CN111147367B - 一种ip-光网络路由协同方法及装置 - Google Patents

一种ip-光网络路由协同方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种IP‑光网络路由协同方法及装置，该方法包括：获取网络业务流量信息；若所述网络业务流量信息大于IP网络流量阈值，则分析所述网络业务流量信息在光网络中的最短路径信息，并记录光网络路径约束信息；若所述光网络路径约束信息小于预设路径约束信息，则通过光网络进行网络业务流量信息转发。通过利用IP层和光层的优点，设置IP网络流量阈值，实现在不同大小业务情况下分别由IP层和光层进行转发，并通过预先设定的预设路径约束信息，干预流量转发的路径选择，有效解决流量偏大或者偏小选择统一转发的拥堵问题，从而让IP网络和光网络都能充分发挥自己的优势,满足大流量业务和小流量业务的远距离和近距离传输。

Description

一种IP-光网络路由协同方法及装置
技术领域
本发明涉及信息处理技术领域，尤其涉及一种IP-光网络路由协同方法及装置。
背景技术
随着云计算、大数据的发展，数据通信网业务也呈现出种类多、流量大、随机性强等特点，传统分布式网络基于设备网管的调度和管理已逐渐难以适应。IP网络与光网络的协同管控一直是通信网络发展的关键问题,如果能将两个独立规划、管理和运营的网络协同运维,通信网络整体运行效率会得到极大提高,网络的整体建设维护复杂度和成本也会降低很多。IP业务本身具有不确定性和不可预见性,IP业务的颗粒度多,对设备处理能力要求精细。同时,IP网络组网灵活,业务配置便捷,策略的构建和下发迅速。相比而言,光网络处理粒度大,业务下发与策略配置由于需要与光器件适配因而不够便捷,同时不便于频繁地进行路径的建立与策略配置等工作。
“IP加光”路由策略与接口实现技术，提出了基于IP加光协同的路由调度策略，IP加光路由协同策略的核心思想是大颗粒业务直接在传送层进行传送，小颗粒业务仍由路由器进行承载，进行统计复用。在“IP加光”协同控制下，验证不同种类业务深度识别与安全鉴定能力，验证业务通信过程区分编排与区分QoS保障能力，验证综合业务承载时，高实时业务质量保障能力及大带宽业务背景下对小带宽业务质量保障提升能力。
因此如何合理的让IP网络和光网络都能充分发挥自己的优势,满足大流量业务和小流量业务的远距离和近距离传输已经成为业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种IP-光网络路由协同方法及装置，用以解决上述背景技术中提出的技术问题，或至少部分解决上述背景技术中提出的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供一种IP-光网络路由协同方法，包括：
获取网络业务流量信息；
若所述网络业务流量信息大于IP网络流量阈值，则分析所述网络业务流量信息在光网络中的最短路径信息，并记录光网络路径约束信息；
若所述光网络路径约束信息小于预设路径约束信息，则通过光网络进行网络业务流量信息转发。
更具体的，在所述获取网络业务流量信息的步骤之后，所述方法还包括：
若所述网络业务流量信息小于或等于IP网络流量阈值，则分析所述网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息；
若网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息满足预设带宽要求，则通过IP网络进行业务流量信息转发。
更具体的，所述方法还包括：
若所述光网络路径约束信息大于或等于预设路径约束信息，则分析所述网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息；
若网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息满足预设带宽要求，则通过IP网络进行业务流量信息转发。
更具体的，所述方法还包括：
若网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息不满足预设带宽要求，则对所述网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息进行调整，直至满足预设带宽要求，得到IP网络中调整后的最短路径信息；
通过IP网络中调整后的最短路径信息进行业务流量信息转发。
第二方面，本发明实施例提供一种IP-光网络路由协同装置，包括：
获取模块，用于获取网络业务流量信息；
分析模块，用于若所述网络业务流量信息大于IP网络流量阈值，则分析所述网络业务流量信息在光网络中的最短路径信息，并记录光网络路径约束信息；
协同模块，用于若所述光网络路径约束信息小于预设路径约束信息，则通过光网络进行网络业务流量信息转发。
更具体的，所述装置还包括：计算模块；
所述计算模块用于若所述网络业务流量信息小于或等于IP网络流量阈值，则分析所述网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息；
若网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息满足预设带宽要求，则通过IP网络进行业务流量信息转发。
更具体的，所述协同模块还用于：所述网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息；
若网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息满足预设带宽要求，则通过IP网络进行业务流量信息转发。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述IP-光网络路由协同方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述IP-光网络路由协同方法的步骤。
本发明实施例提供的一种IP-光网络路由协同方法及装置，通过利用IP层和光层的优点，设置IP网络流量阈值，实现在不同大小业务情况下分别由IP层和光层进行转发，并通过预先设定的预设路径约束信息，干预流量转发的路径选择，有效解决流量偏大或者偏小选择统一转发的拥堵问题，从而让IP网络和光网络都能充分发挥自己的优势,满足大流量业务和小流量业务的远距离和近距离传输。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明一实施例所描述的IP-光网络协同示意图；
图2为本发明一实施例中所描述的IP-光网络路由协同方法流程示意图；
图3为本发明一实施例中所描述的基于DIJSTRA最短路径算法的IP-光网络路由协同流程图；
图4为本发明一实施例所描述的算法的转发流量成本示意图；
图5为本发明一实施例所描述的IP-光网络路由协同装置结构示意图；
图6为本发明一实施例所描述的电子设备结构示意图。
具体实施方式
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为本发明一实施例所描述的IP-光网络协同示意图，如图1所示，IP和光网络联合组网，需要进行统一路由规划和流量协同。流量协同是在流量较大的边缘节点之间增加光层直达路由，即把核心路由器的过境转发流量分流到光层，使得整个IP网络达到接近边缘路由器直连的效果，区域间流量以直达为主，转发为辅。
图2为本发明一实施例中所描述的IP-光网络路由协同方法流程示意图，如图2所示，包括：
步骤S1，获取网络业务流量信息；
步骤S2，若所述网络业务流量信息大于IP网络流量阈值，则分析所述网络业务流量信息在光网络中的最短路径信息，并记录光网络路径约束信息；
步骤S3，若所述光网络路径约束信息小于预设路径约束信息，则通过光网络进行网络业务流量信息转发。
具体的，本发明实施例中所描述的IP网络流量阈值是指预设的业务流量阈值，用于充分实现在不同大小业务情况下，分别由IP层和光层进行业务转发的功能。
本发明实施例中所描述的预设路径约束信息是可以根据需要具体设定并进行变更的，通过调整预设路径约束信息，从而实现根据具体需要干预流量转发路径的选择，有效解决流量偏大或偏小选择统一转发的拥堵问题。
本发明实施例中所描述的最短路径信息是在路由路径链路代价不等情况下，优先选择代价小的路径转发；链路代价相等的情况下，优先考虑链路时延小的路径作为转发路径。
具体的，光网络中的最短路径信息具体为：
Figure BDA0002341741910000053
其中，i表示LSP的节点数量。基于此公式，可以对全网的业务流量进行优化，达到IP加光全网的流量最优，同时保障小颗粒的业务在IP网络层进行统计复用。
本发明实施例中记录光网络路径约束信息链路ei的光通道属性定义如下：
Figure BDA0002341741910000051
其中，α可以基于IP加光协同的路由策略设置代价因子。
源宿节点(s,d)的光通道承载约束可以采用如下的公式表示：
Figure BDA0002341741910000052
本发明实施例通过利用IP层和光层的优点，通过设置IP网络流量阈值，实现在不同大小业务情况下分别由IP层和光层进行转发，并通过预先设定的预设路径约束信息，干预流量转发的路径选择，有效解决流量偏大或者偏小选择统一转发的拥堵问题，从而让IP网络和光网络都能充分发挥自己的优势,满足大流量业务和小流量业务的远距离和近距离传输。
在上述实施例的基础上，在所述获取网络业务流量信息的步骤之后，所述方法还包括：
若所述网络业务流量信息小于或等于IP网络流量阈值，则分析所述网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息；
若网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息满足预设带宽要求，则通过IP网络进行业务流量信息转发。
本发明实施例中所描述的计算最短路径信息可以是通过DIJSTRA最短路径算法分析得到的。
具体的，本发明实施例中所描述的分析所述网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息是指P＝(e0，e1，…em)：从源节点到目的节点的路径，为一系列不重叠的链路集合。
定义链路代价属性C，则链路i的代价为C(ei)＝ci；源宿节点的链路代价采用如下的公式表示：
Figure BDA0002341741910000063
在计算链路代价的同时，同时也增加链路时延约束。
定义时延D(ei)＝di：链路i的时延；D(vk)＝dk：节点k的转发时延，对于SDH网络以及OTN网络而言，可以将节点的转发时延设置为固定值。
路径时延为：
Figure BDA0002341741910000061
加
Figure BDA0002341741910000062
在路由路径链路代价不等情况下，优先选择代价小的路径转发；链路代价相等的情况下，优先考虑链路时延小的路径作为转发路径。
在上述实施例的基础上，若网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息不满足预设带宽要求，则对所述网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息进行调整，直至满足预设带宽要求，得到IP网络中调整后的最短路径信息；
通过IP网络中调整后的最短路径信息进行业务流量信息转发。
具体的，本发明实施例中所描述的对网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息进行调整是指更换除当前最短路径信息之外的最优路径信息，并将其作为调整后的最短路径信息，若调整后的最短路径信息仍然无法满足预设带宽要求，则继续调整，直至调整后的最短路径信息能够满足预设带宽要求。
图3为本发明一实施例中所描述的基于DIJSTRA最短路径算法的IP-光网络路由协同流程图，如图3所示，包括：步骤301,判断网络业务流量信息是否满足IP层最大流量要求，若不满足IP层最大流量要求，则进入步骤302，选择光层进行转发，步骤303，通过DIJSTRA最短路径算法计算路径，并记录路径约束TC1，步骤304，若记录的路径约束TC1小于预设路径约束信息TC0，则进入步骤305，通过光层转发流量；若满足IP层最大流量需求，则进入步骤306，选择IP层进行转发，进入步骤307，通过DIJSTRA最短路径算法计算最短路径，步骤308，判断计算的最短路径是否满足带宽要求，若满足则进行步骤309，进行IP层转发流量，若不满足，则返回步骤307，重新通过DIJSTRA最短路径算法计算最短路径，直至计算得到的最短路径满足带宽要求。
在本发明另一实施例中，过GT-ITM工具自动生成网络拓扑，其配置为具有15个IP节点，平均生成25条链路。20个光节点，平均生成35条链路。IP网络和光网络业务在边缘路由之间存在映射关系,光网络是作为IP数据流的承载通道存在的。IP数据会在光层的源节点被封装成适宜在光网络传送的光信号。光通道链路上的带宽容量足够，业务流量都是从源点到宿点的单向请求。在实际应用中大流量业务(视频实时监控)和小流量业务(邮件，Web办公)是同时存在的，逐渐增大网络的中流量的大小，来观察成本大小和效率问题。
首先比较了表1中各个算法成本问题。将IP网络与光网络协同编排算法GP，和本发明实施例提出的IP-光网络路由协同算法的效率问题相比较。IP层业务具有业务感知能力，能够高效的处理分组业务。而大流量业务在光层具有较高的效率。
表1对比算法
对比算法 算法概述
GP IP网络与光网络协同编排算法
SP 最短路径算法
Our_algorithm IP-光网络路由协同算法
图4为本发明一实施例所描述的算法的转发流量成本示意图，如图4所示，IP流量转发成本为光层的每比特成本的3-5倍，假设IP层每比特转发成本为随机3IPBc～5IPBc，则1M流量转发成本为3MIPBc～5MIPBc。当在IP层进行小流量转发时候，成本大小基本一致。但是当流量变的非常大时候，IP层转发成本特别高，IP带宽也较小，无法承载大型业务。本发明实施例的算法很好的解决了这个问题。
传统的骨干网中，IP流量承载在核心路由器上，当网络流量较小的时候，路由器可以通过统计复用的方式，实现流量的收敛，并解决全互联带来的扩展性问题。然而随着网络流量的飞速增长，核心路由器面临频繁扩容的压力，从而制约网络的发展。而经过核心路由器的IP流量中，50％～60％的流量只需要进行中转而无需IP层处理，因此浪费了大量路由器资源。该流量经过多次路由器转发，消耗了大量昂贵的路由器端口。由以上对比可以得到IP层和光层协同规划，可以在骨干网中合理配置资源，小颗粒业务通过核心路由器调度，利用统计复用提升效率，大颗粒业务在光层直接传送，从而提升整网的效率。
图5为本发明一实施例所描述的IP-光网络路由协同装置结构示意图，如图5所示，包括：获取模块510、分析模块520和协同模块530；其中，获取模块510用于获取网络业务流量信息；其中，分析模块520用于若所述网络业务流量信息大于IP网络流量阈值，则分析所述网络业务流量信息在光网络中的最短路径信息，并记录光网络路径约束信息；其中，协同模块530用于若所述光网络路径约束信息小于预设路径约束信息，则通过光网络进行网络业务流量信息转发。
本发明实施例提供的装置是用于执行上述各方法实施例的，具体流程和详细内容请参照上述实施例，此处不再赘述。
本发明实施例通过利用IP层和光层的优点，通过设置IP网络流量阈值，实现在不同大小业务情况下分别由IP层和光层进行转发，并通过预先设定的预设路径约束信息，干预流量转发的路径选择，有效解决流量偏大或者偏小选择统一转发的拥堵问题，从而让IP网络和光网络都能充分发挥自己的优势,满足大流量业务和小流量业务的远距离和近距离传输。
图6为本发明一实施例所描述的电子设备结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(Communications Interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行如下方法：获取网络业务流量信息；若所述网络业务流量信息大于IP网络流量阈值，则分析所述网络业务流量信息在光网络中的最短路径信息，并记录光网络路径约束信息；若所述光网络路径约束信息小于预设路径约束信息，则通过光网络进行网络业务流量信息转发。
此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取网络业务流量信息；若所述网络业务流量信息大于IP网络流量阈值，则分析所述网络业务流量信息在光网络中的最短路径信息，并记录光网络路径约束信息；若所述光网络路径约束信息小于预设路径约束信息，则通过光网络进行网络业务流量信息转发。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储服务器指令，该计算机指令使计算机执行上述各实施例提供的方法，例如包括：获取网络业务流量信息；若所述网络业务流量信息大于IP网络流量阈值，则分析所述网络业务流量信息在光网络中的最短路径信息，并记录光网络路径约束信息；若所述光网络路径约束信息小于预设路径约束信息，则通过光网络进行网络业务流量信息转发。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上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精神和范围。

Claims (4)

1.一种IP-光网络路由协同方法，其特征在于，包括：
获取网络业务流量信息；
若所述网络业务流量信息大于IP网络流量阈值，则分析所述网络业务流量信息在光网络中的最短路径信息，并记录光网络路径约束信息；
若所述光网络路径约束信息小于预设路径约束信息，则通过光网络进行网络业务流量信息转发；
在所述获取网络业务流量信息的步骤之后，所述方法还包括：
若所述网络业务流量信息小于或等于IP网络流量阈值，则分析所述网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息；
若网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息满足预设带宽要求，则通过IP网络进行业务流量信息转发；
若所述光网络路径约束信息大于或等于预设路径约束信息，则分析所述网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息；
若网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息满足预设带宽要求，则通过IP网络进行业务流量信息转发。
2.根据权利要求1所述IP-光网络路由协同方法，其特征在于，所述方法还包括：
若网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息不满足预设带宽要求，则对所述网络业务流量信息在IP网络中的最短路径信息进行调整，直至满足预设带宽要求，得到IP网络中调整后的最短路径信息；
通过IP网络中调整后的最短路径信息进行业务流量信息转发。
3.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至2任一项所述IP-光网络路由协同方法的步骤。
4.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至2任一项所述IP-光网络路由协同方法的步骤。
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