CN105429894B - 一种电力通信网中业务路由选择方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电力通信网中业务路由选择方法及装置,该方法根据电力通信网的拓扑结构,为到达业务分配路径,采用Dijsktra算法,获取到达业务的路径集合;遍历路径集合,计算路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度和全网络风险均衡度;根据全业务风险度、全网络风险度和全网络负载均衡度,对路径集合进行剔除处理,直到遍历完路径集合中的全部路径,获得目标路径集合;若目标路径集合非空,则根据目标路径集合中的每条路径对应的全网络风险均衡度,对目标路径集合中路径进行升序排列,选择第一条路径作为业务路由;使到达业务按照业务路由转发消息,本发明实现将业务路由均衡的分布在电力通信网中,避免风险分布集中。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力通信网的路由选择技术,尤其涉及一种电力通信网中业务路由选择方法及装置。
背景技术
电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统,作为电力系统的重要基础设施,电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的,电力通信网中的业务与电力系统的生产、调度和控制等密切相关。随着电力通信网的快速发展,电力系统的众多子系统之间越来越需要日益频繁的协同通信,因此,电力通信网中需要部署大量的业务满足电力系统的通信需求。
另外,电力通信网对于安全风险等级有严格划分,规定了风险等级对应的业务种类,数量等,为了保证电力系统的正常工作,电力通信部门需要限制电力通信网中的高级别安全风险的发生,因此,如何将业务均衡部署到网络是电力通信网研究的重点。目前,电力通信部门在业务部署过程中,通常采用的是基于负载均衡的业务路由选择算法,主要原理为:利用各类启发式算法求出两个节点设备之间的前K条最短路径,通过将可用宽带最大的路径作为业务路由的方法部署业务,从而实现业务均衡部署。
但是上述算法虽然从带宽的角度出发实现了业务均衡部署,选择一条宽带最大的路径执行数据,但是极有可能会导致选择的业务路由的风险分布的过度集中,从而导致业务通道极易出现异常或故障,造成电力通信网的运行风险。
发明内容
本发明提供一种电力通信网中业务路由选择方法及装置,实现了将业务路由均衡的分布在电力通信网中,避免业务路由的风险分布过于集中。
本发明提供一种电力通信网中业务路由选择方法,包括:
根据所述电力通信网的拓扑结构,为到达业务分配路径,采用Dijsktra算法,获取所述到达业务的路径集合;
遍历所述路径集合中的路径,计算每条路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度和全网络风险均衡度;
根据所述全业务风险度、所述全网络风险度和所述全网络负载均衡度,对所述路径集合进行剔除处理,直到遍历完所述路径集合中的全部路径,获得目标路径集合;
若所述目标路径集合非空,则根据目标路径集合中的每条路径对应的所述全网络风险均衡度,对所述目标路径集合中的路径进行升序排列,选择第一条路径作为所述到达业务的业务路由;
根据所述业务路由,使所述到达业务按照所述业务路由执行。
本发明还提供一种电力通信网中业务路由选择装置,包括:
获取模块,用于针对到达业务,采用Dijsktra算法,获取所述到达业务的路径集合;
计算模块,用于遍历所述路径集合中的路径,计算每条路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度和全网络风险均衡度;
剔除模块,用于根据所述全业务风险度、所述全网络风险度和所述全网络负载均衡度,对所述路径集合进行剔除处理,直到遍历完所述路径集合中的全部路径,获得目标路径集合;
选择模块,用于若所述剔除模块获得的目标路径集合非空,则根据目标路径集合中的每条路径对应的全网络风险均衡度,对所述目标路径集合中的路径进行升序排列,选择第一条路径作为所述到达业务的业务路由;
执行模块,用于根据所述业务路由,使所述到达业务按照所述业务路由执行。
本发明提供的一种电力通信网中业务路由选择方法及装置,其中,业务路由选择方法根据电力通信网的拓扑结构,为到达业务分配路径,采用Dijsktra算法,获取到达业务的路径集合;遍历路径集合中的路径,计算每条路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度和全网络风险均衡度;根据全业务风险度、全网络风险度和全网络负载均衡度,对路径集合进行剔除处理,直到遍历完路径集合中的路径,获得目标路径集合;若目标路径集合非空,则根据目标路径集合中的每条路径对应的全网络风险均衡度,对目标路径集合中的路径进行升序排列,选择第一条路径作为到达业务的业务路由;根据业务路由,使到达业务按照业务路由执行。本发明通过同时考虑每条路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度,进而保证全网络风险均衡度达到最小,实现了将业务路由均衡的分布在电力通信网中,避免业务路由的风险分布过于集中的缺陷。
附图说明
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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做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。
图1为本发明实施例提供的电力通信网中业务路由选择方法实施例一的流程图;
图2为本发明实施例提供的电力通信网中业务路由选择方法实施例二的流程图;
图3为本发明实施例提供的电力通信网中业务路由选择方法实施例三的流程图;
图4为本发明实施例提供的电力通信网中业务路由选择方法实施例四的流程图;
图5为本发明实施例提供的电力通信网中业务路由选择方法实施例五的流程图;
图6为本发明实施例提供的电力通信网中业务路由选择装置实施例一的结构示意图;
图7为本发明实施例提供的电力通信网中业务路由选择装置实施例二的结构示意图。
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做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。
图1为本发明实施例提供的电力通信网中业务路由选择方法实施例一的流程图,如图1所示,该电力通信网中业务路由选择方法具体包括以下步骤:
步骤S100、根据电力通信网的拓扑结构,为到达业务分配路径,采用Dijsktra算法,获取到达业务的路径集合。
其中,Dijsktra算法为本领域技术人员熟知的算法,在此不再赘述。
步骤S200、遍历路径集合中的路径,计算每条路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度和全网络风险均衡度。
步骤S300、根据全业务风险度、全网络风险度和全网络负载均衡度,对路径集合进行剔除处理,直到遍历完路径集合中的全部路径,获得目标路径集合。
步骤S400、若目标路径集合非空,则根据目标路径集合中的每条路径对应的全网络风险均衡度,对目标路径集合中的路径进行升序排列,选择第一条路径作为到达业务的业务路由。
步骤S500、根据业务路由,使到达业务按照业务路由执行。
另外,本实施例还选择目标路径集合中的第二条路径作为备选路由。
若目标路径集合为空,则输入系统异常告警。
本发明提供的一种电力通信网中业务路由选择方法根据所述电力通信网的拓扑结构,为到达业务分配路径,采用Dijsktra算法,获取到达业务的路径集合;遍历路径集合中的路径,计算每条路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度和全网络风险均衡度;根据全业务风险度、全网络风险度和全网络负载均衡度,对路径集合进行剔除处理,直到遍历完路径集合中的路径,获得目标路径集合;若目标路径集合非空,则根据目标路径集合中的每条路径对应的全网络风险均衡度,对目标路径集合中的路径进行升序排列,选择第一条路径作为业务路由,根据业务路由,使到达业务按照业务路由执行。本发明通过同时考虑每条路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度,进而保证全网络风险均衡度,实现了将业务路由均衡的分布在电力通信网中,避免业务路由的风险分布过于集中的缺陷。
图2为本发明实施例提供的电力通信网中业务路由选择方法实施例二的流程图,如图2所示,在上述实施例一的技术方案的基础上,在本发明实施例二的技术方案中,步骤S100具体包括以下步骤:
步骤S101、针对到达业务,采用Dijsktra算法,以跳数为权重,获取到达业务的前P条最短路径。
可选地,P的取值为大于等于3或者小于等于5。
步骤S102、根据跳数,对前P条最短路径进行升序排列,获取到达业务对应的路径集合Pk={Ei}。
其中,Ei为第i条最短路径,i=1,2,…,p。
图3为本发明实施例提供的电力通信网中业务路由选择方法实施例三的流程图,如图3所示,在上述实施例一和实施例二的技术方案的基础上,在本发明实施例三的技术方案中,步骤S200具体包括以下步骤:
步骤S201、计算每条路径上的单节点风险度和单边风险度。
步骤S202、根据每条路径上的单节点风险度和单边风险度,计算每条路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度和全网络风险均衡度。
进一步地,图4为发明实施例提供的电力通信网中业务路由选择方法实施例四的流程图,如图4所示,在上述实施例的技术方案的基础上,在本实施例中,步骤S201具体包括以下步骤:
步骤S2011、采用公式
计算单节点风险度
其中,为单节点vi的失效概率,为单节点vi上承载的业务集合,bk为业务sk带宽,dk为业务sk重要度,BM为业务最大允许带宽。
若单节点vi没有承载业务集合,即为空,则
步骤S2012、采用公式
计算单边风险度
其中,为单边eij的失效概率,为单边eij上承载的业务集合,bk为业务sk带宽,dk为业务sk重要度,BM为业务最大允许带宽。
若单边eij没有承载业务集合,即为空,则
在本实施例中,业务权重可以采用基于相对熵的TOPSIS改进法来确定,设影响业务的性能指标集合为C={ci},一共有N个,需要完成对业务集合S中K种业务重要度dk的计算,并按照优先级进行排序。
本实施例中采用熵的概念来确定评价指标的权重,从而避免主观因素的影响。
具体的,采用基于相对熵的TOPSIS改进法,包括以下三个步骤:
1)、业务指标的归一化处理。
其中,令X=[xij]K×N为业务性能指标矩阵,其中,xij为业务si在业务指标cj下的参数值。
为了相互比较不同指标参数,根据参数特点对其进行正向归一化处理。具体的,根据不同指标的取值特点将xij的计算公式分成以下几类:
a)xij取值越大,业务越重要,例如:有效性等,其具体计算公式如下:
b)xij取值越小,业务越重要,如倒换延迟时间、误码率等,其具体计算公式如下:
c)0-1参数,其取值具有强制性,取值只能为0和1。
2)、基于相对熵的权重的确定。
具体的,熵值法是根据各指标的观测值所提供信息量的大小来确定权重的方法。
此时,可设业务指标cj在业务si下取值为xij′的概率为yij,并表示为:
此时有
进一步,各个业务指标cj的决策信息可用其熵值hj来表示:
业务指标cj的评价值数据的分散程度可表示为gj=1-hj。
对于给定的业务指标cj,xij的差异越大,相应的gj值也越大,表明数据分布越分散,表明该业务指标所包含和执行的信息量越大,重要程度也越高;相反,表明该业务指标的重要性低;如果各方案的xij都相等,则在指标评价值绝对集中,该指标对综合评价不起任何作用。
进一步,采用熵测度来表示指标cj的权重wj为:
3)、计算业务重要度
基于确定的权重,基本思想是先构造评价问题的正理想解和负理想解,然后计算各业务的重要度di。对于指标,构造问题的正理想解X+和负理想解X-分别如下:
进一步,计算业务重要度与正理想解X+和负理想解X-的距离fi +和fi -如下:
最后,得到业务重要度di如下:
进一步地,图5为本发明实施例提供的电力通信网中业务路由选择方法实施例五的流程图,如图5所示,在上述实施例的技术方案的基础上,在本实施例中,步骤S202具体包括以下步骤:
步骤S2021、采用公式
计算单业务风险度αk。
其中,Vk为业务sk每条路径的节点集合,Ek为业务sk每条路径的边集合;
步骤S2022、采用公式
计算全业务风险度Λ。
其中,S为所有待分配的业务集合。
步骤S2023、采用公式
计算全网络风险度Ψ。
其中,V为所有节点集合,E为所有边集合;
步骤S2024、采用公式
计算全网络负载均衡度Ω(t)。
步骤S2025、采用公式
计算全节点平均风险度
其中,|V|为所有节点集合V的维数。
步骤S2026、采用公式
计算全边平均风险度
其中,|E|为所有边集合E的维数。
步骤S2027、采用公式
计算全网络风险均衡度Φ。
进一步地,在上述实施例的技术方案的基础上,在本实施例中,步骤S300,具体包括以下步骤:
判断全业务风险度是否大于第一门限、全网络风险度是否大于第二门限或者全网络负载均衡度是否大于第三门限,若任意一项大于对应的门限,将对应的路径EP从路径集合剔除处理。
其中,第一门限、第二门限和第三门限为预设值。
图6为本发明实施例提供的电力通信网中业务路由选择装置实施例一的结构示意图,如图6所示,本发明还提供一种电力通信网中业务路由选择装置,其中,该装置包括:获取模块100、计算模块200、剔除模块300、选择模块400和执行模块500。
在本实施例中,获取模块100,用于根据所述电力通信网的拓扑结构,为到达业务分配路径,采用Dijsktra算法,获取到达业务的路径集合;计算模块200,用于遍历路径集合中的路径,计算每条路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度和全网络风险均衡度;剔除模块300,用于根据全业务风险度、全网络风险度和全网络负载均衡度,对路径集合进行剔除处理,直到遍历完路径集合中的路径,获得目标路径集合;选择模块400,用于若剔除模块获得的目标路径集合非空,则根据目标路径集合中的每条路径对应的全网络风险均衡度,对目标路径集合中的路径进行升序排列,选择第一条路径作为到达业务的业务路由;执行模块500,用于根据业务路由,使到达业务按照业务路由转发消息。
其中,本实施例中的装置是实施图1-图5所示的方法,其实现原理和实现效果类似,在此不再赘述。
进一步地,图7为本发明实施例提供的电力通信网中业务路由选择装置实施例二的结构示意图,如图7所示,在上述实施例的技术方案的基础上,在实施例二中,计算模块200包括:第一计算单元201,用于计算每条路径上的单节点风险度和单边风险度;第二计算单元202,用于根据每条路径上的单节点风险度和单边风险度,计算每条路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度和全网络风险均衡度。
具体的,第一计算单元201,还用于采用公式
计算单节点风险度
其中,为单节点vi的失效概率,为单节点vi上承载的业务集合,bk为业务sk带宽,dk为业务sk权重,BM为业务最大允许带宽。
第一计算单元201,还用于采用公式
计算单边风险度
其中,为单边eij的失效概率,为单边eij上承载的业务集合,bk为业务sk带宽,dk为业务sk权重,BM为业务最大允许带宽。
具体的,第二计算单元202,还用于采用公式
计算单业务风险度αk(t),其中,Vk为业务sk每条路径的节点集合,Ek为业务sk每条路径的边集合。
第二计算单元202,还用于采用公式根据单业务风险度αk,采用公式计算全业务风险度Λ,其中,S为所有待分配的业务集合。
第二计算单元202,还用于采用公式计算全网络风险度Ψ(t),其中,V为所有节点集合,E为所有边集合。
第二计算单元,还用于采用公式
计算全网络负载均衡度Ω。
第二计算单元202,还用于采用公式
计算全节点平均风险度其中,|V|为所有节点集合V的维数。
第二计算单元202,还用于采用公式
计算全边平均风险度
其中,|E|为所有边集合E的维数。
第二计算单元202,还用于采用公式根据全节点平均风险度和全平均风险度采用公式
计算全网络风险均衡度Φ。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种电力通信网中业务路由选择方法,其特征在于,包括:
根据所述电力通信网的拓扑结构,为到达业务分配路径,采用Dijsktra算法,获取所述到达业务的路径集合;
遍历所述路径集合中的路径,计算每条路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度和全网络风险均衡度;
根据所述全业务风险度、所述全网络风险度和所述全网络负载均衡度,对所述路径集合进行剔除处理,直到遍历完所述路径集合中的全部路径,获得目标路径集合;
若所述目标路径集合非空,则根据目标路径集合中的每条路径对应的所述全网络风险均衡度,对所述目标路径集合中的路径进行升序排列,选择第一条路径作为所述到达业务的业务路由;
根据所述业务路由,使所述到达业务按照所述业务路由执行;
采用Dijsktra算法,获取所述到达业务的路径集合,包括:
针对到达业务sk,采用Dijsktra算法,以跳数为权重,获取所述到达业务sk的前P条最短路径;
根据所述跳数,对所述前P条最短路径进行升序排列,获取所述到达业务sk对应的路径集合Pk={Ei},Ei为第i条最短路径,i=1,2,…,p;
所述根据所述全业务风险度、所述全网络风险度和所述全网络负载均衡度,对所述路径集合进行剔除处理,包括:
判断所述全业务风险度是否大于第一门限、所述全网络风险度是否大于第二门限或者所述全网络负载均衡度是否大于第三门限,若任意一项大于对应的门限,将对应的路径EP从所述路径集合剔除处理。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算每条路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度和全网络风险均衡度,包括:
计算每条路径上的单节点风险度和单边风险度;
根据所述每条路径上的单节点风险度和所述单边风险度,计算每条路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度和全网络风险均衡度。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述计算每条路径上的单节点风险度和单边风险度,包括:
采用公式计算单节点风险度其中,为单节点vi的失效概率,为单节点vi上承载的业务集合,bk为业务sk带宽,dk为业务sk重要度,BM为业务最大允许带宽;
采用公式计算单边风险度其中,为单边eij的失效概率,为单边eij上承载的业务集合,bk为业务sk带宽,dk为业务sk重要度,BM为业务最大允许带宽。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据每条路径中的所述单节点风险度和所述单边风险度,计算每条路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度和全网络风险均衡度,包括:
采用公式计算单业务风险度αk,其中,Vk为业务sk每条路径的节点集合,Ek为业务sk每条路径的边集合;
采用公式计算全业务风险度Λ,其中,S为所有待分配的业务集合;
采用公式计算全网络风险度Ψ,其中,V为所有节点集合,E为所有边集合;
采用公式计算全网络负载均衡度Ω(t);
采用公式计算全节点平均风险度其中,|V|为所有节点集合V的维数;
采用公式计算全边平均风险度其中,|E|为所有边集合E的维数;
采用公式计算全网络风险均衡度Φ。
5.一种电力通信网中业务路由选择装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于根据所述电力通信网的拓扑结构,为到达业务分配路径,采用Dijsktra算法,获取所述到达业务的路径集合;
计算模块,用于遍历所述路径集合中的路径,计算每条路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度和全网络风险均衡度;
剔除模块,用于判断所述全业务风险度是否大于第一门限、所述全网络风险度是否大于第二门限或者所述全网络负载均衡度是否大于第三门限,若任意一项大于对应的门限,将对应的路径EP从所述路径集合剔除处理,直到遍历完所述路径集合中的全部路径,获得目标路径集合;
选择模块,用于若所述剔除模块获得的目标路径集合非空,则根据目标路径集合中的每条路径对应的全网络风险均衡度,对所述目标路径集合中的路径进行升序排列,选择第一条路径作为所述到达业务的业务路由;
执行模块,用于根据所述业务路由,使所述到达业务按照所述业务路由执行;
计算模块,包括:
第一计算单元,用于计算每条路径上的单节点风险度和单边风险度;
第二计算单元,用于根据所述每条路径上的单节点风险度和所述单边风险度,计算每条路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度和全网络风险均衡度。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述第一计算单元,还用于采用公式计算单节点风险度其中,为单节点vi的失效概率,为单节点vi上承载的业务集合,bk为业务sk带宽,dk为业务sk重要度,BM为业务最大允许带宽;
所述第一计算单元,采用公式计算单边风险度其中,为单边eij的失效概率,为单边eij上承载的业务集合,bk为业务sk带宽,dk为业务sk重要度,BM为业务最大允许带宽。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述第二计算单元,还用于采用公式计算单业务风险度αk,其中,Vk为业务sk每条路径的节点集合,Ek为业务sk每条路径的边集合;
所述第二计算单元,还用于采用公式计算全业务风险度Λ,其中,S为所有待分配的业务集合;
所述第二计算单元,还用于采用公式计算全网络风险度Ψ(t),其中,V为所有节点集合,E为所有边集合;
所述第二计算单元,还用于采用公式计算全网络负载均衡度Ω;
所述第二计算单元,还用于采用公式计算全节点平均风险度其中,|V|为所有节点集合V的维数;
所述第二计算单元,还用于采用公式计算全边平均风险度其中,|E|为所有边集合E的维数;
所述第二计算单元,还用于采用公式计算全网络风险均衡度Φ。
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