一种网络中的拓扑重构方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术的实施例提供一种网络中的拓扑重构方法，包括以下步骤：收集网络的拓扑信息及备选路由器的信息；利用收集到的信息生成满足多种性能指标要求的网络重构拓扑；将生成的所述网络重构拓扑通知其他路由器并进行拓扑重构。本发明专利技术的实施例提供一种拓扑重构装置和设备。通过使用本发明专利技术的实施例，在重构过程中对可靠性、全网建设费用、全网利用率等多种性能参数进行动态地优化，达到最优的优化升级效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络通信领域，尤其涉及一种网络中的拓朴重构方法、装置及设备。
技术介绍
随着基于计算机网络的应用的发展，用户对网络提供延迟、带宽、丢失率等QoS (Quality Of Service,服务质量)能力的要求越来越高，这些QoS能力体现了用户日益增长的网络需求，而这些需求也进一步促进了网络的发展。在网络发展的早期一般通过增加网络设备等简单方式进行网络升级来满足，但随着业务量的不断增长，显然只增加网络设备是远远不够的。二十世纪九十年代后期，TE (Traffic Engineering,流量工程)的研究成为网络界的研究热点，其目的是将网络上的流量合理地映射到网络的物理拓朴上，以实现网络中各设备的均衡负载，提高网络设备的利用率，从而最终改善网络的性能。但仅仅通过流量工程的调节，也有一定的极限，这时就需要对网络的链路和拓朴进行升级来进一步提高网络的能力，尤其是对承载(Underlay)服务网络的《i^各和拓朴的升级。图1所示为现有技术中承载服务网络的整体架构图，承载服务网络是与覆盖(Overlay)网络相对的概念，位于底层Internet和覆盖网络之间。承载服务网络从底层Internet获取拓朴和路径质量等信息，对上层覆盖网络应用提供接口，用于构建各种用途的覆盖网络，对承载服务网络的升级可以更加合理地提高网络利用率，更有效地提高网络的整体性能。目前，对包括承载服务网络在内的网络链路和拓朴的升级主要包括链路容量的增加、链路的增删、以及节点的增删。由于承载服务网络本身的一些属性，在承载服务网中进行拓朴升级与在普通的网络中进行拓朴升级相比还有一些不同，例如承载服务网的链路是虚链路，即实际链路已经存在；普通网络中的增加链路、删除链路，在承载服务网中只体现为虚链路的连接和断开。另外，承载服务网中的路由器可以通过收集信息得到全网的拓朴，并同时掌握一定数量的备选承载服务网路由器的情况，普通网络中的增加节点，在承载服务网中体现为与备选承载服务网路由器建立连接。在承载服务网的运行一段时间之后，伴随着流量的增大可能会出现使用流量工程或流量分配算法也无法解决的性能瓶颈；或者，随着业务的扩大，管理者或者用户提出一定的需求来主动扩展承载服务网，这时可以根据需要对对承载服务网络进行拓朴重构。现有的拓朴建立和升级方案大都只针对单一的特定的目标进行优化，例如在通信网升级的过程中，在拓朴中添加新的链路，使网络的可靠性满足新的要求且总费用最小。专利技术人在实现本专利技术的过程中，发现现有技术至少存在以下问题上述现有技术的处理方法仅单纯地考虑了可靠性，并且在优化算法的运用上过于简单，缺乏对复杂情况的可扩展性；此外，现有技术没有考虑升级过程的动态性，所有的升级过程完全依靠手动进行。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种网络中的拓朴重构方法，用于实现重构过程中对多种性能参数进行动态地优化，以达到最优的优化升级效果。为达到上述目的，本专利技术的实施例提供一种网络中的拓朴重构方法，包括以下步骤收集网络的拓朴信息及备选路由器的信息；利用所述收集到的信息生成满足多种性能指标要求的网络重构拓朴；将生成的所述网络重构拓朴通知其他路由器进行拓朴重构。本专利技术的实施例还提供一种拓朴重构装置，用于网络中的拓朴重构，包括信息采集模块，用于收集网络的拓朴信息及备选路由器的信息；拓朴生成模块，用于利用所述信息采集模块收集到的信息生成满足多种性能指标要求的网络拓朴；重构启动模块，用于将所述拓朴生成模块生成的网络拓朴通知其他路由器并进行拓朴重构。本专利技术的实施例还提供一种拓朴重构设备，包括基本路由装置，用于执行基本的路由功能；网络管理装置，用于实现网络的功能，包括虚链路测量、多约束QoS计算、拓朴维护、数据转发，并为上层提供服务；拓朴重构装置，用于收集网络的拓朴信息及备选路由器的信息，利用收集到的信息生成满足多种性能指标要求的网络拓朴，并将生成的所述网络拓朴通知其他路由器并进行拓朴重构。与现有技术相比，本专利技术的实施例具有以下优点通过收集网络的拓朴信息及备选路由器的信息，利用所述收集到的信息生成满足多种性能指标要求的网络重构拓朴，将生成的所述网络重构拓朴通知其他路由器进行拓朴重构，在网络拓朴的重构过程中，参考可靠性、全网建设费用、全网利用率等多种性能参数对网络进行动态优化，达到了最优的优化升级效果。附图说明图1所示为现有技术中承载服务网络的整体架构图；图2所示为本专利技术实施例一中承载服务网络拓朴重构方法的流程图；图3所示为本专利技术实施例一中收集承载服务网的拓朴信息及备选路由器信息的处理步骤；图4所示为本专利技术实施例一中利用收集到的信息运行拓朴重构算法，生成承载服务网拓朴的处理步骤；图5所示为本专利技术实施例一中重构路由装置进行拓朴重构算法初始化的处理步骤；图6所示为本专利技术实施例一中重构路由装置计算每个初始解的全网建设 费用并排序的处理步骤；图7所示为本专利技术实施例一中重构路由装置对初始解进行优化的处理步骤；图8所示为本专利技术实施例一中重构路由装置通知其他路由器进行拓朴重 构的处理步骤；图9所示为本专利技术实施例二的拓朴重构装置的结构示意图； 图IO所示为本专利技术实施例三的拓朴重构设备的结构示意图。具体实施例方式为了能够更加清楚、准确地理解本专利技术的目的、技术方案以及其优点， 以下结合附图和实施例，对本专利技术作更深入的详细说明。本专利技术的实施例一中，以承载服务网络为例，为了克服现有技术在升级 承载服务网络时不能综合考虑多种因素的问题，提出 一种可满足多种性能指 标要求的网络拓朴重构方法。这里的重构是指资源的可重用，指在各种不同 的环境和需求下，调整可操控部件的结构和功能，始终达到最佳工作状态并 优化使用稀缺的资源，在本专利技术的实施例中，在承载服务网中利用收集到的 拓朴信息和备选路由器信息运行重构算法，计算出新的拓朴，然后通知其他 路由器重新建立连接、建立新的拓朴。如图2所示，该承载服务网络拓朴重 构方法包括以下步骤步骤s201、收集承载服务网的拓朴信息及备选路由器的信息。步骤s202、利用收集到的信息生成满足多种性能指标要求的承载服务网 重构拓朴。步骤s203、将生成的所述承载服务网拓朴通知其他^^由器并进行拓朴重构。其中，上述各步骤是由承载服务网中具有重构拓朴功能的路由器实施的， 以下简称重构路由装置。该重构路由装置除了具有普通路由器的功能外，还 掌握整个承载服务网的拓朴情况及备选路由器的情况。承载服务网中的每台路由器可以都是重构路由装置，但发起重构只需要一台路由器即可。为了更准确地理解本专利技术的内容和目的，现对实施例一中各个步骤的内 容做详细阐述。图3所示为本专利技术实施例一中收集承载服务网的拓朴信息及备选路由器 的信息的流程，具体包括以下步骤步骤s301、重构路由装置向承载服务网中与其连接的路由器及备选路由 器发送收集拓朴请求；本实施例中重构路由装置发送的收集拓朴请求的协议如表1所示，为收 集拓朴信息协议的格式。表1重构路由装置收集拓朴信息协议 0 7 8 15协议类型总长度重构路由装置标识序列号表1所示的重构路由装置收集拓朴信息协议中，协议类型的长度为8位， 该协议类型的值取1时表示请求收集拓朴；总长度为8位；重构路由装置标 识为32位，用于唯一标识重构路由装置；序列号为32位无符号整数，用于 检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络中的拓扑重构方法，其特征在于，包括：　收集网络的拓扑信息及备选路由器的信息；　利用所述收集到的信息生成满足多种性能指标要求的网络重构拓扑；　将生成的所述网络重构拓扑通知其他路由器进行拓扑重构。

【技术特征摘要】
1、一种网络中的拓扑重构方法，其特征在于，包括收集网络的拓扑信息及备选路由器的信息；利用所述收集到的信息生成满足多种性能指标要求的网络重构拓扑；将生成的所述网络重构拓扑通知其他路由器进行拓扑重构。2、 根据权利要求1所述网络中的拓朴重构方法，其特征在于，所述利用 收集到的信息生成满足多种性能指标要求的网络重构拓朴包括利用所述收集到的信息进行拓朴重构算法初始化，生成初始解； 计算每个初始解的全网建设费用，并根据全网建设费用对初始解排序；对排序后的初始解进行优化；进行算法终止条件判断，若不满足算法终止条件则迭代进行所述计算每 个初始解的全网建设费用并根据全网建设费用对初始解排序的步骤，否则根 据优化后的解生成重构拓朴。3、 根据权利要求2所述网络中的拓朴重构方法，其特征在于，所述进行 拓朴重构算法初始化，生成初始解包括根据所述收集到的网络拓朴信息及备选路由器信息生成基础拓朴； 根据基础拓朴生成满足连通度要求的2M个新拓朴； 用连接矩阵描述法对各个新拓朴进行编码，生成2M个初始解。4、 根据权利要求3所述网络中的拓朴重构方法，其特征在于，所述计算 每个初始解的全网建设费用，并根据全网建设费用对初始解排序包括根据链路容量计算每个初始解的全网建设费用和全网利用率，对所述2M 个初始解进行排序，对满足全网利用率的初始解按适应度由大到小进行排序， 并在其队尾对不满足全网利用率的初始解按适应度由大到小排序。5、 根据权利要求4所述网络中的拓朴重构方法，其特征在于，所述对排 序后的初始解进行优化包括从所述排序后的2M个初始解中直接选前M个初始解作为优化后的优选 解的一部分；在所述排序后的2M个初始解中多次选择初始解进行交叉变换，从多次交 叉变换的结果中选取M个结果，并将所述M个结果作为优化后的优选解的一部分；以可变4既率值P对所述前M个初始解进行变换，产生N个经变换的解， 并将所述N个经变换的解作为优化后的优选解的 一部分。6、 根据权利要求5所述网络中的拓朴重构方法，其特征在于，所述在所 述排序后的2M个初始解中多次选择初始解进行交叉变换，从多次交叉变换的 结果中选取M个结果包括每次在2M个选定初始解中随机选择2个解进行 多种交叉变换，计算经所述多种交叉变换所得的多个结果的适应度，并按照 适应度为所述多个结果排序，选取适应度最高的2个结果；多次进行选定初 始解的随机选择、交叉变换以及对结果的选取，直至共选取M个结果；若所 选取的结果不满足可靠性约束，则对其进行连通度修补；所述以可变概率值P对所述前M个初始解进行变换，产生N个经变换的 解包括在...

【专利技术属性】
技术研发人员：何均宏，徐恪，刘春雨，王青青，宛考，苏方盛，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]