專利名稱：用于通信網(wǎng)絡中電路重新路由選擇的策略的選擇的方法以及使用所述方法的網(wǎng)絡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于選擇網(wǎng)絡中電路的重新路由選擇的策略的方法。
當傳輸網(wǎng)絡上需要連接性服務時，通過基于多種參數(shù)選擇的最優(yōu)標準來分配網(wǎng)絡資源。
資源的分配通常稱為“電路路由選擇”。
雖然在資源的分配中，需要最優(yōu)方案以在數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡中提供所需的服務(主要根據(jù)頻帶占用，而且也參考其他參數(shù))，但是長期來看，出于各種原因，這些資源趨向于以或多或少無效率的方式被使用。換言之，在網(wǎng)絡有效期期間，許多可變環(huán)境可能改變選擇的參數(shù)，由此該路由選擇不再是最優(yōu)的或最壞情況下可能變得不再可被接受。使計算時路由選擇不再讓人滿意的原因示例可能是各種各樣的，如-首先分配一些電路，以及因為此原因，在余下的資源上，其他后續(xù)電路不一定是以最優(yōu)方式路由選擇的，然后取消第一系列的電路，以便余下資源上的非最優(yōu)電路可以有空間來改進。在更復雜的方式中，這在使網(wǎng)絡長時間工作時會定期發(fā)生。
-在路由了許多電路之后安裝新網(wǎng)絡資源(節(jié)點和光纖)，以及還可能使用可用的資源改進了這些電路；-出于維護的原因，需要釋放一些資源；以及-開發(fā)了新路由選擇算法，同時通過不同標準優(yōu)化它們。
條件上的更改可能需要重新路由選擇大量的電路。
現(xiàn)在整體地重新路由選擇電路的最簡單的答案是取消每個配置，從零開始重新配置網(wǎng)絡。遺憾的是，這種過程意味著大量電路長期不可用。而且還有一個不容忽視的風險，在重新路由選擇步驟期間某些問題可能出錯，以及在此情況中不可預測的不可用狀況可能涉及許多電路。
在某種意義上來說，這與存儲在硬盤上的文件存在相同的問題；在某個時間之后硬盤上的文件往往變得糟糕的碎片化，以及為了返回到較佳效率，需要碎片整理操作，它可能很長時間且并非無風險。
在電信網(wǎng)絡中的碎片整理可能要比在硬盤上的實現(xiàn)困難，因為網(wǎng)絡為大量客戶傳輸重要的服務，而他們不會接收碎片整理期間業(yè)務的中斷。
該問題的一個解決方案是一次移動一個電路，由此使風險和網(wǎng)絡中的不可用周期最小化。雖然在理論上已經(jīng)提出，但是實際應用此解決方案的問題仍未解決，因為理論上新計算的路由選擇無法總是在現(xiàn)實中獲得。實際上，分配的電路可能彼此隔絕，且沒有留下足夠的空間來處理。在此情況中，可能像在紙牌游戲中一樣有一些移動順序能夠完成正確的移動，但是問題在于標識它們。在最壞的情況中，還可能發(fā)生如下情況，可能沒有任何順序能夠按計算的精確完成新的路由選擇。
本發(fā)明的一般目的在于通過使如下方法可供使用來彌補上述缺點將網(wǎng)絡上的資源和服務分配與期望的新分配比較，估算期望的分配的可行性，計算最接近一個期望的分配的可行分配并重新組織新的路由選擇，其中該新的路由選擇計算為按能夠一次一個地移動電路以限制風險并使通信量中斷最小化的次序來安排它們。換言之，在給定舊的和新的路由選擇的情況下，本發(fā)明的目的是提出一種用于找出最接近新的路由選擇的可行路由選擇并且找出從舊的路由選擇到新的可行路由選擇一次移動一個電路的可行次序的過程。
但是本發(fā)明不是解決如何計算期望的路由選擇(仍可以通過任何熟知的方法來計算它)并且假定期望的新路由選擇是已經(jīng)知道的并通過任何標準計算的或甚至人工設計的。
本發(fā)明非常適用于使用與SDH網(wǎng)絡的熟知的50毫秒SNCP相似的保護圖的網(wǎng)絡。在此情況中，實際每個電路由于移動所導致的不可用時間僅等于保護電路干預時間。
依據(jù)此目的，嘗試根據(jù)本發(fā)明提出一種方法，用于為網(wǎng)絡的重新路由選擇而標識通信網(wǎng)絡中的電路移動步驟的順序，以便從初始路由選擇到可行的目標路由選擇一次一個電路地移動來進行改變，其中初始路由選擇由滿足相應需求Ri(其中i＝1、…、n)的一系列n個電路CAi組成，并且可行目標路由選擇由仍舊滿足需求Ri的新的一系列電路CIi組成，可行目標路由選擇被標識為最接近或標識期望的目標路由選擇的路由選擇，并且期望的目標路由選擇由仍舊滿足需求Ri(其中i＝1、…、n)的一系列n個電路CTi組成，其中該方法包括如下步驟，從設為等于初始路由選擇的可行路由選擇開始(a)針對仍要處理的每個需求Ri，計算將減少與電路CTi的成本差的替代電路CIi，其中電路CTi滿足需求Ri且在期望的目標路由選擇中；(b)從按步驟(a)計算的所有替代電路CIi中，選擇具有最小成本的一個，并以它替代當前可行路由選擇中滿足對應需求Ri的電路；(c)將被替代的電路CIi所滿足的對應需求Ri標記為已處理；(d)重復步驟(a)至(c)直到所有需求Ri都已經(jīng)被處理為止；以及(e)取可行的路由選擇中的電路被替代直到實現(xiàn)可行的目標路由選擇為止的順序作為網(wǎng)絡的重新路由選擇步驟的順序。
為了闡明本發(fā)明創(chuàng)新原理及其較之現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點的解釋，下文借助附圖通過應用所述原理的非限定性示例來描述一種可能實施例。在這些附圖中


圖1示出應用本發(fā)明方法的網(wǎng)絡重新路由選擇過程的整體示意圖；圖2示出本發(fā)明方法的流程圖；以及圖3至8示出應用于簡單網(wǎng)絡的示例的方法步驟。
參考附圖，圖1以示意圖形式示出網(wǎng)絡重新路由選擇過程的整體示意圖。當期望重新路由選擇(關(guān)于該點的決策超出本發(fā)明目的的范圍)時，網(wǎng)絡的“網(wǎng)絡管理系統(tǒng)”或“控制計劃”向網(wǎng)絡模擬器發(fā)送“網(wǎng)絡配置”更新和“實際路由選擇”、即此時網(wǎng)絡中正在使用的路由選擇。如果需要的話，操作員提供的其他輸入?yún)?shù)(“param”)也到達模擬器。通過不作詳細描述的熟知方法和過程，模擬器計算“目標路由選擇”，即期望根據(jù)預定的參數(shù)優(yōu)化網(wǎng)絡的路由選擇。
在這一點上，應用本發(fā)明的方法，從實際路由選擇和期望的路由選擇開始，提供最接近期望的目標路由選擇的可行目標路由選擇(FTR)以及能夠通過一次移動一個電路來實現(xiàn)的重新路由選擇順序。
根據(jù)另一個示意圖，由此從實際路由選擇開始并達到可行的目標路由選擇定義了路由選擇的順序，其中該順序中的每個路由選擇因一個電路而區(qū)別于其前后的路由選擇。
如果需要的話，在操作員接受了新的網(wǎng)絡配置之后，將該重新路由選擇順序發(fā)送給將實施它以實現(xiàn)網(wǎng)絡的安全重新路由選擇的網(wǎng)絡管理員。
根據(jù)本發(fā)明的方法允許首先獲取最可行的一系列路由選擇電路，即獲取利用可用資源可能獲取的期望的目標路由選擇(如果可能的話)或最接近的目標路由選擇。該方法還允許獲取替代這些電路的最佳次序，即允許分配上述一系列電路同時避免沖突的次序。
為了能夠定義滿足相同要求的兩個電路中哪個更好，使用電路的“成本”定義。根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的表示，可以通過具有經(jīng)鏈路連接到一起的節(jié)點的圖形來表示網(wǎng)絡。每條鏈路與定義使用該鏈路的成本的參數(shù)相關(guān)聯(lián)。不對這些參數(shù)作詳細描述，因為它們依賴于期望施加的路由選擇標準而不依賴于可以應用于上述任何路由選擇標準的本發(fā)明的方法。
還應該考慮的是，將成本參數(shù)指定給表示網(wǎng)絡的圖形的鏈路是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的過程，因此無需進一步解釋。這里為了簡明起見所作的唯一假定是，選擇的路由選擇算法(無論是什么)將使用對每個特定路由選擇電路指定一個成本的成本函數(shù)。例如，如果照常將成本賦予每個鏈路，則電路的成本可以是遍歷鏈路的成本之和。
因為要求網(wǎng)絡滿足一系列服務，所以還定義通信量矩陣。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，該矩陣是一系列需求Ri，它們指示通信量的源、目的地和特征。為了簡明起見，在該過程中將該通信量矩陣視為不變的。
滿足通信量矩陣的一系列電路稱為具有滿足需求Ri-th的電路Ci-th的“路由選擇”，其中i＝1、…、n。
已經(jīng)存在于網(wǎng)絡上的所有CAi(i＝1、…、n)電路的序列是“實際路由選擇”、即此時網(wǎng)絡中正在使用的路由選擇。
期望的新路由選擇，即“目標路由選擇”將具有也滿足需求Ri的電路CTi。如上所述，模擬器根據(jù)將不作詳細描述的熟知過程離線計算目標路由選擇。與現(xiàn)有技術(shù)方法不同，可行的目標路由選擇無需是這里實際可獲得的。
這里將“可行路由選擇”定義為滿足通信量矩陣且可以利用可用網(wǎng)絡資源一次移動一個電路來從實際路由選擇(或如下文看到的從另一個可行路由選擇)中獲得的路由選擇。
電路A和B之間的成本差是電路部分A不重疊在電路B上的成本。該成本用于評估一個電路最接近另一個電路的程度。顯然該成本總是非負的，且兩個相同電路之間的成本差為零。
如果電路B是目標路由選擇的一部分并且電路A是可行路由選擇的一部分，而且A和B都滿足通信量矩陣中的相同需求Ri，則僅考慮A使用而B不使用的資源。對不使用B資源不給予任何折扣。
假定可行路由選擇G和目標路由選擇，我們將最佳電路定義為在G，i(從“最滿足”的初始值，由bs(i，G)簡明指定)中提供對需求Ri的最滿足的電路，其中該電路同時(a)滿足需求Ri；(b)可以與G的所有已存在且與其他需求相關(guān)聯(lián)的電路一起分配；以及(c)使與最優(yōu)電路CTi、即目標路由選擇的對應電路的成本差最小化。
可以通過一次將一個電路移動到另一個可行路由選擇來獲得可行的路由選擇。
簡言之，根據(jù)本發(fā)明的方法提出當考慮了所有需求Ri時實現(xiàn)從實際路由選擇開始經(jīng)一系列可行路由選擇到目標路由選擇并停止的一系列移動。最佳移動的選擇，即允許針對特定需求對目標路由選擇的最接近的移動，這通過使相關(guān)聯(lián)的電路的成本最小化來實施。
圖2示出該方法的一種可能流程圖。為了實施該方法，實現(xiàn)一個在另一個中嵌套的兩個迭代處理。內(nèi)迭代找出要修改的最佳電路(即通過移動一個電路至期望的目標路由選擇的可行路由選擇和另一個可行路由選擇之間的最佳過渡)。更詳細地來說，內(nèi)迭代一次移除一個電路，并嘗試以目標路由選擇中的對應電路替代它。這通過搜索最低成本路徑來實現(xiàn)，其中成本是與目標路由選擇中的電路的差。以此方式，總是可得到一個解，因為即使在缺乏資源的情況中，在最壞情況下仍可使被移除的電路所用的資源可供使用。所選擇的標準將是除了目標路由選擇中的電路所使用的那些，使用較小成本的資源的一個。
但是，外迭代一次移動一個電路，并重復內(nèi)迭代直到處理完所有電路為止。
實施根據(jù)該方法的流程圖的偽代碼可以是如下所示初始化對實際路由選擇設置FTR將通信量矩陣的所有需求標記為未處理聲明一系列的空重新路由選擇交互重復重復計算bs(i，F(xiàn)TR)在FTR路由選擇中，移除滿足Ri的電路CIi，然后針對Ri計算與CTi具有最小成本差的電路直到尚未處理的所有Ri需求都被考慮到為止搜索具有最小成本差bs(i，F(xiàn)TR)-CTi的需求或一系列需求{Ri}對于這些需求{Ri}-用FTR中的bs(i，F(xiàn)TR)替代CIi-從重新路由選擇順序中掛起電路bs(i，F(xiàn)TR)-將需求Ri標記為已處理直到將通信量矩陣的所有需求Ri都被標記為已處理為止結(jié)果FTR是搜索到的可行目標路由選擇開始重新路由選擇順序一旦在網(wǎng)絡模擬器上離線計算了該策略，則將該策略更改(以移動電路的次序和它們的新路由選擇的形式)為將執(zhí)行計算的重新路由選擇步驟的常規(guī)網(wǎng)絡重新路由選擇過程。
實質(zhì)上來說，該方法通過一次一個電路的重新路由選擇順序以及每個電路不多于一個的重新路由選擇，產(chǎn)生可行的目標路由選擇和用于從實際路由選擇開始達到它的移動順序。
還應該考慮的是，如果所得到的可行的目標路由選擇不同于期望的目標路由選擇，則通過該方法使用可行的目標路由選擇作為新的實際路由選擇來進行第二改變，將促使獲得更好的結(jié)果是可能的，即更接近期望的目標路由選擇是可能的。
在可行的目標路由選擇與期望的目標路由選擇之間的差(所有電路的差之和)是判斷該方法的應用對于具有給定實際路由選擇的給定網(wǎng)絡是否有效的一個重要參數(shù)。
在任何情況中，必須注意即使小差值也能夠在該方法的后續(xù)階段中產(chǎn)生更重要的改變。
為了更好地闡明根據(jù)本發(fā)明的方法的概念，下文給出一個簡單的操作示例。
假定有如圖3中以示意圖形式示出的網(wǎng)絡的一個網(wǎng)絡。端點A-B-C和D-E-F之間的可能連接電路的“空間”是點線圖的周界內(nèi)的空間。
假定通信量矩陣是
以及滿足該矩陣的實際路由選擇是圖4所示的。
圖5以示意圖形式示出向圖4的網(wǎng)絡中添加新資源X的新情況。因此，優(yōu)選地更改為通過將滿足通信量矩陣的需求R1、R2和R3的電路直線連接所獲得的圖6所示的更有效率的路由選擇。換言之，圖6示出目標路由選擇。
因此問題在于從圖4的情況到圖6的情況的更改。
通過應用本發(fā)明的方法，移除實際路由選擇中滿足需求R1的電路，并搜索與目標電路具有最小成本差的電路。在該示例中看到，此時(圖5)唯一可以替代被移除的當前電路A-D的電路與被移除的電路完全相同。換言之，成本差等于被移除的電路A-D的總成本。
然后，移除實際路由選擇中滿足需求R2的電路，并搜索與目標電路具有最小成本差的電路。此情況與針對需求R1所面對的情況完全相同；唯一可以替代當前電路B-E的電路與之完全相同，并且成本差等于被移除的電路B-E的總成本。
最后移除電路R3。由于X中的新資源，以目標路由選擇電路替代實際路由選擇電路，而且成本差為零是可能的。將需求R3標記為“已考慮”，并在重新路由選擇列表中插入新的電路C-F。因此要發(fā)展的路由選擇變成圖7的路由選擇。
因為需求不是全部標記為已考慮，所以外循環(huán)返回到內(nèi)循環(huán)的開始。
內(nèi)循環(huán)從要發(fā)展的新路由選擇開始，其中將要發(fā)展的新路由選擇假定為等于具有圖7所示的R3的新電路的路由選擇。
因此再次移除圖7的路由選擇中滿足R1的電路。但是，針對需求R1的情況仍與先前的情況一樣(唯一可以替代當前電路的電路與之完全相同，并且成本差等于被移除的電路的總成本)。
在內(nèi)循環(huán)的下一步驟中，然后在圖7的路由選擇中移除R2的電路。由于滿足R3的電路現(xiàn)在是圖7的電路，所以以目標路由選擇電路替代圖7中的路由選擇中的R2的電路，而且成本差為零是可能的。因此將需求R2標記為“已考慮”，并在重新路由選擇列表中插入新的電路B-E。
因此，從假定為等于圖8的路由選擇的要發(fā)展的新路由選擇重新開始循環(huán)是可能的。
因此再次移除圖8的路由選擇中滿足R1的電路?，F(xiàn)在可以以目標路由選擇的電路替代該電路。因此將需求R1標記為“已考慮”，并在重新路由選擇列表中插入新的電路A-D。在此點上，所有需求都已考慮過，因此外循環(huán)也終止。
因為已找到的可行目標路由選擇與期望的目標路由選擇不一定吻合，所以不一定再次使用該方法來嘗試進一步改進結(jié)果。
在示意圖中，將更改為網(wǎng)絡的已知重新路由選擇例行程序的所計算的重新路由選擇列表或順序?qū)儆谌缦骂愋?第一“直線連接”滿足R3的C-F；-第二“直線連接”滿足R2的B-E；以及-第三“直線連接”滿足R1的A-D。
通過網(wǎng)絡的重新路由選擇過程更改和執(zhí)行該列表。
在欠運氣的情況中，即可行的目標重新路由選擇不與期望的目標重新路由選擇吻合，可以有利地提供一些數(shù)據(jù)來判斷是否要應用該重新路由選擇順序。例如，更重要的數(shù)據(jù)可以是實際路由選擇與可行的目標重新路由選擇之間的總距離成本(我們可以稱為“實際改進”的成本)和可行的目標重新路由選擇與期望的目標路由選擇之間的總距離成本，我們可以稱為“不可獲得的改進”的成本。
例如，好的實際改進對于提供實質(zhì)性的優(yōu)勢是必不可少的。另一方面，與好的“不可獲得”的改進組合的不好的實際改進可能像是壞消息，但是盡管如此，稍微實際的改進都可能降低網(wǎng)絡不好的狀況，并能夠在后續(xù)步驟中產(chǎn)生更大的改進，因此建議對已經(jīng)獲得的可行的目標路由選擇全部同樣地再次應用該方法。
有關(guān)是否實施的決策應該留給對支持結(jié)果的適合歸檔的模擬器有試驗能力的操作員來作出。
現(xiàn)在，顯然通過使如下方法可供使用來實現(xiàn)預定的目的，即該方法允許決定要使用的步驟達到和在任何情況下盡可能接近網(wǎng)絡中服務干擾最小和風險最小的預定目標路由選擇。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的整個方法允許自由選擇不同的優(yōu)選路由選擇算法，僅滿足目標成本函數(shù)就足夠了。以雙重方式，該方法允許路由選擇算法以受控方式執(zhí)行重新路由選擇大量系列的電路的選擇。
自然，通過本文要求的專有權(quán)利的范圍內(nèi)的所述原理的非限定性示例給出應用本發(fā)明創(chuàng)新原理的實施例的上述說明。
權(quán)利要求
1.一種方法，用于為通信網(wǎng)絡的重新路由選擇而標識所述網(wǎng)絡中的電路移動步驟的順序，以便從初始路由選擇到可行的目標路由選擇一次一個電路地移動來進行改變，其中所述初始路由選擇由滿足相應需求Ri(其中i＝1、...、n)的一系列n個電路CAi組成，并且所述可行的目標路由選擇由仍舊滿足所述需求Ri的新的一系列電路CIi組成，所述可行的目標路由選擇被標識為最接近或標識期望的目標路由選擇的路由選擇，并且所述期望的目標路由選擇由仍滿足所述需求Ri(其中i＝1、...、n)的一系列n個電路CTi組成，其中所述方法包括如下步驟，從設為等于所述初始路由選擇的可行的路由選擇開始(a)針對仍要處理的每個需求Ri，計算會減少與所述電路CTi的成本差的替代電路CIi，其中所述電路CTi滿足所述需求Ri且在所述期望的目標路由選擇中；(b)從按步驟(a)計算的所有替代電路CIi中，選擇具有最小成本的一個，并以它替代當前可行的路由選擇中滿足相應需求Ri的電路；(c)將替代的電路CIi滿足的相應需求Ri標記為已處理；(d)重復步驟(a)至(c)直到所有需求Ri都已經(jīng)被處理為止；以及(e)取替換所述可行的路由選擇中的電路直到實現(xiàn)所述可行的目標路由選擇為止的順序作為所述網(wǎng)絡的重新路由選擇步驟的順序。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將兩個電路A和B之間的成本差定義為電路A不重疊在電路B上的部分的成本。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，對于計算所述成本差不對未使用電路B的資源賦予任何折扣。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過定義所述網(wǎng)絡中的所述電路的網(wǎng)絡的圖形的分支的成本之和來給出電路的成本。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在所述網(wǎng)絡的模擬器上以離線方式執(zhí)行步驟(a)至(e)，然后將所述移動步驟的順序傳遞給在實際網(wǎng)絡上執(zhí)行它們的網(wǎng)絡管理員。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在步驟(d)和(e)之間提供另一個步驟，以基于表示如下項的數(shù)據(jù)來進行決策期望的目標路由選擇與已經(jīng)達到的可行的目標路由選擇之間的差，以及是否要使用替代所述可行的路由選擇中的電路直到達到所述可行的目標路由選擇為止的順序作為所述網(wǎng)絡的重新路由選擇順序，否則使用已獲得的所述可行的目標路由選擇作為初始路由選擇再次應用所述方法。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，表示數(shù)據(jù)包括所述實際路由選擇與所述可行的目標路由選擇之間的總距離成本和/或所述可行的路由選擇與所述期望的目標路由選擇之間的總距離成本。
8.一種電信網(wǎng)絡，其特征在于，其中實現(xiàn)滿足一系列服務需求并且使用根據(jù)前述權(quán)利要求用于執(zhí)行重新路由選擇的方法的許多電路。
全文摘要
描述一種方法，它用于在通信網(wǎng)絡中標識其中電路移動步驟的順序，以便從初始路由選擇到可行的目標路由選擇一次一個地移動電路來進行改變，其中在該初始路由選擇中某個數(shù)量的服務需求被滿足，以及在可行的目標路由選擇中相同的服務需求被滿足，而且可行的目標路由選擇更好地利用網(wǎng)絡資源并被標識為最接近或標識新的預先確定的期望的目標路由選擇的一個路由選擇。根據(jù)該方法，其步驟由如下組成針對仍要處理的每個需求計算減少與期望的目標路由選擇中滿足相同需求的電路的成本差的替換電路，從所有計算的替代電路中選擇具有較小成本的一個并替代它，將對應需求標記為已處理，并從頭開始重復所述步驟，直到所有需求都被處理為止。然后使用替代這些電路的順序作為移動電路進行網(wǎng)絡的重新路由選擇的步驟的順序。
文檔編號H04L12/56GK1969508SQ200580007929
公開日2007年5月23日 申請日期2005年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月16日
發(fā)明者G·菲阿施, F·拉澤里, P·塞薩里戈 申請人:愛立信股份有限公司