CN103051533A

CN103051533A - 一种带保护业务的路由计算方法及装置

Info

Publication number: CN103051533A
Application number: CN2011103062472A
Authority: CN
Inventors: 吴秋荣; 许芳铭
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2031-10-11
Also published as: CN103051533B

Abstract

本发明公开了一种带保护业务的路由计算方法及装置，该方法包括：在搜索起始节点和终止节点间最短路径的过程中，每当确定出属于最短路径的一个节点时，记录所述节点在最短路径中的上一个直连节点列表；基于所有属于最短路径的节点的上一个直连节点列表计算出所有的最短路径，作为候选工作路由集合；在候选工作路由集合中选择一条带有保护路由的作为工作路由。本发明首先一次性计算出多条满足条件的候选工作路由，然后据此自动同时计算工作、保护路由，减少了路由计算的次数和路由搜索时间。本发明能够根据用户需要实时创建出带保护业务的要求，提高了网管操作性和易用性。

Description

一种带保护业务的路由计算方法及装置

技术领域

本发明涉及光通信网络技术领域，尤其涉及一种带保护业务的路由计算方法及装置。

背景技术

在光网络传输通信中，业务是通过网管软件统一进行计算，下发到网元设备进行创建，通过网管有效开通一条传输通信链路。一条传输通信链路必须满足特定的要求，例如：经过的网元设备尽量少，而且对于大部分业务要求带保护，在出现故障时，可以及时切换，防止业务中断，提高业务可靠性。由于光网络传输纤缆连接关系一般比较复杂，其网络拓扑连接关系复杂，通常先计算工作业务路由(简称工作路由)，再计算保护业务路由(简称保护路由)，但二者还存在一定相关性，例如：要求保护路由不能走工作路由经过的纤缆，即保护路由经过的节点除了保护起点、保护终点可以与工作路由的起点和终点相同之外，不再经过工作路由经过的其他节点。

在一些组网中，往往会由于工作路由经过某些链路、节点，导致无法计算出保护路由，需要再次调整工作路由，才能计算出对应的保护路由，因此往往造成要求人工干预计算。

现有的方法一般是尝试将工作路由经过的链路、节点从组网图中删除，再计算保护路由，但若未找到保护路由，则须在整个组网中重新调整并计算工作路由，其计算量与链路、节点呈指数关系，如果组网中链路、节点数目较多，计算量急剧增长，无法满足实时计算路由、开通业务的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种带保护业务的路由计算方法及装置，克服现有技术计算带保护业务的路由时计算量大、实时性差的缺陷。

本发明采用的技术方案是，所述带保护业务的路由计算方法，包括：

步骤一、在搜索起始节点和终止节点间最短路径的过程中，每当确定出属于最短路径的一个节点时，记录所述节点在最短路径中的上一个直连节点列表；

步骤二、基于所有属于最短路径的节点的上一个直连节点列表计算出所有的最短路径，作为候选工作路由集合；

步骤三、在候选工作路由集合中选择一条带有保护路由的作为工作路由。

进一步的，所述步骤一，具体包括：

采用最短路径算法搜索起始节点和终止节点间最短路径时，每确定出属于最短路径的一个新节点便记录所述新节点的上一个直连节点；

若网络中还有符合最短路径算法的其他与所述新节点直连的节点，则将符合最短路径算法的其他与所述新节点直连的节点归入所述新节点的上一个直连候选节点列表；

对于一个特定的节点，所述上一个直连节点和所述上一个直连候选节点列表均属于所述上一个直连节点列表。

进一步的，所述最短路径算法包括：Dijkstra算法和A^*算法。

进一步的，所述步骤二，具体包括：

基于所有属于最短路径的节点的上一个直连节点列表，从终止节点开始向起始节点的方向递归计算出最小生成树，根据最小生成树确定出所有的最短路径，作为候选工作路由集合。

进一步的，所述步骤三，具体包括：

步骤A，在候选工作路由集合中新选择一条候选工作路由；

步骤B，在网络中删除所述候选工作路由经过的链路后计算保护路由，若能够计算出保护路由，则所述候选工作路由为工作路由，同时确定了其保护路由，否则恢复删除的所述链路后重新执行步骤A。

基于上述方法，本发明还提供一种带保护业务的路由计算装置，包括：

节点记录模块，用于在搜索起始节点和终止节点间最短路径的过程中，每当确定出属于最短路径的一个节点时，记录所述节点在最短路径中的上一个直连节点列表；

路径计算模块，用于基于所有属于最短路径的节点的上一个直连节点列表计算出所有的最短路径，作为候选工作路由集合；

路由确定模块，用于在候选工作路由集合中选择一条带有保护路由的作为工作路由。

进一步的，所述节点记录模块，具体包括：

直连节点记录子模块，用于采用最短路径算法搜索起始节点和终止节点间最短路径时，每确定出属于最短路径的一个新节点便记录所述新节点的上一个直连节点；

直连候选节点记录子模块，用于在网络中还有符合最短路径算法的其他与所述新节点直连的节点的情况下，则将符合最短路径算法的其他与所述新节点直连的节点归入所述新节点的上一个直连候选节点列表；

进一步的，所述最短路径算法包括：Dijkstra算法和A^*算法。

进一步的，所述路径计算模块，具体用于：

进一步的，所述路由确定模块，具体包括：

路由选择子模块，用于在候选工作路由集合中新选择一条候选工作路由；

路由确定子模块，在网络中删除所述候选工作路由经过的链路后计算保护路由，若能够计算出保护路由，则所述候选工作路由为工作路由，同时确定了其保护路由，否则恢复删除的所述链路后重新调用路由选择子模块。

采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

本发明所述带保护业务的路由计算方法及装置，能够实现针对网管业务带保护业务路由的快速路由计算，用户可以方便的指定工作和保护路由的起始节点和终止节点以及可能的路由约束条件等，一次性计算出多条满足条件的候选工作路由，然后据此自动同时计算工作、保护路由，减少了路由计算的次数和路由搜索时间。本发明能够根据用户需要实时创建出带保护业务的要求，提高了网管操作性和易用性。

附图说明

图1为本发明第一实施例中所述带保护业务的路由计算方法流程图；

图2为本发明第二实施例中所述带保护业务的路由计算装置结构示意图；

图3为本发明应用实例一中由网元设备组成的网络图；

图4为本发明应用实例一中基于选定的第一条候选工作路由计算保护路由的示意图；

图5为本发明应用实例一中基于选定的第二条候选工作路由计算保护路由的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定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，对本发明进行详细说明如后。

通信传输网络路由计算一般应用最短路径算法，用得最广泛的是源于图论领域的A^*算法、Dijkstra算法等。在传输通信链路配置计算过程中使用最短路径算法，先将传输网络抽象成网络图，每个网元设备抽象成一个节点，每两个直连的网元设备之间的光纤连接抽象成一条边。

最短路径算法运行的结果是找出某一节点到其他所有节点的最短路径，故应用该算法只能确定两个节点之间的一条最短路由，而本发明的网管带保护业务路由是要求尽量可以同时计算多条满足相关条件的路由，并将其组合成工作、保护关系，为此，需要对现有的最短路径算法做出改进。而且，为了保证计算实时性，必须尽量减少反复尝试计算次数，提高计算效率。

本发明第一实施例，一种带保护业务的路由计算方法，如图1所示，包括以下具体步骤：

步骤S101，在搜索起始节点和终止节点间最短路径的过程中，每当确定出属于最短路径的一个节点时，记录所述节点在最短路径中的上一个直连节点列表。这里，工作路由须经过的起止节点即起始节点和终止节点、以及可能的路由约束条件均可以由用户事先设定好。

具体的，步骤S101包括：

A1，采用最短路径算法搜索起始节点和终止节点间最短路径时，每确定出属于最短路径的一个新节点便记录所述新节点的上一个直连节点。该最短路径算法包括：Dijkstra算法和A^*算法。

A2，若在网络图中还有符合最短路径算法的其他与所述新节点直连的节点，则将符合最短路径算法的其他与所述新节点直连的节点归入所述新节点的上一个直连候选节点列表。

步骤S102，基于所有属于最短路径的节点的上一个直连节点列表计算出所有的最短路径，作为候选工作路由集合。

具体的，基于所有属于最短路径的节点的上一个直连节点列表，从终止节点开始向起始节点的方向递归计算出最小生成树，根据最小生成树并参考路由约束条件统计出所有的最短路径，作为候选工作路由集合。

步骤S103，在候选工作路由集合中选择一条带有保护路由的作为工作路由。

具体的，步骤S103，包括以下步骤：

B1，在候选工作路由集合中新选择一条候选工作路由；

B2，在网络图中删除所述候选工作路由经过的链路后计算保护路由，若能够计算出保护路由，则所述候选工作路由为工作路由，同时确定了其保护路由，否则恢复删除的所述链路后重新执行步骤B1。

本发明第二实施例，一种带保护业务的路由计算装置，如图2所示，包括以下组成部分：

节点记录模块10，用于在搜索起始节点和终止节点间最短路径的过程中，每当确定出属于最短路径的一个节点时，记录所述节点在最短路径中的上一个直连节点列表。这里，工作路由须经过的起止节点即起始节点和终止节点、以及可能的路由约束条件均可以由用户事先设定好。

进一步的，节点记录模块10，具体包括：

直连节点记录子模块11，用于采用最短路径算法搜索起始节点和终止节点间最短路径时，每确定出属于最短路径的一个新节点便记录所述新节点的上一个直连节点。该最短路径算法包括：Dijkstra算法和A^*算法。

直连候选节点记录子模块12，用于在网络图中还有符合最短路径算法的其他与所述新节点直连的节点的情况下，则将符合最短路径算法的其他与所述新节点直连的节点归入所述新节点的上一个直连候选节点列表。

路径计算模块20，用于基于所有属于最短路径的节点的上一个直连节点列表计算出所有的最短路径，作为候选工作路由集合；

具体的，路径计算模块20基于所有属于最短路径的节点的上一个直连节点列表，从终止节点开始向起始节点的方向递归计算出最小生成树，根据最小生成树并参考路由约束条件统计出所有的最短路径，作为候选工作路由集合。

路由确定模块30，用于在候选工作路由集合中选择一条带有保护路由的作为工作路由。

进一步的，路由确定模块30，具体包括：

路由选择子模块31，用于在候选工作路由集合中新选择一条候选工作路由；

路由确定子模块32，在网络图中删除所述候选工作路由经过的链路后计算保护路由，若能够计算出保护路由，则所述候选工作路由为工作路由，同时确定了其保护路由，否则恢复删除的所述链路后重新调用路由选择子模块31。

应用实例一：

下面以采用最短路径算法-Dijkstra算法为例，介绍一种带保护业务的路由计算方法的执行过程，具体包括如下步骤：

步骤1：由网元设备组成网络图，如图3所示，用户在网管计算机上设定工作路由起止点和保护路由起止点以及路由约束条件，设工作路由及保护路由的起始节点为s、终止节点为t。初始时网络图上的所有边和节点都未标注。对于每一个节点x指定一个数d(x)，d(x)表示从起始节点s到节点x的最短路径长度。

步骤2：开始时，令d(s)＝0，d(x)＝∞(对所有x≠s)。y表示已标注的最后一个节点。对起始节点s进行标注，令y＝s。

步骤3：对于每个未标注的节点x，d(x)＝min{d(x)，d(y)+k(y，x)}，k(y，x)表示y与x之间的直连距离，若y与x之间不直连，则k(y，x)＝∞。

若对于所有未标注节点x，d(x)都等于∞，则结束整个流程，提示用户找不到路由，因为从起始节点s到任一未标注的节点x都没有路；否则，根据d(x)＝min{d(x)，d(y)+a(y，x)}生成的值，选取最小的d(x)对应的节点x进行标注，并确定x的上一个直连节点u。

步骤4：如果此时网络图中还存在节点v也符合d(x)＝min{d(x)，d(y)+a(y，x)}生成的值最小，则将v记录在x的上一个直连候选节点列表中。

步骤5：重复步骤3和步骤4，直到标注到终止节点t为止。

步骤6：从终止节点t开始依据的上一个直连节点记录和上一个直连候选节点列表记录向起始节点s的方向递归计算最小生成树。

步骤7：基于最小生成树并参考用户事先输入的路由约束条件，求取所有同等条件的候选工作路由n条。这里的同等条件是指，均符合最短路径条件和路由约束条件的路由。路由约束条件通常包括：必经的节点、禁止的节点等。

步骤8：选一条候选工作路由，将其经过的链路从图上删除，按照最短路径算法计算保护路由，若能计算出符合条件的保护路由，则给出工作和保护路由，结束整个流程；若不能计算出符合条件的保护路由，则执行步骤9；

步骤9：判断是否所有候选的工作路由已经遍历完成，若遍历完，结束流程，提示用户找不到保护路由；否则恢复步骤8删除的链路，取出下一条候选工作路由，重新执行步骤8。

按照上述执行过程，直观的实现效果如下：

1)标注起始节点s：

此时，D(a)<sa>＝1

D(b)<sb>＝1

D(c)<>＝∞

D(d)<>＝∞

D(t)<>＝∞

2)选取最短距离，标注节点a，上一直连节点为起始节点s：

此时，D(c)<sac>＝2

D(d)<sad>＝2

D(b)<sb>＝1

D(t)<>＝∞

3)选取最短距离，标注节点b，上一直连节点为起始节点s：

此时，D(c)<sbc>＝2

D(d)<sad>＝2

D(t)<>＝∞

4)选取最短距离，标注节点c，上一直连节点为a，上一个直连候选节点为b：

此时，D(t)<sbct>＝3

D(d)<sad>＝2

5)选取最短距离，标注节点d，上一直连节点为a：

此时，D(t)<sadt>＝3

6)选取最短距离，标注终止节点t，上一直连节点为c，上一个直连候选节点为d：

此时，D(t)<sadt>＝3

7)所有节点遍历完毕，从终止节点t开始依据上一个直连节点、上一个直连候选节点向起始节点s的方向递归求出多条从t到s的路径：

节点连接记录：t：(c，d)、c：(a，b)、d：(a)、b：(s)、a：(s)，确定出符合条件的3条候选工作路由，如下：

1：s-＞a-＞c-＞t

2：s-＞b-＞c-＞t

3：s-＞a-＞d-＞t

8)依次以上述3条候选工作路由中的一条作为工作路由，计算保护路由。

第一次：尝试以s-＞a-＞c-＞t作为工作路由，将其经过的链路删除，如图4所述，打叉代表删除，再按照Dijkstra算法计算保护路由，s到t无通路，计算失败，恢复删除的链路。

第二次：尝试以s-＞b-＞c-＞t作为工作路由，将其经过的链路删除，如图5所示，打叉代表删除，按照Dijkstra算法计算保护路由，s到t有通路，计算结果为：保护路由为s-＞a-＞d-＞t。

9)得到最后计算结果，工作路由为s-＞b-＞c-＞t，保护路由为s-＞a-＞d-＞t。

应用实例二：

本应用实例采用最短路径算法-A^*算法进行路由计算，A^*算法的公式表示为：f(x)＝g(x)+h(x)，

其中f(x)是节点n从起始节点到终止节点的估价函数；

g(x)是在组网图中从起始节点s到x节点的实际代价，即实际值，相当于Dijistra算法中的d(x)，h(x)是从x节点到终止节点t的最佳路径的估计代价，即估价值。估价值的作用是加快路径搜索的速度，这一内容是本领域的已知技术，故此处不详述。

A^*算法和Dijistra算法的区别在于有无估价值，Dijistra算法相当于A^*算法中估价值h(x)为0的情况。故，将应用实例一中的d(x)替换成f(x)即可得到采用改进后的A^*算法进行快速路由计算的执行过程。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims

1.一种带保护业务的路由计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的带保护业务的路由计算方法，其特征在于，所述步骤一，具体包括：

若在网络中还有符合最短路径算法的其他与所述新节点直连的节点，则将符合最短路径算法的其他与所述新节点直连的节点归入所述新节点的上一个直连候选节点列表；

3.根据权利要求2所述的带保护业务的路由计算方法，其特征在于，所述最短路径算法包括：Dijkstra算法和A^*算法。

4.根据权利要求1所述的带保护业务的路由计算方法，其特征在于，所述步骤二，具体包括：

5.根据权利要求1-4中任一项所述的带保护业务的路由计算方法，其特征在于，所述步骤三，具体包括：

步骤A，在候选工作路由集合中新选择一条候选工作路由；

6.一种带保护业务的路由计算装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的带保护业务的路由计算装置，其特征在于，所述节点记录模块，具体包括：

8.根据权利要求7所述的带保护业务的路由计算装置，其特征在于，所述最短路径算法包括：Dijkstra算法和A^*算法。

9.根据权利要求6所述的带保护业务的路由计算装置，其特征在于，所述路径计算模块，具体用于：

10.根据权利要求6-9中任一项所述的带保护业务的路由计算装置，其特征在于，所述路由确定模块，具体包括：