CN114095372A

CN114095372A - 一种基于流量以及拓扑模型离线计算方法及装置

Info

Publication number: CN114095372A
Application number: CN202111227955.7A
Authority: CN
Inventors: 彭修红
Original assignee: Unihub China Information Technology Co Ltd
Current assignee: Unihub China Information Technology Co Ltd
Priority date: 2021-10-21
Filing date: 2021-10-21
Publication date: 2022-02-25

Abstract

本发明公开一种基于流量以及拓扑模型离线计算方法及装置，其中，该方法包括：收集网络链路信息和流量信息；根据网络链路信息，得出网络拓扑；根据网络拓扑，通过SPF算法计算出各个节点到其他所有节点的最短路径；根据最短路径和流量信息，计算出流量流向，从而得出各个链路上的流量详细分布；仿真结果导出。该方法及装置通过获取网络拓扑，结合流量信息，通过计算最短路径得到流量在网络拓扑的分布信息，从而判断出网络规划是否合理，防患于未然。

Description

一种基于流量以及拓扑模型离线计算方法及装置

技术领域

本发明涉及运营商网络领域，尤其是一种基于流量以及拓扑模型离线计算方法及装置。

背景技术

在运营商网络中，有时会对网络进行扩容、缩容或者新建一套网络，但是扩容和缩容对现网的影响并没有办法进行评估，新建的网络是否满足实际业务需求也不能进行判断。

在运营商网络中，如果想对现网进行扩容和缩容等操作，需要提前预判影响范围。目前一般都是根据人工经验进行评估，评估结果不能保证准确性，从而导致真实操作后容易导致网络中某些电路发生流量拥塞，导致网络事故发生。特别是当新建一个网络时，人工评估基本就不可能了，可能会导致新建的网络不能满足实际的业务需求，就需要对网络进行重新规划，导致工期延迟，浪费人力物力。

发明内容

为了解决人工评估不准导致的问题，本发明提供一种基于流量以及拓扑模型离线计算方法及装置，根据网络拓扑规划，模拟流量的真实流向，从而得出网络拥塞情况，进而对网络规划进行优化，直到网络拓扑规划合理后再施工，就可以避免网络故障和实施返工的情况，提高运维效率。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

在本发明一实施例中，提出了一种基于流量以及拓扑模型离线计算方法，该方法包括：

收集网络链路信息和流量信息；

根据网络链路信息，得出网络拓扑；

根据网络拓扑，通过SPF算法计算出各个节点到其他所有节点的最短路径；

根据最短路径和流量信息，计算出流量流向，从而得出各个链路上的流量详细分布；

仿真结果导出。

进一步地，根据网络拓扑，通过SPF算法计算出各个节点到其他所有节点的最短路径，包括：

将网络拓扑中各个节点置为未遍历状态，并指定根节点；

将根节点(下一跳节点)和权重值添加到权重列表，遍历根节点的直连节点，并将对应的节点(下一跳节点)和权重值添加到分支列表和权重列表；

选中根节点的一个直连节点，遍历所有与其直连的节点，得到该节点(下一跳节点)和权重值，若该节点(下一跳节点)和权重值大于分支列表中对应的节点(下一跳节点)和权重值，则分支列表不变；若该节点在权重列表中且权重值大于权重列表中对应的权重值，则权重列表不变；否则将该节点(下一跳节点)和权重值添加到分支列表和权重列表中；

选中根节点的其余直连节点，处理同理，最终得到权重列表记录；

通过SPF算法得到各个节点到其他所有节点的最短路径。

进一步地，根据最短路径和流量信息，计算出流量流向，从而得出各个链路上的流量详细分布，包括：

根据各个节点到其他所有节点的最短路径，结合所有的流量值计算出各个链路上的流量详细分布；

若最短路径有多条，流量值则根据链路带宽进行流量均分。

进一步地，仿真结果导出，包括：

将仿真结果导出到Excel表格中，供客户查询，判断网络规划是否合理，进而调整优化网络规划。

在本发明一实施例中，还提出了一种基于流量以及拓扑模型离线计算装置，该装置包括：

信息收集模块，用于收集网络链路信息和流量信息；

网络拓扑模块，用于根据网络链路信息，得出网络拓扑；

最短路径计算模块，用于根据网络拓扑，通过SPF算法计算出各个节点到其他所有节点的最短路径；

链路流量计算模块，用于根据最短路径和流量信息，计算出流量流向，从而得出各个链路上的流量详细分布；

仿真结果模块，用于将仿真结果导出。

进一步地，最短路径计算模块，具体用于：

将网络拓扑中各个节点置为未遍历状态，并指定根节点；

通过SPF算法得到各个节点到其他所有节点的最短路径。

进一步地，链路流量计算模块，具体用于：

若最短路径有多条，流量值则根据链路带宽进行流量均分。

进一步地，仿真结果模块，具体用于：

在本发明一实施例中，还提出了一种计算机设备，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，处理器执行计算机程序时实现前述基于流量以及拓扑模型离线计算方法。

在本发明一实施例中，还提出了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行基于流量以及拓扑模型离线计算方法的计算机程序。

有益效果：

1、本发明可以实现网络拓扑的灵活扩展和定制。

2、本发明可以方便的实现流量扩容的场景仿真。

3、本发明可以仿真出流量的真实路径。

4、本发明可以方便的得到仿真后的链路流量详细分布信息。

5、本发明通过仿真结果可以方便的判断出网络规划是否合理。

附图说明

图1是本发明一实施例的基于流量以及拓扑模型离线计算方法流程示意图；

图2是本发明一实施例的网络拓扑示例图；

图3是本发明一实施例的网络拓扑中任意两点之间的最短路径示例图；

图4是本发明一实施例的基于流量以及拓扑模型离线计算装置结构示意图；

图5是本发明一实施例的计算机设备结构示意图。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神，应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。

根据本发明的实施方式，提出了一种基于流量以及拓扑模型离线计算方法及装置，通过获取网络拓扑，结合流量信息，通过计算最短路径得到流量在网络拓扑的分布信息，从而判断出网络规划是否合理，防患于未然。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。

图1是本发明一实施例的基于流量以及拓扑模型离线计算方法流程示意图。如图1所示，该方法包括：

S1、网络链路信息收集；

S2、流量信息收集；

S3、根据网络链路信息计算出网络拓扑；

S4、根据网络拓扑计算出最短路径；

根据网络拓扑，通过SPF算法(最短路径优先算法)计算出各个节点到其他所有节点的最短路径；

S5、根据最短路径和流量信息计算出流量流向；

S6、得出各个链路上的流量详细分布；

S7、仿真结果导出；

判断当前的网络规划是否合理，若不合理，则可以根据仿真结果调整网络规划继续进行仿真直至满足要求，从而保障网络规划的准确性，避免网络故障和实施返工的情况，提高运维效率。

需要说明的是，尽管在上述实施例及附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

为了对上述基于新型城域网拓扑快速生成功能配置的方法进行更为清楚的解释，下面结合一个具体的实施例来进行说明，然而值得注意的是该实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明不当的限定。

实施例：

S1、网络链路信息收集

根据真实网络情况或网络规划给出网络链路信息。网络链路信息包含A端节点信息、B端节点信息、A端metric值(链路度量权重，值越小表示链路越优先)、B端metric值和链路带宽。

此处读取规划的链路信息当做当前的真实网络链路信息，如下表1。

表1规划链路信息

S2、流量信息收集

根据真实网络情况或网络规划给出网络流量信息。网络流量信息包含流量的源节点、目标节点以及源节点到目标节点的流量值，这些流量值可以根据现网真实的流量值进行规划，也可以考虑流量扩容情况扩大流量值。

此处读取规划的流量信息当做当前网络中的真实的流量信息，如下表2。

表2流量规划信息

S3、根据网络链路计算出网络拓扑

根据网络链路信息，得到链路的A、B节点作为节点信息，再根据链路的A、B节点间连线就可以得到如图2所示的拓扑结构。

S4、根据网络拓扑计算出最短路径

有了网络拓扑之后就可以根据SPF算法得到图2中任意两点之间的最短路径。

以计算山东至天津的最短路径为例：

(1)将山东、江苏、北京、河南、北京和天津置为未遍历状态，并以山东节点作为根节点；将山东(山东)添加到权重列表，权重为0，下一跳为山东，即山东(山东)0，括号中的山东代表下一跳节点；接着遍历山东的直连节点江苏、北京和河南，并将江苏(江苏)1000，北京(北京)1000和河南(河南)1000添加到分支列表；其中江苏(江苏)1000，北京(北京)1000和河南(河南)1000的权重最优为1000，添加江苏(江苏)1000，北京(北京)1000和河南(河南)1000到权重列表。

(2)选中江苏，遍历所有跟江苏直连的节点江苏-北京，权重1000，得到北京(江苏)2000，大于北京(北京)1000，分支列表不变，北京已在权重列表中且权重值大于1000，权重列表也不变。

选中北京，遍历所有跟北京直连的节点，得到江苏(北京)2000，河南(北京)2000和天津(北京)2000。由于江苏和河南在权重列表中已经存在且权重值大于1000忽略，将天津(北京)2000放入分支列表和权重列表中。

选中河南，处理同江苏。

(3)选中天津，遍历所有跟天津直连的节点，得到北京(天津)3000，大于权重列表中的北京(北京)1000，忽略。

(4)最终得到权重列表记录为：山东(山东)0，江苏(江苏)1000，北京(北京)1000，河南(河南)1000和天津(北京)2000，如下表3：

表3权重列表记录

节点	山东	江苏	北京	河南	天津
						下一跳	山东	江苏	北京	河南	北京
权重	0	1000	1000	1000	2000

(5)通过SPF算法得到山东至天津的最短路径是：山东-北京-天津，如图3所示。

S5、根据最短路径和流量信息计算出流量流向

计算出各个节点到其他所有节点的最短路径之后，就可以叠加流量值计算出各个链路上的流量详细分布。如果最短路径有多条，流量值会根据链路带宽进行流量均分。

例如有两个流量规划：山东至天津的流量为100G,江苏至天津的流量为50G。

(1)山东至天津的100G流量流向

根据最短路径，山东至天津的最短路径是山东-北京-天津，那么山东至北京的链路和北京至天津的链路分别有100G流量。

(2)江苏至天津的50G流量流向

根据最短路径，江苏至天津的最短路径是江苏-北京-天津，那么江苏至北京的链路和北京至天津的链路分别有50G流量。

(3)将所有的流量详细分布叠加可以得到各个链路上的流量详细分布

最终得到山东至北京的链路上有100G山东到天津的流量；

江苏至北京的链路上有50G江苏到天津的流量；

北京至天津的链路上有150G流量，其中有山东到天津的100G和江苏到天津的50G。

S6、得到各个链路的流量详细分布

上述相同的方法对所有的流量规划按照最短路径计算后叠加所有的流量值得到各个链路上的流量详细分布情况。

S7、仿真结果导出

可以将仿真结果导出到Excel表格中，方便客户查询仿真结果，判断网络规划是否合理进而调整优化网络规划。

路径信息如下表4：

表4路径信息

源节点	目标节点	metric	路径
				山东	福建	24000	山东_浙江_福建,山东_湖北_福建,山东_江苏_福建,山东_上海_福建
山东	河北	12000	山东_河北
				山东	河南	19500	山东_河南
山东	重庆	14000	山东_重庆
				山东	湖南	24000	山东_湖北_湖南
山东	湖北	12000	山东_湖北
				山东	江西	24000	山东_江苏_江西,山东_浙江_江西,山东_湖北_江西
山东	黑龙江	24000	山东_天津_黑龙江,山东_河北_黑龙江,山东_北京_黑龙江

流量信息如下表5：

表5流量信息

基于同一发明构思，本发明还提出一种基于流量以及拓扑模型离线计算装置。该装置的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的术语“模块”，可以是实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图4是本发明一实施例的基于流量以及拓扑模型离线计算装置结构示意图。如图4所示，该装置包括：

信息收集模块101，用于收集网络链路信息和流量信息。

网络拓扑模块102，用于根据网络链路信息，得出网络拓扑。

最短路径计算模块103，用于根据网络拓扑，通过SPF算法计算出各个节点到其他所有节点的最短路径；具体用于：

将网络拓扑中各个节点置为未遍历状态，并指定根节点；

通过SPF算法得到各个节点到其他所有节点的最短路径。

链路流量计算模块104，用于根据最短路径和流量信息，计算出流量流向，从而得出各个链路上的流量详细分布；具体用于：

若最短路径有多条，流量值则根据链路带宽进行流量均分。

仿真结果模块105，用于将仿真结果导出到Excel表格中，供客户查询，判断网络规划是否合理，进而调整优化网络规划。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了基于流量以及拓扑模型离线计算装置的若干模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。

基于前述发明构思，如图5所示，本发明还提出一种计算机设备200，包括存储器210、处理器220及存储在存储器210上并可在处理器220上运行的计算机程序230，处理器220执行计算机程序230时实现前述基于流量以及拓扑模型离线计算方法。

基于前述发明构思，本发明还提出一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行前述基于流量以及拓扑模型离线计算方法的计算机程序。

本发明提出的基于流量以及拓扑模型离线计算方法及装置，通过获取网络拓扑，结合流量信息，通过计算最短路径得到流量在网络拓扑的分布信息，从而判断出网络规划是否合理，防患于未然。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包含的各种修改和等同布置。

对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种基于流量以及拓扑模型离线计算方法，其特征在于，该方法包括：

收集网络链路信息和流量信息；

根据网络链路信息，得出网络拓扑；

仿真结果导出。

2.根据权利要求1所述的基于流量以及拓扑模型离线计算方法，其特征在于，根据网络拓扑，通过SPF算法计算出各个节点到其他所有节点的最短路径，包括：

将网络拓扑中各个节点置为未遍历状态，并指定根节点；

通过SPF算法得到各个节点到其他所有节点的最短路径。

3.根据权利要求1所述的基于流量以及拓扑模型离线计算方法，其特征在于，根据最短路径和流量信息，计算出流量流向，从而得出各个链路上的流量详细分布，包括：

若最短路径有多条，流量值则根据链路带宽进行流量均分。

4.根据权利要求1所述的基于流量以及拓扑模型离线计算方法，其特征在于，仿真结果导出，包括：

5.一种基于流量以及拓扑模型离线计算装置，其特征在于，该装置包括：

信息收集模块，用于收集网络链路信息和流量信息；

网络拓扑模块，用于根据网络链路信息，得出网络拓扑；

仿真结果模块，用于将仿真结果导出。

6.根据权利要求5所述的基于流量以及拓扑模型离线计算装置，其特征在于，所述最短路径计算模块，具体用于：

将网络拓扑中各个节点置为未遍历状态，并指定根节点；

通过SPF算法得到各个节点到其他所有节点的最短路径。

7.根据权利要求5所述的基于流量以及拓扑模型离线计算装置，其特征在于，所述链路流量计算模块，具体用于：

若最短路径有多条，流量值则根据链路带宽进行流量均分。

8.根据权利要求5所述的基于流量以及拓扑模型离线计算装置，其特征在于，所述仿真结果模块，具体用于：

9.一种计算机设备，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计算机程序时实现权利要求1-4任一项所述方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1-4任一项所述方法的计算机程序。