行最短路径的计算，反复进行返回给所述网络管理系统的处理直到满足所述多层的制约条件为止。
2、根据权利要求1所述的路径计算系统，其特征在于，
所述多层制约检验单元将跨越层的链路是非连续的作为多层的制约条件。
3、根据权利要求1或2所述的路径计算系统，其特征在于，
所述多层网络由WDM网络的层和TDM网络的层构成。
4、一种网络管理系统，其特征在于，
具备：
拓扑信息构筑单元，其构筑所述多层网络的拓扑信息；
链路识别信息付与单元，其付与识别所述多层网络的链路的识别信息；
拓扑信息发送单元，其将由所述拓扑信息构筑单元构筑的所述多层网络的网络拓扑信息发送给路径计算引擎；
最短路径计算请求发送单元，其将最短路径的计算请求发送给所述路径计算引擎；
多层制约检验单元，其对从所述路径计算引擎返回的最短路径信息，使用由所述链路识别信息付与单元付与的各链路的识别信息，检验多层的制约条件；和
除外链路指定单元，其判断出从所述路径计算引擎发送来的最短路径信息不符合所述多层的制约条件时，进行除外链路的指定，
判断出从所述路径计算引擎返回的最短路径信息不符合所述多层的制约条件时，反复进行指定所述除外链路并发送最短路径的再计算请求的处理，直到满足所述多层的制约条件为止。
5、一种路径计算引擎，其特征在于，包括：
最短路径计算单元，其基于最短路径计算算法执行最短路径的计算；
拓扑信息接收单元，其接收所述多层网络的网络拓扑信息并设定在最短路径计算单元中；
最短路径计算请求接收单元，其接收来自所述网络管理系统的最短路径的计算请求，使所述最短路径计算单元执行最短路径计算处理；和
最短路径信息发送单元，其将由所述最短路径计算单元计算的最短路径信息返回给所述网络管理系统，
请求带除外链路指定的路径计算时，将作为除外链路而被指定的链路当作计算对象外来进行最短路径的计算，反复进行返回给所述网络管理系统的处理直到满足所述制约条件为止。
6、一种路径计算方法，其联合网络管理系统和路径计算引擎来计算多层网络的路径，该路径计算方法的特征在于，
所述网络管理系统构筑所述多层的网络拓扑信息，并付与识别所述多层网络的链路的识别信息，将所述多层网络的网络拓扑信息通知给路径计算引擎，将最短路径的计算请求发送给所述路径计算引擎，
所述路径计算引擎以多层网络的网络拓扑信息为基础设定计算条件，接收来自所述网络管理系统的最短路径的计算请求时，基于最短路径计算算法执行最短路径计算的处理，并将计算的最短路径的结果返回给所述网络管理系统，
所述网络管理系统对从所述路径计算引擎返回来的最短路径信息的结果，使用链路的识别信息检验多层的制约条件，判断出从所述路径计算引擎返回的最短路径信息不符合所述多层的制约条件时，指定除外链路，将最短路径的再计算请求发送给所述路径计算引擎，反复进行指定所述除外链路并发送最短路径的再计算请求的处理，直到满足所述制约条件为止，
所述路径计算引擎在请求带除外链路指定的路径计算时，将作为除外链路而被指定的链路当作计算对象外，进行最短路径的计算，反复进行返回给所述网络管理系统的处理，直到满足所述多层的制约条件为止。
7、根据权利要求6所述的路径计算方法，其特征在于，
所述多层的制约条件为跨越层的链路是非连续的。
8、根据权利要求6或7所述的路径计算方法，其特征在于，
所述多层网络由WDM网络的层和TDM网络的层构成。
9、一种路径计算程序，
用于实现权利要求6至8中的任一项所述路径计算方法的功能。
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