[发明专利]多层SDN光网络中具有区域故障容忍的故障恢复方法

权利要求书

1.一种多层SDN光网络中具有区域故障容忍的故障恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.基于SDN对弹性光网络进行网络架构建模，在基础物理设备之上设置一层虚拟网络资源层，将获得的网络资源抽象化并提供给上层使用；在虚拟网络资源上层设置SDN控制器，在SDN控制器之上设置路径计算单元和流量工程数据库；

S2.将网络故障发生后的动态恢复过程分为信息传输阶段和备用路径计算单元，在信息传输阶段，在传统的网络架构上加入SDN统一控制平台；在备用路径计算单元，在传统路由选择和频谱分配算法的基础上增加路径级联度计算和路径生存性计算；其中，所述的路径级联度计算方法包括以下步骤：

S211.利用可能调整的状态数量和可能提供状态的链接带宽b_k计算平均带宽

S212.第i载波途径的链接的连接能力τ为：

式中，为相邻子载波可改变的频谱占用状态数量；

S213.链路l上的频谱占用向量e_l为：

式中，F代表自载波的数量；

S214.整条路径的频谱占用向量e_R为：

其中，R代表链路；

S215.不同链路上的e_l可以组成向量空间Sp，定义向量空间的平均向量为

其中，n_l代表不同链路的数量；

S216.计算路径级联度D_R：

式中，e_R表示整条路径的频谱占用向量，为不同链路上的频谱占用向量组成的向量空间的平均向量，cov(X,Y)为求两随机变量X,Y协方差，D(X)为X的方差，E(X)为X的期望。

2.根据权利要求1所述的多层SDN光网络中具有区域故障容忍的故障恢复方法，其特征在于，所述的路径生存性的计算步骤包括：

S221.定义链路l₁和链路l₂之间的距离为：

式中，代表链路l₁和l₂的中点m₁和m₂之间的距离；

S222.链路L＝{l₁,l₂…l_l}组成的路径P_L和任意链路α之间的距离为：

式中，l_i为组成路径P_l的不同链路段，其中i∈[1,l]，l表示组成路径P_l的链路数量；

S223.当链路α由于某些原因故障中断，参数和常数β可以用来表示路径P_l的生存性，β定义为故障参数，代表路径R_l可能发生故障的概率：

S224.备用路径R_l可以正常工作的概率为：

3.根据权利要求2所述的多层SDN光网络中具有区域故障容忍的故障恢复方法，其特征在于，所述的故障恢复方法具体包括：

S31.网络某处节点或链路出现故障；

S32.故障节点的相邻节点向故障节点发送消息超时，得到某处节点不可达信息，将不可达信息和请求计算备用路径信息发送给SDN控制平台；

S33.SDN控制器收到相关信息之后，更新网络最新的拓扑结构，并将节点计算备用路径的请求提交给路经计算单元，路经计算单元读取出最新的网络拓扑结构，利用S2步骤提出的改进的路由选择和频谱分配算法计算备用路径；

S34.SDN接收到路径计算单元给出的几条路径，将信息流分割成多条，分别分配到不同的路径上，在分配频谱时，保留每条路径上的需求的GB值，并返回信息给相关的请求节点；其中，GB为一个链路上防护频带宽度；

S35.SDN控制平台通知新的备用路径涉及到的相关节点，一次性完成对节点的配置。

4.根据权利要求3所述的多层SDN光网络中具有区域故障容忍的故障恢复方法，其特征在于，所述的S33步骤包括：

S331.路径计算单元读取出网络拓扑结构，并选出前k个有最短延迟并满足延迟差DD阈值的路径将其存储为候选路径，其中，DD为同路径间的延迟差别；

S332.对S331步骤的侯选路径，将需要备用路径的业务流量分配到候选路径上，在分配连续的频谱时检查是否遵循连续性和邻接性约束，如果满足连续性和邻接性约束，则分配成功，返回备用路径信息请求节点，结束过程；

S333.如果不能满足连续性和邻接性约束，即路径上没有可用的连续资源时，路径计算单元分别计算出候选路径的路径级联度，并筛选出满足阈值约束的路径再次存储为新的候选路径；

S334.考虑到备用路径需要具有区域故障容忍的要求，路径计算单元在发生故障链路或节点的基础上，计算出这些新的候选路径的生存性，筛选出生存性最强的前几条路径返回给SDN控制平台。