專利名稱：路由選路和資源分配方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及網絡技術，尤其涉及一種路由選路和資源分配方法及裝置。
背景技術：
全業務運營時代，電信運營商都將轉型成為信息、通信和技術anformation Communication Technology，簡稱ICT)綜合服務提供商。業務的豐富性帶來對帶寬的更高需求，直接反映為對傳送網能力和性能的要求。光傳送網(Optical Transport Network，以下簡稱0ΤΝ)技術因其能夠滿足各種新型業務需求，漸漸從幕后走到臺前，成為傳送網發展的主要方向。在OTN網絡中，保護模式是網絡發生故障時常用的一種模式。保護模式是指在網絡規劃期間就為OTN網絡所承載的業務預先進行保護路由和保護資源的規劃，一旦網絡中某一臺OTN設備，或者某一條鏈路發生故障，受到該故障影響的業務將會在一定時間內倒換到保護路由上，而從用戶角度，絲毫不會感知到這次故障的發生。現有技術中對保護路由的選路和資源分配，通常是先通過調用如迪杰斯特拉 (Dijkstra)算法等最短路算法，獲取網絡中源節點到目的節點的最短路由作為保護路由， 再為該保護路由分配保護波長資源，所獲得的保護路由并不一定是最優的路由。
發明內容
本發明提供一種路由選路和資源分配方法及裝置，以提高保護路由選路和資源分配的效果。本發明提供一種路由選路和資源分配方法，包括根據獲取到的網絡信息，獲取預選波長對應的鏈路，其中，所述網絡信息包括網絡中的節點信息、鏈路信息和網絡拓撲信息；若所述鏈路中的預選波長為已占用狀態或所述鏈路已被工作路由占用，則將所述鏈路的權重設置為無窮大；根據所述網絡信息和所述鏈路的權重，計算源節點到目的節點的最短路由，若所述最短路由不為空，則將所述最短路由作為保護路由，并將所述預選波長作為保護波長。本發明提供一種路由選路和資源分配裝置，包括鏈路獲取模塊，用于根據獲取到的網絡信息，獲取預選波長對應的鏈路，其中，所述網絡信息包括網絡中的節點信息、鏈路信息和網絡拓撲信息；鏈路權重設置模塊，用于若所述鏈路中的預選波長為已占用狀態或所述鏈路已被工作路由占用，則將所述鏈路的權重設置為無窮大；保護路由分配模塊，用于根據所述網絡信息和所述鏈路的權重，計算源節點到目的節點的最短路由，若所述最短路由不為空，則將所述最短路由作為保護路由，并將所述預選波長作為保護波長。由上述技術方案可知，本發明提供的路由選路和資源分配方法及裝置，根據獲取到的網絡信息，獲取預選波長對應的鏈路，若判斷獲知預選波長對應的鏈路中的預選波長為已占用狀態或預選波長對應的鏈路已被工作路由占用，則將預選波長對應的鏈路的權重設置為無窮大，以重新調整鏈路的權重，根據網絡信息和預選波長對應的鏈路的權重，計算源節點到目的節點的最短路由，若最短路由不為空，則將最短路由作為保護路由，并將預選波長作為保護波長。引入波長平面概念，動態調整網絡中每條鏈路的權重，以便在進行路由計算時得到最優化的路由結果，從而最大限度地挖掘網絡中的剩余資源。而且打破了傳統路由計算和波長分配方法中，必須先進行路由計算，再進行波長分配的順序，充分利用網絡的節點、鏈路和波長資源以獲得最優化的路由結果，提高了保護路由選路和資源分配的效果。
圖1為本發明實施例提供的路由選路和資源分配方法流程圖；圖2為本發明實施例提供的一種路由選路和資源分配裝置結構示意圖；圖3為本發明實施例提供的另一種路由選路和資源分配裝置結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例， 對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。需要說明的是，在附圖或說明書中， 相似或相同的元件皆使用相同的附圖標記。圖1為本發明實施例提供的路由選路和資源分配方法流程圖。如圖1所示，本實施例提供的路由選路和資源分配方法具體可以應用于OTN網絡、同步數字體系(Synchronous Digital Hierarchy，簡稱 SDH)網絡或波分復用(Wavelength Division Multiplexing，簡稱WDM)網絡等網絡中的業務的保護路由的選路和資源分配，通過路由選路和資源分配裝置來執行。下面以OTN網絡為例，對本實施例提供的路由選路和資源分配方法進行詳細地說明。在為某一新到業務建立工作路由和保護路由，并為其分配工作波長資源和保護波長資源之前，通常需要預先根據OTN網絡的輸入情況，收集網絡中OTN節點信息、OTN鏈路信息和OTN網絡拓撲信息，其中OTN節點信息主要是指OTN設備信息，OTN鏈路信息主要是指光纖鏈路中所包含的波長數目和可用波長數目。信息收集完畢之后，根據這些信息生成網絡信息，在接下來的路由選路和資源分配過程中，當涉及到網絡相關信息時，可以隨時調用該網絡信息。當有新業務到達時，記錄該業務的源節點信息和目的節點信息，節點信息可以是物理信息，也可以是節點的邏輯信息等，并將該業務的所有狀態進行初始化，例如將工作路由表和保護路由表設置為空，將業務狀態設置為未分配資源等。為該業務建立工作路由，并分配工作波長資源，再為該業務進行保護路由的選路和資源分配。本實施例提供的路由選路和資源分配方法具體包括如下步驟步驟10、根據獲取到的網絡信息，獲取預選波長對應的鏈路，其中，網絡信息包括網絡中的節點信息、鏈路信息和網絡拓撲信息；預選波長具體為預先選擇的特定波長，具體的，可以對網絡中的波長由小到大進行編號，如λ^λ^λ^.. λη，可以從編號最小的波長開始選擇。每一個波長編號對應于一個波長平面，例如，λ ^對應于波長平面0，λ工對應于波長平面1，以此類推。根據獲取到的網絡信息，獲取預選波長對應的鏈路，波長平面中包括該波長編號對應的全部鏈路。步驟20、若鏈路中的預選波長為已占用狀態或鏈路已被工作路由占用，則將鏈路的權重設置為無窮大；動態調整鏈路的權重，若預選波長對應的某條鏈路中該預選波長為已占用狀態， 則將該條鏈路的權重設置為無窮大，或者若該條鏈路已被該業務對應的工作路由占用，也將該條鏈路的權重設置為無窮大。除此之外，可以將鏈路的權重設置為1，或保留該鏈路的原有預設權重。步驟30、根據網絡信息和鏈路的權重，計算源節點到目的節點的最短路由，若最短路由不為空，則將最短路由作為保護路由，并將預選波長作為保護波長。具體的可以通過調用最短路算法計算源節點到目的節點的最短路由，最短路算法可以為迪杰斯特拉Dijkstra算法、弗洛伊德算法或最短路快速(Shortest Path Faster Algorithm，簡稱SPFA)算法。若最短路由不為空，則將最短路由作為保護路由，并將預選波長作為保護波長。若最短路由為空，說明在該波長平面和已建立的工作路由的條件下，無法計算獲得保護路由。則重新選擇波長，重復執行步驟10-步驟30，直到步驟30中計算獲得最短路由不為空為止。若所有的波長都遍歷后，仍未獲得保護路由，則保護路由選路失敗。當成功為業務建立工作路由和保護路由，并分配工作波長資源和保護波長資源后，更新業務狀態，將業務狀態設置為已成功分配資源，并刷新全網鏈路狀態。本實施例提供的路由選路和資源分配方法，根據獲取到的網絡信息，獲取預選波長對應的鏈路，若判斷獲知預選波長對應的鏈路中的預選波長為已占用狀態或預選波長對應的鏈路已被工作路由占用，則將預選波長對應的鏈路的權重設置為無窮大，以重新調整鏈路的權重，根據網絡信息和預選波長對應的鏈路的權重，計算源節點到目的節點的最短路由，若最短路由不為空，則將最短路由作為保護路由，并將預選波長作為保護波長。引入波長平面概念，動態調整網絡中每條鏈路的權重，以便在進行路由計算時得到最優化的路由結果，從而最大限度地挖掘網絡中的剩余資源。而且打破了傳統路由計算和波長分配方法中，必須先進行路由計算，再進行波長分配的順序，充分利用網絡的節點、鏈路和波長資源以獲得最優化的路由結果，提高了保護路由選路和資源分配的效果。在本實施例中，還可以包括工作路由選路和資源分配的方法，則步驟10，根據獲取到的網絡信息，獲取預選波長對應的鏈路之前，還可以包括如下步驟步驟40、根據網絡信息獲取源節點到目的節點的工作路由；步驟50、根據網絡信息為工作路由分配工作波長。在本實施例中，步驟40，根據網絡信息獲取源節點到目的節點的工作路由，具體可以包括如下步驟步驟401、根據網絡信息，通過迪杰斯特拉Dijkstra算法和K條最短路算法獲取源節點到目的節點的K條路由，其中K為自然數，且κ> 1 ；具體的，可以根據網絡信息中的節點信息、鏈路信息，反復調用Dijkstra算法，為該業務計算出K條路由，并將這K條路由組成一個備選路由集合，需要指出的是，K條路由之間可以是基于節點無關，也可以是基于鏈路無關，也可以是相關的。
步驟402、獲取K條路由中各路由的權重；步驟403、將K條路由中權重最小的路由作為工作路由。具體可以對K條路由按照權重由小到大進行排序，以獲取權重最小的路由作為工作路由。在本實施例中，若在對業務進行保護路由選路過程中，對于所有波長平面所計算的保護路由均為空，則可以在備選路由集合中重新選擇工作路由，再基于該新選擇的工作路由為業務進行保護路由的選路和保護波長資源分配。在本實施例中，步驟50，根據網絡信息為工作路由分配工作波長，具體可以包括如下步驟根據網絡信息獲取可用波長，將可用波長中最小的波長作為工作波長分配給工作路由。可用波長具體為在這條工作路由上的所有鏈路上，該波長狀態均為空閑的。可以從最小波長編號開始，查找可用波長，并將可用波長中最小的波長最為工作波長。在本實施例中，步驟402、獲取K條路由中各路由的權重，具體可以包括如下步驟對于K條路由中的每條路由，獲取路由中包含的鏈路的權重，對路由中包含的鏈路的權重求和，以獲取路由的權重。具體的，可以將路由中權重均設置為相同的值，如1，此時，備選路由集中的K條路由的排序原則就可以根據路由即跳數少的，排名靠前。路由中鏈路的權重也可以根據鏈路的重要程度人工設置，鏈路權重的設置方式不以本實施例為限。對每條路由途經所有鏈路的權重求和，得到路由的權重。本實施例提供的工作路由的選路方法同時調用迪杰斯特拉Dijkstra算法和K條最短路算法，計算出K條源節點到目的節點的路由作為備選路由，再根據各路由的權重選擇工作路由，在路由選擇的過程中由于考慮到路由的資源占用情況，可以將備選路由中權重最小的路由作為工作路由，以獲得最優的工作路由，提高了工作路由的選路效果。通過本實施例提供的路由選路和資源分配方法為新業務進行工作路由和保護路由的選路及資源分配的具體過程可以為步驟Si、OTN網絡資源統計。根據OTN網絡的輸入情況，收集網絡中OTN節點信息、OTN鏈路信息和OTN網絡拓撲信息，以形成網絡信息；步驟S2、當有新業務到達時，記錄該業務的源節點信息和目的節點信息，并將該業務的所有狀態進行初始化；步驟S3、生成備選路由集。根據步驟Sl所得到的網絡信息中的節點信息和鏈路信息，反復調用Dijkstra算法，為新到業務計算出K條路由，并將這K條路由組成一個備選路
由集合；步驟S4、備選路由排序。在步驟S3所得到的備選路由集中，對K條路由的每條路由權重進行計算，并根據每條路由的權重進行重新排序；在步驟S4完成之后，可以得到已排好序的備選路由集合WP，例如為WP = IffP1i, J，WP2ij j, WP3ij j. · · WPliij j}；其中，i和j代表業務的源節點編號和目的節點編號。對于第η條路由，假設其權重可以表示為IWPni,」|，則對于備選路由集，可以得到如下公式IffP1ijj < IffP2ijj < IffP3ijj <... < IwpYjI ；步驟S5、為工作路由分配工作波長資源。從備選路由集合WP中，選擇第一條路由即權重最小的路由作為工作路由。使用首次命中(First-Fit，簡稱FF)方法為其分配一個可用的波長。其中首次命中方法具體為從最小波長編號開始，尋找空閑波長。步驟S6、從最小波長平面開始，調整OTN網絡所有鏈路的權重。對于某一個預選波長Xf來說，根據以下條件修改該預選波長對應的鏈路的權重如果該條鏈路中預選波長λ f狀態已經為占用，則該條鏈路的權重被設置為無窮大；如果該條鏈路是步驟S5所選中的工作路由WPni, j途徑的鏈路，則該條鏈路的權重被設置為無窮大；步驟S7、基于該波長平面和工作路由，計算保護路由。在步驟S6所得到的波長平面基礎上，基于更新后的鏈路權重，再次調用Dijkstra算法，計算最短路由；步驟S8、判斷是最短路由是否為空，如果步驟S7所得到的最短路由為空，則意味著在此波長平面和此工作路由條件下，無法計算保護路由，則跳轉到步驟S6，對下一個波長平面進行重復計算。如果對所有的波長平面進行計算均為獲得最短路由，則在備選路由集中重新選擇一條路由作為工作路由，并在此工作路由的基礎上重新計算，重復步驟S6-S8。 如果步驟S7所得到的最短路由不為空，則意味著計算成功，則執行步驟S9。步驟S9、更新業務狀態。當為業務成功計算工作路由和保護路由，并成功分配工作波長資源和保護波長資源后，更新業務狀態，將其設置為已成功分配，并刷新全網鏈路狀態，并跳轉到步驟S2，等待下一個新業務的到達。至此就完成了對業務的工作了路由和保護路由的選路和波長資源分配。圖2為本發明實施例提供的一種路由選路和資源分配裝置結構示意圖。如圖2所示，本實施例提供的路由選路和資源分配裝置具體可以實現本發明任意實施例提供的路由選路和資源分配方法的各個步驟，此不再贅述。本實施例提供的路由選路和資源分配裝置具體包括鏈路獲取模塊11、鏈路權重設置模塊12和保護路由分配模塊13。鏈路獲取模塊11用于根據獲取到的網絡信息，獲取預選波長對應的鏈路，其中，網絡信息包括網絡中的節點信息、鏈路信息和網絡拓撲信息。鏈路權重設置模塊12用于若鏈路中的預選波長為已占用狀態或鏈路已被工作路由占用，則將鏈路的權重設置為無窮大。保護路由分配模塊13用于根據網絡信息和鏈路的權重，計算源節點到目的節點的最短路由，若最短路由不為空，則將最短路由作為保護路由，并將預選波長作為保護波長。本實施例提供的路由選路和資源分配裝置，鏈路獲取模塊11根據獲取到的網絡信息，獲取預選波長對應的鏈路，鏈路權重設置模塊12若判斷獲知預選波長對應的鏈路中的預選波長為已占用狀態或預選波長對應的鏈路已被工作路由占用，則將預選波長對應的鏈路的權重設置為無窮大，以重新調整鏈路的權重，保護路由分配模塊13根據網絡信息和預選波長對應的鏈路的權重，計算源節點到目的節點的最短路由，若最短路由不為空，則將最短路由作為保護路由，并將預選波長作為保護波長。引入波長平面概念，動態調整網絡中每條鏈路的權重，以便在進行路由計算時得到最優化的路由結果，從而最大限度地挖掘網絡中的剩余資源。而且打破了傳統路由計算和波長分配方法中，必須先進行路由計算，再進行波長分配的順序，充分利用網絡的節點、鏈路和波長資源以獲得最優化的路由結果，提高了保護路由選路和資源分配的效果。圖3為本發明實施例提供的另一種路由選路和資源分配裝置結構示意圖。如圖3 所示，在本實施例中，該路由選路和資源分配裝置具體還可以包括工作路由選路模塊14和工作波長分配模塊15。工作路由選路模塊14用于根據網絡信息獲取源節點到目的節點的工作路由。工作波長分配模塊15用于根據網絡信息為工作路由分配工作波長。在本實施例中，工作路由選路模塊14具體可以包括備選路由單元141、路由權重獲取單元142和工作路由選路單元143。備選路由單元141用于根據網絡信息，通過迪杰斯特拉Dijkstra算法和K條最短路算法獲取源節點到目的節點的K條路由，其中K為自然數，且K>1。路由權重獲取單元142用于獲取K條路由中各路由的權重。工作路由選路單元143用于將K條路由中權重最小的路由作為工作路由。在本實施例中，工作波長分配模塊15還用于根據網絡信息獲取可用波長，將可用波長中最小的波長作為工作波長分配給工作路由。在實際的工作路由和保護路由的選路及資源分配過程中，工作路由和保護路由應為不相關的，即保護路由的選路及資源分配是以已選擇的工作路由和工作波長為前提進行的。具體的，鏈路權重設置模塊12分別與工作路由選路單元143和工作波長分配單元15 連接，以獲知預選波長的占用情況和鏈路的占用情況。在本實施例中，路由權重獲取單元還用于對于K條路由中的每條路由，獲取路由中包含的鏈路的權重，對路由中包含的鏈路的權重求和，以獲取路由的權重。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換； 而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
權利要求
1.一種路由選路和資源分配方法，其特征在于，包括根據獲取到的網絡信息，獲取預選波長對應的鏈路，其中，所述網絡信息包括網絡中的節點信息、鏈路信息和網絡拓撲信息；若所述鏈路中的預選波長為已占用狀態或所述鏈路已被工作路由占用，則將所述鏈路的權重設置為無窮大；根據所述網絡信息和所述鏈路的權重，計算源節點到目的節點的最短路由，若所述最短路由不為空，則將所述最短路由作為保護路由，并將所述預選波長作為保護波長。
2.根據權利要求1所述的路由選路和資源分配方法，其特征在于，所述根據獲取到的網絡信息，獲取預選波長對應的鏈路之前，還包括根據所述網絡信息獲取所述源節點到目的節點的所述工作路由； 根據所述網絡信息為所述工作路由分配工作波長。
3.根據權利要求2所述的路由選路和資源分配方法，其特征在于，所述根據所述網絡信息為所述工作路由分配工作波長，包括根據所述網絡信息獲取可用波長，將所述可用波長中最小的波長作為所述工作波長分配給所述工作路由。
4.根據權利要求2所述的路由選路和資源分配方法，其特征在于，所述根據所述網絡信息獲取所述源節點到目的節點的所述工作路由，包括根據所述網絡信息，通過迪杰斯特拉Dijkstra算法和K條最短路算法獲取所述源節點到目的節點的K條路由，其中K為自然數，且K> 1 ； 獲取所述K條路由中各路由的權重； 將所述K條路由中權重最小的路由作為所述工作路由。
5.根據權利要求4所述的路由選路和資源分配方法，其特征在于，所述獲取所述K條路由中各路由的權重，包括對于所述K條路由中的每條路由，獲取所述路由中包含的鏈路的權重，對所述路由中包含的鏈路的權重求和，以獲取所述路由的權重。
6.一種路由選路和資源分配裝置，其特征在于，包括鏈路獲取模塊，用于根據獲取到的網絡信息，獲取預選波長對應的鏈路，其中，所述網絡信息包括網絡中的節點信息、鏈路信息和網絡拓撲信息；鏈路權重設置模塊，用于若所述鏈路中的預選波長為已占用狀態或所述鏈路已被工作路由占用，則將所述鏈路的權重設置為無窮大；保護路由分配模塊，用于根據所述網絡信息和所述鏈路的權重，計算源節點到目的節點的最短路由，若所述最短路由不為空，則將所述最短路由作為保護路由，并將所述預選波長作為保護波長。
7.根據權利要求6所述的路由選路和資源分配裝置，其特征在于，還包括工作路由選路模塊，用于根據所述網絡信息獲取所述源節點到目的節點的所述工作路由；工作波長分配模塊，用于根據所述網絡信息為所述工作路由分配工作波長。
8.根據權利要求7所述的路由選路和資源分配裝置，其特征在于所述工作波長分配模塊還用于根據所述網絡信息獲取可用波長，將所述可用波長中最小的波長作為所述工作波長分配給所述工作路由。
9.根據權利要求7所述的路由選路和資源分配裝置，其特征在于，所述工作路由選路模塊包括備選路由單元，用于根據所述網絡信息，通過迪杰斯特拉Di jkstra算法和K條最短路算法獲取所述源節點到目的節點的K條路由，其中K為自然數，且K> 1 ； 路由權重獲取單元，用于獲取所述K條路由中各路由的權重； 工作路由選路單元，用于將所述K條路由中權重最小的路由作為所述工作路由。
10.根據權利要求9所述的路由選路和資源分配裝置，其特征在于所述路由權重獲取單元還用于對于所述K條路由中的每條路由，獲取所述路由中包含的鏈路的權重，對所述路由中包含的鏈路的權重求和，以獲取所述路由的權重。
全文摘要
本發明提供一種路由選路和資源分配方法及裝置，該路由選路和資源分配方法包括根據獲取到的網絡信息，獲取預選波長對應的鏈路，其中，網絡信息包括網絡中的節點信息、鏈路信息和網絡拓撲信息；若鏈路中的預選波長為已占用狀態或鏈路已被工作路由占用，則將鏈路的權重設置為無窮大；根據網絡信息和鏈路的權重，計算源節點到目的節點的最短路由，若最短路由不為空，則將最短路由作為保護路由，并將預選波長作為保護波長。該路由選路和資源分配裝置包括鏈路獲取模塊、鏈路權重設置模塊和保護路由分配模塊。本發明提供的路由選路和資源分配方法及裝置，引入波長平面概念，動態調整網絡中每條鏈路的權重，提高了保護路由選路和資源分配的效果。
文檔編號H04L12/56GK102281201SQ201110251620
公開日2011年12月14日 申請日期2011年8月29日 優先權日2011年8月29日
發明者劉曉甲, 周曉霞, 張沛, 張紅, 滿祥錕, 王光全, 王海軍, 裴小燕, 鄭文翔, 魏炎如 申請人:中國聯合網絡通信集團有限公司, 中訊郵電咨詢設計院有限公司