CN112671631B - 一种分组传送网的优化方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分组传送网的优化方法及系统。该方法包括：获取分组传送网中CIR带宽占用率超过阈值的所有链路；获取经过所述第i条链路的所有隧道的隧道信息，并按照隧道CIR带宽占用率降序将所有隧道排序，得到所述第i条链路对应的隧道集合；采用Dijkstra算法和KSP算法确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的多条最短路径，得到最短路径集合；从所述最短路径集合中选取一条与所述第j个隧道的备用路径不发生同路由的最短路径，替换所述第j个隧道的主用路径，完成对第j个隧道的优化；依次完成对第i条链路的优化和分组传送网的优化。本发明可以提高分组传送网的运行稳定性。

Description

一种分组传送网的优化方法和系统

技术领域

本发明涉及网络优化领域，特别是涉及一种分组传送网的优化方法和系统。

背景技术

近年来，随着我国信息化建设不断推进，信息技术得到广泛应用以及信息网络快速普及，分组传送网(PTN)作为能够高效率传输IP的光网络，受到各大运营商的高度关注并且得到大规模部署，同时，这对PTN的网络结构提出更高的要求，PTN网络的优化工作也面临着巨大挑战，主要体现在对现网网络运行质量的优化与改善等方面。为更好的开展PTN网络建设部署，在PTN层面上需要解决网络定位、业务承载、网络架构等问题。

链路带宽占用为经过这条链路的所有隧道(Tunnel)的承诺信息速率(CIR)之和，每条链路的CIR带宽占用率＝链路带宽占用率/链路带宽容量，当一条链路的CIR带宽占用率过高时可能会造成信息传输失败。因此为了提高用户体验、保证业务传输的可靠性以及网络可以安全稳定的运行，一般要求PTN网络中的链路CIR带宽占用率不能超过80％，而由于各种原因，现网中依然存在CIR带宽占用率大于80％的链路，因此导致网络运行稳定性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种分组传送网的优化方法和系统，通过优化承诺信息速率带宽占用率，来优化分组传送网的运行性能，提高分组传送网运行的稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种分组传送网的优化方法，包括：

获取分组传送网中CIR带宽占用率超过阈值的所有链路；链路的CIR带宽占用率为经过该链路的所有隧道的CIR带宽占用率之和；

对于第i条链路，获取经过所述第i条链路的所有隧道的隧道信息，并按照隧道CIR带宽占用率降序将所有隧道排序，得到所述第i条链路对应的隧道集合；

对于所述第i条链路对应的隧道集合中的第j个隧道，采用Dijkstra算法和KSP算法确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的多条最短路径，得到最短路径集合；所述最短路径集合中的最短路径均不经过所述第i条链路；

从所述最短路径集合中选取一条与所述第j个隧道的备用路径不发生同路由的最短路径，确定为替换路径；

采用所述替换路径替换所述第j个隧道的主用路径，完成对第j个隧道的优化；

依次对所述第i条链路对应的隧道集合中的隧道进行优化，直至所述第i条链路的CIR带宽占用率小于所述阈值，完成对第i条链路的优化；

依次对分组传送网中CIR带宽占用率超过阈值的所有链路进行优化，完成所述分组传送网的优化。

可选的，所述对于第i条链路，获取经过所述第i条链路的所有隧道的隧道信息，并按照隧道CIR带宽占用率降序将所有隧道排序，得到所述第i条链路对应的隧道集合，具体包括：

获取所述分组传送网中的所有隧道；

对于第q条隧道，判断所述第q条隧道经过的所有网元中是否包括所述第i条链路的网元；

当所述第q条隧道经过的所有网元中包括所述第i条链路的网元时，确定所述第q条隧道经过所述第i条链路；

计算所述第q条隧道的CIR带宽占用率；

依次获得经过所述第i条链路的所有隧道的隧道信息，并按照隧道CIR带宽占用率降序将所有隧道排序，得到所述第i条链路对应的隧道集合。

可选的，所述对于所述第i条链路对应的隧道集合中的第j个隧道，采用Dijkstra算法和KSP算法确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的多条最短路径，得到最短路径集合，具体包括：

采用Dijkstra算法查找所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间原始最短路径；

基于所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间原始最短路径，采用KSP算法查找所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的k条偏离最短路径，得到最短路径集合。

可选的，所述采用Dijkstra算法查找所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间原始最短路径，具体包括：

获取所述第j个隧道所有网元构成的网络图；

将所述第j个隧道的网元作为节点，构建所述第j个隧道对应的邻接矩阵；所述邻接矩阵中第p行第q列的元素表示第p个网元与第q个网元之间的边权值，所述邻接矩阵的对角线元素均为0，第p行第q列的元素值为1表示第p个网元与第q个网元之间有光纤连接，第p行第q列的元素值为∞表示第p个网元与第q个网元之间无光纤连接；

根据所述邻接矩阵，确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的边权值；

对于第j个隧道的第x个网元，计算所述源端网元至所述第x个网元之间最短路径的边权值之和；

确定所述第x个网元至所述宿端网元之间的边权值；

判断是否满足dis[x]+W_xt<dis[t]；dis[x]为所述源端网元至所述第x个网元之间最短路径的边权值之和，W_xt为所述第x个网元至所述宿端网元之间的边权值，dis[t]为所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的边权值；

若满足dis[x]+W_xt<dis[t]，则将所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的边权值更新为所述源端网元至所述第x个网元之间最短路径的边权值之和与所述第x个网元至所述宿端网元之间的边权值之和；

将x的取值更新为x+1，返回“计算所述源端网元至所述第x个网元之间最短路径的边权值之和”步骤，直至x＝t-1，得到最终更新后的所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的边权值；

将最终更新后的所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的边权值对应的路径确定为所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的原始最短路径。

可选的，所述基于所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间原始最短路径，采用KSP算法查找所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的k条偏离最短路径，得到最短路径集合，具体包括：

确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间原始最短路径对应的多个偏离点；所述多个偏离点为所述原始最短路径上沿源端网元到宿端网元方向上除所述宿端网元之外的网元；

采用所述Dijkstra算法依次确定所述源端网元经过偏离点到达所述宿端网元的偏离路径，得到候选路径集合；所述候选路径集合中的第i条偏离路径为所述源端网元经过第i个偏离点到达所述宿端网元的偏离路径，且所述源端网元到达第i个偏离点的路径与第i个偏离点到达所述宿端网元的路径之间无重复网元；

将所述候选路径集合中路径权值最小的偏离路径作为当前偏离最短路径加入最短路径集合中，并将所述偏离最短路径从所述候选路径集合中删除，更新所述候选路经集合；

判断是否满足所述最短路径集合中的路径个数小于k且所述候选路径集合非空；

若满足所述最短路径集合中的路径个数小于k且所述候选路径集合非空，则将当前偏离最短路径作为所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间原始最短路径，返回“确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间原始最短路径对应的多个偏离点”步骤；

若不满足所述最短路径集合中的路径个数小于k且所述候选路径集合非空，则输出包含有k条偏离最短路径的最短路径集合。

可选的，所述从所述最短路径集合中选取一条与所述第j个隧道的备用路径不发生同路由的最短路径，确定为替换路径，具体包括：

对于所述最短路径集合中的第p条最短路径，判断所述第p条最短路径与所述第j个隧道的备用路径是否发生同路由；

当所述第p条最短路径与所述第j个隧道的备用路径发生同路由时，若p＝N，则将j的取值更新为j+1，返回“采用Dijkstra算法和KSP算法确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的多条最短路径，得到最短路径集合”步骤，对所述第i条链路对应的隧道集合中的第j+1条隧道进行优化；若p<N，则将p的取值更新为p+1，返回“判断所述第p条最短路径与所述第j个隧道的备用路径是否发生同路由”步骤，对所述最短路径集合中的第p+1条最短路径进行判断；N为所述最短路径集合中最短路径的数量；

当所述第p条最短路径与所述第j个隧道的备用路径不发生同路由时，将所述第p条最短路径确定为替换路径。

可选的，所述依次对所述第i条链路对应的隧道集合中的隧道进行优化，直至所述第i条链路的CIR带宽占用率小于所述阈值，完成对第i条链路的优化，具体包括：

当完成对第i条链路的第j个隧道的优化后，判断所述第i条链路的CIR带宽占用率是否小于所述阈值；

若所述第i条链路的CIR带宽占用率小于所述阈值，确定完成对第i条链路的优化；

若所述第i条链路的CIR带宽占用率不小于所述阈值，判断是否满足j<M；M为所述第i条链路对应的隧道集合中的隧道数量；

当满足j<M时，将j的取值更新为j+1，返回“采用Dijkstra算法和KSP算法确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的多条最短路径，得到最短路径集合”步骤，对所述第i条链路对应的隧道集合中的第j+1条隧道进行优化；

当不满足j<M时，采用扩容操作增加所述第i条链路对应的光纤速率，完成对第i条链路的优化。

本发明还提供一种分组传送网的优化系统，包括：

链路获取模块，用于获取分组传送网中CIR带宽占用率超过阈值的所有链路；链路的CIR带宽占用率为经过该链路的所有隧道的CIR带宽占用率之和；

隧道集合获取模块，用于对于第i条链路，获取经过所述第i条链路的所有隧道的隧道信息，并按照隧道CIR带宽占用率降序将所有隧道排序，得到所述第i条链路对应的隧道集合；

最短路径确定模块，用于对于所述第i条链路对应的隧道集合中的第j个隧道，采用Dijkstra算法和KSP算法确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的多条最短路径，得到最短路径集合；所述最短路径集合中的最短路径均不经过所述第i条链路；

替换路径确定模块，用于从所述最短路径集合中选取一条与所述第j个隧道的备用路径不发生同路由的最短路径，确定为替换路径；

隧道优化模块，用于采用所述替换路径替换所述第j个隧道的主用路径，完成对第j个隧道的优化；

链路优化模块，用于依次对所述第i条链路对应的隧道集合中的隧道进行优化，直至所述第i条链路的CIR带宽占用率小于所述阈值，完成对第i条链路的优化；

分组传送网优化模块，用于依次对分组传送网中CIR带宽占用率超过阈值的所有链路进行优化，完成所述分组传送网的优化。

可选的，所述替换路径确定模块，具体包括：

同路由判断单元，用于对于所述最短路径集合中的第p条最短路径，判断所述第p条最短路径与所述第j个隧道的备用路径是否发生同路由；

发生同路由执行单元，用于当所述第p条最短路径与所述第j个隧道的备用路径发生同路由时，若p＝N，则将j的取值更新为j+1，返回所述最短路径确定模块，对所述第i条链路对应的隧道集合中的第j+1条隧道进行优化；若p<N，则将p的取值更新为p+1，返回所述同路由判断单元，对所述最短路径集合中的第p+1条最短路径进行判断；N为所述最短路径集合中最短路径的数量；

不发生同路由执行单元，用于当所述第p条最短路径与所述第j个隧道的备用路径不发生同路由时，将所述第p条最短路径确定为替换路径。

可选的，所述链路优化模块，具体包括：

链路CIR带宽占用率判断单元，用于当完成对第i条链路的第j个隧道的优化后，判断所述第i条链路的CIR带宽占用率是否小于所述阈值；

链路优化完成确定单元，用于若所述第i条链路的CIR带宽占用率小于所述阈值，确定完成对第i条链路的优化；

隧道判断单元，用于若所述第i条链路的CIR带宽占用率不小于所述阈值，判断是否满足j<M；M为所述第i条链路对应的隧道集合中的隧道数量；

隧道优化迭代单元，用于当满足j<M时，将j的取值更新为j+1，返回所述最短路径确定模块，对所述第i条链路对应的隧道集合中的第j+1条隧道进行优化；

链路优化单元，用于当不满足j<M时，采用扩容操作增加所述第i条链路对应的光纤速率，完成对第i条链路的优化。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明通过前K条最短路径算法每个隧道的替换路径，进而采用替换路径对主用路径进行替换，对整个链路的承诺信息速率带宽占用率进行优化，进而减小链路的承诺信息速率带宽占用率，提高整个分组传送网的数据传输性能，提高分组传送网的运行稳定性，进而提升分组传送网的运行质量。

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为本发明分组传送网的优化方法的流程示意图；

图2为本发明分组传送网的中隧道的网络图示意；

图3为图2示意的网络图对应的邻接矩阵图；

图4为本发明分组传送网的优化系统的结构示意图；

图5为本发明具体实例的邻接矩阵图。

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明分组传送网的优化方法的流程示意图。如图1所示，本发明分组传送网的优化方法包括以下步骤：

步骤100：获取分组传送网中CIR带宽占用率超过阈值的所有链路。链路的CIR带宽占用率为经过该链路的所有隧道的CIR带宽占用率之和。一般要求PTN网络中的链路CIR带宽占用率不能超过80％，因此，本发明的阈值可以为80％。阈值的具体取值，根据实际需求确定。在得到CIR带宽占用率超过阈值的所有链路时，同时得到每条链路的链路信息，包括链路的网元信息、链路的带宽占用和链路带宽容量等。

步骤200：对于第i条链路，获取经过第i条链路的所有隧道的隧道信息，并按照隧道CIR带宽占用率降序将所有隧道排序，得到第i条链路对应的隧道集合。已知分组传送网中的所有隧道，依次遍历每一条隧道，判断该条隧道经过的所有网元中是否包括第i条链路的网元；若不包括，则确定该条隧道不经过所述第i条链路；若包括，则确定该条隧道经过所述第i条链路，将该条隧道加入第i条链路对应的隧道集合，并计算该条隧道的CIR带宽占用率；当所有隧道遍历完成后，得到经过第i条链路的所有隧道的隧道信息，按照隧道CIR带宽占用率降序将所有隧道排序，得到所述第i条链路对应的隧道集合。

步骤300：对于第i条链路对应的隧道集合中的第j个隧道，采用Dijkstra算法和KSP算法确定第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的多条最短路径，得到最短路径集合。所述最短路径集合中的最短路径均不经过所述第i条链路。具体过程如下：

Step1：采用Dijkstra算法查找所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间原始最短路径。

首先，根据第j个隧道的网元之间的连纤状态确定网络图G＝(V,E)。网络图的示意如图2所示，图2中以6个网元为例。以网络图中网元之间有光纤连接则边权值为1、无光纤连接则边权值为∞、邻接矩阵对角线元素全为0的原则建立邻接矩阵W，其中第p行第q列的元素W_pq为第p个网元与第q个网元之间的边权值，表示网元p到网元q的连纤状态。以图2示意的网络图构建的邻接矩阵图如图3所示。

然后，用集合S和集合U分别记录已访问网元和未访问网元，用dis[x]记录源端网元V₀到网元V_x的最短路径边权值之和，即V₀到V_x之间的最短跳数。

V_x若网元满足式(1)，则将网元x加入已访问网元集合S，并将网元x从未访问网元集合U中删除。

dis[x]<＝min(dis[x-1])，V_x-1∈S，V_x∈U (1)

min(dis[x-1])表示源端网元V₀到网元V_x-1之间的最短距离，S表示已访问网元集合，U表示未访问网元集合。

最后，比较源端网元V₀到网元V_x的边权值与网元V_x到宿端网元V_t的边权值之和dis[x]+W_xt与源端网元V₀到宿端网元V_t的边权值和dis[t]的大小，若前者小于后者，则更新dis[t]为源端网元V₀到网元V_x的最短路径边权值dis[x]与网元V_x到宿端网元Vt的边权值W_xt之和，如式(2)所示：

If dis[x]+W_xt<dis[t]

dis[t]＝dis[x]+W_xt (2)

按照上述步骤，依次对第j个隧道的每一个网元进行上述计算，直至未访问网元为空，将最终更新得到的dis[t]确定为第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的原始最短路径。

Step2：基于该原始最短路径，采用KSP算法查找所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的k条偏离最短路径，得到最短路径集合。具体过程如下：

步骤1:用集合P和集合B分别记录最短路径集合和候选路径集合，且初始均为空。用m表示集合P中路径个数。将Step1得到的第j个隧道的源端网元与宿端网元之间原始最短路径作为第一条偏离最短路径放人集合P中，此时集合P中只有一条路径，即m为1。

步骤2:将最短路径集合中的第m条偏离最短路径p_m上n个节点中除去宿端网元v_t的节点以外的n-1个节点，依次作为偏离点v_i(其中i＝1,2,.,n-1)。

步骤3:利用上述Dijkstra算法依次计算每个偏离点v到宿端节点v_t的最短路径h。为保证无环，所求偏离路径h与第m条偏离最短路径p_m中源端节点v₀到偏离节点v的路径无重复节点，且偏离路径h与集合P中前m偏离最短路径发出的边均不相同。

步骤4：将源端节点v₀经过偏离点到达宿端节点v_t的所有路径作为偏离路径放人候选路径集合B中。第i个偏离路径为源端节点v₀到偏离点v_i的路径与最短路径h_i组成的路径。

步骤5：将候选路径集合B中路径权值最小的偏离路径作为第m+1条偏离最短路径p_m+1，放人最短路径集合P中，并将该条路径从集合B中删除。

步骤6：判断是否满足最短路径集合P中路径个数i小于k且集合B非空，若是，则将m更新为m+1，返回步骤2；若否，则输出包括k条偏离最短路径的最短路径集合P。

步骤400：从最短路径集合中选取一条与第j个隧道的备用路径不发生同路由的最短路径，确定为替换路径。通过判断备用路径与最短路径间除源/宿网元外是否存在相同的网元或板卡来判断最短路径与备用路径是否发生同路由。对于所述最短路径集合中的第p条最短路径，若存在相同的网元或板卡，即发生同路由，则判断最短路径集合中的其他最短路径是否与备用路径发生同路由，若均发生同路由，则第j个隧道无替换路径，j＝j+1，返回步骤300，对下一个隧道进行优化。若其他最短路径与备用路径不发生同路由，则将该最短路径确定为替换路径。

步骤500：采用替换路径替换第j个隧道的主用路径，完成对第j个隧道的优化。

步骤600：依次对第i条链路对应的隧道集合中的隧道进行优化，直至第i条链路的CIR带宽占用率小于阈值，完成对第i条链路的优化。当完成对第i条链路的第j个隧道的优化后，判断第i条链路的CIR带宽占用率是否小于所述阈值。若所述第i条链路的CIR带宽占用率小于所述阈值，则确定完成对第i条链路的优化；若所述第i条链路的CIR带宽占用率不小于所述阈值，判断是否第i条链路对应的隧道集合中的全部隧道完成优化，若该链路对应的全部隧道未优化完成，则对下一个隧道继续进行优化，直至第i条链路的CIR带宽占用率小于所述阈值；若该链路对应的全部隧道均已优化完成，仍不满足第i条链路的CIR带宽占用率小于所述阈值，则采用扩容操作增加所述第i条链路对应的光纤速率，完成对第i条链路的优化。例如，可以将所述第i条链路对应的光纤速率提升至100G。

步骤700：依次对分组传送网中CIR带宽占用率超过阈值的所有链路进行优化，完成分组传送网的优化。

基于上述分组传送网的优化方法，本发明还提供一种分组传送网的优化系统，图4为本发明分组传送网的优化系统的结构示意图。如图4所示，本发明分组传送网的优化系统包括：

链路获取模块401，用于获取分组传送网中CIR带宽占用率超过阈值的所有链路；链路的CIR带宽占用率为经过该链路的所有隧道的CIR带宽占用率之和。

隧道集合获取模块402，用于对于第i条链路，获取经过所述第i条链路的所有隧道的隧道信息，并按照隧道CIR带宽占用率降序将所有隧道排序，得到所述第i条链路对应的隧道集合。

最短路径确定模块403，用于对于所述第i条链路对应的隧道集合中的第j个隧道，采用Dijkstra算法和KSP算法确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的多条最短路径，得到最短路径集合；所述最短路径集合中的最短路径均不经过所述第i条链路。

替换路径确定模块404，用于从所述最短路径集合中选取一条与所述第j个隧道的备用路径不发生同路由的最短路径，确定为替换路径。

隧道优化模块405，用于采用所述替换路径替换所述第j个隧道的主用路径，完成对第j个隧道的优化。

链路优化模块406，用于依次对所述第i条链路对应的隧道集合中的隧道进行优化，直至所述第i条链路的CIR带宽占用率小于所述阈值，完成对第i条链路的优化。

分组传送网优化模块407，用于依次对分组传送网中CIR带宽占用率超过阈值的所有链路进行优化，完成所述分组传送网的优化。

作为具体实施例，本发明分组传送网的优化系统中，所述替换路径确定模块404，具体包括：

同路由判断单元，用于对于所述最短路径集合中的第p条最短路径，判断所述第p条最短路径与所述第j个隧道的备用路径是否发生同路由。

发生同路由执行单元，用于当所述第p条最短路径与所述第j个隧道的备用路径发生同路由时，若p＝N，则将j的取值更新为j+1，返回所述最短路径确定模块，对所述第i条链路对应的隧道集合中的第j+1条隧道进行优化；若p<N，则将p的取值更新为p+1，返回所述同路由判断单元，对所述最短路径集合中的第p+1条最短路径进行判断；N为所述最短路径集合中最短路径的数量。

不发生同路由执行单元，用于当所述第p条最短路径与所述第j个隧道的备用路径不发生同路由时，将所述第p条最短路径确定为替换路径。

作为具体实施例，本发明分组传送网的优化系统中，所述链路优化模块406，具体包括：

链路CIR带宽占用率判断单元，用于当完成对第i条链路的第j个隧道的优化后，判断所述第i条链路的CIR带宽占用率是否小于所述阈值。

链路优化完成确定单元，用于若所述第i条链路的CIR带宽占用率小于所述阈值，确定完成对第i条链路的优化。

隧道判断单元，用于若所述第i条链路的CIR带宽占用率不小于所述阈值，判断是否满足j<M；M为所述第i条链路对应的隧道集合中的隧道数量。

隧道优化迭代单元，用于当满足j<M时，将j的取值更新为j+1，返回所述最短路径确定模块，对所述第i条链路对应的隧道集合中的第j+1条隧道进行优化。

链路优化单元，用于当不满足j<M时，采用扩容操作增加所述第i条链路对应的光纤速率，完成对第i条链路的优化。

下面提供一个具体实例，进一步说明本发明的方案。

本实例中的分组传送网为咸宁移动网络，包括2977个网元，对应的网元邻接矩阵图如图5所示。

因工作人员在对咸宁移动网络进行初始配置的时候没有考虑到应该避免CIR带宽占用率过高现象的发生，导致咸宁移动网络中存在大量的CIR带宽占用率过高问题，该网络的评估结果显示CIR带宽占用率大于80％的链路有625条(CIR带宽占用率＝网络中发生CIR带宽占用率大于80％的Tunnel数量/总的Tunnel数)，针对这一问题采用本发明提出的优化方法进行优化。

以咸宁移动网络中的各个网元为节点，网元间有无光纤连接为权值建立邻接矩阵，利用KSP算法在邻接矩阵的基础上搜索经过链路的每条Tunnel的源/宿网元间的前5条路经，选择不经过需优化的链路且不与Tunnel的原始备用路径发生主备同路由的路径替换原始主用路径。由上述方案中的KSP算法替换Tunnel的主用路径对咸宁的网络进行优化后，如表1所示。

表1

CIR带宽占用率大于80％的链路降低到了387条，降低了38.1％，将修改Tunnel无法使CIR带宽占用率小于80的链路扩容，使得所有链路的CIR带宽占用率均小于80％，上述数据说明本发明提出的基于KSP算法的LSP主备同路由优化方法具有可行性，不仅实现了用最低成本优化CIR带宽占用率，还可以提升网络资源利用率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种分组传送网的优化方法，其特征在于，包括：

获取分组传送网中CIR带宽占用率超过阈值的所有链路；链路的CIR带宽占用率为经过该链路的所有隧道的CIR带宽占用率之和；

对于第i条链路，获取经过所述第i条链路的所有隧道的隧道信息，并按照隧道CIR带宽占用率降序将所有隧道排序，得到所述第i条链路对应的隧道集合；

对于所述第i条链路对应的隧道集合中的第j个隧道，采用Dijkstra算法和KSP算法确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的多条最短路径，得到最短路径集合；所述最短路径集合中的最短路径均不经过所述第i条链路；

从所述最短路径集合中选取一条与所述第j个隧道的备用路径不发生同路由的最短路径，确定为替换路径；

采用所述替换路径替换所述第j个隧道的主用路径，完成对第j个隧道的优化；

依次对所述第i条链路对应的隧道集合中的隧道进行优化，直至所述第i条链路的CIR带宽占用率小于所述阈值，完成对第i条链路的优化；

依次对分组传送网中CIR带宽占用率超过阈值的所有链路进行优化，完成所述分组传送网的优化。

2.根据权利要求1所述的分组传送网的优化方法，其特征在于，所述对于第i条链路，获取经过所述第i条链路的所有隧道的隧道信息，并按照隧道CIR带宽占用率降序将所有隧道排序，得到所述第i条链路对应的隧道集合，具体包括：

获取所述分组传送网中的所有隧道；

对于第q条隧道，判断所述第q条隧道经过的所有网元中是否包括所述第i条链路的网元；

当所述第q条隧道经过的所有网元中包括所述第i条链路的网元时，确定所述第q条隧道经过所述第i条链路；

计算所述第q条隧道的CIR带宽占用率；

依次获得经过所述第i条链路的所有隧道的隧道信息，并按照隧道CIR带宽占用率降序将所有隧道排序，得到所述第i条链路对应的隧道集合。

3.根据权利要求1所述的分组传送网的优化方法，其特征在于，所述对于所述第i条链路对应的隧道集合中的第j个隧道，采用Dijkstra算法和KSP算法确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的多条最短路径，得到最短路径集合，具体包括：

采用Dijkstra算法查找所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间原始最短路径；

基于所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间原始最短路径，采用KSP算法查找所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的k条偏离最短路径，得到最短路径集合。

4.根据权利要求3所述的分组传送网的优化方法，其特征在于，所述采用Dijkstra算法查找所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间原始最短路径，具体包括：

获取所述第j个隧道所有网元构成的网络图；

将所述第j个隧道的网元作为节点，构建所述第j个隧道对应的邻接矩阵；所述邻接矩阵中第p行第q列的元素表示第p个网元与第q个网元之间的边权值，所述邻接矩阵的对角线元素均为0，第p行第q列的元素值为1表示第p个网元与第q个网元之间有光纤连接，第p行第q列的元素值为∞表示第p个网元与第q个网元之间无光纤连接；

根据所述邻接矩阵，确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的边权值；

对于第j个隧道的第x个网元，计算所述源端网元至所述第x个网元之间最短路径的边权值之和；

确定所述第x个网元至所述宿端网元之间的边权值；

判断是否满足dis[x]+W_xt<dis[t]；dis[x]为所述源端网元至所述第x个网元之间最短路径的边权值之和，W_xt为所述第x个网元至所述宿端网元之间的边权值，dis[t]为所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的边权值；

若满足dis[x]+W_xt<dis[t]，则将所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的边权值更新为所述源端网元至所述第x个网元之间最短路径的边权值之和与所述第x个网元至所述宿端网元之间的边权值相加的值；

将x的取值更新为x+1，返回“计算所述源端网元至所述第x个网元之间最短路径的边权值之和”步骤，直至x＝t-1，得到最终更新后的所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的边权值，

将最终更新后的所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的边权值对应的路径确定为所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的原始最短路径。

5.根据权利要求3所述的分组传送网的优化方法，其特征在于，所述基于所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间原始最短路径，采用KSP算法查找所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的k条偏离最短路径，得到最短路径集合，具体包括：

确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间原始最短路径对应的多个偏离点；所述多个偏离点为所述原始最短路径上沿源端网元到宿端网元方向上除所述宿端网元之外的网元；

采用所述Dijkstra算法依次确定所述源端网元经过偏离点到达所述宿端网元的偏离路径，得到候选路径集合；所述候选路径集合中的第i条偏离路径为所述源端网元经过第i个偏离点到达所述宿端网元的偏离路径，且所述源端网元到达第i个偏离点的路径与第i个偏离点到达所述宿端网元的路径之间无重复网元；

将所述候选路径集合中路径权值最小的偏离路径作为当前偏离最短路径加入最短路径集合中，并将所述偏离最短路径从所述候选路径集合中删除，更新所述候选路经集合；

判断是否满足所述最短路径集合中的路径个数小于k且所述候选路径集合非空；

若满足所述最短路径集合中的路径个数小于k且所述候选路径集合非空，则将当前偏离最短路径作为所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间原始最短路径，返回“确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间原始最短路径对应的多个偏离点”步骤；

若不满足所述最短路径集合中的路径个数小于k且所述候选路径集合非空，则输出包含有k条偏离最短路径的最短路径集合。

6.根据权利要求1所述的分组传送网的优化方法，其特征在于，所述从所述最短路径集合中选取一条与所述第j个隧道的备用路径不发生同路由的最短路径，确定为替换路径，具体包括：

对于所述最短路径集合中的第p条最短路径，判断所述第p条最短路径与所述第j个隧道的备用路径是否发生同路由；

当所述第p条最短路径与所述第j个隧道的备用路径发生同路由时，若p＝N，则将j的取值更新为j+1，返回“采用Dijkstra算法和KSP算法确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的多条最短路径，得到最短路径集合”步骤，对所述第i条链路对应的隧道集合中的第j+1条隧道进行优化；若p<N，则将p的取值更新为p+1，返回“判断所述第p条最短路径与所述第j个隧道的备用路径是否发生同路由”步骤，对所述最短路径集合中的第p+1条最短路径进行判断；N为所述最短路径集合中最短路径的数量；

当所述第p条最短路径与所述第j个隧道的备用路径不发生同路由时，将所述第p条最短路径确定为替换路径。

7.根据权利要求1所述的分组传送网的优化方法，其特征在于，所述依次对所述第i条链路对应的隧道集合中的隧道进行优化，直至所述第i条链路的CIR带宽占用率小于所述阈值，完成对第i条链路的优化，具体包括：

当完成对第i条链路的第j个隧道的优化后，判断所述第i条链路的CIR带宽占用率是否小于所述阈值；

若所述第i条链路的CIR带宽占用率小于所述阈值，确定完成对第i条链路的优化；

若所述第i条链路的CIR带宽占用率不小于所述阈值，判断是否满足j<M；M为所述第i条链路对应的隧道集合中的隧道数量；

当满足j<M时，将j的取值更新为j+1，返回“采用Dijkstra算法和KSP算法确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的多条最短路径，得到最短路径集合”步骤，对所述第i条链路对应的隧道集合中的第j+1条隧道进行优化；

当不满足j<M时，采用扩容操作增加所述第i条链路对应的光纤速率，完成对第i条链路的优化。

8.一种分组传送网的优化系统，其特征在于，包括：

链路获取模块，用于获取分组传送网中CIR带宽占用率超过阈值的所有链路；链路的CIR带宽占用率为经过该链路的所有隧道的CIR带宽占用率之和；

隧道集合获取模块，用于对于第i条链路，获取经过所述第i条链路的所有隧道的隧道信息，并按照隧道CIR带宽占用率降序将所有隧道排序，得到所述第i条链路对应的隧道集合；

最短路径确定模块，用于对于所述第i条链路对应的隧道集合中的第j个隧道，采用Dijkstra算法和KSP算法确定所述第j个隧道的源端网元与宿端网元之间的多条最短路径，得到最短路径集合；所述最短路径集合中的最短路径均不经过所述第i条链路；

替换路径确定模块，用于从所述最短路径集合中选取一条与所述第j个隧道的备用路径不发生同路由的最短路径，确定为替换路径；

隧道优化模块，用于采用所述替换路径替换所述第j个隧道的主用路径，完成对第j个隧道的优化；

链路优化模块，用于依次对所述第i条链路对应的隧道集合中的隧道进行优化，直至所述第i条链路的CIR带宽占用率小于所述阈值，完成对第i条链路的优化；

分组传送网优化模块，用于依次对分组传送网中CIR带宽占用率超过阈值的所有链路进行优化，完成所述分组传送网的优化。

9.根据权利要求8所述的分组传送网的优化系统，其特征在于，所述替换路径确定模块，具体包括：

同路由判断单元，用于对于所述最短路径集合中的第p条最短路径，判断所述第p条最短路径与所述第j个隧道的备用路径是否发生同路由；

发生同路由执行单元，用于当所述第p条最短路径与所述第j个隧道的备用路径发生同路由时，若p＝N，则将j的取值更新为j+1，返回所述最短路径确定模块，对所述第i条链路对应的隧道集合中的第j+1条隧道进行优化；若p<N，则将p的取值更新为p+1，返回所述同路由判断单元，对所述最短路径集合中的第p+1条最短路径进行判断；N为所述最短路径集合中最短路径的数量；

不发生同路由执行单元，用于当所述第p条最短路径与所述第j个隧道的备用路径不发生同路由时，将所述第p条最短路径确定为替换路径。

10.根据权利要求8所述的分组传送网的优化系统，其特征在于，所述链路优化模块，具体包括：

链路CIR带宽占用率判断单元，用于当完成对第i条链路的第j个隧道的优化后，判断所述第i条链路的CIR带宽占用率是否小于所述阈值；

链路优化完成确定单元，用于若所述第i条链路的CIR带宽占用率小于所述阈值，确定完成对第i条链路的优化；

隧道判断单元，用于若所述第i条链路的CIR带宽占用率不小于所述阈值，判断是否满足j<M；M为所述第i条链路对应的隧道集合中的隧道数量；

隧道优化迭代单元，用于当满足j<M时，将j的取值更新为j+1，返回所述最短路径确定模块，对所述第i条链路对应的隧道集合中的第j+1条隧道进行优化；

链路优化单元，用于当不满足j<M时，采用扩容操作增加所述第i条链路对应的光纤速率，完成对第i条链路的优化。

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