專利名稱：利用虛擬拓撲提高約束條件下路徑計算效率的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及光通信領域，特別涉及一種利用虛擬拓撲提高約束條件下路徑計算效率的方法及裝置。
背景技術：
目前，在 ASON (Automatical Iy Switched Optical Network,自動交換光網絡)系統中對路徑計算的普遍做法是將整個路徑計算分為R(Routing，路由計算)、 WA (Wavelength Assignment，波長分配)。其中路由計算是選擇合適路由，波長分配則是為該路由分配可用波長。路徑計算時往往需要滿足各種約束條件。現有技術中路由計算的約束條件主要有經過某節點或鏈路；避開某節點或鏈路；共享風險鏈路組分離；與指定節點或鏈路分離 (以上約束條件支持必須約束和盡量約束，其中必須約束指不滿足即失敗，盡量約束指不滿足時可放棄約束保證計算成功)；鏈路跳數優先、代價優先等。波長分配的約束主要有一定用或不用某一波長，盡量用或不用某一波長，復用某一波長，使用指定中繼等。現有技術中，計算路由通常是計算出路徑結果后再進行是否滿足約束的判斷和選擇。傳統的盡量型約束使用逐漸放開約束方式處理，比如對于盡量經過指定節點或鏈路的約束條件，首先按照必須約束計算路由，如果計算失敗再舍棄約束進行計算得到最終結果。 這種方式使得路由計算過程有很大的盲目性，而且對于多個盡量約束的情況，多次進行約束的放開嘗試會導致路由計算過程的速度變得很慢。在波長分配中，現有的處理往往是在計算出全部的可用波長后，根據具體的約束進行波長選擇。這種波長計算和選擇過程的分開處理在很大程度上影響了波長分配過程的效率。
發明內容
本發明的目的在于提供一種利用虛擬拓撲提高約束條件下路徑計算效率的方法及裝置，能更好地解決路由計算結果有效性較低和波長分配過程效率不高的問題。根據本發明的一個方面，提供了一種利用虛擬拓撲提高約束條件下路徑計算效率的方法，所述方法包括根據路由約束條件生成適合所述路由約束條件的路由虛擬拓撲；在所述路由虛擬拓撲中選出鏈路代價最小的路由；根據波長約束條件生成所選路由的波長分配虛擬拓撲；從所述波長分配虛擬拓撲中選出波長連通代價最小的波長序列。其中，所述路由約束條件包括必避約束、盡量包含約束、盡量排斥約束；所述波長約束條件包括復用波長約束、一定用波長約束、一定不用波長約束、盡量用波長約束、盡量不用波長約束。
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其中，生成路由虛擬拓撲的步驟包括將所述必避約束條件中的必避節點和必避鏈路從所獲取的網絡拓撲中移除，其中，在移除所述必避節點時，同時移除與所述必避節點相連的鏈路。其中，生成路由虛擬拓撲的步驟還包括在移除了必避節點和必避鏈路的網絡拓撲中，將所述盡量包含約束中的盡量包含鏈路的鏈路代價減小，將與所述盡量包含約束條件中的盡量包含節點相連鏈路的鏈路代價減小；在移除了必避節點和必避鏈路的網絡拓撲中，將所述盡量排斥約束中的盡量排斥鏈路的鏈路代價增大，將與所述盡量排斥約束中的盡量排斥節點相連鏈路的鏈路代價增大。其中，生成波長分配虛擬拓撲的步驟包括在所選鏈路代價最小的路由中，將所述復用波長約束中的復用波長的狀態置為可用；在所選鏈路代價最小的路由中，將所述一定用波長約束中的一定用波長以外的其余波長狀態置為不可用；在所選鏈路代價最小的路由中，將所述一定不用波長約束中的一定不用波長的狀態置為不可用。其中，生成波長分配虛擬拓撲的步驟還包括在所選鏈路代價最小的路由中，將與所述盡量用波長約束中的盡量用波長相關的波長連通代價減小；在所選鏈路代價最小的路由中，將與所述盡量不用波長約束中的盡量不用波長相關的波長連通代價增大。其中，確定波長序列的步驟包括在所述波長分配虛擬拓撲中，選擇所述波長分配虛擬拓撲中各節點內的波長連通代價之和最小的各波長作為波長序列。根據本發明的另一方面，提供了一種利用虛擬拓撲提高約束條件下路徑計算效率的裝置，所述裝置包括路由虛擬拓撲生成模塊，用于根據路由約束條件生成適合所述路由約束條件的路由虛擬拓撲；路由確定模塊，用于在所述路由虛擬拓撲中選出鏈路代價最小的路由；波長分配虛擬拓撲生成模塊，用于根據波長約束條件生成所選路由的波長分配虛擬拓撲；波長序列確定模塊，用于從所述波長分配虛擬拓撲中選出波長連通代價最小的波長序列。其中，所述路由虛擬拓撲生成模塊包括，移除單元，用于將所述必避約束條件中的必避節點和必避鏈路從所獲取的網絡拓撲中移除，其中，在移除所述必避節點時，同時移除與所述必避節點相連的鏈路；減小鏈路代價單元，用于在移除了必避節點和必避鏈路的網絡拓撲中將所述盡量包含約束中的盡量包含鏈路的鏈路代價減小，將與所述盡量包含約束條件中的盡量包含節點相連鏈路的鏈路代價減小；增大鏈路代價單元，用于在移除了必避節點和必避鏈路的網絡拓撲中將所述盡量排斥約束中的盡量排斥鏈路的鏈路代價增大，將與所述盡量排斥約束中的盡量排斥節點相連鏈路的鏈路代價增大。其中，所述波長分配虛擬拓撲生成模塊包括狀態設置單元，用于在所選鏈路代價最小的路由中，將所述復用波長約束中的復用波長的狀態置為可用，將所述一定用波長約束中的一定用波長以外的其余波長狀態置為不可用，將所述一定不用波長約束中的一定不用波長的狀態置為不可用；減小波長代價單元，用于在所選鏈路代價最小的路由中將與所述盡量用波長約束中的盡量用波長相關的波長連通代價減小；增大波長代價單元，用于在所選鏈路代價最小的路由中將與所述盡量不用波長約束中的盡量不用波長相關的波長連通代價增大。與現有技術相比較，本發明的有益效果在于在路徑計算中，可以快速有效地計算出滿足預定約束條件的路由結果，提高了路由計算的命中率和波長指配的效率，確保了路徑計算的快捷性。
圖1是本發明實施例提供的一種利用虛擬拓撲提高約束條件下路徑計算效率的方法的流程圖；圖2是本發明實施例提供的路由虛擬拓撲生成過程的流程圖；圖加是本發明實施例提供的原始的節點間鏈路拓撲示意圖；圖2b是本發明實施例提供的路由虛擬拓撲示意圖；圖3是本發明實施例提供的波長分配虛擬拓撲生成過程的流程圖；圖3a是本發明實施例提供的原始的節點內波長連通性拓撲示意圖；圖北是本發明實施例提供的波長分配虛擬拓撲示意圖；圖4是本發明實施例提供的一種利用虛擬拓撲提高約束條件下路徑計算效率的裝置的結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細說明，應當理解，以下所說明的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。圖1是本發明實施例提供的一種利用虛擬拓撲提高約束條件下路徑計算效率的方法的流程圖，如圖1所示，所述方法包括以下步驟步驟S101，根據路由約束條件生成適合所述路由約束條件的路由虛擬拓撲；獲取網絡拓撲，利用給出的路由約束條件對整個網絡拓撲進行裁剪和代價改造， 在改造后的拓撲上完成路由計算過程。步驟S102，在所述路由虛擬拓撲中選出鏈路代價最小的路由；步驟S103，根據波長約束條件生成所選路由的波長分配虛擬拓撲；根據路由結果和波長約束生成針對本次波長分配過程的拓撲，從而僅通過波長計
6算過程就能得到滿足約束條件的結果。步驟S104，從所述波長分配虛擬拓撲中選出波長連通代價最小的波長序列。波長分配原則為最小代價原則，其中最小代價是指所選路由節點內的波長連通代價之和最小。其中波長分配虛擬拓撲僅包含路由虛擬拓撲中確定的鏈路代價最小的路由中節點的資源信息，通過改變拓撲中的波長狀態和連通代價完成約束的應用。圖2是本發明實施例提供的路由虛擬拓撲生成過程的流程圖，如圖2所示，路由虛擬拓撲的生成流程如下步驟S201，檢查約束條件中是否有沖突的約束；路由計算的約束條件主要有經過某節點或鏈路、避開某節點或鏈路即必避約束、 共享風險鏈路組分離、與指定節點或鏈路分離、鏈路跳數優先、代價優先、盡量包含約束、盡量排斥約束等。路由虛擬拓撲中的約束條件中可能存在沖突。比如某個節點或鏈路同時設置為必須經過約束和必須避開約束。如果檢查到約束條件中有沖突，則結束流程，否則執行步驟 S202。比如，獲取的網絡拓撲如圖加所示，假設以節點A為源節點，以節點C為目的節點。假設預先設置的鏈路代價如下，A-B鏈路的代價是25、A-D鏈路的代價是15，B-C鏈路的代價是10，D-C鏈路的代價是30，A-E鏈路的代價是10，B-E鏈路的代價是5，C-E鏈路的代價是9，D-E鏈路的代價是10。假設設置的約束條件是必須避開鏈路A-D、盡量排斥節點E。檢查上述約束條件并不存在沖突，執行步驟S202。步驟S202，將必避約束中的節點和鏈路從拓撲中過濾掉；將必避約束中的節點和鏈路從路由虛擬拓撲中移除，其中節點的移除包含與節點相連鏈路的移除。比如，在圖加中，設置的約束條件中必須避開的鏈路是A-D，因此將A-D 鏈路從圖加中移除，移除后的路由虛擬拓撲如圖2b所示。步驟S203，減少盡量包含約束中相關鏈路的鏈路代價；在移除了必避節點和必避鏈路的網絡拓撲中，將盡量包含鏈路的代價減小，將與盡量包含節點相連鏈路的代價減小。依據公式dnCT = dmin/N調整鏈路代價，其中，dMW為減小后的鏈路代價，dmin為當前拓撲中的最小鏈路代價，N為拓撲中的節點數。這樣既保證了盡量包含的節點或者鏈路能夠被優先選到，又能同時滿足多個盡量包含約束。在圖2b中，預設的約束條件中沒有盡量包含約束，此處不做處理。步驟S204，增大盡量排斥約束中相關鏈路的鏈路代價。在移除了必避節點和必避鏈路的網絡拓撲中，將盡量排斥鏈路的代價增大，將與盡量排斥節點相連鏈路的代價增大。依據公式= d。ld+dmax*N進行代價調整，其中，dnew為增大后的鏈路代價，d。ld為鏈路的初始代價，dmax為當前拓撲中的最大鏈路代價，N為拓撲中的節點數。這樣可以保證盡量排斥的節點或者鏈路總是最后被選到。比如在圖2b中，約束條件中盡量排斥的節點是E，因此將與節點E相連的鏈路 A-E、B-E、C-E、D-E的代價按照公式cU = d。ld+dmax*N進行增大，其中N為5，dmax為30，d。ld 分別為10、5、10、9，計算出的dnew分別為160、155、160、159。此時，路由虛擬拓撲已經生成，如圖2b所示。下一步是在生成的路由虛擬拓撲上進行路徑計算確定合適的路由，鏈路代價最小的就是滿足約束的路由結果。在圖2b中，各個鏈路的代價如表1所示，鏈路代價最小的路由是A-B-C。
權利要求
1.一種利用虛擬拓撲提高約束條件下路徑計算效率的方法，其特征在于，所述方法包括根據路由約束條件生成適合所述路由約束條件的路由虛擬拓撲； 在所述路由虛擬拓撲中選出鏈路代價最小的路由； 根據波長約束條件生成所選路由的波長分配虛擬拓撲； 從所述波長分配虛擬拓撲中選出波長連通代價最小的波長序列。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述路由約束條件包括必避約束、盡量包含約束、盡量排斥約束； 所述波長約束條件包括復用波長約束、一定用波長約束、一定不用波長約束、盡量用波長約束、盡量不用波長約束。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，生成路由虛擬拓撲的步驟包括將所述必避約束條件中的必避節點和必避鏈路從所獲取的網絡拓撲中移除，其中，在移除所述必避節點時，同時移除與所述必避節點相連的鏈路。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，生成路由虛擬拓撲的步驟還包括 在移除了必避節點和必避鏈路的網絡拓撲中，將所述盡量包含約束中的盡量包含鏈路的鏈路代價減小，將與所述盡量包含約束條件中的盡量包含節點相連鏈路的鏈路代價減在移除了必避節點和必避鏈路的網絡拓撲中，將所述盡量排斥約束中的盡量排斥鏈路的鏈路代價增大，將與所述盡量排斥約束中的盡量排斥節點相連鏈路的鏈路代價增大。
5.根據權利要求2-4任一項所述的方法，其特征在于，生成波長分配虛擬拓撲的步驟包括在所選鏈路代價最小的路由中，將所述復用波長約束中的復用波長的狀態置為可用； 在所選鏈路代價最小的路由中，將所述一定用波長約束中的一定用波長以外的其余波長狀態置為不可用；在所選鏈路代價最小的路由中，將所述一定不用波長約束中的一定不用波長的狀態置為不可用。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，生成波長分配虛擬拓撲的步驟還包括 在所選鏈路代價最小的路由中，將與所述盡量用波長約束中的盡量用波長相關的波長連通代價減小；在所選鏈路代價最小的路由中，將與所述盡量不用波長約束中的盡量不用波長相關的波長連通代價增大。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，確定波長序列的步驟包括在所述波長分配虛擬拓撲中，選擇所述波長分配虛擬拓撲中各節點內的波長連通代價之和最小的各波長作為波長序列。
8.一種利用虛擬拓撲提高約束條件下路徑計算效率的裝置，其特征在于，所述裝置包括路由虛擬拓撲生成模塊，用于根據路由約束條件生成適合所述路由約束條件的路由虛擬拓撲；路由確定模塊，用于在所述路由虛擬拓撲中選出鏈路代價最小的路由；波長分配虛擬拓撲生成模塊，用于根據波長約束條件生成所選路由的波長分配虛擬拓撲；波長序列確定模塊，用于從所述波長分配虛擬拓撲中選出波長連通代價最小的波長序列。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述路由虛擬拓撲生成模塊包括，移除單元，用于將所述必避約束條件中的必避節點和必避鏈路從所獲取的網絡拓撲中移除，其中，在移除所述必避節點時，同時移除與所述必避節點相連的鏈路；減小鏈路代價單元，用于在移除了必避節點和必避鏈路的網絡拓撲中將所述盡量包含約束中的盡量包含鏈路的鏈路代價減小，將與所述盡量包含約束條件中的盡量包含節點相連鏈路的鏈路代價減小；增大鏈路代價單元，用于在移除了必避節點和必避鏈路的網絡拓撲中將所述盡量排斥約束中的盡量排斥鏈路的鏈路代價增大，將與所述盡量排斥約束中的盡量排斥節點相連鏈路的鏈路代價增大。
10.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述波長分配虛擬拓撲生成模塊包括 狀態設置單元，用于在所選鏈路代價最小的路由中，將所述復用波長約束中的復用波長的狀態置為可用，將所述一定用波長約束中的一定用波長以外的其余波長狀態置為不可用，將所述一定不用波長約束中的一定不用波長的狀態置為不可用；減小波長代價單元，用于在所選鏈路代價最小的路由中將與所述盡量用波長約束中的盡量用波長相關的波長連通代價減小；增大波長代價單元，用于在所選鏈路代價最小的路由中將與所述盡量不用波長約束中的盡量不用波長相關的波長連通代價增大。
全文摘要
本發明公開了一種利用虛擬拓撲提高約束條件下路徑計算效率的方法及裝置，所述方法包括根據路由約束條件生成適合所述路由約束條件的路由虛擬拓撲；在所述路由虛擬拓撲中選出鏈路代價最小的路由；根據波長約束條件生成所選路由的波長分配虛擬拓撲；從所述波長分配虛擬拓撲中選出波長連通代價最小的波長序列。本發明通過生成路由虛擬拓撲和波長分配虛擬拓撲，解決了路由計算結果有效性較低和波長分配過程效率不高的問題，提高了路由計算的命中率和波長指配的效率，確保了路徑計算的快捷性。
文檔編號H04L12/56GK102316390SQ201110263390
公開日2012年1月11日 申請日期2011年9月7日 優先權日2011年9月7日
發明者宋貞, 王家昱 申請人:中興通訊股份有限公司