[发明专利]在邻接节点间多边条件下实现K优路径算法的方法及装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及通信领域，特别涉及其中的路由技术。

【背景技术】

K优路径算法是一种解决在网络图拓扑中获得指定的源到目的节点的多条路径问题的算法，通过该算法可以在网络图拓扑中获得路径权重和由小到大排序的K条路径。K优路径算法作为一种很实用的算法，被广泛应用到交通运输、通信路由计算、人工智能、经济理论研究、数学应用等领域，具备很高的应用价值，并能够给使用者带来巨大的经济利益。长期以来，国内外学术界对K优路径算法都进行了广泛、深入的研究，旨在改善和提高算法的效率，尽可能的减少算法的时间与空间复杂度，先后涌现了诸多的迥异K优路径算法。

近年来，随着光传送网波长交换光网络(WSON)技术的迅猛发展，K优路径算法正被越来越多地应用到解决路由波长分配(RWA)算法的路由问题中来。由于RWA本身具有非确定型多项式的特征，其所包含的路由的R过程和波长分配的WA过程要分为两步实现。目前的WSON传送网的WA波长分配过程，往往不是全波长交换的，由于面临传送节点有阻交叉约束的限制，需要在R路由的计算过程中，提供K优条可替代路由，以防止在选定路由上WA波长分配失败后，提供可替换的路由以进行再次的WA波长分配过程。在RFC4655、RFC4657中着重描述了路径计算单元(PCE)作为通用多协议标记交换技术(GMPLS)的路径计算单元的功能以及架构，而满足邻接点间多边条件下的K优可替代路由问题正是PCE在WSON有阻交叉条件下需要具备的功能。

在以往的K优路径算法文献中，研究人员往往都仅关注算法的执行效率，研究的重点通常是怎样降低算法的时间和空间复杂度。但对于如何在千差万别的网络拓扑场景下实现K优路径算法，很少有文献做过深入细致的归纳与总结。在WSON的组网环境、尤其是在多维可重构型光分插复用设备(ROADM)的拓扑应用中，经常会有邻接节点间多条链路的场景出现。不幸的是，目前已知的诸多K优路径算法，通常要求图拓扑具备一定的先决条件：

1.边的个数m＞＝节点的个数n；

2.边的权重w＞0，且如果拓扑图是无向的，要求边的双向权重相等；

3.对图拓扑是有向、还是无向的要求：有些K优路径算法明确要求仅适用于有向图；

4.任意两点间的路径不允许成环，也就是路径中不包含重复节点；

5.K路径算法一般基于图拓扑的定义实现：针对邻接点间的边，对于无向图而言，仅限于一条双向边；而对于有向图而言，仅限于正、反方向至多各一条边(或某个方向上有边，而另一个方向的边不存在)；

K优路径算法在上述的先决条件下实现时，通常适用于K优路径算法计算的图拓扑场景如附图1所示。

而现实应用中，往往会遇到邻接节点间多边的情况，如附图2所示。此时，通常的K优路径算法无法将邻接节点间多出的其他边考虑到算法中来，只能保留邻接节点间的一条边参与算法计算，其他边做屏蔽处理，不参与算法计算，这样算出的“K优路径”并不是拓扑中真正的K优路径。

【发明内容】

本发明的主要目的是：提供一种解决邻接节点间多边条件下的K优路由算法问题的方法及装置。

为此，本发明提出了一种在邻接节点间多边条件下实现K优路径算法的方法：记录原始的拓扑信息到拓扑结构中备份；对原始的拓扑信息进行改造，如果两节点间有n条原边，除权重最短的那条原边以外，在其余n-1条原边上分别增加假节点，将原有的节点间的整条原边通过假节点分成两个子段；每一个子段形成为一条新边，新边的权重通过拆分原边的权重得到；根据新修订的拓扑信息，计算指定节点间的K优路径；依次对算出的K优路径中的每一条路径进行检查：将属于假节点、新边的hop跳跃，还原成备份拓扑结构中记录的原始的拓扑结构数据；其中n≥2。

上述方法中，如果两节点间有n条原边，除权重最短的该条原边以外，在其余n-1条原边上分别增加一个假节点，将原有的节点间的整条原边分成两个子段；所述新边的权重由原边权重均分得到。