CN1885801A - 一种实现以太网业务的自动配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现以太网业务的自动配置方法，用于提高业务配置效率，优化网络运行状态，其特征在于，包括：步骤一，用户选择是否进行路由约束；步骤二，根据所述用户选择分别进行无约束以太网业务创建或有约束以太网业务创建；及步骤三，对创建结果进行成环性校验。本发明进行业务配置自动化程度高，只需要用户输入要建立以太网业务的目标点，其他一切操作均由后台程序自动完成，不需要用户干预，简化了网管操作；本发明建立在最短路径原理上，所创建的以太网业务都是完成目标点互通所需要的最少的资源，可优化网络运行状态。

Description

一种实现以太网业务的自动配置方法

技术领域

本发明涉及以太网业务的配置，特别是涉及在网管平台上实现无约束、有约束以太网业务的自动配置方法，使业务占用的资源最小化，优化网络运行状态，同时兼顾用户所要求的路由约束，本发明也适用于利用最短路径原理对网络进行优化的情况。

背景技术

近年来，MSTP(Multiple Service Transmit Platform，多重服务传输平台)一直是城域网发展的热点。MSTP的优势在于一方面能够充分利用现有传输资源，促进多业务的融合；另一方面，借助SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系)的保护机制能够提高业务传输的可靠性。目前，应用比较广泛的是EOS(Ethernet Over SDH，建立在SDH之上的以太网)。

图1为流域相关概念以及流域流的广播特性示意图，图2为流域的分割示意图。以太网流域是由一组以传送以太网特征信息为目的的流点所组成的。在一个流域内的流点之间传送的信息构成流域流。流域具有广播的特性，从一个端口进入的以太网信息将发送到流域内除自己以外的所有其他流点，但这不能满足对于信息保密性的要求。因此，引入VPN(Virtual Private Network，虚拟网络)的概念。以太网拓扑组件的一个子集可以被分配给一个特定的用户，在一个以太网VPN内创建的业务将被束缚在这个VPN内，不能跨过另一个VPN。这种对流域的分隔是通过向以太网MAC(Medium Access Control，媒体获取控制)帧中插入带有VLANID的VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网络)标识来表明此帧所属的VPN。

目前，配置以太网业务也就是把起点和终点以及中间所经过的所有流点(网元+端口)设置成相同的VLANID，这样即可成功创建一个VPN内的流域流。但这种手工的配置存在几点缺陷：首先、效率低，在一个复杂的网络中工作量大且繁琐；其次、无法确定找到最优的方案，有可能造成资源浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种实现以太网业务的自动配置方法，用于解决手工配置业务效率低、资源会出现浪费的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种实现以太网业务的自动配置方法，其特征在于，包括：

步骤一，用户选择是否进行路由约束；

步骤二，根据所述用户选择分别进行无约束以太网业务创建或有约束以太网业务创建；及

步骤三，对创建结果进行成环性校验。

所述的实现以太网业务的自动配置方法，其中，所述无约束以太网业务创建的步骤进一步包括：

步骤200，确定目标点两两之间的最短路径；

步骤210，根据所述目标点、最短路径，生成一虚拟全连通图；

步骤220，根据最小生成树，求得连通目标点所需代价最小的边的组合；

步骤230，将最小生成树的边对应到所述最短路径中的具体路径生成最终路径。

所述的实现以太网业务的自动配置方法，其中，所述确定最短路径的步骤进一步包括：

步骤301，确定一起点，并把该起点加到一树中；

步骤302，用该起点所有的相邻点更新最短路径矩阵；

步骤303，选择距离最短且不在该树中的点作为新的起点；及

步骤304，获得两个目标点之间的最短路径。

所述的实现以太网业务的自动配置方法，其中，所述步骤210还包括一求取最小生成树的步骤，该步骤又包括：

步骤401，把一起点加入到一树中；

步骤402，找到与该树中节点相邻且不在该树中所有的顶点中的距离最短的点，把该点放入该树中；及

步骤403，生成最小生成树。

所述的实现以太网业务的自动配置方法，其中，所述成环性校验的步骤进一步包括：

步骤501，求所述创建结果的重连通分量；及

步骤502，根据所述重连通分量内的连接数判断所述创建结果是否成环。

所述的实现以太网业务的自动配置方法，其中，所述求重连通分量的步骤进一步包括：

步骤601，选择一个点作为起点，并根据深度优先搜索策略遍历整个拓扑图；

步骤602，按照遍历的顺序将每个顶点编号为先深序号；

步骤603，确定每个顶点的低值、关节点；及

步骤604，获得重连通分量。

所述的实现以太网业务的自动配置方法，其中，所述低值包括所述顶点的先深序号、子节点低值和所述顶点回边所连接顶点先深序号的最小值。

所述的实现以太网业务的自动配置方法，其中，所述步骤502中，若所述重连通分量内的连接数大于1，则所述最终路径成环；若否，不成环。

所述的实现以太网业务的自动配置方法，其中，所述有约束以太网业务创建的步骤进一步包括：

步骤100，把整个拓扑图拆分成若干个子拓扑；

步骤101，选择路由所在的子拓扑；及

步骤102，遍历所述子拓扑，查看所述子拓扑是否都有一个目标点，若是，进一步判断所述子拓扑是否通过所有目标点，若否，进一步判断没有通过目标点的子拓扑是否成环、子拓扑两端连接的连接数。

所述的实现以太网业务的自动配置方法，其中，所述步骤102中，若所述子拓扑通过所有目标点，则对所述子拓扑进行成环性校验；若否，则输出约束错误信息。

所述的实现以太网业务的自动配置方法，其中，若所述没有通过目标点的子拓扑成环或所述没有目标点的子拓扑两端连接的连接数大于2，则进一步判断所述子拓扑是否通过所有目标点；若否，则输出约束错误信息。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

a)、自动化程度高；只需要用户输入要建立以太网业务的目标点，其他一切操作均由后台程序自动完成，不需要用户干预，简化了网管操作；

b)、优化网络运行状态；本发明建立在最短路径原理上，所创建的以太网业务都是完成目标点互通所需要的最少的资源，从而优化网络运行状态。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为流域相关概念以及流域流的广播特性示意图；

图2为流域的分割示意图；

图3为本发明的方法示例图；

图4为本发明生成的虚拟全连通示意图；

图5为本发明以太网业务的创建总流程图；

图6为本发明无约束以太网业务的创建流程图；

图7为本发明有约束以太网业务的创建流程图。

具体实施方式

本发明目的在于解决手工配置以太网业务带来的弊端，提高配置的效率，改善网络运行状态。

以太网业务的创建就是找到把用户指定的目标流点串连起来的中间流点，为其打上相同的VLANID。以太网的创建分两种情况考虑：一是无约束；另一个是有约束。创建有约束的以太网业务还是无约束的以太网业务由用户指定。包括如下步骤：

第一步：选择是否进行路由约束；

第二步：根据用户选择分别进入到无约束以太网路径创建或者有约束以太网路径创建。

下面对无约束以太网业务创建与有约束以太网业务创建这两种情况分别进行说明。

(1)、无约束以太网业务创建

无约束路由情况下的业务创建的目标是，把要创建业务的各个目标点连接起来，使总的开销最小。这里的开销是指所经过的拓扑链路的权重，此权重由用户确定，默认都为1。

无约束以太网业务创建的基本思想是：首先，确定目标点之间的最短距离；然后，以所有的目标点为顶点，目标点之间的最短距离为边，做一个虚拟的全连通图，调用最小生成树方法，使得连接所有目标流点所需要的开销最小；最后，把最小生成树上的各边对应到最短路径中的具体路径，进行输出。具体包括如下步骤：

步骤A1：遍历所有目标网元，调用最短路径求取方法，得到目标点两两之间的最短路径；

步骤A2：用这些目标网元为顶点，两点之间的最短路径为边，生成一个虚拟的全连通图；

步骤A3：调用最小生成树方法，得到连通目标点所需要的代价最小的边的组合；

步骤A4：把最小生成树的边对应成最短路径中的具体路径组织成输出结果；

步骤A5：对输出的结果进行成环性校验。

(2)、有约束以太网业务创建

在有约束情况下，本发明只判断约束的合法性。判断其合法性有两个条件：一是连接所有的目标流点；二是经过拓扑分析后的每一个连通分量内至少有一个目标流点。有约束以太网业务创建的具体步骤如下：

步骤B1：把整个拓扑图拆分成若干个子拓扑；

步骤B2：选择路由所在的子拓扑；

步骤B3：遍历这些子拓扑，查看这些子拓扑内是否都有一个目标点；若都有目标点转步骤B5；否则转步骤B4；

步骤B4：检查没有通过目标点的子拓扑是否成环，或者子拓扑两端连接的连接数大于2，若满足转步骤B5；否则转步骤B7；

步骤B5：是否通过所有顶点，如果通过转步骤B6；否则转步骤B7；

步骤B6：进行成环性校验，输出约束正确，业务创建结束；

步骤B7：输出约束错误，提示用户重新进行路由约束。

(3)、成环性校验方法

对有无约束以太网业务创建的过程中都要使用的成环性校验方法如下：

步骤C1：求重连通分量；

步骤C2：遍历每个重连通分量，如果某个重连通分量内的连接数大于1，则说明成环；如果没有连接数大于1的重连通分量，则说明没有成环。

图3所示为本发明的方法示例图，其中连接1号节点的1号端口、4号节点的1号端口、9号节点的3号端口、12号节点的2号端口之间的以太网EVC。

图4所示为本发明生成的虚拟全连通示意图，图5所示为本发明以太网业务的创建总流程图。该总流程图包括：

步骤501，首先判断用户选择是有约束路由还是无约束路由的以太网创建，若选择的是有约束路由，则执行步骤502，若选择的是无约束路由，则执行步骤503；

步骤502，调用有约束路由的创建函数，创建有约束以太网；

步骤503，调用无约束路由的创建函数，创建无约束以太网；

步骤504，分别对已创建的有约束以太网、无约束以太网进行成环性校验；

步骤505，输出创建结果，并反馈信息，完成以太网的创建。

图6所示为本发明无约束以太网业务的创建流程图。下面说明无约束路径的创建，为不失一般性，设各条连接的权重都为1，其中，目标点：(11，1)、(12，1)、(13，1)、(14，1)，并参阅图3，该创建流程图具体步骤包括：

步骤600，求目标点中任意两点间的最短路径；求两点间最短路径的方法又包括如下步骤：

S6001：确定起点，并把起点加到树中；

S6002：用起点所有的相邻点更新最短路径矩阵；

S6003：在其中选择距离最短的并且不在树中的点作为新的起点；

S6004：如果找到新的起点，则跳转到S6001；否则，则输出结果，方法结束。

经过上述各步骤计算得到的结果如下：

起点<->终点     经过的拓扑连接
		11<->12	11<->1，1<->4，4<->7，7<->12
11<->13	11<->1，1<->2，2<->3，3<->6，6<->10，10<->13
		11<->14	11<->1，1<->2，2<->3，3<->6，6<->10，10<->14
12<->13	12<->7，7<->8，8<->9，9<->6，6<->10，10<->14
		12<->14	12<->7，7<->8，8<->9，9<->6，6<->10，10<->13
13<->14	13<->10，10<->14

步骤610，以目标流点为顶点、目标流点间的距离为边的权重，计算最小生成树生成的虚拟全连通图，参见图4所示，其中计算最小生成树的方法又包括如下步骤：

S6101：把起点加入到树中；

S6102：找到与树中节点相邻的且不在树中所有的顶点中的距离最短的点，把它放入树中；

S6103：如果找到这样的点，则跳转到S6101；否则，输出结果，方法结束。

按上述步骤得到的最小生成树为：11<->12，11<->13，13<->14。

步骤620，根据最小生成树求最终的路径；

把最小生成树的顶点对应的最短路径中的具体路径组合起来，即为最终的以太网路径所经过的具体路由。最终的路径如下：11<->1，1<->4，4<->7，7<->12，1<->2，2<->3，3<->6，6<->10，10<->13，10<->14。

步骤630，对最终的路径进行成环性校验；

成环性校验即是检验最终的路径是否成环，如果成环，提示用户。该成环性校验的方法又包括：

S6301：求最终的路径的重连通分量；

S6302：检查每一个重连通分量，如果重连通分量中的连接数目大于1，则成环；反之，不成环。

其中，求路径路由的重连通分量的步骤S6301又包括如下步骤：

S63011：选择一个点作为起点，并利用深度优先搜索策略遍历整个拓扑图；

S63012：在深度优先遍历整个拓扑图时，为每个顶点按照遍历的顺序进行编号，称之为先深序号；

S63013：确定每个顶点的低值，低值为此点先深序号、子节点低值和此点回边所连接顶点先深序号的最小值；

S63014：确定关节点，判定关节点有两个条件：1、如果此节点是根节点且有两个以上子节点；2、虽然不是一个根节点，但它有一个子节点使得子节点的低值大于等于此点的先深序号。

按照上述方法求得的重连通分量如下：

11<->1；1<->4；4<->7；7<->12；1<->2：2<->3；3<->6；6<->10；10<->13；10<->14。

每一个重连通分量中连接的数目都为1，所以不成环。因此，最终的EVC为：11<->1，1<->4，4<->7，7<->12，1<->2，2<->3，3<->6，6<->10，10<->13，10<->14。

如图3所示，连接1号节点的1号端口、4号节点的1号端口、9号节点的3号端口、12号节点的2号端口之间的以太网EVC。用户进行的路由约束如下：1<->1，1<->4，4<->7，7<->12，7<->8，8<->9，9<->6，1<->2，2<->3，3<->6，6<->10，10<->13，10<->14。

图7所示为本发明有约束以太网业务的创建流程图，并参阅图3所示，该创建流程图包括如下步骤：

步骤701，把整个拓扑图拆分成若干个子拓扑；

步骤702，选择路由约束所在的子拓扑；

步骤703，遍历这些子拓扑；

步骤704，查看这些子拓扑内是否都有一个目标点，若是，则执行步骤705，若否，则执行步骤706；

步骤705，检查这些子拓扑是否通过所有的目标点，若是，则执行步骤707，若否，则执行步骤708；

步骤706，检查没有通过目标点的子拓扑是否成环，或者子拓扑两端连接的连接数是否大于2，若是，则执行步骤705，若否，执行步骤708；

步骤707，进行成环性校验，提示用户约束正确，并返回创建信息；

步骤708，提示用户约束错误。

按照图7所示的创建流程，对用户约束的路由进行拆分，即求重连通分量；该步骤中求子拓扑的方法同无约束路径创建中步骤S6301中的方法，求得子拓扑为：

11<->1；7<->12；1<->4，4<->7，7<->8，8<->9，9<->6，1<->2，2<->3，3<->6；6<->10；10<->13；10<->14。

检查上述每一个子拓扑是否都通过了目标点，得出有两个子拓扑没有通过目标点。

再检查没有通过目标点的子拓扑；其中，

1<->4，4<->7，7<->8，8<->9，9<->6，1<->2，2<->3，3<->6子拓扑成环；

6<->10两端连接的连接数大于2。

进行成环性判断，并且输出结果；其中，

1<->4，4<->7，7<->8，8<->9，9<->6，1<->2，2<->3，3<->6子拓扑成环，输出的结果为：1<->1，1<->4，4<->7，7<->12，7<->8，8<->9，9<->6，1<->2，2<->3，3<->6，6<->10，10<->13，10<->14。

提示用户约束正确，且成环，业务创建结束。

从整个实施过程来看，与现有技术相比，本发明大大提高了业务配置的效率；并且对网络进行了优化，使其工作在最优的状态。另外，本发明的方法简单有效，可实施性高。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1、一种实现以太网业务的自动配置方法，其特征在于，包括：

步骤一，用户选择是否进行路由约束；

步骤二，根据所述用户选择分别进行无约束以太网业务创建或有约束以太网业务创建；及

步骤三，对创建结果进行成环性校验。

2、根据权利要求1所述的实现以太网业务的自动配置方法，其特征在于，所述无约束以太网业务创建的步骤进一步包括：

步骤200，确定目标点两两之间的最短路径；

步骤210，根据所述目标点、最短路径，生成一虚拟全连通图；

步骤220，根据最小生成树，求得连通目标点所需代价最小的边的组合；

步骤230，将最小生成树的边对应到所述最短路径中的具体路径生成最终路径。

3、根据权利要求2所述的实现以太网业务的自动配置方法，其特征在于，所述确定最短路径的步骤进一步包括：

步骤301，确定一起点，并把该起点加到一树中；

步骤302，用该起点所有的相邻点更新最短路径矩阵；

步骤303，选择距离最短且不在该树中的点作为新的起点；及

步骤304，获得两个目标点之间的最短路径。

4、根据权利要求2所述的实现以太网业务的自动配置方法，其特征在于，所述步骤210还包括一求取最小生成树的步骤，该步骤又包括：

步骤401，把一起点加入到一树中；

步骤402，找到与该树中节点相邻且不在该树中所有的顶点中的距离最短的点，把该点放入该树中；及

步骤403，生成最小生成树。

5、根据权利要求1所述的实现以太网业务的自动配置方法，其特征在于，所述成环性校验的步骤进一步包括：

步骤501，求所述创建结果的重连通分量；及

步骤502，根据所述重连通分量内的连接数判断所述创建结果是否成环。

6、根据权利要求5所述的实现以太网业务的自动配置方法，其特征在于，所述求重连通分量的步骤进一步包括：

步骤601，选择一个点作为起点，并根据深度优先搜索策略遍历整个拓扑图；

步骤602，按照遍历的顺序将每个顶点编号为先深序号；

步骤603，确定每个顶点的低值、关节点；及

步骤604，获得重连通分量。

7、根据权利要求6所述的实现以太网业务的自动配置方法，其特征在于，所述低值包括所述顶点的先深序号、子节点低值和所述顶点回边所连接顶点先深序号的最小值。

8、根据权利要求5所述的实现以太网业务的自动配置方法，其特征在于，所述步骤502中，若所述重连通分量内的连接数大于1，则所述最终路径成环；若否，不成环。

9、根据权利要求1所述的实现以太网业务的自动配置方法，其特征在于，所述有约束以太网业务创建的步骤进一步包括：

步骤900，把整个拓扑图拆分成若干个子拓扑；

步骤901，选择路由所在的子拓扑；及

步骤902，遍历所述子拓扑，查看所述子拓扑是否都有一个目标点，若是，进一步判断所述子拓扑是否通过所有目标点，若否，进一步判断没有通过目标点的子拓扑是否成环、子拓扑两端连接的连接数。

10、根据权利要求9所述的实现以太网业务的自动配置方法，其特征在于，所述步骤902中，若所述子拓扑通过所有目标点，则对所述子拓扑进行成环性校验；若否，则输出约束错误信息。

11、根据权利要求9所述的实现以太网业务的自动配置方法，其特征在于，所述步骤902中，若所述没有通过目标点的子拓扑成环或所述没有目标点的子拓扑两端连接的连接数大于2，则进一步判断所述子拓扑是否通过所有目标点；若否，则输出约束错误信息。

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