CN102647230A

CN102647230A - 光网络中的保护路径建立方法和装置

Info

Publication number: CN102647230A
Application number: CN2012101163806A
Authority: CN
Inventors: 杨延嵩; 张宁
Original assignee: Beijing Union University
Current assignee: Beijing Union University
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2032-04-20
Also published as: CN102647230B

Abstract

本发明是有关于一种光网络中的保护路径建立方法和装置。其中的方法包括：根据输入的光层物理拓扑信息生成IP网络拓扑图，根据IP网络拓扑图为业务连接请求建立工作路径；如果没有成功建立工作路径，则阻塞业务连接请求，本方法结束；否则，根据成功建立的工作路径更新网络资源信息，并判断该工作路径的各段下层光路中是否存在为业务连接请求新建的下层光路；如果不存在新建的下层光路，则本方法结束；否则，为新建的各段下层光路分别建立保护路径；在不能够为其中一段下层光路成功建立保护路径的情况下，释放为工作路径分配的网络资源，并阻塞业务连接请求，本方法结束。本发明提供的技术方案能够方便快捷的为光网络中的工作路径建立保护路径。

Description

光网络中的保护路径建立方法和装置

技术领域

本发明涉及光通信技术，特别是涉及一种光网络中的保护路径建立方法和装置。

背景技术

随着现代社会通讯技术的不断发展，人们的工作、学习和娱乐等方面都越来越依赖于通信网络。通信网络的网络生存性能对于用户和网络运营商而言是非常重要的，而影响网络生存性能的一个重要因素是：网络运行的可靠性。

事实上，由于现有的电信业务的所有服务以及Internet都利用了骨干光纤传送网络，因此，提高通信网络中的骨干网络(即光网络)的运行可靠性，对于提高网络生存性能而言，是非常重要的。

在光网络中，存在很多导致网络发生故障的因素，而为了提高光网络的运行可靠性，就需要在光网络中建立一个良好的保护机制。该保护机制包括：在网络节点之间预留专用的备用资源，以此来保证光网络的正常运行；也就是说，当光网络中的一个工作通路失效时，可以利用备用路径来保证工作信号的正常传输。

发明人在实现本发明过程中发现：如何快速高效的建立保护路径是本领域技术人员不断追求的一个目标。

有鉴于上述的快速高效的建立保护路径的需求，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的光网络中的保护路径建立方法和装置，能够快速且高效的建立起保护路径，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，满足现有的快速高效的建立保护路径的需求，而提供一种新的光网络中的保护路径建立方法和装置，所要解决的技术问题是，方便快捷的为光网络中的工作路径建立保护路径，非常适于实用。

本发明的目的以及解决其技术问题可以采用以下的技术方案来实现。

依据本发明提出的一种光网络中的保护路径建立方法，包括：根据输入的光层物理拓扑信息生成IP网络拓扑图G，并根据所述IP网络拓扑图G为业务连接请求建立工作路径；如果没有成功建立所述工作路径，则阻塞所述业务连接请求，本次保护路径建立过程结束；否则，根据成功建立的工作路径更新网络资源信息，并判断该工作路径的各段下层光路中是否存在为所述业务连接请求新建的下层光路；如果不存在新建的下层光路，则本次保护路径建立过程结束；否则，为所述新建的各段下层光路分别建立保护路径，且在为所述新建的各段下层光路分别成功建立保护路径后，输出建立的保护路径信息，而在不能够为其中一段下层光路成功建立保护路径的情况下，释放为所述工作路径分配的网络资源，并阻塞所述业务连接请求，本次保护路径建立过程结束。

本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

较佳的，前述的光网络中的保护路径建立方法，其中所述的光网络包括：以光交叉连接器为光节点的光网络，且所述业务连接请求包括：源节点、目标节点以及带宽。

较佳的，前述的光网络中的保护路径建立方法，其中所述为业务连接请求建立工作路径包括：基于最短路径算法为业务连接请求建立工作路径。

较佳的，前述的光网络中的保护路径建立方法，其中所述为所述新建的各段下层光路分别建立保护路径包括：在IP网络拓扑图G中裁剪掉工作路径中的物理链路构成的边以及经过该物理链路的光路，并裁剪掉无可用带宽资源的物理链路构成的边；设置新建的下层光路的保护光路所经过的物理链路集合设置为L*，且L*的初始值为F；重复执行下述步骤直到不能够为其中一段下层光路成功建立保护路径或者为各新建的下层光路均成功建立保护路径为止：在光网络拓扑图Gb中裁剪掉集合L*中的物理链路构成的边以及经过该物理链路的光路，并裁剪掉没有可用带宽资源的物理链路构成的边，形成光网络拓扑图Gb*；设置Gb*中各边的权重；用最短路径算法为一新建的下层光路计算保护路径；判断该计算出的保护路径是否成功建立，如果成功建立，则将该计算出的保护路径所经过的物理链路加入到集合L*中，并更新网络资源信息。

较佳的，前述的光网络中的保护路径建立方法，其中所述形成光网络拓扑图Gb*的过程还包括：裁剪掉可用带宽资源不能满足业务连接请求的带宽需求的边。

本发明还提供一种光网络中的保护路径建立装置，包括：建立工作路径模块，用于根据输入的光层物理拓扑信息生成IP网络拓扑图G，并根据所述IP网络拓扑图G为输入的业务连接请求建立工作路径，如果没有成功建立所述工作路径，则阻塞所述业务连接请求，输出工作路径建立失败信息；否则，根据成功建立的工作路径更新网络资源信息；判断模块，用于判断成功建立的工作路径的各段下层光路中是否存在为所述业务连接请求新建的下层光路，如果不存在所述新建的下层光路，则输出保护路径已存在信息，否则触发建立保护路径模块；建立保护路径模块，用于根据判断模块的触发为所述新建的各段下层光路分别建立保护路径，且在为所述新建的各段下层光路分别成功建立保护路径后，输出建立的保护路径信息，而在不能够为其中一段下层光路成功建立保护路径的情况下，释放为所述工作路径分配的网络资源，并阻塞所述业务连接请求，输出保护路径建立失败信息。

较佳的，前述的光网络中的保护路径建立装置，其中光网络包括：以光交叉连接器为光节点的光网络，且所述业务连接请求包括：源节点、目标节点以及带宽。

较佳的，前述的光网络中的保护路径建立装置，其中所述建立工作路径模块基于最短路径算法为业务连接请求建立工作路径。

较佳的，前述的光网络中的保护路径建立装置，其中建立保护路径模块执行的为所述新建的各段下层光路分别建立保护路径的操作包括：在IP网络拓扑图G中裁剪掉工作路径中的物理链路构成的边以及经过该物理链路的光路，并裁剪掉无可用带宽资源的物理链路构成的边；设置新建的下层光路的保护光路所经过的物理链路集合设置为L*，且L*的初始值为F；重复执行下述步骤直到不能够为其中一段下层光路成功建立保护路径或者为各新建的下层光路均成功建立保护路径为止：在光网络拓扑图Gb中裁剪掉集合L*中的物理链路构成的边以及经过该物理链路的光路，并裁剪掉没有可用带宽资源的物理链路构成的边，形成光网络拓扑图Gb*；设置Gb*中各边的权重；用最短路径算法为一新建的下层光路计算保护路径；判断该计算出的保护路径是否成功建立，如果成功建立，则将该计算出的保护路径所经过的物理链路加入到集合L*中，并更新网络资源信息。

较佳的，前述的光网络中的保护路径建立装置，其中所述建立保护路径模块执行的操作还包括：裁剪掉可用带宽资源不能满足业务连接请求的带宽需求的边，以形成光网络拓扑图Gb*。

借由上述技术方案，本发明的光网络中的保护路径建立方法和装置至少具有下列优点及有益效果：本发明在为业务连接请求计算相应的工作路径时，在计算出的工作路径的下层光路不存在为该业务连接请求而新建的下层光路的情况下，可以不为该工作路径建立保护路径；在计算出的工作路径既使用到了原来已经存在的下层光路，也存在新建的下层光路的情况下，可以不需要为原来已经存在的那些下层光路建立保护光路，而仅需要为新建的下层光路建立保护光路即可；避免了不必要的计算过程，有效缩短了保护光路的计算时间；本发明通过在启用最短路由算法计算保护路径之前，裁减掉网络中不满足带宽要求的物理链路对应的边，进一步缩短了保护光路的计算时间；从而本发明提供的技术方案提高了建立保护光路的效率。

综上所述，本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极的技术效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显且易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的光网络的结构示意图；

图2为本发明的光网络中的保护路径建立方法流程图；

图3为本发明的光网络中的保护路径建立装置示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的光网络中的保护路径建立方法和装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

实施例一、光网络中的保护路径建立方法，即光层上的1+1保护路径建立方法。

本实施例的光网络可以是如附图1所示的以光交叉连接器(OXC)为光节点而组成的光网络。本实施例的方法流程如图2所示。

在图2中，步骤100、本实施例的方法开始。

步骤101、进行系统初始化操作，向系统输入光层物理拓扑信息，根据光层物理拓扑信息生成IP网络拓扑图G。

步骤102、等待用户的业务连接请求，即等待保护有用户的业务连接请求的输入信息，在接收到用户的业务连接请求后到步骤103。

本实施例中的用户的业务连接请求可以表示为r(s，d，b)，其中的s表示用户的业务连接请求对应的源节点，d表示用户的业务连接请求对应的目的节点(即宿节点)，b代表用户请求的带宽，即带宽需求；而且上述s和d∈N，且N为自然数。

步骤103、根据上述生成的IP网络拓扑图G，利用“最短路径算法”为业务连接请求r(s，d，b)建立工作路径P，即在IP网络拓扑图G的基础上利用“最短路径算法”计算从源节点s到目的节点d的能够满足带宽b的工作路径P。

步骤104、判断业务连接请求r(s，d，b)的工作路径P是否成功建立，如果成功建立工作路径P，则到S105，否则，到步骤108或者直接到步骤112。

步骤105、根据成功建立的工作路径P更新网络资源信息(即存储的网络资源记录)。到步骤106。

设定工作路径P由n条上层虚链路VL构成，即P＝{VL1，VL2.....VLn}，将工作路径P对应的下层光路记为LP＝{LP1，LP2....LPn}，将LP对应的下层物理链路记为L＝{L1，L2....Lm}。

步骤106、判断集合LP＝{LP1，LP2....LPn}中是否有计算工作路径P时新建的下层光路，如果有新建的下层光路，则到步骤107；如果没有新建的下层光路，则到步骤108或者直接到步骤114，本次建立保护路径的过程结束。

步骤107、将本次新建的下层光路记为LPw＝{LP*1，LP*2，LP*k}，显然，k≤n，且将新建的下层光路的保护路径(即保护光路)所经过的物理链路集合记为L*，则L*的初始值为F。到步骤108。

步骤108、为第i≤k条新建的下层光路计算保护光路，到步骤109。

计算保护光路的具体过程可以为：

(1)对光网络拓扑图Gb进行如下修改，得到光网络拓扑图Gb*：在光网络拓扑图Gb中裁减掉集合L和L*中的物理链路构成的边以及经过这些物理链路的光路；并裁减掉无可用带宽资源的物理链路构成的边。

(2)设置光网络拓扑图Gb*中的各条边的权重。

(3)基于上述权重用最短路由算法为光路LP*i计算物理链路分离的保护光路LP*p。

步骤109、判断保护光路LP*是否成功建立，如果成功建立，则到步骤111，如果没有成功建立，则到步骤110。

步骤110、释放为r(s，d，b)的工作路径P所分配的网络资源，到步骤112。

步骤111、将LP*所经过的物理链路加入到集合L*中，更新网络资源记录，到步骤113。

步骤112、业务连接请求r(s，d，b)被阻塞，输出被阻塞的业务连接请求r(s，d，b)的信息。到步骤114。

步骤113、判断集合LPn中的各元素是否均遍历(即判断所有新建的下层光路是否都进行了保护光路的建立过程)，如果均进行了遍历，则输出业务连接请求r(s，d，b)、建立的工作路径P以及保护光路LP的信息，到步骤114，否则，到步骤108。

步骤114、本次保护路径的建立过程结束。

本发明的上述过程的一次完整的执行可以为一个业务连接请求r(s，d，b)建立工作路径和保护路径(或者释放工作路径占用的网络资源)。在为业务连接请求r(s，d，b)计算工作路径时，如果既使用到了原来已经存在的下层光路，也存在新建的下层光路，则不需要为原来已经存在的那些下层光路建立保护光路，而仅需要为新建的下层光路建立保护光路即可。本发明通过在启用最短路由算法计算保护路径之前，裁减掉网络中不满足带宽要求的物理链路对应的边，缩短了保护光路的计算时间，提高了建立保护光路的效率。

实施例二、光网络中的保护路径建立装置。下面结合附图3对该装置进行说明。

本实施例的光网络中的保护路径建立装置包括：建立工作路径模块200、判断模块210以及建立保护路径模块220。

建立工作路径模块200主要用于建立工作路径P。即建立工作路径模块200根据输入的光层物理拓扑信息生成IP网络拓扑图G，并根据IP网络拓扑图G为输入的业务连接请求建立工作路径。

具体的，建立工作路径模块200可以先进行系统初始化操作，之后，根据其接收到的输入光层物理拓扑信息生成上层IP网络拓扑图G；并等待用户的业务连接请求，在接收到用户的业务连接请求后，根据上述生成的IP网络拓扑图G，利用“最短路径算法”为业务连接请求r(s，d，b)建立工作路径P，即在IP网络拓扑图G的基础上利用“最短路径算法”计算从源节点s到目的节点d的能够满足带宽b的工作路径P。之后，判断业务连接请求r(s，d，b)的工作路径P是否成功建立；如果成功建立工作路径P，则建立工作路径模块200根据成功建立的工作路径P更新网络资源信息(即存储的网络资源记录)，如果没有成功建立工作路径P，则阻塞该业务连接请求r(s，d，b)，并输出输出该业务连接请求r(s，d，b)以及工作路径建立失败信息。

判断模块210主要用于判断成功建立的工作路径的各段下层光路中是否存在为业务连接请求r(s，d，b)新建的下层光路，且在判断结果为不存在新建的下层光路时，输出业务连接请求r(s，d，b)、工作路径P以及保护路径已存在信息，否则，判断模块210触发建立保护路径模块220。

建立保护路径模块220主要用于根据判断模块210的触发为新建的各段下层光路分别建立保护路径。在为新建的各段下层光路分别成功建立保护路径后，建立保护路径模块220输出业务连接请求r(s，d，b)、工作路径P以及建立的保护路径信息；而在不能够为其中任一段下层光路成功建立保护路径的情况下，释放为工作路径P分配的网络资源，并阻塞该业务连接请求r(s，d，b)，之后，输出该业务连接请求r(s，d，b)以及保护路径建立失败信息。

建立保护路径模块220建立保护路径的过程可以为：将本次新建的下层光路记为LPw＝{LP*1，LP*2，LP*k}，显然，k≤n，且

将新建的下层光路的保护路径(即保护光路)所经过的物理链路集合记为L*，则L*的初始值为F。为第i≤k条新建的下层光路计算保护光路，具体过程如上述实施例一中记载的(1)、(2)以及(3)，在此不再详细说明；判断保护光路LP*是否成功建立，如果保护光路LP*成功建立，则建立保护路径模块220将LP*所经过的物理链路加入到集合L*中，更新网络资源记录，建立保护路径模块220判断集合LPn中的各元素是否均遍历(即判断所有新建的下层光路是否都进行了保护光路的建立过程)，如果均进行了遍历，则输出业务连接请求r(s，d，b)、建立的工作路径P以及保护光路LP的信息；如果没有均进行遍历，则继续为下一个新建立的下层光路建立保护光路；如果保护光路LP*没有成功建立，则建立保护路径模块220释放为r(s，d，b)的工作路径P所分配的网络资源，建立保护路径模块220阻塞业务连接请求r(s，d，b)，并输出业务连接请求r(s，d，b)被阻塞的信息。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种光网络中的保护路径建立方法，其特征在于，包括：

根据输入的光层物理拓扑信息生成IP网络拓扑图G，并根据所述IP网络拓扑图G为业务连接请求建立工作路径；

如果没有成功建立所述工作路径，则阻塞所述业务连接请求，本次保护路径建立过程结束；否则，根据成功建立的工作路径更新网络资源信息，并判断该工作路径的各段下层光路中是否存在为所述业务连接请求新建的下层光路；

如果不存在所述新建的下层光路，则本次保护路径建立过程结束；否则，为所述新建的各段下层光路分别建立保护路径，且在为所述新建的各段下层光路分别成功建立保护路径后，输出建立的保护路径信息，而在不能够为其中一段下层光路成功建立保护路径的情况下，释放为所述工作路径分配的网络资源，并阻塞所述业务连接请求，本次保护路径建立过程结束。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光网络包括：以光交叉连接器为光节点的光网络，且所述业务连接请求包括：源节点、目标节点以及带宽。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为业务连接请求建立工作路径包括：基于最短路径算法为业务连接请求建立工作路径。

4.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述为所述新建的各段下层光路分别建立保护路径包括：

在I P网络拓扑图G中裁剪掉工作路径中的物理链路构成的边以及经过该物理链路的光路，并裁剪掉无可用带宽资源的物理链路构成的边；

设置新建的下层光路的保护光路所经过的物理链路集合设置为L*，且L*的初始值为F；

重复执行下述步骤直到不能够为其中一段下层光路成功建立保护路径或者为各新建的下层光路均成功建立保护路径为止：在光网络拓扑图Gb中裁剪掉集合L*中的物理链路构成的边以及经过该物理链路的光路，并裁剪掉没有可用带宽资源的物理链路构成的边，形成光网络拓扑图Gb*；设置Gb*中各边的权重；用最短路径算法为一新建的下层光路计算保护路径；判断该计算出的保护路径是否成功建立，如果成功建立，则将该计算出的保护路径所经过的物理链路加入到集合L*中，并更新网络资源信息。

5.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述形成光网络拓扑图Gb*的过程还包括：裁剪掉可用带宽资源不能满足业务连接请求的带宽需求的边。

6.一种光网络中的保护路径建立装置，其特征在于，包括：

建立工作路径模块，用于根据输入的光层物理拓扑信息生成IP网络拓扑图G，并根据所述IP网络拓扑图G为输入的业务连接请求建立工作路径，如果没有成功建立所述工作路径，则阻塞所述业务连接请求，输出工作路径建立失败信息；否则，根据成功建立的工作路径更新网络资源信息；

判断模块，用于判断成功建立的工作路径的各段下层光路中是否存在为所述业务连接请求新建的下层光路，如果不存在所述新建的下层光路，则输出保护路径已存在信息，否则触发建立保护路径模块；

建立保护路径模块，用于根据判断模块的触发为所述新建的各段下层光路分别建立保护路径，且在为所述新建的各段下层光路分别成功建立保护路径后，输出建立的保护路径信息，而在不能够为其中一段下层光路成功建立保护路径的情况下，释放为所述工作路径分配的网络资源，并阻塞所述业务连接请求，输出保护路径建立失败信息。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述光网络包括：以光交叉连接器为光节点的光网络，且所述业务连接请求包括：源节点、目标节点以及带宽。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述建立工作路径模块基于最短路径算法为业务连接请求建立工作路径。

9.如权利要求6或7或8所述的装置，其特征在于，所述建立保护路径模块执行的为所述新建的各段下层光路分别建立保护路径的操作包括：

在IP网络拓扑图G中裁剪掉工作路径中的物理链路构成的边以及经过该物理链路的光路，并裁剪掉无可用带宽资源的物理链路构成的边；

10.如权利要求6或7或8所述的装置，其特征在于，所述建立保护路径模块执行的操作还包括：裁剪掉可用带宽资源不能满足业务连接请求的带宽需求的边，以形成光网络拓扑图Gb*。