具有可行光路径的网络拓扑优化制造技术

技术编号:13290012 阅读:82 留言:0更新日期:2016-07-09 08:49
本发明专利技术的各实施方式总体上涉及具有可行光路径的网络拓扑优化。具体地,描述了用于动态地确定用于基于端到端网络流量需求和网络的光传输网络(OTN)特性更高效地传输物理拓扑之上的网络流量的逻辑网络拓扑的技术。该技术可以应用以满足置于在具有基础传输层和在传输层上路由选择路由的逻辑或者重叠网际因特网协议(IP)层的多层网络上的网络流量需求。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及计算机网络,并且更特别地涉及确定计算机网络拓扑。
技术介绍
网络内的路由设备(经常被称为路由器)维持描述通过网络的可用路由的路由信息表。一旦接收到分组,则路由器检查分组内的信息并且根据路由信息转发分组。为了维持网络的准确表示,路由器根据诸如内部网关协议(IGP)或者边界网关协议(BGP)的一个或多个路由协议来交换路由信息。术语“链路”经常被用于指代网络上的两个设备之间的连接。链路可以是物理连接,诸如铜线、同轴电缆、众多不同光纤线或者无线连接中的任一种。另外,网络设备可以定义“虚拟”或者“逻辑”链路,并且将虚拟链路映射到物理链路。换句话说,虚拟链路的使用提供一定程度上的抽象。随着网络在大小和复杂性方面的增长,任何给定链路上的流量可能接近链路的最大带宽容量,从而导致拥塞和损耗。
技术实现思路
总体上,描述了用于动态地确定用于基于端到端网络流量需求和网络的光传输网络(OTN)特性更高效地传输物理拓扑之上的网络流量的逻辑网络拓扑的技术。该技术可以应用以满足置于在具有基础传输层和在传输层上路由的逻辑或者重叠因特网协议(IP)层的多层网络上的网络流量需求。在某些示例中,针对多层网络的管理设备确定用于传输流量需求矩阵的逻辑网络拓扑。逻辑网络拓扑被确定为在任何基础层部件发生故障的情况下确保足够的容量和促进用于传输流量的网络的经优化的总资源成本。为了确定逻辑网络拓扑,管理设备获得描述可用于用作网络拓扑中的链路的候选链路的集合的抽象链路数据。在一些情况下,管理设备还可以获得描述由其物理(传输)路径上的这些候选链路所遭遇的共享风险的抽象链路数据,以及与诸如链路的物理长度或者链路的延迟的路径优化相关的信息。管理设备还可以确定光传输网络设备(诸如交叉连接、波分复用(WDM)/密集WDM(DWDM)复用器和解复用器、内联放大器、光纤链路等)的特性,以便确定针对候选链路的光路径对于光传输是否可行。即,管理设备可以确定针对遍历具有一个或多个光纤链路和各种光设备的光路径的给定候选链路,该光路径是否满足用于将光信号转换成电信号进行路径的设备(例如,光接收器)的光约束。如果针对候选链路的光路径可行,则管理设备将该候选链路包括在经过滤的候选链路集中。管理设备鉴于流量需求矩阵而迭代地分析候选链路和抽象链路数据,以选择经过滤的候选链路的子集以高效并且鲁棒地承载需求。在某些示例中,管理设备是积极管理并提供具有经过滤的候选链路的选定子集的多层网络的控制器。在这种示例中,例如,作为其设计输出的一部分,管理设备可以向网络(或者网络运营商)信号通知配置和激活经过滤的候选链路中的尚未激活和配置的这些所选择的子集中的如何子集所要求的信息。在某些示例中,管理设备是通过网络规划者、设计师、工程师和运营商来促进关于网络的操作和执行的设计决定的网络管理系统。在这种示例中,管理设备可以输出经过滤的候选链路的选定子集的表示例如作为推荐拓扑或者作为由管理设备确定的拓扑方案的描述。该表示可以用于确定是否存在足够的容量或者是否应当添加附加容量,标识那些可以被减少而不需要妥协弹性需求的链路,建模网络,标识并防止潜在瓶颈,在部署之前验证变化,执行流量负载分析等。该技术可以提供一个或多个优点。例如,应用上文所描述的技术的管理设备可以利用每次迭代使用具有可行光路径的经过滤的候选链路来促进沿着关于网络的总成本的流量需求矩阵的方案梯度的总成本向全局优化的移动。尽管全局优化方案可能未在所有情况中被达到,但是该技术可以避免方案梯度的总成本上的至少一些局部最小值,其可能导致鲁棒但是较低的资源成本方案。在一个示例中,一种方法,包括:由包括网络层和底层传输层的多层网络的管理设备获得多个候选链路,其中多个候选链路中的每个候选链路与传输层中的光路径相关联;由管理设备至少基于描述传输层的光纤链路的光特性的光网络数据,确定多个候选链路中具有可行光路径的每个候选链路;由管理设备确定包括确定具有可行光路径的每个候选链路的多个经过滤的候选链路;由管理设备确定包括针对网络层的网络拓扑的第一方案,该网络拓扑包括经过滤的候选链路的第一选定子集;由管理设备在至少基于网络拓扑生成经修改的网络拓扑之后,确定包括针对网络层的经修改的网络拓扑的第二方案,经修改的网络拓扑包括经过滤的候选链路的第二选定子集;以及由管理设备输出针对第一方案或者第二方案中具有最低总成本的一个方案的拓扑数据,最低总成本包括针对第一方案或者第二方案中的所述一个方案的对于所述网络的总资源成本。在另一示例中,一种针对包括网络层和底层传输层的多层网络的管理设备包括:一个或多个处理器,所述一个或多个处理器耦合到存储器;拓扑计算模块,所述拓扑计算模块被配置用于由所述一个或多个处理器执行以:获得多个候选链路,其中所述多个候选链路中的每个候选链路与传输层中的光路径相关联;至少基于描述传输层的光纤链路的光特性的光网络数据,确定多个候选链路中具有可行光路径的每个候选链路;确定包括确定具有可行光路径的每个候选链路的多个经过滤的候选链路;确定包括针对网络层的网络拓扑的第一方案,网络拓扑包括经过滤的候选链路的第一选定子集;以及在至少基于网络拓扑生成经修改的网络拓扑之后,确定包括针对网络层的经修改的网络拓扑的第二方案,经修改的网络拓扑包括经过滤的候选链路的第二选定子集,其中一个或多个处理器被配置用于输出针对第一方案或者第二方案中具有最低总成本的一个方案的拓扑数据,以用于配置多层网络,最低总成本包括针对第一方案或者第二方案中的所述一个方案的对于所述网络的总资源成本。在另一示例中,一种非瞬态计算机可读介质包含用于使得包括网络层和底层传输层的多层网络的管理设备的一个或多个可编程处理器执行以下操作的指令,包括:获得多个候选链路,其中多个候选链路中的每个候选链路与传输层中的光路径相关联;至少基于描述传输层的光纤链路的光特性的光网络数据,确定多个候选链路中具有可行光路径的每个候选链路;确定包括确定具有可行光路径的每个候选链路的多个经过滤的候选链路;确定包括针对网络层的网络拓扑的第一方案,该网络拓扑包括经过滤的候选链路的第一选定子集;在至少基于网络拓扑生成经修改的网络拓扑之后,确定包括针对网络层的经修改的网络拓扑的第二方案,该经修改的网络拓扑包括经过滤的候选链路的第二选定子集;以及输出针对第一方案或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法,包括:由包括网络层和底层传输层的多层网络的管理设备获得多个候选链路,其中所述多个候选链路中的每个候选链路与所述传输层中的光路径相关联;由所述管理设备至少基于描述所述传输层的光纤链路的光特性的光网络数据,确定所述多个候选链路中具有可行光路径的每个候选链路;由所述管理设备确定包括确定具有可行光路径的每个候选链路的多个经过滤的候选链路;由所述管理设备确定包括针对所述网络层的网络拓扑的第一方案,所述网络拓扑包括所述经过滤的候选链路的第一选定子集;由所述管理设备在至少基于所述网络拓扑生成经修改的网络拓扑之后,确定包括针对所述网络层的所述经修改的网络拓扑的第二方案,所述经修改的网络拓扑包括所述经过滤的候选链路的第二选定子集;以及由所述管理设备输出针对所述第一方案或者所述第二方案中具有最低总成本的一个方案的拓扑数据,所述最低总成本包括针对所述第一方案或者所述第二方案中的所述一个方案的对于所述网络的总资源成本。

【技术特征摘要】
2014.12.29 US 14/585,170;2014.12.30 US 14/586,464;1.一种方法,包括:
由包括网络层和底层传输层的多层网络的管理设备获得多个候
选链路,其中所述多个候选链路中的每个候选链路与所述传输层中的
光路径相关联;
由所述管理设备至少基于描述所述传输层的光纤链路的光特性
的光网络数据,确定所述多个候选链路中具有可行光路径的每个候选
链路;
由所述管理设备确定包括确定具有可行光路径的每个候选链路
的多个经过滤的候选链路;
由所述管理设备确定包括针对所述网络层的网络拓扑的第一方
案,所述网络拓扑包括所述经过滤的候选链路的第一选定子集;
由所述管理设备在至少基于所述网络拓扑生成经修改的网络拓
扑之后,确定包括针对所述网络层的所述经修改的网络拓扑的第二方
案,所述经修改的网络拓扑包括所述经过滤的候选链路的第二选定子
集;以及
由所述管理设备输出针对所述第一方案或者所述第二方案中具
有最低总成本的一个方案的拓扑数据,所述最低总成本包括针对所述
第一方案或者所述第二方案中的所述一个方案的对于所述网络的总
资源成本。
2.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:
由所述管理设备获得描述所述多个经过滤的候选链路中的至少
一个经过滤的候选链路的抽象链路数据,
其中确定所述第一方案包括由所述管理设备基于所述抽象链路
数据确定针对所述网络层的所述网络拓扑,所述网络拓扑包括所述经
过滤的候选链路中的所述第一选定子集。
3.根据权利要求2所述的方法,
其中所述抽象链路数据指示针对所述多个经过滤的候选链路中

\t的所述至少一个经过滤的候选链路的至少一个共享风险链路组,
其中确定所述第二方案包括由所述管理设备至少基于所述网络
拓扑和针对所述多个经过滤的候选链路中的所述至少一个经过滤的
候选链路的所述至少一个共享风险链路组,通过将惩罚成本应用到所
述多个经过滤的候选链路中的所述第二子集的第一经过滤的候选链
路和第二经过滤的候选链路来确定所述第二方案,并且
其中所述第二方案的所述最低总成本包括所述惩罚成本。
4.根据权利要求2所述的方法,其中获得抽象链路数据包括由
所述管理设备接收针对所述传输层的抽象链路数据结构,所述抽象链
路数据结构包括所述抽象链路数据。
5.根据权利要求4所述的方法,其中接收所述抽象链路数据结
构包括由所述管理设备从管理实现所述传输层的传输网络的网络管
理系统接收所述抽象链路数据结构。
6.根据权利要求1-5的任何组合所述的方法,进一步包括:
由所述管理设备向所述网络拓扑路由多个流量需求,所述多个流
量需求中的每个流量需求表示针对所述网络层的端到端流量;以及
由所述管理设备通过选择在其上所述管理设备已经路由了所述
多个流量需求中的流量需求的经过滤的候选链路,确定所述经过滤的
候选链路中的所述第一选定子集。
7.根据权利要求1-6的任何组合所述的方法,其中所述经修改
的网络拓扑包括第一经修改的网络拓扑,所述方法进一步包括:
由所述管理设备在基于所述第一经修改的网络拓扑生成第二经
修改的网络拓扑之后并且响应于确定所述第二方案具有比所述第一
方案更低的总成本,确定包括针对所述网络层的所述第二经修改的网
络拓扑的第三方案,所述第二经修改的网络拓扑包括所述经过滤的候
选链路中的第三选定子集;以及
由所述管理设备在基于所述网络拓扑生成第三经修改的网络拓
扑之后并且响应于确定所述第二方案具有比所述第一方案更高的总
成本,确定包括针对所述网络层的所述第三经修改的网络拓扑的第四

\t方案,所述第三经修改的网络拓扑包括所述经过滤的候选链路中的第
三选定子集。
8.根据权利要求1-7的任何组合所述的方法,进一步包括:
由所述管理设备确定从所述第一方案到所述第二方案的总成本
增加的...

【专利技术属性】
技术研发人员:D·C·伍德M·萨尔西S·B·阿勒斯顿
申请(专利权)人:瞻博网络公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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