CN102665149A - 一种基于路由约束的波长分配方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于路由约束的波长分配方法及装置，包括步骤1，若队列为空，则执行步骤4，否则，从队列中找出对应时延最小的元素，所述时延最小的元素表示为[vi，vj，delay，hop]；步骤2，若路由表table(vj)为空栈，则将元素[delay，hop，vi]入栈；步骤3，对所有节点vk，若元素[vj，vk，delay+d(vj，vk)，hop+1]，若满足条件vj≠d，vk≠s，delay+d(vj，vk)＜d0，hop+1＜h0，则将该元素加入队列并执行步骤1，否则，无元素加入队列，直接执行步骤1；步骤4，根据各节点的路由表信息，从目的节点d回溯到源节点s，找出从s到d的所有满足约束的非支配路径集合NDP`，若NDP`不为空，则选取对应路由代价最小的一对，建立从s到d的光连接。本发明通过对波长选择的条件限制并结合QoS，活的波长分配的方法，在器件性能不发生改变的情况下，提高了网络服务质量。

Description

一种基于路由约束的波长分配方法及装置

技术领域

本发明涉及一种基于路由约束的波长分配方法及装置，属于光网络通讯技术领域。

背景技术

信息化社会的快速发展，使得信息业务质量保证越来越重要。随着宽带视频，多媒体等业务的日益兴起，特别是Internet越来越商业化，很多用户都对其业务提出了服务质量(QoS)要求。首先，从网络资源来看，随着WDM复用的波长数的增加，由于诸如带宽光纤放大器、波长转换器等器件性能的局限，要想维持所有的波长具有相同的传输质量是非常难的，即光层很难保证为所有的波长都能提供相同的传输质量。另一方面，光网络为上层应用(IP)提供的质量是有等级差别的。不同连接对生存性、可用性以及管理功能的要求也应该区分，即光网络需要为上层提供不同质量的端到端的传输服务。

其次，从网络协议来看，传统路由器中的逐跳寻址、逐包转发方式在不同路由周期或网络状态发生改变时，可能会引起转发路径的变化。这对路由敏感的有些应用(如实时业务)是不利的，即这种机制是不具备QoS能力的，或至多只能保证每跳的QoS，而不能保证端到端的QoS；与传统的电话交换网相比，在WDM网络中建立光连接不仅要决定物理路由，还要决定使用哪个波长，从而无法保证较好的QoS。

发明内容

本发明委解决现有的光网络数据传输技术中存在的因器件性能的局限以及无法选择合适的波长从而无法保证较好的QoS的问题，进而提供了一种基于路由约束的波长分配方法及装置，本发明提供了如下的技术方案：

一种基于路由约束的波长分配方法，包括：

步骤1，若队列为空，则执行步骤4，否则，从队列中找出对应时延最小的元素，所述时延最小的元素表示为[vi，vj，delay，hop]，其中v表示节点，i和j表示自然数，delay表示从源节点s到vi的时延，hop表示路由跳数；

步骤2，若路由表table(vj)为空栈，则将元素[delay，hop，vi]入栈；

步骤3，对所有节点vk，若元素[vj，vk，delay+d(vj，vk)，hop+1]，若满足条件vj≠d，vk≠s，delay+d(vj，vk)＜d0，hop+1＜h0，则将该元素加入队列并执行步骤1，否则，无元素加入队列，直接执行步骤1，其中d(vj，vk)为链路(vj，vk)的时延；

步骤4，根据各节点的路由表信息，从目的节点d回溯到源节点s，找出从s到d的所有满足约束的非支配路径集合NDP`，若NDP`不为空，则选取对应路由代价最小的一对，建立从s到d的光连接。

一种基于路由约束的波长分配装置，包括：

时延最小元素确定单元，用于若队列为空，则执行步骤4，否则，从队列中找出对应时延最小的元素，所述时延最小的元素表示为[vi，vj，delay，hop]，其中v表示节点，i和j表示自然数，delay表示从源节点s到vi的时延，hop表示路由跳数；

入栈单元，用于若路由表table(vj)为空栈，则将元素[delay，hop，vi]入栈；

入队列单元，用于对所有节点vk，若元素[vj，vk，delay+d(vj，vk)，hop+1]，若满足条件vj≠d，vk≠s，delay+d(vj，vk)＜d0，hop+1＜h0，则将该元素加入队列并执行步骤1，否则，无元素加入队列，直接执行步骤1，其中d(vj，vk)为链路(vj，vk)的时延；

连接建立单元，用于根据各节点的路由表信息，从目的节点d回溯到源节点s，找出从s到d的所有满足约束的非支配路径集合NDP`，若NDP`不为空，则选取对应路由代价最小的一对，建立从s到d的光连接。

本发明实施方式提供的技术方案通过对波长选择的条件限制并结合QoS，活的波长分配的方法，在器件性能不发生改变的情况下，提高了网络服务质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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是本发明的具体实施方式提供的光网络结构示意图；

图2是本发明的具体实施方式提供的由若干个节点组成的网络结构示意图；

图3是本发明的具体实施方式提供的基于路由约束的波长分配方法的流程示意图；

图4是本发明的具体实施方式提供的基于路由约束的波长分配装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的光网络结构如图1所示，由若干个节点组成的网络结构如图2所示。为了解决相应的技术问题，本发明的具体实施方式提供了一种基于路由约束的波长分配方法，以实现在器件性能不发生改变的情况下提高网络服务质量，下面结合说明书附图进行详细说明，如图3所示，该方法具体可以包括：

首先进行初始化，源节点v1对应的路由表为[0，0，Null]，其它所有节点路由表为空。路由表中将加入一系列非支配路径路由信息。例如vi对应的路由表table(vi)中的元素形如[delay，hop，pre]，表示从s到vi的时延，路由跳数和vi的前向节点分别为delay，hop，pre对应的值或节点符号。路由表元素以栈的形式存储。先加入的元素靠近栈底，后加入的元素靠近栈顶。此外还需创建一个队列Queue，其元素形如[[vi，vj，delay，hop]。初始化完成后，继续一下的步骤。

步骤1，若队列Queue为空，则执行步骤4，否则，从队列中找出对应时延最小的元素，所述时延最小的元素表示为[vi，vj，delay，hop]，其中v表示节点，i和j表示自然数，delay表示从源节点s到vi的时延，hop表示路由跳数。

步骤2，若路由表table(vj)为空栈，则将元素[delay，hop，vi]入栈。

另外，若路由表table(vj)不为空栈，则假定栈顶元素为[delay`，hop`，vi`]，当满足delay`＝delay且hop`＝hop，或者delay`<delay且hop`>hop中的任意一种时，将元素[delay，hop，vi]入栈。若任意一种情况都不满足，则执行步骤1。

步骤3，对所有节点vk，若元素[vj，vk，delay+d(vj，vk)，hop+1]，若满足条件vj≠d，vk≠s，delay+d(vj，vk)＜d0，hop+1＜h0，则将该元素加入队列Queue并执行步骤1，否则，无元素加入队列，直接执行步骤1，其中d(vj，vk)为链路(vj，vk)的时延。

步骤4，根据各节点的路由表信息，从目的节点d回溯到源节点s，找出从s到d的所有满足约束的非支配路径集合NDP`，若NDP`不为空，则选取对应路由代价最小的一对，建立从s到d的光连接。

进一步地，若NDP`中只有一个波长，则使用该波长建立从s到d的光连接。若NDP`为空，则表示目前的网络中无法找到满足网络服务质量的路由，程序直接结束。

采用本具体实施方式提供的技术方案，通过对波长选择的条件限制并结合QoS，活的波长分配的方法，在器件性能不发生改变的情况下，提高了网络服务质量。

需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述各方法实施例中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，相应的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的具体实施方式还提供了一种基于路由约束的波长分配装置，如图4所示，具体可以包括：

时延最小元素确定单元41，用于若队列为空，则执行步骤4，否则，从队列中找出对应时延最小的元素，所述时延最小的元素表示为[vi，vj，delay，hop]，其中v表示节点，i和j表示自然数，delay表示从源节点s到vi的时延，hop表示路由跳数；

入栈单元42，用于若路由表table(vj)为空栈，则将元素[delay，hop，vi]入栈；

入队列单元43，用于对所有节点vk，若元素[vj，vk，delay+d(vj，vk)，hop+1]，若满足条件vj≠d，vk≠s，delay+d(vj，vk)＜d0，hop+1＜h0，则将该元素加入队列并执行步骤1，否则，无元素加入队列，直接执行步骤1，其中d(vj，vk)为链路(vj，vk)的时延；

连接建立单元44，用于根据各节点的路由表信息，从目的节点d回溯到源节点s，找出从s到d的所有满足约束的非支配路径集合NDP`，若NDP`不为空，则选取对应路由代价最小的一对，建立从s到d的光连接。

在本具体实施方式中，可以通过对单片机、FPGA等器件进行相应的编程，制得能够完成相应的功能的单元模块，以实现相应的功能。

可选的，在入栈单元42中可以包括比较入栈子单元，用于路由表table(vj)不为空栈，则假定栈顶元素为[delay`，hop`，vi`]，当满足delay`＝delay且hop`＝hop，或者delay`<delay且hop`>hop中的任意一种时，将元素[delay，hop，vi]入栈。

可选的，在连接建立单元44中可以包括波长选择子单元，用于若NDP`中只有一个波长，则使用该波长建立从s到d的光连接。

上述基于路由约束的波长分配装置中包含的各单元的处理功能的具体实现方式在之前的方法实施例中已经描述，在此不再重复描述。

采用本具体实施方式提供的技术方案，通过对波长选择的条件限制并结合QoS，活的波长分配的方法，在器件性能不发生改变的情况下，提高了网络服务质量。

需要注意的是，上述终端和基站实施例中，所包括的各个单元或模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元或模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于路由约束的波长分配方法，其特征在于，包括：

步骤1，若队列为空，则执行步骤4，否则，从队列中找出对应时延最小的元素，所述时延最小的元素表示为[vi，vj，delay，hop]，其中v表示节点，i和j表示自然数，delay表示从源节点s到vi的时延，hop表示路由跳数；

步骤2，若路由表table(vj)为空栈，则将元素[delay，hop，vi]入栈；

步骤3，对所有节点vk，若元素[vj，vk，delay+d(vj，vk)，hop+1]，若满足条件vj≠d，vk≠s，delay+d(vj，vk)＜d0，hop+1＜h0，则将该元素加入队列并执行步骤1，否则，无元素加入队列，直接执行步骤1，其中d(vj，vk)为链路(vj，vk)的时延；

步骤4，根据各节点的路由表信息，从目的节点d回溯到源节点s，找出从s到d的所有满足约束的非支配路径集合NDP`，若NDP`不为空，则选取对应路由代价最小的一对，建立从s到d的光连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若路由表table(vj)不为空栈，则假定栈顶元素为[delay`，hop`，vi`]，当满足delay`＝delay且hop`＝hop，或者delay`<delay且hop`>hop中的任意一种时，将元素[delay，hop，vi]入栈。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若NDP`中只有一个波长，则使用该波长建立从s到d的光连接。

4.一种基于路由约束的波长分配装置，其特征在于，包括：

时延最小元素确定单元，用于若队列为空，则执行步骤4，否则，从队列中找出对应时延最小的元素，所述时延最小的元素表示为[vi，vj，delay，hop]，其中v表示节点，i和j表示自然数，delay表示从源节点s到vi的时延，hop表示路由跳数；

入栈单元，用于若路由表table(vj)为空栈，则将元素[delay，hop，vi]入栈；

入队列单元，用于对所有节点vk，若元素[vj，vk，delay+d(vj，vk)，hop+1]，若满足条件vj≠d，vk≠s，delay+d(vj，vk)＜d0，hop+1＜h0，则将该元素加入队列并执行步骤1，否则，无元素加入队列，直接执行步骤1，其中d(vj，vk)为链路(vj，vk)的时延；

连接建立单元，用于根据各节点的路由表信息，从目的节点d回溯到源节点s，找出从s到d的所有满足约束的非支配路径集合NDP`，若NDP`不为空，则选取对应路由代价最小的一对，建立从s到d的光连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，在入栈单元中包括：

比较入栈子单元，用于路由表table(vj)不为空栈，则假定栈顶元素为[delay，hop，vi`]，当满足delay`＝delay且hop`＝hop，或者delay`<delay且hop`>hop中的任意一种时，将元素[delay，hop，vi]入栈。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，在连接建立单元中包括：

波长选择子单元，用于若NDP`中只有一个波长，则使用该波长建立从s到d的光连接。

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