CN102142972B - 一种ip网络的组网方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种IP网络的组网方法和装置。其中，所述方法包括：将IP业务的业务矩阵作为基于流量工程的对协议标签交换MPLS-TE业务的业务矩阵，并基于MPLS-TE业务，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息；将所述MPLS-TE层的逻辑拓扑信息作为IP层的逻辑拓扑信息，并基于IP业务，计算得到IP业务中各个链路的Metric值；输出IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值，以便运营商根据所述IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值组建IP网络。根据本发明实施例，可以提高IP网络的组网质量，满足运营商的组网需求。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种IP网络的组网方法和装置。
背景技术
随着近年来数据业务的急剧增长，在整个骨干网中，路由器的升级面临着巨大压力，最终导致整个骨干网的复杂度、功耗和成本越来越高。同时，由于网络扩容的成本与收入间的差距逐渐扩大，因此，未来的网络架构会更加趋于扁平化，从而减小核心路由器的压力。所谓扁平化就是指，业务无需逐层汇聚，所有网络节点的关系等价。以上对未来的网络架构的需求也就相应地对IP网络的组网方法提出了要求。
当前，对于IP网络的组网方法，有很多的实现方案。如利用各种IP规划的仿真工具获得IP层的逻辑拓扑信息和优化后的Metric值，并基于IP层的逻辑拓扑信息和优化后的Metric值组建IP网络。其中，获得IP层的逻辑拓扑信息和优化后的Metric值的主要方式如下：按照特定的路由协议、预测的流量变化模型以及Metric值模拟未来的网络容量，并基于未来的网络容量进行IP网络的组网。
最优的IP层的逻辑拓扑信息往往是成本最低，最大链路利用率最小，或者业务平均时延最小的网络拓扑，这种逻辑拓扑信息的获得不仅与网络的物理拓扑有关，还与业务矩阵有关。现有技术中只采用特定的路由协议、预测的流量变化模型以及Metric值得到IP层的逻辑拓扑信息，而并未考虑业务矩阵对于IP层的逻辑拓扑信息的影响，此时，基于Metric值得到IP层的逻辑拓扑信息往往并不能够达到运营商的要求，进而影响了组建后的IP网络的质量。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种IP网络的组网方法和装置，以提高IP网络的组网质量，满足运营商的组网需求。
本发明实施例公开公开了如下技术方案：
一种网络协议IP网络的组网方法，包括：将IP业务的业务矩阵作为基于流量工程的多协议标签交换MPLS-TE业务的业务矩阵，并基于MPLS-TE业务，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息，所述IP业务的业务矩阵包括：业务源、业务宿和业务带宽；将所述MPLS-TE层的逻辑拓扑信息作为IP层的逻辑拓扑信息，并基于IP业务，计算得到IP业务中各个链路的Metric值；输出IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值，以便运营商根据所述IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值组建IP网络。
一种IP网络的组网装置，包括：逻辑拓扑信息计算单元，用于将IP业务的业务矩阵作为基于流量工程的多协议标签交换MPLS-TE业务的业务矩阵，并基于MPLS-TE业务，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息，所述IP业务的业务矩阵包括：业务源、业务宿和业务带宽；Metric值计算单元，用于将所述MPLS-TE层的逻辑拓扑信息作为IP层的逻辑拓扑信息，并基于IP业务，计算得到IP业务中各个链路的Metric值；输出单元，用于输出IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值，以便运营商根据所述IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值组建IP网络。
由上述实施例可以看出，将IP业务的业务矩阵中作为MPLS-TE业务的业务矩阵，并在MPLS-TE业务下，在考虑MPLS-TE业务的业务矩阵的基础上，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息，再将MPLS-TE层的逻辑拓扑信息重新作为IP层的逻辑拓扑信息，并在IP业务下，根据local search启发算法得到IP业务中各个链路的Metric值。由此可见，本发明实施例以业务矩阵为基础获得IP层的逻辑拓扑信息，从而考虑了业务矩阵对于IP层的逻辑拓扑信息的影响，由此获得的最佳的IP层的逻辑拓扑信息能够达到运营商的要求，进而提高了组建后的IP网络的质量。
另外，在现有的分层(Hierarchy)模型下，业务需要根据对应的上级节点进行逐层汇聚，因此，可以说，在Hierarchy模型下，业务路由基本是明确的。而在未来的扁平化网络架构下，由于所有节点间没有上下级关系，也就是说，业务不需要进行逐层汇聚，所以用户不能简单的知道业务的具体路由。而当本发明实施例使用MPLS-TE层来代替IP层规划时，就可以通过专业的网络规划工具，来自动计算业务在网络中的具体路由信息，从而解决扁平化网络下的IP规划问题，有利于未来的扁平化网络架构下的IGP Metric值的设计和优化。
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为本发明一种IP网络的组网方法的一个实施例的流程图；
图2为本发明中local search启发算法的具体实现方法的流程图；
图3为本发明一种IP网络的组网方法的另一个实施例的流程图；
图4为本发明一种IP网络的组网方法的另一个实施例的流程图；
图5为一种业务矩阵的信息图；
图6为一种物理拓扑图；
图7为本发明对应于单层MPLS-TE业务的规划算法；
图8为本发明一种单层MPLS-TE业务的逻辑拓扑信息图；
图9为本发明一种IP网络的组网装置的一个实施例的结构图；
图10为本发明一种IP网络的组网装置的另一个实施例的结构图；
图11为本发明一种IP网络的组网装置的另一个实施例的结构图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
实施例一
请参阅图1，其为本发明一种IP网络的组网方法的一个实施例的流程图，该方法包括以下步骤：
步骤101：将IP业务的业务矩阵作为基于流量工程的多协议标签交换MPLS-TE业务的业务矩阵，并基于MPLS-TE业务，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息，所述IP业务的业务矩阵包括：业务源、业务宿和业务带宽；
IP业务的业务矩阵除了可以包括有：业务源、业务宿和业务带宽之外，还可以进一步包括有业务类型和业务的保护类型。例如，在用户输入的IP业务的业务矩阵中，业务类型可以是p2p(point to point，点到点)或者p2mp(pointto multi-point，点到多点)，业务的保护类型可以是无保护或者FRR(FastReRoute，快速重路由)保护。
当然，与现有技术相同，在根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息时，要接收用户输入的物理拓扑，其中的物理拓扑包括：物理节点信息、节点间的光纤连接关系和节点间的距离。
其中，所述基于MPLS-TE业务，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息包括：获取用户期望的优化目标；根据所述规划算法得到满足用户期望的优化目标的MPLS-TE层的逻辑拓扑信息。
例如，当接收到用户输入的物理拓扑和IP业务的业务矩阵后，由于IP业务的路由设备与MPLS-TE业务的设备在硬件上是互通的，两者只是运行的协议不同，因此，我们可以将IP业务的业务矩阵作为MPLS-TE(Multi-ProtocolLabel Switching-Traffic Engineer，基于流量工程的多协议标签交换)业务的业务矩阵，并基于MPLS-TE业务，根据MPLS-TE业务下的规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息。其中，在MPLS-TE业务下的规划算法包括：一般启发式算法(General Heuristic Algorithm)、专有启发式算法(SpecialHeuristic Algorithm)或者ILP(Integer Linear program，线性规划法)算法。当然，在MPLS-TE业务下，也可以基于其他的算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息，本实施例对此并不限定。
例如，当在MPLS-TE业务下，根据专有启发式算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息时，首先需要获取用户期望的优化目标，然后再根据所述规划算法得到满足用户期望的优化目标的MPLS-TE层的逻辑拓扑信息。
其中，所述用户期望的优化目标包括：抗n次故障下，整个网络的网络成本最低、抗n次故障下，整个网络的IP层容量均衡和抗n次故障下，整个网络的波长均衡中的任意一个或者任意多个组合，其中，所述n为任意自然数。当然，用户的期望的优化目标是根据用户的实际需要而设定的，除了上述三种优化目标外，还可以是用户根据其他的需要而设定的其他优化目标，本实施例对此并不限定。
步骤102：将所述MPLS-TE层的逻辑拓扑信息作为IP层的逻辑拓扑信息，并基于IP业务，计算得到IP业务中各个链路的Metric值；
其中，可以基于IP业务，根据local search(局部搜索)启发算法得到IP业务中各个链路的Metric值，包括：将IP业务中各个链路的链路成本与链路距离加权求和，得到各个链路的Metric初始值；根据所述Metric初始值得到IP网络的初始业务路由；重复执行以下步骤，直到不满足预置条件为止：修改链路的Metric初始值，根据修改后的Metric值得到IP网络的当前业务路由，当所述当前业务路由优于所述初始业务路由时，接受所述当前业务路由为业务路由，将所述当前业务理由作为下一次的初始业务路由，否则，当所述当前业务路由喜爱链路的负载率优于所述初始业务路由下链路的负载率时，按照随机几率接受所述当前业务路由为业务路由。
例如，当在步骤101中获得基于MPLS-TE业务的MPLS-TE层的逻辑拓扑信息后，由于IP业务的路由设备与MPLS-TE业务的设备在硬件上是互通的，两者只是运行的协议不同，因此，可以再将MPLS-TE层的逻辑拓扑信息重新作为IP层的逻辑拓扑信息，并重新基于IP业务，根据Local Search(局部搜索)启发算法得到IP业务中各个链路的Metric值。
其中，请参阅图2，其为本发明中local search启发算法的具体实现方法的流程图，具体包括以下步骤：
步骤201：将IP业务中各个链路的链路成本与链路距离加权求和，得到各个链路的Metric初始值；
其中，按照公式metrici＝A*costi+B*distancei，i＝1，2...m进行加权求和运算，公式中的costi表示第i条链路上的链路成本，distancei表示第i条链路上的链路距离，A和B分别为用户根据实际的使用需求而为链路成本和链路距离而设定的权值，例如，如果用户认为只需要考虑链路带宽的因素，而忽略链路成本这个因素，则将A设置为0，如果用户认为链路成本和链路带宽各需要考虑一半，则分别将A和B设置为0.5。
步骤202：根据Metric初始值得到IP网络的初始业务路由；
例如，IP路由器根据一定的路由协议，如OSPF(Open Shortest Path First，开放式最短路径优先)，基于全网链路Metric值，自动计算业务的逐跳路由，从而得到业务的从源到宿的完整的初始业务路由。
步骤203：修改链路的Metric初始值，根据修改后的Metric当前值得到IP网络的当前业务路由；
其中，可以从IP业务的所有链路中选择修改任意一个或者多个链路的Metric初始值，得到修改后的Metric值，并根据修改后的Metric值得到IP网络的当前业务路由。
步骤204：判断得到的当前业务路由是否优于初始业务理由，如果是，进入步骤205，如果否，进入步骤206；
例如，根据初始业务路由，发现在网络的某些链路会出现超载现象，如果根据修改后的Metric值计算得到的当前业务路由，全网的链路超载现象不仅没有减轻，反而加重，则代表当前业务路由没有优于初始业务路由。其中，初次将当前业务路由与初始业务路由进行对比时，初始业务路由为在步骤202中得到的业务路由，当经过比较，当前业务路由优于初始业务路由时，则将该当前业务路由作为下一次的初始业务路由。
步骤205：接受所述当前业务路由为业务路由，将所述当前业务路由作为下一次的初始业务路由，进入步骤207；
步骤206：按照随机几率接受所述当前业务路由为业务路由，进入步骤207；
例如，如果当前业务路由下链路的负载率的变化百分比与初始业务路由下链路的负载率的变化百分比之间的差值小于用户期望值，用户期望值是用户根据使用需求而设定的一个用户可以接受的值，如，用户期望值为1，当上述差值乘以一个随机数小于1时，接受当前业务路由为业务路由，当上述差值乘以一个随机数大于或者等于1时，不接受当前业务路由为业务路由。或者，如果当前业务路由下超载的链路数与初始业务路由下超载的链路数之间的差值小于用户期望值，如，用于期望值为1，当上述差值乘以一个随机数小于1时，接受当前业务路由为业务路由，当上述差值乘以一个随机数大于或者等于1时，不接受当前业务路由为业务路由。
步骤207：判断是否满足预置条件，如果是，返回步骤203，如果否，结束流程。
其中，所述预置条件包括：为计算各个链路的Metric值预置的运行时间、所述当前业务路由下链路的负载率的变化百分比与所述初始业务路由下链路的负载率的变化百分比的差值持续在用户期望范围的预置次数或者所述当前业务路由下超载的链路数与所述初始业务路由下超载的链路数的差值持续在用户期望范围的预置次数。
例如，当预置条件时为计算各个链路的Metric值预置的运行时间，且利用local search启发算法计算各个链路的Metric值时，判断local search启发算法的实际运行时间是否超过local search启发算法的预置运行时间，如果是，则不满足预置条件，结束流程，如果否，则满足预置条件，返回步骤203，重新修改其它链路的Metric初始值，并在步骤204中基于新的初始业务路由进行判断。其中，预置运行时间可以根据经验值来预置，一般情况都是通过大量对比测试后确定的。
当预置条件为当前业务路由下链路的负载的变化百分比与所述初始业务路由下链路的负载率的变化百分比的差值持续在用户期望范围的预置次数时，判断当前业务路由下链路的负载率的变化百分比与所述初始业务路由下链路的负载率的变化百分比的差值持续在用户期望范围的实际次数是否达到预置次数，如果是，不满足预置条件，结束流程，如果否，则满足预置条件，返回步骤203，重新修改其他链路的Metric初始值。如，当当前业务路由下链路的负载率的变化百分比与所述初始业务路由下链路的负载率的变化百分比之间的差值持续在用户期望范围的预置次数为3次，且用户期望范围为【0.5-0.6】时，如果当前业务路由下链路的负载率的变化百分比与所述初始业务路由下链路的负载率的变化百分比的差值连续三次落入【0.5-0.6】范围时，则不满足预置条件，结束流程，否则，则满足预置条件，返回步骤203。其中，预置的次数可以根据经验值来预置，一般情况都是通过大量对比测试后确定的，用户期望的范围也可以根据经验值来预置，一般情况都是通过大量对比测试后确定的。
需要说明的是，除了根据局部搜索启发算法计算得到IP业务中各个链路的Metric值之外，还可以通过其他方法计算得到IP业务中各个链路的Metric值，例如，将各个链路上的带宽值的倒数作为该链路的Metric值。本发明实施例对得到IP业务中各个链路的Metric值的方法并不限定。
步骤103：输出IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值，以便运营商根据所述IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值组建IP网络。
例如，由IP层的逻辑拓扑信息可以得到IP网络中各个路由器之间的链路带宽和路由器的设备配置信息，再结合IP业务中各个链路的Metric值，可以组建一个IP网络。
由上述实施例可以看出，将IP业务的业务矩阵中作为MPLS-TE业务的业务矩阵，并在MPLS-TE业务下，在考虑MPLS-TE业务的业务矩阵的基础上，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息，再将MPLS-TE层的逻辑拓扑信息重新作为IP层的逻辑拓扑信息，并在IP业务下，根据local search启发算法得到IP业务中各个链路的Metric值。由此可见，本发明实施例以业务矩阵为基础获得IP层的逻辑拓扑信息，从而考虑了业务矩阵对于IP层的逻辑拓扑信息的影响，由此获得的最佳的IP层的逻辑拓扑信息能够达到运营商的要求，进而提高了组建后的IP网络的质量。
另外，直接通过MPLS-TE层获得网络的逻辑拓扑信息，还可以解决未来扁平化网络架构下无法简单进行组网的问题，有利于未来的扁平化网络架构下的IGP Metric值的设计和优化。
实施例二
本实施例与上述实施例一的区别在于：当获得IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值之后，进一步依据得到的逻辑拓扑信息和Metric值进行路由，如果路由失败，将失败的原因作为约束条件，并基于所述约束条件重新获得IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值，再进行路由，直到路由成功为止。请参阅图3，其为本发明一种IP网络的组网方法的另一个实施例的流程图，包括以下步骤：
步骤301：将IP业务的业务矩阵作为基于流量工程的多协议标签交换MPLS-TE业务的业务矩阵，并基于MPLS-TE业务，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息，所述IP业务的业务矩阵包括：业务源、业务宿和业务带宽；
步骤302：将所述MPLS-TE层的逻辑拓扑信息作为IP层的逻辑拓扑信息，并基于IP业务，计算得到IP业务中各个链路的Metric值；
由于在上述实施例一中已经对步骤301和302进行了详细的描述，故此处不再赘述。
步骤303：将所述IP网络中的IP业务依据获得的IP业务中各个链路的Metric值在获得的IP层的逻辑拓扑中进行路由，并判断路由是否成功，如果是，进入步骤304，如果否，进入步骤305；
步骤304：输出IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值，以便运营商根据所述IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值组建IP网络；
其中，当路由成功时，说明获得的IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值满足用户期望的约束条件，直接输出IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值。
步骤305：将IP业务路由失败的原因作为约束条件，重新返回步骤301，在步骤301中，基于所述约束条件重新获得IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值，再进行路由，直到路由成功为止。
例如，当分析路由失败的原因在于：在步骤302得到了某个链路的带宽超过在步骤301中获得对应链路的带宽时，进入步骤301，将该链路的带宽设置为步骤302得到的带宽值，并基于此设置，重新进行步骤301，直到路由成功为止。
还需要说明的时，本实施例还可以在根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息之前，获取用户期望的约束条件，则在步骤301中，基于MPLS-TE业务，根据规划算法得到满足用户期望的约束条件的MPLS-TE层的逻辑拓扑信息，在步骤305中，当路由失败后，将IP业务路由失败的原因作为约束条件加入到用户期望的约束条件中，重新返回步骤301，在步骤301中，基于新的用户期望的约束条件获得IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值并进行路由，直到IP业务路由成功为止。
由上述实施例可以看出，将IP业务的业务矩阵中作为MPLS-TE业务的业务矩阵，并在MPLS-TE业务下，在考虑MPLS-TE业务的业务矩阵的基础上，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息，再将MPLS-TE层的逻辑拓扑信息重新作为IP层的逻辑拓扑信息，并在IP业务下，根据local search启发算法得到IP业务中各个链路的Metric值。由此可见，本发明实施例以业务矩阵为基础获得IP层的逻辑拓扑信息，从而考虑了业务矩阵对于IP层的逻辑拓扑信息的影响，由此获得的最佳的IP层的逻辑拓扑信息能够达到运营商的要求，进而提高了组建后的IP网络的质量。并且，通过路由的方式来进一步迭代修正IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值，进而能够或者满足运营上需求的最佳解。
另外，直接通过MPLS-TE层获得网络的逻辑拓扑信息，还可以解决未来扁平化网络架构下无法简单进行组网的问题，有利于未来的扁平化网络架构下的IGP Metric值的设计和优化。
实施例三
下面针对具体参数，详细说明IP网络的组网方法的最优实施方式。请参阅图4，其为本发明一种IP网络的组网方法的另一个实施例的流程图，具体包括以下步骤：
步骤401：接收用户输入的IP业务矩阵、物理拓扑、用户期望的约束条件、规划的网络层次、网络设备的形态和用户期望的优化目标；
其中，IP业务矩阵包括：业务源、业务宿和业务带宽，具体请参阅图5所示，其为一种业务矩阵的信息图，其中，矩阵的行表示所有业务宿，矩阵的列表示所有业务源，矩阵中的每一个元素表示每个业务源到每个业务宿之间的业务带宽；物理拓扑包括：物理节点、物理节点间的光纤连接关系和物理节点间的距离，具体请参阅图6所示，其为一种物理拓扑图，其中的节点表示物理拓扑中的物理节点，即站点，节点之间的连接线表示物理节点间的光纤连接关系，节点之间的连接线长度表示物理节点之间的距离；用户期望的约束条件包括：路由必经点、路由必不经点、路由跳数和路由器之间的物理距离中的任意一个或者任意多个组合；规划的网络层次包括：单层网络或者多层网络；网络设备的形态是指针对不同的网络层次，网络设备的具体形态，例如，在单层网络中，网络设备的形态多为交换机，在双层网络中，网络设备的形态多为路由器；所述用户期望的优化目标包括：抗n次故障下，整个网络的网络成本最低、抗n次故障下，整个网络的IP层容量均衡和抗n次故障下，整个网络的波长均衡中的任意一个或者任意多个组合，其中，所述n为任意自然数。
步骤402：将IP业务的业务矩阵作为MPLS-TE业务的业务矩阵；
其中，由于IP业务的路由设备与MPLS-TE业务的设备在硬件上是互通的，两者只是运行的协议不同，因此，如图5所示，在节点2和节点1之间的IP业务流为1个单位，则我们认为在节点2和节点1之间的MPLS-TE业务流也为1个单位。
步骤403：在MPLS-TE业务中，按照用户输入的物理拓扑、业务矩阵、用户期望的约束条件、网路层次和网络设备的形态，根据专有启发式算法得到满足用户期望的约束条件和用户期望的优化目标的MPLS-TE层的逻辑拓扑信息；
其中，专有启发式算法具有专对应于单层MPLS-TE业务的规划算法，也具有专对应于多层MPLS-TE业务的规划算法。根据用户输入的网络层次，得到与用户输入的网络层次相对应的规划算法，再根据该规划算法得到满足用户期望的约束条件和用户期望的优化目标的MPLS-TE层的逻辑拓扑信息。
例如，请参阅图7所示，其为本发明对应于单层MPLS-TE业务的规划算法，包括如下步骤：
步骤701：计算MPLS-TE层初始解；
其中，计算MPLS-TE层初始解的方法包括但不限于：最短路算法、KSP(k Shortest Path，k条最短路)法和最大流算法。
步骤702：迭代优化MPLS-TE层设备；
其中，迭代优化MPLS-TE层设备的方法包括但不限于：，如SA(SimulatedAnnealing，模拟退火)、GA(Genetic Algorithm，遗传算法)和NN(NerveNetwork，神经网络)。
步骤703：输出MPLS-TE层的逻辑拓扑信息。
所述的逻辑拓扑信息包括有各节点间的路由器端口的连接关系和路由器节点间链路带宽信息。请参阅图8，其为本发明一种单层MPLS-TE业务的逻辑拓扑信息图，其中，该图表中的行表示带宽，图表中的列表示业务的源宿信息，图表中的每一个数值表示与业务的源宿信息对应的带宽值。
步骤404：将所述MPLS-TE层的逻辑拓扑信息作为IP层的逻辑拓扑信息，并基于IP业务，根据Local Search(局部搜索)启发算法得到IP业务中各个链路的Metric值；
其中，local search启发算法的具体实现方法已经在实施例一中进行了详细的描述，故此处不再赘述。
步骤405：将所述IP网络中的IP业务依据获得的IP业务中各个链路的Metric值在获得的IP层的逻辑拓扑中进行路由，并判断路由是否成功，如果是，进入步骤406，如果否，进入步骤407；
步骤406：输出IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值，以便运营商根据所述IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值组建IP网络；
步骤407：将IP业务路由失败的原因作为约束条件加入到所述用户期望的约束条件中，返回步骤403，在步骤403中，基于新的用户期望的约束条件，获得IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值并进行路由，直到所述IP业务路由成功为止。
由上述实施例可以看出，将IP业务的业务矩阵中作为MPLS-TE业务的业务矩阵，并在MPLS-TE业务下，在考虑MPLS-TE业务的业务矩阵的基础上，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息，再将MPLS-TE层的逻辑拓扑信息重新作为IP层的逻辑拓扑信息，并在IP业务下，根据local search启发算法得到IP业务中各个链路的Metric值。由此可见，本发明实施例以业务矩阵为基础获得IP层的逻辑拓扑信息，从而考虑了业务矩阵对于IP层的逻辑拓扑信息的影响，由此获得的最佳的IP层的逻辑拓扑信息能够达到运营商的要求，进而提高了组建后的IP网络的质量。并且，通过路由的方式来进一步迭代修正IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值，进而能够或者满足运营上需求的最佳解。
另外，直接通过MPLS-TE层获得网络的逻辑拓扑信息，还可以解决未来扁平化网络架构下无法简单进行组网的问题，有利于未来的扁平化网络架构下的IGP Metric值的设计和优化。
实施例四
与上述一种IP网络的组网方法相对应，本发明实施例还提供了一种IP网络的组网装置。请参阅图9，其为本发明一种IP网络的组网装置的一个实施例的结构图，包括：逻辑拓扑信息计算单元901、Metric值计算单元902和输出单元903。下面结合该装置的工作原理进一步介绍其内部结构以及连接关系。
逻辑拓扑信息计算单元901，用于将IP业务的业务矩阵作为基于流量工程的多协议标签交换MPLS-TE业务的业务矩阵，并基于MPLS-TE业务，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息，所述IP业务的业务矩阵包括：业务源、业务宿和业务带宽；
Metric值计算单元902，用于将所述MPLS-TE层的逻辑拓扑信息作为IP层的逻辑拓扑信息，并基于IP业务，计算得到IP业务中各个链路的Metric值；
输出单元903，用于输出IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值，以便运营商根据所述IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值组建IP网络。
其中，逻辑拓扑信息计算单元901包括：优化目标获取子单元9011和规划算法计算子单元9012，
优化目标获取子单元9011，用于获取用户期望的优化目标；
规划算法计算子单元9012，用于根据提取的规划算法得到满足用户指定的优化目标的MPLS-TE层的逻辑拓扑信息。
其中，Metric值计算单元902包括：Metric初始值计算子单元9021、业务路由初始值计算子单元9022和修改子单元9023，
Metric初始值计算子单元9021，用于将IP业务中各个链路的链路成本与链路距离加权求和，得到各个链路的Metric初始值；
初始业务路由计算子单元9022，用于根据所述Metric初始值得到IP网络的初始业务路由；
修改子单元9023，用于重复执行以下步骤，直到不满足预置条件为止：修改链路的Metric初始值，根据修改后的Metric值得到IP网络的当前业务路由，当所述当前业务路由优于所述初始业务路由时，接受所述当前业务路由为业务路由，将所述当前业务路由作为下一次的初始业务路由，否则，按照随机几率接受所述当前业务路由为业务路由，将所述当前业务路由作为下一次的初始业务路由。
请参阅图10，其为本发明一种IP网络的组网装置的另一个实施例的结构图，在该实施例中，所述装置还包括：路由单元904和约束条件修正单元905，
路由单元904，用于将所述IP网络中的IP业务依据获得的IP业务中各个链路的Metric值在获得的IP层的逻辑拓扑中进行路由；
约束条件修正单元905，用于当路由失败时，将IP业务路由失败的原因作为约束条件，基于所述约束条件重新获得IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值并进行路由，直到路由成功为止，以便将路由成功且满足约束条件的IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值进行输出。
进一步，请参阅图11，其为本发明一种IP网络的组网装置的另一个实施例的结构图，在该实施例中，所述装置还可以进一步包括：约束条件获取单元906，用于在根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息之前，获取用户期望的约束条件；
则所述逻辑拓扑信息计算单元901，用于基于MPLS-TE业务，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息为：基于MPLS-TE业务，根据规划算法得到满足所述用户期望的约束条件的MPLS-TE层的逻辑拓扑信息；
则所述约束条件修正单元905，用于将路由失败的原因作为约束条件，基于所述约束条件重新获得IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值并进行路由，直到路由成功为止为：将路由失败的原因作为约束条件加入到所述用户期望的约束条件中，基于新的用户期望的约束条件获得IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值并进行路由，直到路由成功为止。
由上述实施例可以看出，将IP业务的业务矩阵中作为MPLS-TE业务的业务矩阵，并在MPLS-TE业务下，在考虑MPLS-TE业务的业务矩阵的基础上，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息，再将MPLS-TE层的逻辑拓扑信息重新作为IP层的逻辑拓扑信息，并在IP业务下，根据local search启发算法得到IP业务中各个链路的Metric值。由此可见，本发明实施例以业务矩阵为基础获得IP层的逻辑拓扑信息，从而考虑了业务矩阵对于IP层的逻辑拓扑信息的影响，由此获得的最佳的IP层的逻辑拓扑信息能够达到运营商的要求，进而提高了组建后的IP网络的质量。并且，通过路由的方式来进一步迭代修正IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值，进而能够或者满足运营上需求的最佳解。
另外，直接通过MPLS-TE层获得网络的逻辑拓扑信息，还可以解决未来扁平化网络架构下无法简单进行组网的问题，有利于未来的扁平化网络架构下的IGP Metric值的设计和优化。
需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上对本发明所提供的一种IP网络的组网方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (13)
1.一种网络协议IP网络的组网方法，其特征在于，包括：
将IP业务的业务矩阵作为基于流量工程的多协议标签交换MPLS-TE业务的业务矩阵，并在MPLS-TE业务下，在MPLS-TE业务的业务矩阵的基础上，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息，所述IP业务的业务矩阵包括：业务源、业务宿和业务带宽；
将所述MPLS-TE层的逻辑拓扑信息作为IP层的逻辑拓扑信息，并基于IP业务，计算得到IP业务中各个链路的Metric值；
输出IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值，以便运营商根据所述IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值组建IP网络。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在MPLS-TE业务下，在MPLS-TE业务的业务矩阵的基础上，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息包括：
获取用户期望的优化目标；
根据所述规划算法得到满足用户期望的优化目标的MPLS-TE层的逻辑拓扑信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述规划算法包括：一般启发式算法、专有启发式算法或者线性规划法。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用户期望的优化目标包括：抗n次故障下，整个网络的网络成本最低、抗n次故障下，整个网络的IP层容量均衡和抗n次故障下，整个网络的波长均衡中的任意一个或者任意多个组合，其中，所述n为任意自然数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于IP业务，计算得到IP业务中各个链路的Metric值包括：
将IP业务中各个链路的链路成本与链路距离加权求和，得到各个链路的Metric初始值；
根据所述Metric初始值得到IP网络的初始业务路由；
重复执行以下步骤，直到不满足预置条件为止：修改链路的Metric初始值，根据修改后的Metric值得到IP网络的当前业务路由，当所述当前业务路由优于所述初始业务路由时，接受所述当前业务路由为业务路由，将所述当前业务路由作为下一次的初始业务路由，否则，按照随机几率接受所述当前业务路由为业务路由，将所述当前业务路由作为下一次的初始业务路由；
所述预置条件包括：
计算各个链路的Metric值预置的运行时间、所述当前业务路由下链路的负载率的变化百分比与所述初始业务路由下链路的负载率的变化百分比的差值持续在用户期望范围的预置次数或者所述当前业务路由下超载的链路数与所述初始业务路由下超载的链路数的差值持续在用户期望范围的预置次数；
则所述不满足预置条件包括：计算各个链路的Metric值的实际运行时间超过所述预置运行时间，或者，所述当前业务路由下链路的负载率的变化百分比与所述初始业务路由下链路的负载率的变化百分比的差值持续在用户期望范围的实际次数达到用户期望的预置次数，或者，所述当前业务路由下超载的链路数与所述初始业务路由下超载的链路数的差值持续在用户期望范围的实际次数达到用户期望的预置次数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述IP网络中的IP业务依据获得的IP业务中各个链路的Metric值在获得的IP层的逻辑拓扑中进行路由；
当路由失败时，将IP业务路由失败的原因作为约束条件，基于所述约束条件重新获得IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值并进行路由，直到路由成功为止，以便将路由成功且满足约束条件的IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值进行输出。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息之前，获取用户期望的约束条件；
则所述在MPLS-TE业务下，在MPLS-TE业务的业务矩阵的基础上，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息为：在MPLS-TE业务下，在MPLS-TE业务的业务矩阵的基础上，根据规划算法得到满足所述用户期望的约束条件的MPLS-TE层的逻辑拓扑信息；
则所述将路由失败的原因作为约束条件，基于所述约束条件重新获得IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值并进行路由，直到路由成功为止为：将路由失败的原因作为约束条件加入到所述用户期望的约束条件中，基于新的用户期望的约束条件获得IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值并进行路由，直到路由成功为止。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述用户期望的约束条件包括：路由必经点、路由必不经点、路由跳数和路由器之间的物理距离中的任意一个或者任意多个组合。
9.一种IP网络的组网装置，其特征在于，包括：
逻辑拓扑信息计算单元，用于将IP业务的业务矩阵作为基于流量工程的多协议标签交换MPLS-TE业务的业务矩阵，并在MPLS-TE业务下，在MPLS-TE业务的业务矩阵的基础上，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息，所述IP业务的业务矩阵包括：业务源、业务宿和业务带宽；
Metric值计算单元，用于将所述MPLS-TE层的逻辑拓扑信息作为IP层的逻辑拓扑信息，并基于IP业务，计算得到IP业务中各个链路的Metric值；
输出单元，用于输出IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值，以便运营商根据所述IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值组建IP网络。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述逻辑拓扑信息计算单元包括：
优化目标获取子单元，用于获取用户期望的优化目标；
规划算法计算子单元，用于根据提取的规划算法得到满足用户指定的优化目标的MPLS-TE层的逻辑拓扑信息。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述Metric值计算单元包括：
Metric初始值计算子单元，用于将IP业务中各个链路的链路成本与链路距离加权求和，得到各个链路的Metric初始值；
初始业务路由计算子单元，用于根据所述Metric初始值得到IP网络的初始业务路由；
修改子单元，用于重复执行以下步骤，直到不满足预置条件为止：修改链路的Metric初始值，根据修改后的Metric值得到IP网络的当前业务路由，当所述当前业务路由优于所述初始业务路由时，接受所述当前业务路由为业务路由，将所述当前业务路由作为下一次的初始业务路由，否则，按照随机几率接受所述当前业务路由为业务路由，将所述当前业务路由作为下一次的初始业务路由；
所述预置条件包括：
计算各个链路的Metric值预置的运行时间、所述当前业务路由下链路的负载率的变化百分比与所述初始业务路由下链路的负载率的变化百分比的差值持续在用户期望范围的预置次数或者所述当前业务路由下超载的链路数与所述初始业务路由下超载的链路数的差值持续在用户期望范围的预置次数；
则所述不满足预置条件包括：计算各个链路的Metric值的实际运行时间超过所述预置运行时间，或者，所述当前业务路由下链路的负载率的变化百分比与所述初始业务路由下链路的负载率的变化百分比的差值持续在用户期望范围的实际次数达到用户期望的预置次数，或者，所述当前业务路由下超载的链路数与所述初始业务路由下超载的链路数的差值持续在用户期望范围的实际次数达到用户期望的预置次数。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
路由单元，用于将所述IP网络中的IP业务依据获得的IP业务中各个链路的Metric值在获得的IP层的逻辑拓扑中进行路由；
约束条件修正单元，用于当路由失败时，将IP业务路由失败的原因作为约束条件，基于所述约束条件重新获得IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值并进行路由，直到路由成功为止，以便将路由成功且满足约束条件的IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值进行输出。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
约束条件获取单元，用于在根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息之前，获取用户期望的约束条件；
则所述逻辑拓扑信息计算单元，用于在MPLS-TE业务下，在MPLS-TE业务的业务矩阵的基础上，根据规划算法得到MPLS-TE层的逻辑拓扑信息为：在MPLS-TE业务下，在MPLS-TE业务的业务矩阵的基础上，根据规划算法得到满足所述用户期望的约束条件的MPLS-TE层的逻辑拓扑信息；
则所述约束条件修正单元，用于将路由失败的原因作为约束条件，基于所述约束条件重新获得IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值并进行路由，直到路由成功为止为：将路由失败的原因作为约束条件加入到所述用户期望的约束条件中，基于新的用户期望的约束条件获得IP层的逻辑拓扑信息和IP业务中各个链路的Metric值并进行路由，直到路由成功为止。
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