[发明专利]基于分层虚拓扑的跨粒度层的生存性方法

说明书

技术领域

本发明属于通信领域，具体涉及一种适用于多粒度光网络中具有不同带宽需求的业务的基于分层虚拓扑的跨粒度层的生存性方法。

背景技术

随着通信业务量的快速增长和WDM技术的不断成熟，同一根光纤中可集成的波长数也不断增加。这样一方面提高了光纤资源的利用率，另一方面也增加了OXC节点的成本和复杂性，降低了其可靠性。多粒度交换包括波长，波带和光纤的交换。其核心思想是将不同的波长绑定在波带或光纤上，组成一个信息实体，直接进行交换，这样就减小了节点的端口规模，并增加了吞吐能力。

由于光纤中拥有数量众多的波长，且波长具有很高的比特率，所以光网络的故障会对网络性能带来很大影响。因而生存性研究对光网络具有重要意义。生存性机制主要包括保护机制和恢复机制。其中，保护机制具有很短的恢复时间，能够满足所有业务对恢复时间的要求，在光网络中被更多的研究和使用。

当前多粒度网中的生存性策略仍然存在以下不足：

(1)在多粒度光网络的生存性研究中，主要是针对波长级的业务，少数文章是针对波带级的业务。未考虑业务请求带宽是可变的，比如业务需要单个或多个波长或波带。

(2)在多粒度光网络的生存性研究中，未考虑业务的带宽需求，大带宽粒度的业务在选取最短路径后，可能无法满足带宽需求。

(3)在多粒度网中的生存性研究中，小带宽粒度的业务会占用大量空闲的波带，消耗大量波带资源。

发明内容

本发明的目的在于解决多粒度网中现有的生存性策略在对不同带宽粒度业务的路由问题，为业务计算最短路由时不能满足业务带宽需求的问题，以及小带宽粒度业务请求下提高网络资源利用率的基于分层虚拓扑的跨粒度层的生存性方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，首先是分层虚拓扑的建立机制，它是将物理网络依照波带的个数，划分为逻辑上相互独立的子网，每个子网包含该波带内的波长，根据波长和波带粒度建立分层虚拓扑，即波长粒度层和波带粒度层；其次是不同带宽需求业务的分层路由机制，该机制设定了一个阀值，将业务的带宽需求与阀值相比较，若带宽需求大于阀值，从波带粒度层使用Dijkstra算法计算最短路径，若带宽需求小于阀值，从波长粒度层计算K条最短路径，然后计算在波长粒度层所得到的K条路径的带宽，即在各子网内的满足波长连续性要求的可用波长数，选取满足且最接近业务带宽需求的路径；再次是跨粒度层的联合路由机制，若上述方法未找到满足需求的路径，联合波带粒度层和波长粒度层计算K条最短路径，并计算各路径的带宽，选取满足且最接近业务需求的路径；最后是保护路由的计算，如果工作路径处于波带粒度层，则去除相应的波带链路，在波带层或跨粒度层计算保护路由，如果工作路径处于波长层，则去除相应的波长链路，在波长层和跨粒度层计算保护路由，如果工作路径处于跨粒度层，则去除相应的波长和波带链路，在跨粒度层计算保护路由。

所述的分层虚拓扑由波带粒度层，波长粒度层和层间的虚链路组成。波带粒度层由波带节点，波带链路组成。波长粒度层由波长节点和波长链路组成，并且去除了与波带链路相对应的波长链路，波长粒度层是一个多层图，包含多个相互独立的波长虚拓扑层。波带节点和波长节点之间由虚链路连接起来。

所述的针对不同带宽需求业务分层路由机制，将依据业务带宽粒度做出判断，带宽大于阀值的业务在波带粒度层计算最短路由，带宽小于阀值的业务在波长粒度层计算K条最短路由，并选定带宽最接近且满足业务需求的路径。

所述的联合路由机制，在上述方法未找到合适路径时，将会联合波带粒度层和波长粒度层计算K条最短路由，并选定带宽最接近且满足业务需求的路径。该机制中的工作路径建立方法如下：

S101网络初始化，构建虚拓扑图；

S102业务到来，计算的T-γ值，如果计算所得T-γ＞0，转S103，否则转S104，其中T为业务请求带宽所需的波长数，γ为设定的阀值；

S103在各波带子网的波带粒度层计算最短路由；

S104在各子网的波长粒度层计算K条最短路由，并计算各路径的WBP_x(1＜X＜|B|)的值及P_X(P_X＝WBP_x-T)的值，其中X为波带子网的排序号，|B|为光纤中所含波带数，WBP_x为路径在序号为X的波带子网内满足波长连续性约束的可用波长数；

S105判断是否在波带粒度层找到最短路径，找到转S107，否则转S108：