[发明专利]用于多路径路由的多条部分不相交最短路径快速寻找方法

说明书

本发明涉及一种用于多路径路由的多条部分不相交最短路径快速寻找方法，将有向网络表示为有向图模型；从所述有向图模型中获取一条最短路径，并令；根据中的所有路径，建立对应有向图的一个传统余图；基于传统余图，构造点分解余图；从点分解余图中获取一条最短路径，沿此路径对路径进行增广；分解获取螺旋最优路径。本发明提出的一种用于多路径路由的多条部分不相交最短路径快速寻找方法，提高了在网络中寻找不相交最短路径的效率和可行性，能够快速地找到部分不相交最短路径。

技术领域

本发明涉及网络优化领域，特别是一种用于多路径路由的多条部分不相交最短路径快速寻找方法。

背景技术

网络拥塞是数据传输网络的痼疾，因为传统数据传输网络主要使用基于单最短路径的数据传输方法，由于其选择最优的链路(带宽最大/时延最低等)进行数据传输，数据传输的压力更容易集中在性能良好的那些链路与结点上，从而产生拥塞。不相交路径路由被视为可彻底解决网络拥塞的一种路由方案，且具有更好的容错性与网络负载均衡，但其节点或链路完全不相交的要求太过严格并且需要过多的资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于多路径路由的多条部分不相交最短路径快速寻找方法，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于多路径路由的多条部分不相交最短路径快速寻找方法，按照如下步骤实现：

步骤S1：将有向网络表示为有向图模型G＝(V，E)；

步骤S2：从所述有向图模型G中获取一条最短s-t路径P^*，并令Ω＝{P^*}，Ω表示有向图模型G中最短s-t路径的集合；

步骤S3：根据Ω中的所有路径，建立对应所述有向图G的一个传统余图

步骤S4：基于所述传统余图构造点分解余图

步骤S5：从所述点分解余图中获取一条最短s-t路径Q^*，沿此路径Q^*对路径P^*进行增广(增广过程详见S5的具体描述)；

步骤S6：分解获取螺旋最优路径；

步骤S7：返回所述步骤S3，直到所有最短s-t路径P^*处理完后结束。

在本发明一实施例中，在所述步骤S1中，

将所述有向网络表示为所述有向图模型G＝(V，E)，其中，V为有向图中的顶点，E为有向图中的边，n＝|V|表示有向图G中顶点的个数，m＝|E|则表示有向图G中边的条数，确定源点s和目的节点t，定义权重函数w(e)，共享点数目的花费函数c(e)、共享点数目的上界δ，从节点u到节点v的一条路径P(u，v)。

寻找部分不相交最短路径方法的目标是得到一组路径，使得路径的总权重最小，并且满足下列3个约束条件：1)除源点和目的节点外，图中每个节点的出度等于入度；2)所有路径的共享点至多δ个；3)0-1变量：若边包含在所求路径内，则取1；反之，取0；即优化以下数学模型：

x_e∈{0，1}e∈E

其中上述公式中的变量：x_e表示集合{0，1}的非空真子集，w(e)表示边e的权重，k表示不相交路径的条数，s表示最短路径P^*的起点，t表示最短路径P^*的终点，δ⁺(v)表示离开点v的边集，δ^-(v)表示进入点v的边集，c(e)边e的花费，表示点分解余图。