[发明专利]一种容量相对最小影响波长分配算法

权利要求书

1.一种容量相对最小影响波长分配算法，其特征是：包括如下步骤：

步骤S101中，光网络中业务请求到达，网络入口节点获取所述业务请求的源/宿节 点地址信息和所占用信道数的信息；

步骤S102中，根据获取的源/宿节点地址信息，采用固定选路的方法进行路由选择， 得到路由路径；

步骤S103中，根据步骤S102得到的路由路径判断路由路径上各波长是否有可用信 道；如果有转步骤S111，如果没有转步骤S104；

步骤S104中，根据步骤S101中获取的业务请求占用信道数，计算受到当前波长分配 影响之后各条路径在各个波长上的受影响后可用信道数P′_c(p_k,λ_i)；

步骤S105中，依据可用信道数P_c′(p_k,λ_i)，计算各波长情况下的“受影响路径集合” I(p^*,λ_i)；

步骤S106中，计算“受影响路径集合”I(p^*,λ_i)内各条路径在各个波长上的瓶颈链 路个数；

步骤S107中，依据可用信道数P′_c(p_k,λ_i)和“受影响路径集合”I(p^*,λ_i)的基础上， 求出各个波长情况下的“影响可用信道数”C(p^*,λ_i)的值；

步骤S108中，依据瓶颈链路个数和“影响可用信道数”C(p^*,λ_i)，求出各个波长情 况下的“基于容量的影响因子”C_BR(p^*,λ_i)的值；

步骤S109中，根据各波长“基于容量的影响因子”C_BR(p^*,λ_i)值由大到小，对各波 长进行排序；

步骤S110中，将“基于容量的影响因子”C_BR(p^*,λ_i)值最大的波长分配给到达业务， 建立光路径之后转步骤S112；

步骤S111中，根据S103的判断得到，在该业务请求所经过的路径各波长上均没有 可用信道数，则拒绝该业务请求，该业务请求建立光路链接请求失败；

步骤S112，重新返回步骤S101；

所述的步骤S106中波长上瓶颈链路个数的定义是：如果：

L_c(l_ij,λ_i)=P_c(p,λ_i)    （公式2）

L_c(l_ij,λ_i)为链路l_ij上波长λ_i的当前可用信道数；P_c(p,λ_i)为路径p在波长λ_i上的可用 信道数；

则称l_ij为路径p上的瓶颈链路，波长上的瓶颈链路由下式进行计算：

Σpk∈I(p*,λi)(ΣlijL(pk)∩L(P*)D(Lc(lij,λi),Pc(pk,λi)))]]>    （公式3）

其中函数D（A，B）函数定义如下：

    （公式4）

所述的步骤S107中影响可用信道数C(p^*,λ_i)定义为：受影响路径集合内的路径，在 受到当前波长分配影响之后的路径上可用信道数之和：

C(p*,λi)=Σp∈I(p*,λi)pc′(p,λi)]]>    （公式5）

所述的步骤S108中基于容量的影响因子的定义如下，一条路径p^*在λ_i上的“基于 容量的影响因子”C_BR(p^*,λ_i)，是p^*在λ_i上的影响可用信道数C(p^*,λ_i)与p^*的“受影响 路径集合”I(p^*,λ_i)内的路径p在λ_i上遭遇的瓶颈链路总数的比值：

CBR(p*,λi)=Σp∈I(p*,λi)pc′(pk,λi)Σpk∈I(p*,λi)(Σlij∈L(pk)∩L(P*)D(Lc(lij,λi),Pc(pk,λi)))]]>    （公式6）

所述的选择“基于容量的影响因子”C_BR(p^*,λ_i)值最大的波长分配给p^*，可用下式 描述：

maxλi∈A(P*)CBR(p*,λi)=Σp∈I(p*,λi)pc′(pk,λi)Σpk∈I(p*,λi)(Σlij∈L(pk)∩L(P*)D(Lc(lij,λi),Pc(pk,λi)))]]>    （公式7）

所述的步骤S102中固定选路的方法，是指为每一个相应的源宿节点对之间计算得 到一条唯一的固定的路由路径，当业务到达后，入口节点分析其所携带的源宿节点地址 信息，确定业务所经过的路由路径；所述的“受影响路径集合”I(p^*,λ_i)表示给路径p^*分 配波长λ_i时，p^*的“邻域”中在波长λ_i上可用信道数受到影响的路径的集合，在这里“受 到影响”主要是指路径在波长上的可用信道数发生改变，下式为I(p^*,λ_i)的数学定义公 式：

Pc′(pi,λi)<Pc(pi,λi),pi∈I(p*,λi)Pc′(pi,λi)=Pc(pi,λi),pi∉I(p*,λi)]]>    （公式1）

这里I(p^*,λ_i)∈G(p^*)；G(p^*)为路径p^*的“邻域”；

由2根光纤组成且每根光纤包含2个波长的网络的一种容量相对最小影响波长分配 算法：

步骤S301中，光网络业务到达，获取的地址信息，源节点为2，目的节点为5；获 得占用信道信息，得到业务请求占用1个信道；

步骤S302中，通过获取到达业务地址信息得到利用固定路由方法，得到业务经过 的路由路径为p₁（2～5），从节点2到达节点5，经过节点2、节点3、节点4、节点5； 与p₁有共享链路的路径包括p₂（1～3），从节点1到达节点3，经过节点1、节点2、节 点3以及p₃（3～6），从节点3到达节点6达，经过节点3、节点4、节点5、节点6；通 过获得占用信道信息得到，业务请求占用1个信道；

步骤S303中，计算当前各条路径在各个波长上的可用信道数，p₁经过从节点2到 节点5之间的链路记为l₂₃，l₃₄和l₄₅；这些链路在波长λ₀上相应的可用信道数为 L_c(l₂₃,λ₀)=2，L_c(l₃₄,λ₀)=2，L_c(l₄₅,λ₀)=2；因为路径上可用信道数 所以路径p₁在波长λ₀上的可用信道数P_c(p₁,λ₀)=2；同理可 得P_c(p₂,λ₀)=2，P_c(p₃,λ₀)=2；P_c(p₁,λ₁)=1，P_c(p₂,λ₁)=1，P_c(p₃,λ₁)=1；

步骤S304中，分别计算将波长λ₀和λ₁分配给路径p₁后，受到影响之后p₂和p₃分 别在波长λ₀和λ₁上的可用信道数；在将λ₀分配给p₁后，链路l₃₄，l₄₅和l₅₆在波长λ₀上 相应的可用信道数减少1，变为L_c(l₂₃,λ₀)=1，L_c(l₃₄,λ₀)=1和L_c(l₄₅,λ₀)=1；这样，p₁在λ₀上的影响后可用信道数P′_c(p₁,λ₀)=1，P′_c(p₂,λ₀)=1，P′_c(p₃,λ₀)=1；同理，P′_c(p₁,λ₁)=0， P′_c(p₂,λ₁)=0，P′_c(p₃,λ₁)=1；

步骤S305中，求受影响路径集合I(p₁,λ_i)，在波长λ₀情况下，有P′_c(p₁,λ₀)<P_c(p₁,λ₀)， P′_c(p₂,λ₀)<P_c(p₂,λ₀)和P′_c(p₃,λ₀)<P_c(p₃,λ₀)，所以I(p₁,λ₀)={p₁,p₂,p₃}；同理得到 I(p₁,λ₁)={p₁,p₂}；

步骤S306中，计算p₁、p₂、p₃和p₄分别在波长λ₀和λ₁上的瓶颈链路数； Σlij∈L(p1)∩L(P1)D(Lc(lij,λ0),Pc(p1,λ0))=3,]]>Σlij∈L(p2)∩L(P1)D(Lc(lij,λ0),Pc(p2,λ0))=1,]]>所以在波长λ₀上总的瓶颈链路数为3+1+2=6，其中 p₁,p₂和p₃均属于受影响路径集合；同理得到在波长λ₁上总的瓶颈链路数为1+1=2；

步骤S307中，计算影响可用信道数C(p₁,λ_i)，利用公式得 到C(p₁,λ₀)=1+1+1=3；C(p₁,λ₁)=0+0=0；

步骤S308中，计算容量的影响因子C_BR(p₁,λ_i)，C_BR(p₁,λ₀)等于C(p₁,λ₀)除以波长λ₀上总的瓶颈链路数，即C_BR(p₁,λ₀)=3/6=0.5；同理得到C_BR(p₁,λ₁)=0/2=0；

步骤S309中，选择C_BR(p₁,λ_i)最大的波长，将其分配给路径p₁；通过比较C_BR(p₁,λ₁)最 大，所以将波长λ₀分配给路径p₁，建立光路径。