一种基于分簇的业务量疏导及区分重要度保护方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分簇的业务量疏导及区分重要度保护方法，属于通信网络技术领域。本方法包括以下步骤：将网络分割为簇，簇内业务直接利用分层辅助图进行疏导；簇间业务先利用簇汇聚层寻找簇间最短路，再映射分层辅助图上进行疏导；根据疏导后独有的一个波长中同时存在多优先级业务的情况，区分波长链路重要度；再利用智能可伸缩P圈有效进行分级保护。本方法实现了对动态业务的快速有效疏导，极大地提高了网络资源利用率；同时通过区分链路波长重要度实现不同的服务质量保障，利用P-Cycle全面保护避免了传统针对业务一一保护带来的资源耗费过大，并感知业务的到达、离开，动态伸缩P圈，满足了当今网络智能化需求，充分减少了保护资源开销，增强了网络承载业务的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分簇的业务量疏导及区分重要度保护方法
本专利技术属于通信网络
，涉及一种WDM网络中基于分簇的业务量疏导及区分重要度保护方法。
技术介绍
目前WDM网络业务数据速率范围一般在155Mbps(OC-3)到622Mbps(OC-12)，但波长速率是其几十倍甚至几百倍。而传统路由方式，一个低速业务独占一个波长，浪费了大量带宽资源。为有效利用资源，业务量疏导技术应运而生。而疏导后各波长承载了更大量的业务数据，一旦故障则损失严重，须对其进行恰当的保护，且由于疏导后的聚合流中不同优先级的业务数量不一，在保护时应区分保护力度，才能更合理有效。业务量疏导即把多个低速率业务合并为一个高速流传输，共享同一个波长容量，以提高波长资源利用率及增大网络吞吐量。业务量疏导的优化问题是NP难题，ZhuK等人在“TrafficGroominginanOpticalWDMMeshNetwork”中利用整数线性规划(ILP)模型疏导，但ILP需事先知道业务矩阵，计算耗时长，且耗时随网络规模扩大而剧增，不适合当今动态变化的网络需求。DeT等人在“Trafficgrooming,routing,andwavelengthassignmentinanopticalWDMmeshnetworksbasedoncliquepartitioning”中将源目的节点相距较近的业务分团疏导到一起，相当于分区域疏导，能有效提高疏导效率，但其也要求业务请求是静态的。WuJ等人在“Survivableintegratedgroominginmulti-granularityopticalnetworks”中利用多粒度综合辅助图来疏导动态业务，能便捷有效地考虑波长、端口的限制来分配路由及波长，但若网络规模较大，仍需全局寻路，效率不高。为此，如何快捷有效地解决动态业务量疏导是目前亟待解决的难题。高效疏导后，每个波长中承载的业务量巨大且其中各级优先级业务数量不一，一旦故障则损失严重，故进一步提供满足用户QoS需求的区分保护对网络服务质量的提升至关重要。AlshaerH等人在“ProbabilisticDifferentiatedAvailabilityServicesinWDMNetworksProtectedbySharedProtectionSchemes”中针对可疏导的IP业务，区分高低级业务的需求选择可靠性不同的共享保护通路，能降低网络阻塞率，但其并未考虑到疏导后每个波长中各级业务数量不一，单纯针对各级业务进行保护可能存在保护资源耗费过大，且共享保护不能达到完全保护的效果。总之，传统ILP疏导模型耗时过长，分团疏导只针对静态业务，借助辅助图疏导仍需全局寻路效率不高，并且，现有疏导保护一般只针对各级业务进行一一区分保护，导致保护资源可能耗费过大。因此，找到一种方法来快速有效的疏导动态业务，并针对疏导后“一波长多业务”的复杂情况实现合理的区分保护是业界急需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于分簇的业务量疏导及区分重要度保护方法，该方法将网络分簇，化整为零，从而进行动态业务量疏导时无需全局寻路，簇内业务在簇内直接疏导，跨簇业务先寻找簇间最短路，再进行疏导，提高了疏导效率；其后感知疏导后每个波长链路的各优先级业务比例情况，划分重要度，设计智能P圈进行区分保护，并感知业务到达离开，动态伸缩P圈。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于分簇的业务量疏导及区分重要度保护方法，包括以下步骤：将网络分割为簇，簇内业务直接利用分层辅助图进行疏导；簇间业务先利用簇汇聚层寻找簇间最短路，再映射分层辅助图上进行疏导；根据疏导后独有的一个波长中同时存在多优先级业务的情况，区分波长链路重要度；再利用智能可伸缩P圈有效进行分级保护。进一步，疏导前首先根据网络拓扑计算其极大独立集，选取极大独立集中节点数最少的一个集合中的节点作为簇头节点，与其直接相连的节点作为成员节点，进行分簇。进一步，簇内业务直接利用分层辅助图进行疏导，簇间业务先利用簇汇聚层寻找簇间最短路，再映射分层辅助图上进行疏导。进一步，针对疏导后独有的一个波长中同时存在多优先级业务的情况，区分波长链路重要度LI，设一段链路的一个波长中经疏导后有多种等级的业务通过，高级业务有S1个，中级有S2个，低级有S3个，α，β，γ为可调系数，C为波长容量，为三种业务中容量最小值则链路波长重要度公式如下所示：LI＝αS1+βS2+γS3若为高保护级链路波长；若为低保护级链路波长，其中，α＞β＞γ＞0，为向下取整；公式中α，β，γ可看做三级业务各自的权重，按需进行调整，综合考虑业务等级和大小，使高级业务及大数据量的低级业务都能得到较好地保护。进一步，根据链路波长的重要度区分保护级别，利用P-Cycle分别进行双、单链路故障保护；将高保护级链路波长置于P-Cycle跨接链路上，利用跨接链路的故障后，P-Cycle上可形成两条保护路径这一特点，对所有跨接链路实施双链路故障保护，但同一P-Cycle上的所有跨接链路不能出现交叉，以保证若两条跨接链路同时故障时，圈上能形成两条不重叠的保护路径；而低保护级链路波长则尽量置于P-Cycle圈上链路进行保护。进一步，根据链路波长重要度区分链路波长保护级，将高保护级集合中，同簇及存在相同节点的链路波长顺序放置，选取集合中一条链路波长，首先寻找距离其首尾节点最近的节点，将其相连，再以此链路的首尾节点出发寻找集合中下一条链路波长的首尾节点并相连，直到最后一条跨接链路波长，以其首尾节点出发寻找最近节点，相连结束此圈；统计此时圈上链路，将已是圈上链路的从低保护集合中删去，若低保护集合中仍有剩余链路，则从第一条链路的一个节点出发，寻找最短路连接第二条链路的一个节点，再从第二条链路的另一个节点出发寻找第三条链路的一个节点，以此类推，最后回到第一条链路的另一个节点，形成一个圈；为保证P-Cycle不会过大，以上所寻最短路相距均不超过2跳。进一步，根据业务动态到达及离开，动态伸缩P-Cycle；具体包括：当业务到来，待保护链路若为高保护级，以新链路其中一个端点出发，寻找并连接与其距离最近的圈上两条相邻的跨接链路端点，再从这两条相邻跨接链路的另两个端点出发，寻找最短路，连接新链路的另一个端点，最后删去原连接这两条跨接链路的圈上链路；若为低保护级，从新链路的一个端点出发，寻找并连接与其最近的圈上顶点，再从新链路的另一个端点出发，寻找并连接与之前圈上顶点相邻的圈上顶点，最后删去原圈上链路；当业务离开，无需保护的链路若为跨接链路，寻找此链路一个端点相邻的两个圈上顶点，寻找最短路连接这两个顶点间，同理寻找与另一个端点相邻的两个顶点间的最短路；若为圈上链路，寻找最短路连接此链路相邻的两个圈上顶点；上述所寻最短路，只有其距离小于原路距离时才进行替换。进一步，分层辅助图将光网络中每个波长平面划为一层，配合上三角矩阵记录波长剩余容量，对业务进行合理规划疏导；簇汇聚层以簇头节点代表整个簇，根据簇间连接情况确定簇汇聚后是否直接相连，若簇间有直接可达路径则簇汇聚后仍直接相连，若簇间必须经过一个或多个簇才可达，则簇汇聚后不相连，简化簇间关系，快速有效寻找簇间最短路。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分簇的业务量疏导及区分重要度保护方法：其特征在于：包括以下步骤：将网络分割为簇，簇内业务直接利用分层辅助图进行疏导；簇间业务先利用簇汇聚层寻找簇间最短路，再映射分层辅助图上进行疏导；根据疏导后独有的一个波长中同时存在多优先级业务的情况，区分波长链路重要度；再利用智能可伸缩P圈有效进行分级保护。

【技术特征摘要】
1.一种基于分簇的业务量疏导及区分重要度保护方法：其特征在于：包括以下步骤：采用基于极大独立集的分簇来进行网络分割,簇内业务直接利用分层辅助图进行疏导；簇间业务先利用簇汇聚层寻找簇间最短路，再映射分层辅助图上进行疏导；根据疏导后独有的一个波长中同时存在多优先级业务的情况，区分波长链路重要度；再利用智能可伸缩P圈有效进行分级保护；根据业务动态到达及离开，动态伸缩P圈，具体包括：当业务到来，待保护链路若为高保护级，以新链路其中一个端点出发，寻找并连接与其距离最近的圈上两条相邻的跨接链路端点，再从这两条相邻跨接链路的另两个端点出发，寻找最短路，连接新链路的另一个端点，最后删去原连接这两条跨接链路的圈上链路；若为低保护级，从新链路的一个端点出发，寻找并连接与其最近的圈上顶点，再从新链路的另一个端点出发，寻找并连接与之前圈上顶点相邻的圈上顶点，最后删去原圈上链路；当业务离开，无需保护的链路若为跨接链路，寻找此链路一个端点相邻的两个圈上顶点，寻找最短路连接这两个顶点间，同理寻找与另一个端点相邻的两个顶点间的最短路；若为圈上链路，寻找最短路连接此链路相邻的两个圈上顶点；上述所寻最短路，只有其距离小于原路距离时才进行替换；针对疏导后独有的一个波长中同时存在多优先级业务的情况，区分波长链路重要度LI，设一段链路的一个波长中经疏导后有多种等级的业务通过，高级业务有S1个，中级有S2个，低级有S3个，α，β，γ为可调系数，C为波长容量，为三种业务中容量最小值则链路波长重要度公式如下所示：LI＝αS1+βS2+γS3若为高保护级链路波长；若为低保护级链路波长，其中，α＞β＞γ＞0，为向下取整。2.根据权利要求1所述的基于分簇的业务量疏导及区分重要度保护方法：其特征在于：疏导前首先根据网络拓扑计算其极大独立集，选取极大独立集中节点数最少的一个集合中的顶点作为簇头节点，与其直接相连的节点作为成员节点，进行分簇。3.根据权利要求1所述的基于分...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊余，赵莹，姚浩，王汝言，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：