CN101707788B - 基于差异化定价策略的多层网络业务动态规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信领域，本发明实施例公开了一种基于差异化定价策略的多层网络业务动态规划方法。本发明实施例方法包括：差异化定价策略下的控制节点设备结构；不同传送技术下的差异化定价方法；差异化定价基于流的公平性原则的实现方法；差异化定价策略下的传送节点设备结构；在动态网络规划中的综合定价流程；多层网络的自适应分层定价规划流程；根据本发明的方法，通过中心网管系统的配合和策略定价模块代理的引入，解决了复杂流量工程扩展日益复杂化的问题。在中心决策的辅助下，实现更加优化的业务流量调整，同时使网络运营者利益最大化。业务流量的自适应调整能够从宏观上把握网络的运营，通过动态调整的方式实现自适应优化，易于对于不同时段定制不同的收费标准，便于管理且成本较低。本发明采用基于假设的方式实现预计算，实现复杂问题的逆序求解，通过配置管控协同接口处的差异化定价策略模块，实现网管中心系统计算，评价网络实时状况，自适应地调变网络的流量分布情况。

Description

基于差异化定价策略的多层网络业务动态规划方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于差异化定价策略的多层网络业务动态规划方法。

背景技术

在目前的多层网络规划与优化问题中，大多基于单层网络或者网络局部进行，这无论在路由还是生存性性能上都造成了资源的浪费和网络的可靠性不足，并且缺乏一个综合、系统、定量的方法来全面模拟和研究网络规划与优化过程，得到高效、合理的网络规划与优化结果。通常不同的应用具有不同的QoS(Quality of Service简称服务等级)参数，数据业务对于包的有效传输要求较高(需要较低的丢包率)，话音业务则在延时以及延时抖动方面需要严格的保障。业务的SLA(Service Level Agreement，简称业务等级协定)一般包括延时、抖动、丢包率、响应时间以及吞吐量等。由于不能够准确的预测网络的资源利用情况，IP通过ToS(Type of Service，简称服务类型)来表示出业务的QoS等级，以提供更好的服务。Diffserv区分服务模型的提出源于集成服务模型暴露出的种种缺陷，如果增加过多的QoS参数则处理比较复杂，而引入少量参数则又不能够解决网络的动态信息获得准确性的问题。

根据网络的需求进行资源的分配，定制流量合同，单次规划完成后，对于未来的一段时间内的情况尽心预测，比如：业务预测，故障预测等。如果预测结果与实际的值小于最大偏差，则进入优化阶段，否则，重新进行经济性分析，包括：未来的供需分析，成本定价，价格分析，等等，重新定制新的策略。调整业务的流量分布，分配的有效带宽，限定新的流量合同，包括网络规模的放缩等等，保证运营福利最大化。在规划的初期，应当设定网络的需求。其参数以直接从人机界面上获取数据，也可以从数据库中获得仿真数据。图中的箭头表示本模块与其它模块的数据交互工作。数据库一般保存静态数据，主要包括网络的配置信息和相关的业务和资源的参数或者缺省参数信息，动态数据存在于内存，由各模块直接调用。

在规划具体实施过程中，需要传统的路由、资源分配等功能。同时，在具体的调度过程中还需要考虑，缓冲区域的管理，排队的队列模型，业务的实时分配。规划的最后实施期间，需要考虑对于多个路由域之间的管理性、安全性所带来的问题。网络规划完成的最后一步需要重新对于网络进行优化，根据不同的性能参数分析，经济性成本的调查，得出评估报告，来决定网络的重新优化程度。

综上所述，随着网络的规模不断加大，分布式网络业务所占的比例不断的增加，传统的静态规划方法渐渐不再适用，需要使用启发式和软件的方法，通过对于网络参数的统计和收集，进行自适应的动态网络规划，并能根据新的网络资源情况和业务拓扑进行局部或全网优化。考虑到前述情况，存在克服相关技术中不足的需要。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种基于差异化定价策略的多层网络业务动态规划方法，通过配置管控协同接口处的差异化定价策略模块，实现网管中心系统计算，评价网络实时状况，自适应地调变网络的流量分布情况，并综合考虑生存性、平等性等需求，完成业务基于定价的调整策略。本发明可以采用基于假设的方式实现预计算，实现复杂问题的逆序求解，文中给出了定价模块的完整实现流程和设备结构实现框图。

本发明所给出的基于差异化定价策略的多层网络业务动态规划方法，可以应用于任何网络结构，无论是具有控制平面的网络还是不具有控制平面的网络，同时底层的传输技术既可以是基于面向连接的网络也可以是面向无连接的网络。具体包括：

差异化定价策略下的控制节点设备结构，能够支持管控协同接口在本地策略定价代理功能，保持SCN和交叉板卡的控制接口，并基于SRLG综合考虑在不同传送技术下的差异化定价方法，通过网管中心快速实现定价策略，在PHB逐条完成定价的部署。

差异化定价基于流的公平性原则的实现方法，利用UNI接口向网络提交业务合同等级变更请求，根据网络状况实现本地代理的动态定价方式以及带宽流量分配逐步调整时的临界公平点的确定方法。还给出了针对窗口限速发送情况下的区分定价原则。

本发明还给出了差异化定价策略下的传送节点设备结构，综合考虑策略定价模块在传送节点的分类器中的实现，并给出区分服务编码综合策略定价模块决策的调度方式。在动态网络规划中的综合定价中，给出了拓扑驱动方式、资源驱动方式和定期触发方式三种规划问题的策略定价实现解决方案。还引入了联合路由体制下SLA动态标准调整并通过迭代逐步求精的方式逼近优化解。

从以上技术方案中可以看出，本发明通过中心网管系统的配合和策略定价模块代理的引入，解决了复杂流量工程扩展日益复杂化的问题。在中心决策的辅助下，实现更加优化的业务流量调整，同时使网络运营者利益最大化。业务流量的自适应调整能够从宏观上把握网络的运营，通过动态调整的方式实现自适应优化，易于对于不同时段定制不同的收费标准，便于管理且成本较低。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解，本发明的目的和其它优点可通过在缩写的说明书、权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

结合描述了本发明的各种实施例的附图，根据以下对本发明的各发明的详细描述，将更易于理解本发明的这些和其它特征，其中：

图1示意性示出了差异化定价策略下的控制节点设备结构框图；

图2示意性示出了基于面向连接的传送网络下的定价应用；

图3示意性示出了基于面向无连接的传送网络下的定价应用；

图4描述了差异化动态定价的公平性实现方法；

图5示意性示出了差异化定价策略下的传送节点设备结构框图；

图6描述了基于定价的综合网络规划流程；

图7描述了自适应动态分层规划算法的流程；

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

图1示意性示出了差异化定价策略下的控制节点结构框图。其中，101为连接控制模块，主要负责业务连接的建立、维护和释放等功能。102为呼叫控制模块，主要负责连接上的资源信息维护，业务连接记录表的更新，103为和网管具有共同接口的策略定价模块，该模块通过外部接口完成资源采集以及定价下发等功能，同时还控制业务路由的建立等。104为业务汇聚功能模块，负责各个子业务流的整合，提高传输效率。105为生存性单元，控制当前的网络保护和恢复的策略执行，其中采用的保护方式可以多种多样，可以为线性端到端保护，区段保护，也可以为环保护，共享mesh保护等，具体的不同保护方式根据网络的生存性而定。106完成拓扑和资源更新操作，策略定价模块103根据本地的资源信息，动态地调整网络中的定价准则，107和108分别为生存性单元105计算出的保护和恢复路由，综合考虑网络的生存性资源配置以及工作路由110等共同完成资源的分配操作。控制层面的节点具有两种类型的接口，其一为与传送节点的接口，控制底层传输设备完成交叉板卡以及OXC(Optical Cross-Connect，简称光交叉连接设备)112的动作，另一个接口为和其它控制节点的传输接口，完成信令、路由的消息传递功能，和SCN(Signaling CommunicationNetwork，简称信令通信网络)111实现互联。在控制节点中，链路资源管理器与网元状态信息同步，连接管理器与链路资源管理器同步，呼叫控制器与连接控制器同步。

控制平面是智能光网络的核心部分，负责实现全网的正常运行，其生存性显得尤为重要。而故障管理正是负责对控制平面的故障情况进行处理。控制平面可能的故障类型包括链路故障，节点故障和软件模块故障等。控制平面失效的类型包括由于光纤切断的控制链路失效，以及由于软件错误或者设备失效的节点故障等。在控制平面上不同组件的故障会造成不同的后果，引起连锁反应，因此应采取一定的措施保障控制平面功能组件的可靠性。网管系统采集动态资源信息，能够区分出处于不同SRLG(Shared Risk Link Groups，简称共享风险链路组)的链路，利用定价策略减少相对应的备用链路的容量，对控制模块进行冗余配置，当故障发生时能够自动地倒换到备用模块上，而不丢失消息和状态信息。采用策略定价的方式，结合网管技术，易于掌握当前网络的整体状况，在控制平面发生故障时可以保证不影响已建立的连接，对于新链接的建立虽然无法满足但是可以交由网管进行指配。通过策略定价的方法，能够在控制平面利用信令消息优先级来保证恢复消息得到优先处理以使得快速恢复得以进行，同时可以支持自身的保护和恢复机制以便在控制平面出现连接故障时能够自愈，并且这些恢复机制不能与传送平面的恢复机制相冲突。定价模块能够自适应调节控制平面故障监测机制，可以区分控制信道故障和软件程序故障，支持用于隔离失效控制资源的故障定位技术，同时触发控制平面的重同步，并释放未完成的链路连接请求和拆除请求。

图2示意性示出了基于面向连接的传送网络下的定价应用。根据网络是否基于面向连接的传送方式还是基于面向无连接的传送方式，其具体的实现机制不尽相同。对于基于连接的传送，在路由计算时就应当考虑网络中业务经过的所有路由器的转发规则，通过本地获得的路由资源数据库完成整个连接的流量计算，当然计算的前提是需要具有经过流量工程扩展的资源数据库，所扩展的功能越多，能够用于路由计算考虑的因素也就越多，所计算的路由也就愈加优化。每次呼叫过程建立时，都需要触发选路功能，通常资源扩展后采用的路由方式都是基于源路由实现，源节点所存储的信息用于决策连接的建立途径，当网络中的资源发生变化时，通过路由协议进行消息分发，完成全网通告，对于扩展项较多的路由消息包和规模较大的网络而言，每次资源变化所占用的带宽开销占总体控制开销的绝大部分。即使能够通过触发器方式实现路由资源更新，但是该种方法是以牺牲资源信息的可信度作为代价的，如果能够通过网管根据当前的信息做出策略性评价，完成网络使用状态的评估，由计算能力较强的中心网管完成网络定价作为实际运行现网中的链路度量不仅可以减少网络的控制开销，同时还能够快速准确地调整网络的使用。此时，所传递的控制参数仅仅为网管计算后的结果，相对传输的数据量开销具有数倍之差。而在虚电路上为特定呼叫进行资源预留的信令，通过逐跳设备配置方式，进行相应的交叉连接动作，可以快速完成连接准入，并且更新当前的网络资源信息。如图2所示，共有A～E五个客户机，而201～206分别为网络中的路由器，在客户机A和客户机E之间存在一条业务连接201-204-205-206，由于该连接的资源占用导致205和206之间的链路上的资源紧张，网管系统计算后，通知各个节点，而后续A～E新发起的业务连接根据201本地所存储的连接信息检测到该种情况，由于链路205-206已经被网管的定价模块升高了链路度量，新建的连接沿着路径201-204-205-203-206方向到达客户机E。当然如果201-204-205-206的链路度量被提升后，仍然小于205-203和203-206的度量之和，则，仍然在原有连接上建立。如果在201节点就发现该连接请求所能够建立的所有路径子集上的链路的度量已经超过最大度量的限制，则拒绝该连接请求。在拒绝后，网络的边界节点可以采用不同的策略，可能会尝试等待一段时间后继续重试，也可能会直接拒绝客户机该连接请求。具体的策略决定，或者时申请终止当前网络中的某些业务满足当前的连接请求。通过咨询本地的网管定价策略模块能够得到最优化结果，呼叫的拒绝使得网络无法获得更多的收入，但是如果接入该业务会对已经建立的业务造成不可预见的影响，应当由具有更高视野的模块完成高级决策，提高网络运营者的利润。策略定价的方式可以很容易实现业务自适应数据流量公平，网络运营者会为愿意支付更多费用的客户分配更多的带宽，综合考虑用户的流量需求、计算带宽等，尽可能多地利用网络的带宽资源。可以在网络的路由器中实现阻塞信令机制，完成带宽的公平分配。在网络规划问题中采用网管定价方式可以将复杂的控制移到了网络边界，使内部节点能对叠加之后的数据流进行处理，而不必对每个数据流分别处理，从而大大减小了网络内部应该记录的状态，简化了网络内部节点的操作。在IP协议中，业务流的区分标准，每个应用程序作为一个业务流存在。对于非标准的突发数据流采用流量成型的方法来调整，常用的方法是令牌桶的方法，在测量时会进行平均速率、峰值速率以及突发大小的统计计算。

图3示意性示出了基于面向无连接的传送网络下的定价应用。对于面向无连接的，每个分组都需要根据中心决策模块在各个节点内部所存储的信息，进行理智地决策，实际的选路过程实际上是基于每个分组的决策和优化。由于没有连接的概念，需要建立的连接的流量参数成为网络是否接纳该连接请求的参考标准，通过随机过程中的统计理论和业务的概率统计模型可以计算出网络接纳该连接后的惩罚因子，确定该参数是否在可接纳的范围之内，如果是，则接纳。否则，直接拒绝该连接的接入。图3中的场景和图2相同，不同的是传送技术采用面向无连接的分组通信方式，在客户机A和客户机E之间由于链路度量的实时变化，一个业务流可能由于链路资源变化，引发策略定价模块更改链路度量，于是单个业务流会同时存在多条路径，如图中，在客户机A和客户机E之间同时存在301-304-305-306，301-304-302-303-306，301-304-305-303-306多条路径。由于面向无连接的每个分组都是通过查询路由器中路由表的下一跳地址进行转发的，策略定价模块已经通过中心计算完成链路度量的修改，下一跳地址中的节点列表中给出了可以到达目的客户机的任何一个节点的出口度量，每个分组根据分组头中保存的地址信息进行判断，选择每个节点内最优的出口，从而实现策略定价方式对于网络的宏观调控。由于在纯数据网中不需要信令过程，如果去往相同目的节点的分组描述模糊而无法相互区分，无法实现为每次呼叫进行控制，也就是说对于面向无连接的网络传送只能够基于单个业务分组进行调配，而无法索引某条连接的实际情况。通常可以采用差异化的区分业务服务模型和综合业务体系结构来实现，基于PHB(Per Hop Behaviors，简称逐跳行为)控制不同等级业务分组的转发。利用节点内部的DSCP(简称区分服务代码点)表示，定型的Diffserv网络中的PHB实现有EF(Expedited Forwarding，简称加速转发)、AF(Assured Forwarding，简称确保转发)和BE(Best Effort，简称尽力而为)三种类型。DiffServ不需要基于流的端到端的资源预留机制，将网络的业务QoS控制推到网络边缘进行。一个区分服务DS域采用统一的定义和资源管理，进入DS域的不同类的负载由边界路由器控制。此种方式实现简单，虽然不能够实现严格的端到端的QoS保证，但已经很大程度上提高了网络的QoS差异化服务性能。此时，网管策略定价模块所确定的价格也是动态波动的，用户同样可以自定定制所需要的业务等级，通过PHB实现不同业务类型、等级的差异化服务。

业务的路径规划需要针对不同的业务等级类型来执行，根据IETF定义的网络的服务质量QoS的相关规范，在RFC3564标准中，共定义4类业务：

CT0：Best Effort

CT1：Assured Forwarding

CT2：Expedited Forwarding

CT3：Network Control(预留)

AFxy：其中x＝1，2，3，4表示4个分类，y＝1，2，3表示3个级别的丢弃优先级。所以表中所述业务类型共包含14种不同的业务等级，分别为：EF，AF11，AF12，AF13，AF21，AF22，AF23，AF31，AF32，AF33，AF41，AF42，AF43，BE，表1给出了不同优先级别的PHB的实现和使用方式。

表1不同类型PHB比较

PHB	QoS性能	适用场景
			EF	不考虑其它流量是否分享其链路，最高的优先级	低时延、低丢失、低抖动和确保带宽的端对端业务
AF	QoS性能参数低于EF类型	具体细分为多个等级
			BE	没有任何QoS保证	传统互联网

图4描述了差异化动态定价的公平性实现方法。基于网络定价策略的规划方法能够最大限度地保障网络的公平性，可以根据网络当前的使用和带宽利用情况灵活地改变使用的带宽资源，除非用户通过UNI接口向网络提交业务合同等级变更指令。动态价格调整能够使得用户综合考虑当前的业务需求，和简单的差异化服务模型相比具有更为强大的业务功能，随着价格的动态调整，通过更改峰值速率实现固定的单位时间费用和可变业务质量。如图4所示，假定L为链路集合，T为业务连接集合，用户i的流量为f_i，对于每条链路上所分配的带宽应当满足链路的最大带宽限制，也即 $\underset{i\∈T}{\mathrm{\Σ}}{f}_i\≤L_j,$ 其中L_j为链路的最大带宽速率。图中401～404为四个路由器，在这四个路由器上存在四个业务流分别为f0～f3，其中f0经过401～404，f1为401～402间业务流，f2经过402，403和404，f3经过401和403。当链路的带宽资源足够时，不存在任何问题，而当带宽不足时，是否接纳f0而拒绝f1～f3还是接纳f1～f3拒绝f0，如果不考虑公平性原则单纯地以最大流量考虑，显然是应该选择后者。但是，如此的流量带宽分配方式是不公平的，特别是在网络的业务流量可以拆分时。通过网管的策略评估可以解决这个问题，所有的业务流都以相同的流量来增大，直至某条链路满负荷，称该条链路为瓶颈链路，固定该条链路。再重新进行流量增大调整，确定下一跳瓶颈链路，逐步迭代，计算出来网络中所有链路的流量最大值。从而可以保障该流量分配方案不存在任何其它分配方式使得速率变化比例的总和增加时。从该种计算方式可以看出具有绝对公平性，对于业务流集合T中的每一个业务流i，原有的流量分配方案f_i被调整为f_i’需要满足： $\underset{i\∈T}{\mathrm{\Σ}}{c}_i\frac{{f_i}^{\′}-f_i}{f_i}\≤0,$ 其中c_i为网管策略模块赋予单个业务流的权重等级。作为特例，考虑一个N节点的线性拓扑结构，该拓扑结构中首节点和尾节点之间存在一条业务连接，即贯通LSP，每两个相邻节点之间具有等带宽需求的业务连接。假定贯通LSP的业务流量为x，于是 $\frac{1}{x}\≤\frac{N-1}{L-x}$ 能够满足公平性原则，于是x≥L/N，也即x分配带宽流量的临界值为L/N即能够保障公平性原则。综合考虑总流量的优化，应当选择带宽分配的临界值作为实际分配的带宽流量。

基于定价策略公平性带宽分配的最终收敛的目标是，不存在在增加某个业务流的流量的同时不减少其它业务的流量的情况。将上述不等式进行等效转化可以化简为对数极大值问题，综合考虑业务连接的长度可以得到优化模型的目标函数需要满足， $\underset{f_i>0}{\max }\underset{i\∈T}{\mathrm{\Σ}}(c_i{W}_i\log f_i-f_i{h}_i),$ 其中h_i为业务流x_i的跳数，W_i为具有窗口限速环境下的控制窗口大小。如果不考虑业务路径长度的影响，则网管定价因子的加权项为窗口大小。通过管理协调控制的方式能够实现公平的带宽共享，类似等比带宽增加/减少的机制使得当没有阻塞时，发送速率以恒定的比例增长，保障多个业务流共享下的公平性原则。

图5示意性示出了差异化定价策略下的传送节点结构框图。随着技术的进步以及业务的融合，通信网络的结构也正朝着扁平化、简单化的方向发展。原来IP/ATM/SDH/WDM的复杂网络结构正逐渐被IP/Optical的简单网络层次所取代。采用多层传送结构，网络能够适应多样性业务的要求，融合并发挥不同传送技术的优势，实现具有对多颗粒性带宽的管理能力。网管的策略模块501在每个DS域节点的内部部署代理功能模块，负责控制当前的流量监管，同时会影响DS码点设置，不同价格的业务流的数据分组根据所享受的等级服务进入不同的优先级队列，在分类器502中区分业务流进入不同的流量整型器503，对于收到的分组进行管理，将没有违约的分组分配到对应QoS要求的队列504中，并分配相应的DS码标记分组。对于违约的分组，或者被丢弃，或者以BE类型的服务进行传送，调度器505的出口可以为核心网络，也可能会是另外一个DS域。通过策略定价模块代理实现SLA可以随流量和阻塞状况不同进行动态调整。注意，策略定价模块的实现域流量分类的映射关系在整个网络中应当是统一的，其统一的方式可以为网管配置，也可以通过外部控制信令来实现自动化策略配置。通过智能代理可以在无需人工干预的情况下形成。

图6描述了基于定价的综合网络规划流程。在多层联合路由的规划与优化问题中，现有典型的LSP路由方案是将在光层和IP层上的路由分别处理，即在WDM网络上的路由与波长指派的问题(RWA)与LSP在IP网络上的路由问题分别解决，IP/MPLS层的路由独立于光层波长路由，称之为独立路由。同时，光层波长路由建立准静态的逻辑拓扑，即IP/MPLS层看到的网络拓扑，IP层业务的路由将在它上面进行。光层的RWA问题和仅考虑IP层拓扑和资源信息的LSP路由算法已经得到了广泛的研究，典型的算法有最宽-最短路径(widest-shortest path)路由、最小冲突路由(Minimized Interferencerouting)和负载相关加权的最短路径算法等。但这些独立路由算法最大的缺陷是没有层间协调机制，各个层面的路由信息不能协调一致，可能造成资源的利用率低，并引起资源竞争，造成网络潜在的不稳定性，通过中心网管系统的决策模块完成经济性分析，通知差异化策略定价模块完成下属设备信息配置，从而实现多层联合动态规划。联合路由算法比在静态逻辑拓扑上实现IP层路由算法更能适应IP层业务模式的变化。由带有光扩展的OSPF-TE路由协议和MPLS信令协议控制平面能够在光网中动态建立波长通道。带有光扩展的OSPF-TE路由协议能够搜集并向结点发送各条链路上的波长占用信息以及各条光路上的带宽利用信息。联合路由在进行路由计算时，不仅考虑IP网络的拓扑及资源占用信息，而且同时考虑WDM网络的物理资源占用信息，与独立路由方案相比它更能够提高网络资源的利用效率，降低因网络资源不足而被拒绝的请求数量，减小网络阻塞率。下面给出基于中心决策的差异化定价实现流程框图。

在步骤S601，处于规划的初期，应当设定网络的需求。其参数以直接从人机界面上获取数据，也可以从数据库中获得仿真数据。数据库一般保存静态数据，主要包括网络的配置信息和相关的业务和资源的参数或者缺省参数信息，动态数据存在于内存，由各模块直接调用。在步骤S602，确定是否具有网络规划的历史记录，如果没有则根据当前目标定价，如果存在则说明网络已经开始滚动规划的迭代过程，将旧的门限设置为新的目标，重新定价。在规划具体实施过程中，需要传统的路由、资源分配等功能。同时，在具体的调度过程中还需要考虑，缓冲区域的管理，排队的队列模型，业务的实时分配。规划的最后实施期间，需要考虑对于多个路由域之间的管理性、安全性所带来的问题。

在步骤S603，进入相对稳定的阶段，对于一般的网络动态规划问题而言，通常分为三种方式：拓扑驱动方式、资源驱动方式和定期触发方式。此处根据本地配置的策略决定所用的方法。

在步骤S604，采用资源驱动的方式来实现迭代规划，资源网络由于节点故障或者链路故障的发生，会使得网络的资源分布将不再合理，不能够满足原有的需求。对于新加入的节点和新配置的链路道理一样，原有的资源配置将不再优化，需要重新对于网络进行评价，计算优化目标函数。根据运营的需要定义重新优化门限值，超过这个突变门限后则重新进行优化，如果没有超过这个临界值，说明目前的网络还处于可以接收的变化范围内，网络重新进入保持态。

在步骤S605中，采用基于拓扑的动态规划方式，除了和步骤S604相同的操作之外，还应当更新网络的拓扑结构，如新加入/删除的节点/链路等。

在步骤S606，采用定期触发方式的规划方式，需要定义更新的周期，每次更新时间到达则重新评价网络的经济性，由于没有新的设备加入，也没有已有的设备停用，此时网络唯一变化的只有业务的分布情况以及新业务类型的加入，在当前时间点对于未来进行预测，根据所预测的网络情况来进行实际的优化，此时，这个优化算法的设计就显得尤为重要。如果可以准确的反应未来网络的变化趋势，则可以提前使网络进入良好的运行状态，如果设计不当，不但不能够对网络进行优化，反而会造成网络的恶化。

在步骤S607，完成对于现行网络的指标评价，进入步骤S609计算新的效用函数目标值，并根据其结果在步骤S611进行判断。确定是否该效用目标函数值是否超过了网络的突变门限。如果步骤S611的结果为“是”，则进入步骤S602，重新设定门限值，否则进入步骤S603。

在步骤S608，采用预测算法对于网络的变化进行相应预测，由于策略定价已经更新当前的业务指标，需要在步骤S610重新完成经济性分析。

在步骤S610，确定当前的结果是否需要调整，如果步骤S610的结果为“是”，则返回步骤S602，否则进入步骤S606。

网络规划完成的最后一步需要重新对于网络进行优化，根据不同的性能参数分析，经济性成本的调查，得出评估报告，来决定网络的重新优化程度。

图7描述了自适应动态分层规划算法的流程。简单的一次规划是远远不够的，需要借助于其他的工具进行滚动规划，而通过特定的策略，以上一次规划的结果作为下一次规划的输入参数，修改规划方案，也可以实现提高规划精确性的目的。在业务规划的初期需要分析所期望的费用下达到特定的市场需求，并且保证网络可以能够可控和便于收费。同时要考虑网络的初始的基础信息的修正，以支持需求。业务的选择也需要考虑商业前景，设定网络的目标和QoS性能目标。在配置业务时，需要隔绝导致失败的原因，无论它们是否影响业务。

在步骤S701，输入网络的资源信息，并在步骤S702定义相关的优化目标，在网络中迭代的准则主要是对于服务质量的管理，比如，是否达到了所要的服务等级，服务或者产品是否有普遍性的问题，是否负荷SLA的质量标准。还需要考虑每次优化后，所需要的更新或者升级设备所带来的花费。

在步骤S703，定制需要定价的模型参数，并在S710对其进行监控。性能监测部分需要通过网管进行性能/用途数据的收集，与所需要的网络的目标保持一致。网络维护的工作通常是可矫正的。通过对于进程引进测试，做出分析以确定问题的诱因和影响，通知给业务管理。

在步骤S704，初步用Floyd或者Dijkstra算法构建网络的路由，并分配资源。

在步骤S705，根据优化目标计算其资源适应度，并在S706确定该适应度是否满足当前客户的服务质量要求。如果目标系统的逻辑模型中的元素是现有网络逻辑模型中的元素，则把这个元素的费用计为零；如果目标系统的逻辑模型中的元素不是现有网络逻辑模型中的元素，则应该添加这个元素的费用；如果在现有网络逻辑模型中的元素在目标系统的逻辑模型中没有，则说明这个元素在现有网络中属于重复建设，则应该予以标记，直到我们在实际网络操作中去除这些元素，例如经过规划后，发现在某处有多余光纤，我们可以考虑预留这些光纤，或者把这些光纤用到其他系统中，或者出租给其他运营商等。

如果步骤S706的结果为是，则记录相应的分配的资源信息，进入步骤S707，继续下一次优化。在步骤S709，根据当前网络所配置的最大迭代次数，确定是否结束算法。

如果步骤S709的结果为“是”，则结束当前的算法，否则，返回步骤S704。

在步骤S711，确定当前网络的状态，以目前所运行的所有网络资源，是否能够达到收敛的条件。如果步骤S711的结果为“是”，则进入步骤S714，否则，进入步骤S712。

在步骤S712，需要调整并重新设置当前的网络资源定义模式，并进入步骤S713重设网络的监控性能指标以及定价标准。网络的规划和发展需要考虑新技术和供应策略，发展和接纳新的网络类型，为运行使用描述的标准网络配置。在所希望的费用下设计网络容量以满足特定的业务需求，保证网络能够正常的运行。给供应商或者其它的网络运营商提出指令以做好新设备的安装，也给网络第三方建设者提供网络逻辑配置的设计。如果已经达到收敛，则进入步骤S714，以微小的差别修正资源分配计划，进一步提升网络的性能，并重设网络性能指标，开始步骤S704。

在规划的验证阶段考虑网络的适应性，自适应光网络所面向的未来业务应用趋于复杂化、多样化、动态化、宽带化，包括流媒体业务、指配型业务、预订业务、点播业务、组播业务、光虚拟专网业务等。上述业务和传统的电路交换业务相比不尽相同，，对自适应光网络有着不同的需求和影响。在多层自适应的规划优化目标下，合理的规划方法的同时必须包含这些需求和影响，以便更好的处理业务层面的变化给传送平面提出的支持请求。在网络优化阶段除多层联合优化外，还需要支持基于系统整体的联合优化目标，在规划优化算法中考虑灵活高效的数据单元多路复用技术、链路级的资源动态调整等，并采用各种优化手段联合应用时相互及对系统其它性能的影响，制定不同环境和条件下的设备优化准则、优化参数范围及其他要求。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域内熟练的技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (4)

1.一种基于差异化定价策略的多层网络业务动态规划方法，其特征在于包括以下内容：

实现差异化定价策略下的控制节点设备结构，所述差异化定价策略下的控制节点设备结构包括：

连接控制模块，用于业务连接的建立、维护和释放；呼叫控制模块，用于连接上的资源信息维护，以及业务连接记录表的更新；策略定价模块，用于通过外部接口完成资源采集以及定价下发；业务汇聚功能模块，用于各个子业务流的整合；生存性单元，用于控制当前的网络保护和恢复的策略执行；拓扑和资源更新模块，用于拓扑和资源更新操作；保护路由模块，用于为所述生存性单元计算保护路由；恢复路由模块，用于为所述生存性单元计算恢复路由；资源分配模块，用于分配资源；工作路由模块以及与传送节点的接口和与其他控制节点的传输接口；

不同传送技术下的差异化定价方法，其中，根据网络基于面向连接的传送方式或者基于面向无连接的传送方式，该不同传送技术下的差异化定价方法包括：

在基于面向连接的网络中，通过本地获得的路由资源数据库完成整个连接的流量计算，由中心网管完成网络定价，通过逐跳设备配置方式，进行相应的交叉连接动作，以及更新当前的网络资源信息；以及

在基于面向无连接的网络中，通过随机过程中的统计理论和业务的概率统计模型计算出网络接纳该连接后的惩罚因子，确定该参数是否在可接纳的范围之内，如果是，则接纳，然后执行与基于面向连接的相同方法；

差异化定价基于流的公平性原则的实现方法，包括：用户通过用户网络侧（UNI）接口向网络提交业务合同等级变更指令，动态调整价格，以及在窗口限速环境下逐步分配带宽；

实现差异化定价策略下的传送节点设备结构，所述差异化定价策略下的传送节点设备结构包括：

网管的策略模块、分类器、流量整型器、队列以及调度器，其中，所述网管的策略模块，用于在每个区分服务（DS）域节点的内部部署代理功能模块，以及负责控制当前的流量监管；所述分类器，用于区分业务流进入不同的所述流量整型器，对于收到的分组进行管理，将没有违约的分组分配到对应服务质量（QoS）要求的所述队列中，并分配相应的DS码标记分组，对于违约的分组，或者被丢弃，或者以尽力而为（BE）类型的服务进行传送；以及所述调度器的出口为核心网络或另一个DS域；

在动态网络规划中的综合定价流程，包括：采用联合路由算法对多次联合路由进行规划和优化，并且采用拓扑驱动方式、资源驱动方式和定期触发方式根据本地配置的策略决定进行动态规划，以及然后对现行网络进行指标评价；

多层网络的自适应分层定价规划流程包括：

输入网络的资源信息；

定义相关的优化目标；

定制需要定价的模型参数；

初步用弗洛伊德（Floyd）或者迪科斯彻（Dijkstra）算法构建网络的路由，并分配资源；

根据优化目标计算其资源适应度；

确定该适应度是否满足当前客户的服务质量要求；

如果确定该适应度满足当前客户的服务质量要求，则记录相应的分配的资源信息，继续下一次优化；以及

根据当前网络所配置的最大迭代次数，确定是否结束算法。

2.根据权利要求1所述的基于差异化定价策略的多层网络业务动态规划方法，其特征在于所述差异化定价策略下的控制节点设备结构，具体包括：

管控协同接口；

本地策略定价代理功能实现模块；

信令通信网络（SCN）互联接口；

交叉板卡控制接口；

基于共享风险链路组（SRLG）策略的定价决策模块，其中网管系统采集动态资源信息，区分出处于不同SRLG的链路，利用定价策略减少相对应的备用链路的容量，对控制模块进行冗余配置，以及在控制平面发生故障时保证不影响已建立的连接。

3.根据权利要求1所述的基于差异化定价策略的多层网络业务动态规划方法，其特征在于所述差异化定价基于流的公平性原则的实现方法，具体包括：

通过网管的策略评估，所有的业务流都以相同的流量来增大，直至某条链路满负荷，称该条链路为瓶颈链路，固定该条链路，再重新进行流量增大调整，确定下一跳瓶颈链路，逐步迭代，计算出网络中所有链路的流量最大值，对于业务流集合T中的每一个业务流i，原有的流量分配方案f_i被调整为f_i’需要满足：

其中c_i为网管策略模块赋予单个业务流的权重等级。

4.根据权利要求1所述的基于差异化定价策略的多层网络业务动态规划方法，其特征在于所述在动态网络规划中的综合定价流程，具体包括：

采用资源驱动的方式来实现迭代规划，根据运营的需要定义重新优化门限值，超过这个突变门限后则重新进行优化，如果没有超过，网络重新进入保持态；

采用基于拓扑的动态规划方式，除了上述的操作外，还应更新网络的拓扑结构；以及

采用定期触发方式的规划方式，需要定义更新的周期。

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