CN1764146A - 一种最优路由的选择方法 - Google Patents

Abstract

一种最优路由的选择方法，其利用链路度量值/路径度量值对网络指定两节点间的链路/路径进行评价和选择；包括如下步骤：A、选取评价网络中链路/路径优劣的因数包括：链路可用带宽、链路长度及路径跳数；B、设定链路度量值是链路可用带宽和链路长度的加权值；路径度量值是链路可用带宽、链路长度和路径跳数的加权值；链路度量值/路径度量值中的各因数根据用户的需求不同分别配置不同的权重；C、选择路径度量值最小的路径作为指定两节点间的最优路径。采用上述方法，用户可以通过配置各个因数的不同权重，改变各个因数在路径计算中的重要程度，从而选择不同的路由计算策略。

Description

一种最优路由的选择方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种在智能光网络中应用约束最短路径优先(CSPF)算法选择最优路径的方法。

背景技术

在智能光网络系统中，业务平面的路由计算是一个不需要标准化的领域，根据不同的服务需求，可以采用不同的路由算法实现最优路径的选择。在实际应用中，约束最短路径优先(CSPF)算法是具有代表性的计算业务路径的在线路由算法。CSPF算法是一种改进的最短路径优先(SPF)算法，它在计算业务的最优路径时，将对业务的约束(如带宽需求、保护类型需求和用户管理策略需求等)考虑到算法中。在选择业务路径的潜在链路和节点时，CSPF算法根据约束需求和资源(链路和节点)的属性，判断该资源是否可用。CSPF算法属于约束路由技术，可以将它理解为，首先排除网络中不满足约束要求的资源，然后在剩下的网络拓扑中应用CSPF算法，从而计算出指定两节点间满足约束条件的最优路径。

应用CSPF算法计算出的最优路径对某一度量而言是最优的。在这里，将衡量路径优劣的量化数值称为路径度量值，将衡量链路优劣的量化数值称为链路度量值。两个节点之间的最优路径就是这两个节点之间路径度量值最小的路径。例如：对于图1所示的网络拓扑，假定图1中的数值为链路度量值，并规定路径度量值为路径上链路度量值之和，则节点A到节点E的可行路径为：

1)A-C-E，路径度量值＝80+80＝160

2)A-D-E，路径度量值＝100+40＝140

3)A-B-D-E，路径度量值＝40+40+40＝120

因而，节点A到节点E的最优路径为A-B-D-E。

在智能光网络系统中应用CSPF算法，链路度量值一般是根据链路的属性(如链路可用带宽、链路长度等链路因数)计算出来，而路径度量值根据链路度量值以及其他相关的参数计算出来。当选取的链路因数不同并采用不同的链路度量值和路径度量值的计算方法，得到的同一路径的路径度量值会有所不同，并与其他路径的路径度量值比较，大小关系可能发生变化，因而会导致所计算的最优路径也不同。

在现有技术实现中，应用CSPF算法计算指定两节点间的最优路径时，采用如下的链路度量值和路径度量值的计算方法：

链路度量值＝a1/链路可用带宽+a2*链路长度

路径度量值＝前一节点的路径度量值+当前链路的链路度量值

          ＝路径上所有链路的链路度量值之和

$=\underset{n}{\mathrm{\Σ}}(a1/{\mathrm{BW}}_i+a2*{\mathrm{DIST}}_i)$

其中：a1，a2为正常数；

      BW_i为第i条链路的可用带宽，DIST_i数为第i条链路的长度。

      n为路径上链路的数目

由上述链路度量值/路径度量值表达式可知，链路可用带宽越大，链路长度越小，则链路度量值越小。CSPF算法在计算最优路径时将优先考虑可用带宽大和长度小的链路。其效果是可以实现负载均衡或选择出路径长度较短的路径。

由上述表达式可见，最优路径只根据链路可用带宽和链路长度两个链路因数来确定，考虑的因数不够全面。因为，在智能光网络系统中，业务经过的节点数目越多，建立业务的时间就越长，路径上出现故障的几率也会增大，因而，路径跳数是衡量业务的重要指标。但采用上述链路度量值/路径度量值计算方法，难于实现路径跳数最少的路由计算策略。

并且由上述表达式可见，现有技术将链路可用带宽作为度量链路和路径必定被考虑的因数，而实际上由于链路可用带宽随着业务的建立和删除而变化，将链路可用带宽作为度量链路和路径必定被考虑的因数会导致路由计算的结果可预见性差。从路径可预见性看，链路度量值和路径度量值的计算应该只考虑链路长度或路径跳数这两个因数，而不应包含链路可用带宽信息。

此外，采用上述计算方法，用户缺乏对路径计算进行控制的手段。例如：不能单独采用链路长度来计算最优路径，也不能调整链路可用带宽和链路长度在链路度量值中的比重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术在计算最优路径时考虑和选取链路因数不全面，以及用户不能对路径选择进行控制的问题。本发明提出一种最优路由的选择方法，该方法将多种路由策略综合在一起，可以方便地供用户选择。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种最优路由的选择方法，其利用链路度量值/路径度量值对网络指定两节点间的链路/路径进行评价和选择；所述方法包括如下步骤：

A、选取评估网络中链路/路径优劣的因数；

B、采用加权方法计算所述链路/路径度量值，所述链路度量值/路径度量值中的各因数根据用户的需求不同，分别配置不同的权重；

C、应用约束最短路径优先算法，选择所述路径度量值最小的路径作为指定两节点间的最优路径。

所述的方法，其中：所述步骤A中评估网络中链路/路径优劣的因数包括：链路可用带宽、链路长度及路径跳数。

所述的方法，其中：所述链路度量值是根据链路可用带宽和链路长度的加权值来确定；而所述路径度量值则是根据所述链路度量值以及路径跳数的加权值来确定。

所述的方法，其中：所述的步骤B中所述链路度量值和所述路径度量值分别用下述公式表示：

链路度量值＝w1*(a1/链路可用带宽)+w2*(a2*链路长度)

路径度量值＝路径上所有链路的链路度量值之和+w3*a3*n

$=\underset{n}{\mathrm{\Σ}}(w1*a1/{\mathrm{BW}}_i+w2*a2*{\mathrm{DIST}}_i)+w3*a3*n$

$=w1*\underset{n}{\mathrm{\Σ}}(a1/{\mathrm{BW}}_i)+w2*\underset{n}{\mathrm{\Σ}}(a2*{\mathrm{DIST}}_i)+w3*a3*n$

其中：w1为带宽权重，w2为长度权重，w3为跳数权重，

      w1，w2，w3≥0且w1+w2+w3＞0；

      a1，a2，a3为正常数；

      n为路径跳数；

      BW_i为第i条链路的可用带宽，DIST_i数为第i条链路的长度。

所述的方法，其中：路径上某一节点的所述路径度量值通过前一节点的路径度量值及当前链路的链路度量值以及路径跳数来确定。

所述的方法，其中：所述最优路径的选择方法采用负载均衡的路由计算策略，即所述路径度量值仅考虑链路可用带宽因数，此时，所述权重系数设置为w1＝1，w2、w3分别等于0。

所述的方法，其中：所述最优路径的选择方法采用路径长度最小的路由计算策略，即所述路径度量值仅考虑链路长度因数，此时，所述权重系数设置为w2＝1，w1、w3分别等于0。

所述的方法，其中：所述最优路径的选择方法采用路径跳数最少的路由计算策略，即所述路径度量值仅考虑路径跳数因数，此时，所述权重系数设置为w3＝1，w1、w2分别等于0。

本发明的有益效果为：使用本发明的方法，在链路度量值和路径度量值的计算中考虑了路径跳数这一因数，将影响最优路径计算的多种因数综合到单一的公式中，可以更全面准确地反映和衡量路径的优劣；由于本发明使用加权的方法计算链路度量值和路径度量值，并且用户可以根据自身不同的需求配置各个因数的不同权重，来改变各个因数在路径计算中的重要程度，因此，用户可以实现对路径计算进行控制，从而选择不同的路由计算策略。由于本方法中，计算路径度量值时可以配置各因数不同的权重系数，因此用户可以通过将可用带宽因数权重系数配置成零来消除可用带宽因数对路径度量值计算的影响，从而提高对路由计算的可预见性。

附图说明

图1为网络拓扑计算路径度量值的示意图

图2为本发明流程图

图3为用前一节点的路径度量值和当前链路度量值确定某一节点路径度量值的示意图

具体实施方式

下面根据附图对本发明作进一步详细说明：

如图2所示，一种最优路由的选择方法，其利用链路度量值/路径度量值对网络指定两节点间的链路/路径进行评价和选择；所述方法包括如下步骤：

A、选取评估网络中链路/路径优劣的因数；

B、采用加权方法计算所述链路/路径度量值，所述链路度量值/路径度量值中的各因数可以根据用户的需求不同，分别配置不同的权重；

C、应用约束最短路径优先(CSPF)算法，选择所述路径度量值最小的路径作为指定两节点间的最优路径。

上述方法中，步骤A所述的因数包括：链路可用带宽、链路长度及路径跳数；由于在智能光网络系统中，业务经过的节点数目越多，建立业务的时间就越长，路径上出现故障的几率也会增大，由此可见，路径跳数是衡量业务的重要指标，考虑了路径跳数这一因数，可以更全面准确地反映和衡量路径的优劣。步骤B中所述链路度量值是根据链路可用带宽和链路长度的加权值来确定，而所述路径度量值则是根据链路度量值和路径跳数的加权值来确定，即路径度量值是链路可用带宽、链路长度和路径跳数的加权值。由步骤B可见，由于使用加权的方法计算链路度量值和路径度量值，因此可以通过对各因数设置不同的权重来体现各因数在选择时的重要程度，并且用户还可以通过配置某一因数的权重不为零而其它因数的权重为零，从而选择不同的路由计算策略。步骤C则是根据用户选择的路由计算策略按照步骤B计算确定的路径度量值，来选择最小路径度量值的路径作为指定两节点间的最优路径，因此本方法可以根据不同的路由计算策略，选择出适合该路由计算策略的最优路径。

步骤B中所述链路度量值和所述路径度量值分别用下述公式表示：

链路度量值＝w1*(a1/链路可用带宽)+w2*(a2*链路长度)

路径度量值＝路径上所有链路的链路度量值之和+w3*a3*n

$=\underset{n}{\mathrm{\Σ}}(w1*a1/{\mathrm{BW}}_i+w2*a2*{\mathrm{DIST}}_i)+w3*a3*n$

$=w1*\underset{n}{\mathrm{\Σ}}(a1/{\mathrm{BW}}_i)+w2*\underset{n}{\mathrm{\Σ}}(a2*{\mathrm{DIST}}_i)+w3*a3*n$

其中：w1为带宽权重，w2为长度权重，w3为跳数权重，

      w1，w2，w3≥0且w1+w2+w3＞0；

      a1，a2，a3为正常数；

      n为路径的跳数；

      BW_i为第i条链路的可用带宽，DIST_i数为第i条链路的长度。

由上述公式可知，路径度量值与链路可用带宽、链路长度和路径跳数因数有关，并且是链路可用带宽、链路长度和路径跳数的加权值。当权重取一些特殊值时，可以分别单独采用链路可用带宽、链路长度或路径跳数来计算最优路径，从而实现特定的路由计算策略。例如：

最优路径的选择方法采用负载均衡的路由计算策略，即所述路径度量值仅考虑链路可用带宽因数，此时，所述权重系数设置为w1＝1，w2、w3分别等于0；

最优路径的选择方法采用路径长度最小的路由计算策略，即所述路径度量值仅考虑链路长度因数，此时，所述权重系数设置为w2＝1，w1、w3分别等于0；

最优路径的选择方法采用路径跳数最少的路由计算策略，即所述路径度量值仅考虑路径跳数因数，此时，所述权重系数设置为w3＝1，w1、w2分别等于0。

而当用户希望消除可用带宽因数对路径度量值计算的影响，从而提高对路由计算的可预见性时，用户可以通过将可用带宽因数权重系数配置成零，即权重取w1＝0的特殊值来实现。

实现CSPF算法时，由于从源节点到某一节点的路径度量值会暂存起来，因而路径上某一节点的路径度量值可以通过前一节点的路径度量值、当前链路的链路度量值以及路径跳数来确定。例如：对于图3所示源节点A到节点D的路径的路径度量值可以用下述公式来计算：

节点D的路径度量值＝节点C的路径度量值+C-D链路度量值+w3*

                   a3

因此，当已知前一节点(C节点)的路径度量值和到达某节点(D节点)的链路的链路度量值，就可以得到某节点(D节点)的路径度量值。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1、一种最优路由的选择方法，其利用链路度量值/路径度量值对网络指定两节点间的链路/路径进行评价和选择；所述方法包括如下步骤：

A、选取评估网络中链路/路径优劣的因数；

B、采用加权方法计算所述链路/路径度量值，所述链路度量值/路径度量值中的各因数根据用户的需求不同，分别配置不同的权重；

C、应用约束最短路径优先算法，选择所述路径度量值最小的路径作为指定两节点间的最优路径。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤A中评估网络中链路/路径优劣的因数包括：链路可用带宽、链路长度及路径跳数。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述链路度量值是根据链路可用带宽和链路长度的加权值来确定；而所述路径度量值则是根据所述链路度量值以及路径跳数的加权值来确定。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的步骤B中所述链路度量值和所述路径度量值分别用下述公式表示：

链路度量值＝w1*(a1/链路可用带宽)+w2*(a2*链路长度)

路径度量值＝路径上所有链路的链路度量值之和+w3*a3*n

$=\underset{n}{\mathrm{\Σ}}(w1*a1/{\mathrm{BW}}_i+w2*a2*\mathrm{DIS}{T}_i)+w3*a3*n$

$w1*\underset{n}{\mathrm{\Σ}}(a1/{\mathrm{BW}}_i)+w2*\underset{n}{\mathrm{\Σ}}(a2*\mathrm{DIS}{T}_i)+w3*a3*n$

其中：w1为带宽权重，w2为长度权重，w3为跳数权重，

w1，w2，w3≥0且w1+w2+w3＞0；

a1，a2，a3为正常数；

n为路径跳数；

BW_i为第i条链路的可用带宽，DIST_i数为第i条链路的长度。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：路径上某一节点的所述路径度量值通过前一节点的路径度量值及当前链路的链路度量值以及路径跳数来确定。

6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述最优路径的选择方法采用负载均衡的路由计算策略，即所述路径度量值仅考虑链路可用带宽因数，此时，所述权重系数设置为w1＝1，w2、w3分别等于0。

7、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述最优路径的选择方法采用路径长度最小的路由计算策略，即所述路径度量值仅考虑链路长度因数，此时，所述权重系数设置为w2＝1，w1、w3分别等于0。

8、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述最优路径的选择方法采用路径跳数最少的路由计算策略，即所述路径度量值仅考虑路径跳数因数，此时，所述权重系数设置为w3＝1，w1、w2分别等于0。

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