WO2012155720A1 - 利用虚拟拓扑提高约束条件下路径计算效率的方法及装置 - Google Patents

利用虚拟拓扑提高约束条件下路径计算效率的方法及装置 Download PDF

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WO2012155720A1
WO2012155720A1 PCT/CN2012/073733 CN2012073733W WO2012155720A1 WO 2012155720 A1 WO2012155720 A1 WO 2012155720A1 CN 2012073733 W CN2012073733 W CN 2012073733W WO 2012155720 A1 WO2012155720 A1 WO 2012155720A1
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WO
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wavelength
link
constraint
cost
route
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PCT/CN2012/073733
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English (en)
French (fr)
Inventor
宋贞
王家昱
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中兴通讯股份有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/12—Shortest path evaluation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/62—Wavelength based

Definitions

  • the present invention relates to the field of optical communications, and in particular, to a method and apparatus for improving path computation efficiency under constraints using a virtual topology. Background technique
  • ASON Automatic Switched Optical Network
  • WA Widelength Assignment
  • the constraints of route calculation in the prior art mainly include: passing a node or link; avoiding a node or link; separating the shared risk link group; separating from the specified node or link (the above constraint support must be constrained and try to Constraint, where the constraint must be unsatisfied or failed, and if the constraint is unsatisfied, the constraint can be abandoned to ensure the calculation is successful; link hop priority, cost priority, etc.
  • the constraints of wavelength assignment are mainly: Use or not use a certain wavelength, try to use a certain wavelength, reuse a certain wavelength, use a specified relay, and so on.
  • the calculation route is usually a judgment and selection of whether the constraint is satisfied after the path result is calculated.
  • the traditional try-type constraint is processed by gradually releasing the constraint. For example, for the constraint that passes through the specified node or link as much as possible, the route is first calculated according to the constraint. If the calculation fails, the constraint is discarded and the final result is obtained.
  • This approach makes the routing calculation process very blind, and for multiple constraints as much as possible, the unconstrained release attempt will cause the routing calculation process to become slow.
  • a method for improving path computation efficiency under constraints using a virtual topology comprising:
  • a wavelength sequence having the lowest wavelength connectivity is selected from the wavelength assignment virtual topology.
  • the routing constraint includes a constraint constraint, a constraint as much as possible, and a rejection constraint as much as possible;
  • the wavelength constraint includes a multiplexing wavelength constraint, a certain wavelength constraint, a wavelength constraint, a wavelength constraint, and a wavelength constraint as much as possible.
  • the steps for generating a route virtual topology include:
  • the step of generating a route virtual topology further includes:
  • the link cost of including the link as much as possible in the constraint is reduced, and the node as far as possible included in the constraint as far as possible is included The link cost of the connected link is reduced;
  • the link cost of the link that excludes the link as much as possible is excluded, and the segment is excluded as much as possible in the constraint exclusion constraint.
  • the link cost of a point-linked link increases.
  • the steps of generating a virtual topology for wavelength allocation include:
  • the remaining wavelength states other than the certain wavelength in the certain wavelength constraint are set to be unavailable
  • the state of the certain unused wavelengths that are not used in the wavelength constraint is made unavailable.
  • the step of generating a virtual topology for wavelength allocation further includes:
  • the cost of connecting the wavelengths as far as possible with the wavelength as much as possible in the wavelength constraint is reduced by d;
  • the cost of connecting the wavelengths as far as possible without the wavelength as much as possible is not increased.
  • the step of selecting a wavelength sequence includes:
  • each wavelength having the smallest sum of wavelength connectivity in each node in the wavelength allocation virtual topology is selected as a wavelength sequence.
  • an apparatus for improving path computation efficiency under constraints using a virtual topology comprising:
  • a route virtual topology generation module configured to generate a route virtual topology suitable for the route constraint condition according to the routing constraint condition
  • the routing constraint includes a constraint constraint, a constraint as much as possible, and a constraint exclusion as much as possible;
  • the wavelength constraints include multiplexing wavelength constraints, certain wavelength constraints, wavelength constraints, wavelength constraints, and wavelength constraints as much as possible.
  • the routing virtual topology generation module includes
  • a removing unit configured to remove the must-avoid node and the avoidable link in the forbidden constraint from the acquired network topology, where the removed node is removed simultaneously The link that the avoidance node is connected to;
  • An increase link cost unit configured to increase a link cost of the link as much as possible to exclude the link in the network topology in which the must-avoid node and the avoidable link are removed, and the The link cost of rejecting a node-connected link in the exclusion constraint is increased.
  • the wavelength allocation virtual topology generation module includes:
  • a state setting unit configured to set a state of the multiplexed wavelength in the multiplexed wavelength constraint to be available in a route with a minimum cost of the selected link, and to use the remaining wavelength of the certain wavelength constraint
  • the wavelength state is set to be unusable, and the state in which the certain wavelength is not used in the wavelength constraint is set to be unavailable;
  • Increasing the wavelength cost unit is used to increase the cost of wavelength connectivity associated with the wavelength-free wavelength as much as possible in the route with the least cost constraint selected.
  • the beneficial effects of the present invention are as follows: In the path calculation, the routing result satisfying the predetermined constraint condition can be quickly and effectively calculated, and the hit rate of the route calculation is improved. The efficiency of the wavelength assignment ensures fast path calculations.
  • FIG. 1 is a flowchart of a method for improving path computation efficiency under constraint conditions by using a virtual topology according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a flowchart of a route virtual topology generation process according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an original inter-node link topology according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2b is a route virtual extension provided by an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a flowchart of a wavelength distribution virtual topology generation process according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic diagram of an original intra-node wavelength connectivity topology according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3b is a wavelength diagram provided by an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic structural diagram of an apparatus for improving path computation efficiency under constraint conditions by using a virtual topology according to an embodiment of the present invention. detailed description
  • FIG. 1 is a flowchart of a method for improving path computation efficiency under a constraint condition by using a virtual topology according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the method includes the following steps:
  • Step S101 Generate a route virtual topology suitable for the routing constraint according to a routing constraint condition
  • the network topology is obtained, and the entire network topology is tailored and cost-modified by using the given routing constraints, and the route calculation process is completed on the reconstructed topology.
  • Step S102 selecting a route with the lowest link cost in the route virtual topology;
  • Step S103 generating a wavelength allocation virtual topology of the selected route according to the wavelength constraint condition; generating a current wavelength allocation according to the routing result and the wavelength constraint The topology of the process, thus only The result of satisfying the constraint can be obtained by the wavelength calculation process.
  • Step S104 Select a wavelength sequence with the smallest wavelength connectivity cost from the wavelength allocation virtual topology.
  • the principle of wavelength assignment is the principle of least cost, where the minimum cost is the sum of the wavelength connectivity costs within the selected routing node.
  • the wavelength assignment virtual topology only includes the resource information of the nodes in the route with the lowest link cost determined in the route virtual topology, and the constraint application is completed by changing the wavelength state and the connectivity cost in the topology.
  • a route virtual topology generation process is as follows:
  • Step S201 checking whether there are conflicting constraints in the constraint condition
  • the constraints of route calculation mainly include a certain node or link, avoiding a certain node or link, that is, a constraint, a shared risk link group separation, separation from a specified node or link, link hop priority, cost priority, Try to include constraints, try to exclude constraints, and so on.
  • step S202 is performed.
  • the obtained network topology is shown in Figure 2a, assuming that node A is the source node and node C is the destination node.
  • the pre-set link cost is as follows: The cost of the AB link is 25, the cost of the AD link is 15, the cost of the BC link is 10, the cost of the DC link is 30, and the cost of the AE link is 10, BE. The cost of the link is 5, the cost of the CE link is 10, and the cost of the DE link is 9.
  • the set constraints are: You must avoid link A-D and try to exclude node E. If there is no conflict between the above constraints, step S202 is performed.
  • Step S202 filtering the nodes and links in the constrained constraint from the topology
  • the nodes and links in the constrained constraint are removed from the route virtual topology, where the removal of the node includes the removal of the link connected to the node.
  • the constraints must be avoided.
  • the open link is AD, so the AD link is removed from Figure 2a, and the removed route virtual topology is shown in Figure 2b.
  • Step S203 reducing a link cost of the relevant link in the constraint as much as possible
  • the cost of including the link as much as possible is reduced, and the cost of connecting the link to the node as much as possible is reduced.
  • Step S204 increasing the link cost of the relevant link in the constraint as much as possible.
  • the cost of repelling the link as much as possible is increased, and the cost of linking the link to the node as much as possible is increased.
  • u is the initial cost of the link, which is the maximum link cost in the current topology, and N is the number of nodes in the topology. This ensures that the nodes or links that are excluded as much as possible are always selected last.
  • the route virtual topology has been generated, as shown in Figure 2b.
  • the next step is to perform path calculation on the generated route virtual topology to determine the appropriate route.
  • the least cost of the link is the routing result that satisfies the constraint.
  • the cost of each link is shown in Table 1. The route with the lowest link cost is A-B-C.
  • FIG. 3 is a flowchart of a wavelength distribution virtual topology generation process according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the process includes the following steps:
  • Step S301 Check whether there are conflicting constraints in the constraint.
  • the constraints of wavelength assignment are: multiplexing wavelength constraints, certain wavelength constraints, wavelength constraints, wavelength constraints, and wavelength constraints. If the wavelength constraint has a conflict, the process ends directly, otherwise step S302 is performed.
  • the wavelength resource information of the nodes A, B, and C and the constraints of the wavelength are obtained. It is assumed that the acquired wavelength resource information includes the in-direction of the A node, ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 , the direction of the A node in the out direction, ⁇ 2 , ⁇ 3 , the inbound direction of the ⁇ node, ⁇ 3 , ⁇ 4 , and the outbound direction of the ⁇ node , ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 , C node in the direction, ⁇ 4 , C node out direction, ⁇ 2 , ⁇ 4 .
  • step S302 is performed.
  • Step S302 setting the state of the multiplexing wavelength constraint to be available.
  • Reuse refers to changing the wavelength that is otherwise unavailable.
  • the specific scenario where this happens is: When a connection fails, it will be restored. Before the recovery is successful, the wavelength resources occupied by the connection will not be released, that is, unavailable, so the path to restore the connection is performed. In the calculation, in order to avoid the path calculation failure due to the absence of available wavelengths, the state of these wavelength resources needs to be made available.
  • step S303 the remaining wavelengths other than the wavelength constraint are set to be unavailable.
  • Step S304 setting a state in which the wavelength is not used is unavailable.
  • the constraint is that the source node A must not use the wavelength ⁇ 4 in the outgoing direction, and the destination node C must not use the wavelength ⁇ 2 in the incoming direction. Therefore, the wavelength ⁇ 4 in the direction in which the source node is extracted is set to be unavailable. The wavelength ⁇ 2 in the C-in direction is set to be unavailable.
  • a virtual topology is assigned to the wavelengths within the node based on the current resource state, and the wavelength connectivity cost in the wavelength assignment virtual topology is initialized. Among them, the connection cost of the wavelength conversion is greater than the cost of the wavelength pass-through.
  • the virtual topology of the wavelength assignment inside the node A B C is constructed according to the current resource state, and the connectivity cost of initializing the wavelength pass-through is 3, and the connectivity cost of the wavelength transform is 4.
  • the resource status is the state of the wavelength, such as the wavelength available or unavailable.
  • Step S306 the communication cost of the wavelength is reduced as much as possible within the node.
  • the cost of connectivity associated with wavelengths as much as possible is reduced.
  • the constraint is that the source node A enters the direction using the wavelength ⁇ 3 as much as possible, and the destination node C out of the direction as much as possible.
  • the associated connectivity cost of the source node A in the in-direction wavelength ⁇ 3 is the wavelength ⁇ 3 in the inbound direction ⁇ 3 to the out-direction wavelength ⁇ 3
  • the associated connectivity cost of the destination node C in the out-of-direction wavelength is the C-input wavelength to the C-outlet wavelength.
  • the reduced wavelength connectivity cost calculated according to the formula is 1, where ⁇ is 3 and N is 3.
  • the connectivity cost of the wavelength in the node is not increased as much as possible.
  • the wavelength assignment virtual topology has been generated, as shown in Figure 3b.
  • the available wavelength sequence is calculated on the topology of Figure 3b.
  • the results are shown in Table 2.
  • the least cost of connectivity is the wavelength assignment result that satisfies the constraint, ie ⁇ 3 — ⁇ 3 — one.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of an apparatus for improving path computation efficiency under a constraint condition by using a virtual topology according to an embodiment of the present invention, where the apparatus includes: a route virtual topology generation module, a route determination module, a wavelength assignment virtual topology generation module, and a wavelength Sequence determination module.
  • the route virtual topology generation module includes a removal unit, a link cost reduction unit, and an increase link cost unit.
  • the wavelength allocation virtual topology generation module includes: a state setting unit, a reduced wavelength cost unit, and an increase. Wavelength cost unit.
  • the route virtual topology generation module is configured to generate a route virtual topology suitable for the route constraint according to the routing constraint.
  • the routing constraints include avoiding constraints, including constraints as much as possible, and rejecting constraints as much as possible.
  • the removing unit is configured to remove the must-avoid node and the avoidable link in the forbidden constraint from the acquired network topology, and remove the The link that the avoidance node is connected to; the link cost unit is reduced, and the necessary avoidance section is removed In the network topology of the point and the avoidance link, the link cost of the link as far as possible to include the link in the constraint as much as possible is reduced, and the link cost of the link connecting the node as much as possible to be included in the constraint as much as possible Decreasing; increasing the link cost unit for increasing the link cost of the link as much as possible to exclude the link in the network topology in which the necessary node and the avoidable link are removed, The link cost of the link that links the link as much as possible is excluded as much as possible.
  • the route determining module is configured to select, in the route virtual topology, a route with the lowest link cost.
  • a wavelength assignment virtual topology generation module is configured to generate a virtual topology of wavelength assignments of selected routes according to wavelength constraints.
  • the wavelength constraints include multiplexing wavelength constraints, certain wavelength constraints, wavelength constraints, wavelength constraints, and wavelength constraints as much as possible.
  • the state setting unit is configured to set a state of the multiplexed wavelength in the multiplexed wavelength constraint to be available in a route with a minimum cost of the selected link, and use a certain wavelength other than the certain wavelength constraint
  • the remaining wavelength states are set to be unavailable, and the state of the certain unused wavelengths in the wavelength constraint is not made available;
  • the wavelength cost reduction unit is used to be used in the route with the least cost of the selected link Try to use the wavelength-dependent wavelength connection cost reduction in the wavelength constraint as much as possible; increase the wavelength cost unit, which is used in the route with the least cost of the selected link to be as far as possible without wavelength limitation in the wavelength-free constraint.
  • the wavelength connection cost increases. The smallest wavelength sequence.
  • the embodiment of the present invention determines a minimum cost path with the lowest link cost by generating a route virtual topology, so that in the path calculation, the routing result that satisfies the predetermined constraint condition can be quickly and efficiently calculated instead of calculating. After the result, the judgment and selection of the constraint are satisfied, which solves the problem that the route calculation result is less effective and the wavelength allocation process is not efficient, and improves the hit rate and the efficiency of the wavelength assignment of the route calculation, and ensures the path calculation. The speed.

Abstract

本发明公开了一种利用虚拟拓扑提高约束条件下路径计算效率的方法及装置，所述方法包括：根据路由约束条件生成适合所述路由约束条件的路由虚拟拓扑；在所述路由虚拟拓扑中选出链路代价最小的路由；根据波长约束条件生成所选路由的波长分配虚拟拓扑；从所述波长分配虚拟拓扑中选出波长连通代价最小的波长序列。本发明通过生成路由虚拟拓扑和波长分配虚拟拓扑，解决了路由计算结果有效性较低和波长分配过程效率不高的问题，提高了路由计算的命中率和波长指配的效率，确保了路径计算的快捷性。

Description

利用虚拟拓朴提高约束条件下路径计算效率的方法及装置 技术领域
本发明涉及光通信领域， 特别涉及一种利用虚拟拓朴提高约束条件下 路径计算效率的方法及装置。 背景技术
目前， 在 ASON ( Automatically Switched Optical Network, 自动交换光 网络 ) 系统中对路径计算的普遍做法是将整个路径计算分为： R ( Routing, 路由计算）、 WA ( Wavelength Assignment, 波长分配）。 其中， 路由计算是 选择合适路由， 波长分配则是为该路由分配可用波长。
路径计算时往往需要满足各种约束条件。 现有技术中路由计算的约束 条件主要有： 经过某节点或链路； 避开某节点或链路； 共享风险链路组分 离； 与指定节点或链路分离 （以上约束条件支持必须约束和尽量约束， 其 中必须约束指不满足即失败， 尽量约束指不满足时可放弃约束保证计算成 功）； 链路跳数优先、 代价优先等。 波长分配的约束主要有： 一定用或不用 某一波长， 尽量用或不用某一波长， 复用某一波长， 使用指定中继等。
现有技术中， 计算路由通常是计算出路径结果后再进行是否满足约束 的判断和选择。 传统的尽量型约束使用逐渐放开约束方式处理， 比如对于 尽量经过指定节点或链路的约束条件， 首先按照必须约束计算路由， 如果 计算失败再舍弃约束进行计算得到最终结果。 这种方式使得路由计算过程 有很大的盲目性， 而且对于多个尽量约束的情况， 多次进行约束的放开尝 试会导致路由计算过程的速度变得很慢。
在波长分配中， 现有的处理往往是在计算出全部的可用波长后， 根据 具体的约束进行波长选择。 这种波长计算和选择过程的分开处理在艮大程 度上影响了波长分配过程的效率。 发明内容
本发明的目的在于提供一种利用虚拟拓朴提高约束条件下路径计算效 率的方法及装置， 能更好地解决路由计算结果有效性较低和波长分配过程 效率不高的问题。
根据本发明的一个方面， 提供了一种利用虚拟拓朴提高约束条件下路 径计算效率的方法， 所述方法包括：
根据路由约束条件生成适合所述路由约束条件的路由虚拟拓朴； 在所述路由虚拟拓朴中选出链路代价最小的路由；
根据波长约束条件生成所选路由的波长分配虚拟拓朴；
从所述波长分配虚拟拓朴中选出波长连通代价最小的波长序列。
其中，
所述路由约束条件包括必避约束、 尽量包含约束、 尽量排斥约束； 所述波长约束条件包括复用波长约束、 一定用波长约束、 一定不用波 长约束、 尽量用波长约束、 尽量不用波长约束。
其中， 生成路由虚拟拓朴的步驟包括：
将所述必避约束条件中的必避节点和必避链路从所获取的网络拓朴中 移除， 其中， 在移除所述必避节点时， 同时移除与所述必避节点相连的链 路。
其中， 生成路由虚拟拓朴的步驟还包括：
在移除了必避节点和必避链路的网络拓朴中， 将所述尽量包含约束中 的尽量包含链路的链路代价减小， 将与所述尽量包含约束条件中的尽量包 含节点相连链路的链路代价减小；
在移除了必避节点和必避链路的网络拓朴中 , 将所述尽量排斥约束中 的尽量排斥链路的链路代价增大， 将与所述尽量排斥约束中的尽量排斥节 点相连链路的链路代价增大。
其中， 生成波长分配虚拟拓朴的步驟包括：
在所选链路代价最小的路由中， 将所述复用波长约束中的复用波长的 状态置为可用；
在所选链路代价最小的路由中， 将所述一定用波长约束中的一定用波 长以外的其余波长状态置为不可用；
在所选链路代价最小的路由中， 将所述一定不用波长约束中的一定不 用波长的状态置为不可用。
其中， 生成波长分配虚拟拓朴的步驟还包括：
在所选链路代价最小的路由中， 将与所述尽量用波长约束中的尽量用 波长相关的波长连通代价减 d、；
在所选链路代价最小的路由中， 将与所述尽量不用波长约束中的尽量 不用波长相关的波长连通代价增大。
其中， 选出波长序列的步驟包括：
在所述波长分配虚拟拓朴中， 选择所述波长分配虚拟拓朴中各节点内 的波长连通代价之和最小的各波长作为波长序列。
根据本发明的另一方面， 提供了一种利用虚拟拓朴提高约束条件下路 径计算效率的装置， 所述装置包括：
路由虚拟拓朴生成模块， 用于根据路由约束条件生成适合所述路由约 束条件的路由虚拟拓朴；
路由确定模块， 用于在所述路由虚拟拓朴中选出链路代价最小的路由； 波长分配虚拟拓朴生成模块， 用于根据波长约束条件生成所选路由的 波长分配虚拟拓朴； 价最小的波长序列。 其中， 所述路由约束条件包括必避约束、 尽量包含约束、 尽量排斥 约束；
所述波长约束条件包括复用波长约束、 一定用波长约束、 一定不用波 长约束、 尽量用波长约束、 尽量不用波长约束。
其中， 所述路由虚拟拓朴生成模块包括，
移除单元， 用于将所述必避约束条件中的必避节点和必避链路从所获 取的网络拓朴中移除， 其中， 在移除所述必避节点时， 同时移除与所述必 避节点相连的链路；
减小链路代价单元， 用于在移除了必避节点和必避链路的网络拓朴中 将所述尽量包含约束中的尽量包含链路的链路代价减小， 将与所述尽量包 含约束条件中的尽量包含节点相连链路的链路代价减小；
增大链路代价单元， 用于在移除了必避节点和必避链路的网络拓朴中 将所述尽量排斥约束中的尽量排斥链路的链路代价增大， 将与所述尽量排 斥约束中的尽量排斥节点相连链路的链路代价增大。
其中， 所述波长分配虚拟拓朴生成模块包括：
状态设置单元， 用于在所选链路代价最小的路由中， 将所述复用波长 约束中的复用波长的状态置为可用， 将所述一定用波长约束中的一定用波 长以外的其余波长状态置为不可用， 将所述一定不用波长约束中的一定不 用波长的状态置为不可用；
减小波长代价单元， 用于在所选链路代价最小的路由中将与所述尽量 用波长约束中的尽量用波长相关的波长连通代价减小；
增大波长代价单元， 用于在所选链路代价最小的路由中将与所述尽量 不用波长约束中的尽量不用波长相关的波长连通代价增大。
与现有技术相比较， 本发明的有益效果在于： 在路径计算中， 可以快 速有效地计算出满足预定约束条件的路由结果， 提高了路由计算的命中率 和波长指配的效率， 确保了路径计算的快捷性。 附图说明
图 1是本发明实施例提供的一种利用虚拟拓朴提高约束条件下路径计 算效率的方法的流程图；
图 2是本发明实施例提供的路由虚拟拓朴生成过程的流程图； 图 2a是本发明实施例提供的原始的节点间链路拓朴示意图； 图 2b是本发明实施例提供的路由虚拟拓朴示意图；
图 3是本发明实施例提供的波长分配虚拟拓朴生成过程的流程图； 图 3a是本发明实施例提供的原始的节点内波长连通性拓朴示意图； 图 3b是本发明实施例提供的波长分配虚拟拓朴示意图；
图 4是本发明实施例提供的一种利用虚拟拓朴提高约束条件下路径计 算效率的装置的结构示意图。 具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明， 应当理解， 以下 所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明， 并不用于限定本发明。
图 1是本发明实施例提供的一种利用虚拟拓朴提高约束条件下路径计 算效率的方法的流程图， 如图 1所示， 所述方法包括以下步驟：
步驟 S101 , 根据路由约束条件生成适合所述路由约束条件的路由虚拟 拓朴；
获取网络拓 4卜， 利用给出的路由约束条件对整个网络拓 4卜进行裁剪和 代价改造， 在改造后的拓朴上完成路由计算过程。
步驟 S102, 在所述路由虚拟拓朴中选出链路代价最小的路由； 步驟 S103 , 根据波长约束条件生成所选路由的波长分配虚拟拓朴； 根据路由结果和波长约束生成针对本次波长分配过程的拓朴， 从而仅 通过波长计算过程就能得到满足约束条件的结果。
步驟 S104, 从所述波长分配虚拟拓朴中选出波长连通代价最小的波长 序列。
波长分配原则为最小代价原则， 其中最小代价是指所选路由节点内的 波长连通代价之和最小。 其中波长分配虚拟拓朴仅包含路由虚拟拓朴中确 定的链路代价最小的路由中节点的资源信息， 通过改变拓朴中的波长状态 和连通代价完成约束的应用。
图 2是本发明实施例提供的路由虚拟拓朴生成过程的流程图， 如图 2 所示， 路由虚拟拓朴的生成流程如下：
步驟 S201 , 检查约束条件中是否有沖突的约束；
路由计算的约束条件主要有经过某节点或链路、 避开某节点或链路即 必避约束、 共享风险链路组分离、 与指定节点或链路分离、 链路跳数优先、 代价优先、 尽量包含约束、 尽量排斥约束等。
路由虚拟拓朴中的约束条件中可能存在沖突。 比如某个节点或链路同 时设置为必须经过约束和必须避开约束。 如果检查到约束条件中有沖突， 则结束流程， 否则执行步驟 S202。
比如， 获取的网络拓朴如图 2a所示， 假设以节点 A为源节点， 以节点 C为目的节点。假设预先设置的链路代价如下： A-B链路的代价是 25、 A-D 链路的代价是 15, B-C链路的代价是 10, D-C链路的代价是 30, A-E链路 的代价是 10, B-E链路的代价是 5, C-E链路的代价是 10, D-E链路的代价 是 9。 假设设置的约束条件是： 必须避开链路 A-D、 尽量排斥节点 E。 检查 上述约束条件并不存在沖突， 执行步驟 S202。
步驟 S202, 将必避约束中的节点和链路从拓朴中过滤掉；
将必避约束中的节点和链路从路由虚拟拓朴中移除， 其中节点的移除 包含与节点相连链路的移除。 比如， 在图 2a中， 设置的约束条件中必须避 开的链路是 A-D, 因此将 A-D链路从图 2a中移除， 移除后的路由虚拟拓朴 如图 2b所示。
步驟 S203 , 减少尽量包含约束中相关链路的链路代价；
在移除了必避节点和必避链路的网络拓朴中， 将尽量包含链路的代价 减小，将与尽量包含节点相连链路的代价减小。依据公式 w = UN调整 链路代价， 其中， 为减小后的链路代价， n为当前拓朴中的最小链路 代价， N为拓朴中的节点数。 这样既保证了尽量包含的节点或者链路能够 被优先选到， 又能同时满足多个尽量包含约束。
在图 2b中， 预设的约束条件中没有尽量包含约束， 此处不做处理。 步驟 S204, 增大尽量排斥约束中相关链路的链路代价。
在移除了必避节点和必避链路的网络拓朴中， 将尽量排斥链路的代价 增大， 将与尽量排斥节点相连链路的代价增大。 依据公式 w = Μ + ^ * Ν进行代价调整， 其中， Ο增大后的链路代价， d。u为 链路的初始代价， 为当前拓朴中的最大链路代价， N为拓朴中的节点 数。 这样可以保证尽量排斥的节点或者链路总是最后被选到。
比如在图 2b中， 约束条件中尽量排斥的节点是 E, 因此将与节点 E相 连的链路 A-E、 B-E、 C-E、 D-E的代价按照公式 = dold + _ * Ν进行增 大， 其中 N为 5 , 为 30, ω分别为 10、 5、 10、 9, 计算出的 分别 为 160、 155、 160、 159。
此时， 路由虚拟拓朴已经生成， 如图 2b所示。 下一步是在生成的路由 虚拟拓朴上进行路径计算确定合适的路由， 链路代价最小的就是满足约束 的路由结果。 在图 2b中， 各个链路的代价如表 1所示， 链路代价最小的路 由是 A-B-C。
序号 可用路由 链路代价
1 A-B-C 35 2 A-E-C 320
3 A-E-B-C 325
4 A-B-E-C 340
5 A-E-D-C 349
6 A-B-E-D-C 369
表 1
图 3是本发明实施例提供的波长分配虚拟拓朴生成过程的流程图， 如 图 3所示， 所述流程包括以下步驟：
步驟 S301 , 检查约束条件中是否有沖突的约束。
波长分配的约束条件主要有： 复用波长约束、 一定用波长约束、 一定 不用波长约束、 尽量用波长约束、 尽量不用波长约束。 波长约束条件有沖 突时， 直接结束流程， 否则执行步驟 S302。
比如， 在图 3a中， 获取节点 A、 B、 C的波长资源信息以及波长的约 束条件。 假设获取的波长资源信息包括 A节点入方向的 、 λ2、 λ3、 λ4, A 节点出方向的 、 λ2、 λ3, Β节点入方向的 、 λ3、 λ4, Β节点出方向的 、 λ2、 λ3、 λ4, C节点入方向的 、 λ4, C节点出方向的 、 λ2、 λ4。 假设约束 条件如下： 源节点 Α入方向尽量使用波长 λ3、 源节点 Α出方向一定不用波 长 λ4、 目的节点 C入方向一定不用波长 λ2、 目的节点 C出方向尽量使用波 长 。 检查波长约束条件没有发现沖突， 执行步驟 S302。
步驟 S302, 将复用波长约束的状态置为可用。
复用是指将本来处于不可用状态的波长改为可用。 会出现这种情况的 具体场景为： 当一条连接出现故障的时候会对其进行恢复， 在恢复成功前， 连接所占用的波长资源不会释放， 也就是不可用， 所以在进行恢复连接的 路径计算时， 为了避免由于没有可用波长而导致路径计算失败， 需要将这 些波长资源的状态置为可用状态。
图 3a中没有复用波长， 此处不用设置。 步驟 S303 , 将一定用波长约束以外的其余波长置为不可用。
将一定用波长约束以外的其他所有波长的约束状态设置为不可用。 图 3a中没有一定用波长， 此处不用设置。
步驟 S304, 将一定不用波长的状态置为不可用。
比如， 在图 3a中， 约束条件是源节点 A出方向一定不用波长 λ4 、 目 的节点 C入方向一定不用波长 λ2, 因此将源节点 Α出方向的波长 λ4置为不 可用， 目的节点 C入方向的波长 λ2置为不可用。 根据当前资源状态构造节点内的波长分配虚拟拓朴， 并初始化波长分 配虚拟拓朴中的波长连通代价。 其中， 波长变换的连通代价大于波长直通 的代价。
比如， 在图 3a中， 根据当前资源状态构造节点 A B C内部的波长 分配虚拟拓朴， 并初始化波长直通的连通代价为 3 , 波长变换的连通代价为 4。 其中， 资源状态即波长的状态， 比如波长可用或不可用等。
步驟 S306, 将节点内尽量用波长的连通代价减小。
将与尽量用波长相关的连通代价减小。依据公式^^ = 来进行波 长连通代价调整， 其中^ _为减小后的波长连通代价， ^ 为拓朴中最小的 波长连通性代价， N为波长分配虚拟拓朴中的路由节点数。
比如， 在图 3a中， 约束条件是源节点 A入方向尽量使用波长 λ3、 目的 节点 C出方向尽量使用波长 。将与源节点 Α入方向波长 λ3相关连通代价 和与目的节点 C出方向 相关连通代价按照公式 = UN进行减小。 其中， 源节点 A入方向波长 λ3的相关连通代价是 Α入方向波长 λ3至 A出 方向波长 λ3, 目的节点 C出方向波长 的相关连通代价是 C入方向波长 至 C出方向波长 。 根据公式计算出的减小后的波长连通代价分别是 1 , 其中， η为 3 , N为 3 步驟 S307 , 将节点内尽量不用波长的连通代价增大。
将与尽量不用波长相关的连通代价增大。 依据公式 = dold + _ * Ν 进行调整波长连通代价， 其中^ 为增大后的波长连通代价， ω为波长的 初始连通性代价， 为波长分配虚拟拓朴中最大的波长连通性代价， N为 波长分配虚拟拓朴中的路由节点数。
在图 3b中， 没有尽量不用波长， 则不必增大其连通代价。
至此， 波长分配虚拟拓朴已经生成， 如图 3b所示。 在图 3b拓朴上计 算可用波长序列， 结果如表 2所示。 其中连通代价最小的就是满足约束条 件的波长分配结果， 即 λ3— λ3— 一 。
Figure imgf000012_0001
表 2
图 4是本发明实施例提供的一种利用虚拟拓朴提高约束条件下路径计 算效率的装置， 所述装置包括： 路由虚拟拓朴生成模块、 路由确定模块、 波长分配虚拟拓朴生成模块、 波长序列确定模块。 其中， 路由虚拟拓朴生 成模块包括移除单元、 减小链路代价单元、 增大链路代价单元； 所述波长 分配虚拟拓朴生成模块包括： 状态设置单元、 减小波长代价单元、 增大波 长代价单元。
路由虚拟拓朴生成模块用于根据路由约束条件生成适合所述路由约束 条件的路由虚拟拓朴。 所述路由约束条件包括必避约束、 尽量包含约束、 尽量排斥约束。 其中， 移除单元， 用于将所述必避约束条件中的必避节点 和必避链路从所获取的网络拓朴中移除， 在移除所述必避节点时， 同时移 除与所述必避节点相连的链路； 减小链路代价单元， 用于在移除了必避节 点和必避链路的网络拓朴中将所述尽量包含约束中的尽量包含链路的链路 代价减小， 将与所述尽量包含约束条件中的尽量包含节点相连链路的链路 代价减小； 增大链路代价单元， 用于在移除了必避节点和必避链路的网络 拓朴中将所述尽量排斥约束中的尽量排斥链路的链路代价增大， 将与所述 尽量排斥约束中的尽量排斥节点相连链路的链路代价增大。
路由确定模块， 用于在所述路由虚拟拓朴中选出链路代价最小的路由。 波长分配虚拟拓朴生成模块， 用于根据波长约束条件生成所选路由的 波长分配虚拟拓朴。 所述波长约束条件包括复用波长约束、 一定用波长约 束、 一定不用波长约束、 尽量用波长约束、 尽量不用波长约束。 其中， 状 态设置单元， 用于在所选链路代价最小的路由中， 将所述复用波长约束中 的复用波长的状态置为可用， 将所述一定用波长约束中的一定用波长以外 的其余波长状态置为不可用， 将所述一定不用波长约束中的一定不用波长 的状态置为不可用； 减小波长代价单元， 用于在所选链路代价最小的路由 中将与所述尽量用波长约束中的尽量用波长相关的波长连通代价减小； 增 大波长代价单元， 用于在所选链路代价最小的路由中将与所述尽量不用波 长约束中的尽量不用波长相关的波长连通代价增大。 价最小的波长序列。
综上所述， 本发明实施例通过生成路由虚拟拓朴确定链路代价最小的 价最小的波长路径， 使得在路径计算中， 可以快速有效地计算出满足预定 约束条件的路由结果， 而不是计算出结果后再进行是否满足约束的判断和 选择， 解决了路由计算结果有效性较低和波长分配过程效率不高的问题， 提高了路由计算的命中率和波长指配的效率， 确保了路径计算的快捷性。
尽管上文对本发明进行了详细说明， 但是本发明不限于此， 本技术领 域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。 因此， 凡按照本发明原 理所作的修改， 都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims

权利要求书
1、 一种利用虚拟拓朴提高约束条件下路径计算效率的方法， 其特征 在于， 所述方法包括：
根据路由约束条件生成适合所述路由约束条件的路由虚拟拓朴； 在所述路由虚拟拓朴中选出链路代价最小的路由；
根据波长约束条件生成所选路由的波长分配虚拟拓朴；
从所述波长分配虚拟拓朴中选出波长连通代价最小的波长序列。
2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于，
所述路由约束条件包括必避约束、 尽量包含约束、 尽量排斥约束； 所述波长约束条件包括复用波长约束、 一定用波长约束、 一定不用 波长约束、 尽量用波长约束、 尽量不用波长约束。
3、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 生成路由虚拟拓朴的 步驟包括：
将所述必避约束条件中的必避节点和必避链路从所获取的网络拓朴 中移除， 其中， 在移除所述必避节点时， 同时移除与所述必避节点相连 的链路。
4、 根据权利要求 3所述的方法， 其特征在于， 生成路由虚拟拓朴的 步驟还包括：
在移除了必避节点和必避链路的网络拓朴中， 将所述尽量包含约束 中的尽量包含链路的链路代价减小， 将与所述尽量包含约束条件中的尽 量包含节点相连链路的链路代价减小；
在移除了必避节点和必避链路的网络拓朴中， 将所述尽量排斥约束 中的尽量排斥链路的链路代价增大， 将与所述尽量排斥约束中的尽量排 斥节点相连链路的链路代价增大。
5、 根据权利要求 2-4任一项所述的方法， 其特征在于， 生成波长分 配虚拟拓朴的步驟包括：
在所选链路代价最小的路由中， 将所述复用波长约束中的复用波长 的状态置为可用；
在所选链路代价最小的路由中， 将所述一定用波长约束中的一定用 波长以外的其余波长状态置为不可用；
在所选链路代价最小的路由中， 将所述一定不用波长约束中的一定 不用波长的状态置为不可用。
6、 根据权利要求 5所述的方法， 其特征在于， 生成波长分配虚拟拓 朴的步驟还包括：
在所选链路代价最小的路由中， 将与所述尽量用波长约束中的尽量 用波长相关的波长连通代价减 d、；
在所选链路代价最小的路由中， 将与所述尽量不用波长约束中的尽 量不用波长相关的波长连通代价增大。
7、 根据权利要求 6所述的方法， 其特征在于， 选出波长序列的步驟 包括：
在所述波长分配虚拟拓朴中， 选择所述波长分配虚拟拓朴中各节点 内的波长连通代价之和最小的各波长作为波长序列。
8、 一种利用虚拟拓朴提高约束条件下路径计算效率的装置， 其特征 在于， 所述装置包括：
路由虚拟拓朴生成模块， 用于根据路由约束条件生成适合所述路由 约束条件的路由虚拟拓朴；
路由确定模块， 用于在所述路由虚拟拓朴中选出链路代价最小的路 由；
波长分配虚拟拓朴生成模块， 用于根据波长约束条件生成所选路由 的波长分配虚拟拓朴； 波长序列确定模块， 用于从所述波长分配虚拟拓朴中选出波长连通 代价最小的波长序列。
9、 根据权利要求 8所述的装置， 其特征在于，
所述路由约束条件包括必避约束、 尽量包含约束、 尽量排斥约束； 所述波长约束条件包括复用波长约束、 一定用波长约束、 一定不用 波长约束、 尽量用波长约束、 尽量不用波长约束。
10、 根据权利要求 9所述的装置， 其特征在于， 所述路由虚拟拓朴 生成模块包括，
移除单元， 用于将所述必避约束条件中的必避节点和必避链路从所 获取的网络拓朴中移除， 其中， 在移除所述必避节点时， 同时移除与所 述必避节点相连的链路；
减小链路代价单元， 用于在移除了必避节点和必避链路的网络拓朴 中将所述尽量包含约束中的尽量包含链路的链路代价减小， 将与所述尽 量包含约束条件中的尽量包含节点相连链路的链路代价减 d、；
增大链路代价单元， 用于在移除了必避节点和必避链路的网络拓朴 中将所述尽量排斥约束中的尽量排斥链路的链路代价增大， 将与所述尽 量排斥约束中的尽量排斥节点相连链路的链路代价增大。
11、 根据权利要求 10所述的装置， 其特征在于， 所述波长分配虚拟 拓朴生成模块包括：
状态设置单元， 用于在所选链路代价最小的路由中， 将所述复用波 长约束中的复用波长的状态置为可用， 将所述一定用波长约束中的一定 用波长以外的其余波长状态置为不可用， 将所述一定不用波长约束中的 一定不用波长的状态置为不可用；
减小波长代价单元， 用于在所选链路代价最小的路由中将与所述尽 量用波长约束中的尽量用波长相关的波长连通代价减小； 增大波长代价单元， 用于在所选链路代价最小的路由中将与所述尽 量不用波长约束中的尽量不用波长相关的波长连通代价增大。
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