一種基于智能光網(wǎng)絡(luò)的通信多等級(jí)保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明一種基于智能光網(wǎng)絡(luò)的通信多等級(jí)保護(hù)方法，屬于通信網(wǎng)絡(luò)【技術(shù)領(lǐng)域】，本發(fā)明利用智能光網(wǎng)絡(luò)的可編程和自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，利用了光網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬高，延遲小的特點(diǎn)，并將不同重要程度的業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行區(qū)分保護(hù)，解決了由于單個(gè)光纖斷裂易導(dǎo)致重大影響的問(wèn)題，一方面，區(qū)分等級(jí)的保護(hù)可以提供有針對(duì)性的保護(hù)，高等級(jí)業(yè)務(wù)使用高保護(hù)級(jí)服務(wù)，低等級(jí)業(yè)務(wù)使用低保護(hù)級(jí)服務(wù)，提高了資源利用率，并簡(jiǎn)化尋找保護(hù)路徑的難度，降低了運(yùn)算時(shí)間；另一方面，通過(guò)中保護(hù)級(jí)和低保護(hù)級(jí)的共享保護(hù)功能，提高帶寬利用率的同時(shí)，也可使相應(yīng)的預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行休眠，節(jié)省電能消耗。
【專利說(shuō)明】一種基于智能光網(wǎng)絡(luò)的通信多等級(jí)保護(hù)方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于通信網(wǎng)絡(luò)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于智能光網(wǎng)絡(luò)的通信多等級(jí)保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，WDM光傳輸網(wǎng)絡(luò)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，無(wú)論是從光傳輸技術(shù)還是光傳輸網(wǎng)絡(luò)的部署和應(yīng)用都日趨成熟。光網(wǎng)絡(luò)所攜帶的超大容量信息，考慮到通信中斷將會(huì)帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)損失和對(duì)社會(huì)所造成的嚴(yán)重影響，健壯的光網(wǎng)絡(luò)生存性必定為電信運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商所追求，更是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者必須首先考慮的問(wèn)題。智能光網(wǎng)絡(luò)(ION)的引入是對(duì)傳統(tǒng)的光傳送網(wǎng)技術(shù)的重大改善，以自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON)為代表的智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)連接的動(dòng)態(tài)建立和拆除，還可以實(shí)現(xiàn)許多新功能。因此，研究面向ASON的抗毀技術(shù)是十分有必要的。
[0003]光網(wǎng)絡(luò)生存性的問(wèn)題是隨著光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展而發(fā)展，從最初的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)所采用的保護(hù)切換到環(huán)形網(wǎng)所采用的自愈環(huán)技術(shù)直至現(xiàn)在的網(wǎng)狀網(wǎng)所采用的快速重構(gòu)恢復(fù)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜，客觀上也使得網(wǎng)絡(luò)生存性的解決方案變得更為靈活。一個(gè)完整的生存性策略包括以下幾個(gè)部分:故障的發(fā)現(xiàn)、定位、聲明和解除。
[0004]保護(hù)和恢復(fù)均是在網(wǎng)絡(luò)故障條件下，使受損的業(yè)務(wù)得以重新運(yùn)行的具體措施。保護(hù)是指利用節(jié)點(diǎn)間預(yù)先分配的容量實(shí)施網(wǎng)絡(luò)保護(hù)。保護(hù)往往處于本地網(wǎng)元或遠(yuǎn)端網(wǎng)元的控制下，無(wú)需外部網(wǎng)管系統(tǒng)的介入，保護(hù)倒換時(shí)間很短，但備用資源無(wú)法在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)共享，資源利用率低。恢復(fù)則通常利用節(jié)點(diǎn)之間可用的任何容量，還需要準(zhǔn)確地知道故障點(diǎn)的位置，其實(shí)質(zhì)是在網(wǎng)絡(luò)中尋 找失效路由的替代路由，因而恢復(fù)算法與網(wǎng)絡(luò)選路算法相同。為提高網(wǎng)絡(luò)的生存性，往往采用保護(hù)的辦法，主要為保證故障情況下的時(shí)效性和可靠性，同時(shí)為了保證網(wǎng)絡(luò)資源的合理化利用，這就變成了以網(wǎng)絡(luò)生存性為約束條件的資源優(yōu)化的問(wèn)題。
[0005]所以針對(duì)光網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)機(jī)制，一般可分為專用保護(hù)機(jī)制、共享保護(hù)機(jī)制和混合保護(hù)機(jī)制。專用保護(hù)機(jī)制(Dedicated Protection, DP),即在業(yè)務(wù)到來(lái)時(shí)就找到兩條鏈路分離的路徑，分別為工作路徑和保護(hù)路徑，保護(hù)路徑只是實(shí)現(xiàn)預(yù)留資源，只有當(dāng)工作路徑失效時(shí)，保護(hù)路徑才開始工作；共享保護(hù)機(jī)制(Shared Protection, SP),即兩條鏈路分離的工作路徑可以共享保護(hù)鏈路，因?yàn)閾?jù)統(tǒng)計(jì)光網(wǎng)絡(luò)的失效往往都是單鏈路失效，所以只要工作路徑是鏈路分離的，那么它們彼此之間可以共享保護(hù)路徑的帶寬，但是這條用于保護(hù)的物理鏈路只能用來(lái)以后尋找保護(hù)路徑之用，同理用于工作路徑的物理鏈路只能用來(lái)以后尋找工作路徑之用；混合保護(hù)機(jī)制(Mixed Protection,MP),即不區(qū)分工作物理鏈路和保護(hù)物理鏈路，在尋找工作路徑和保護(hù)路徑時(shí)，可以自由的在任意物理鏈路間進(jìn)行選擇，只要保證同一個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求的工作路徑和保護(hù)路徑鏈路分離即可。
[0006]生存性對(duì)于光網(wǎng)絡(luò)的重要性現(xiàn)在己經(jīng)得到業(yè)界的廣泛重視，在光網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的今天，研究光網(wǎng)絡(luò)的生存性技術(shù)，提出實(shí)用化的解決方法，已經(jīng)成為發(fā)展和建設(shè)光網(wǎng)絡(luò)必須解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。所以，針對(duì)上面提出的三種保護(hù)機(jī)制，我們提出了區(qū)分保護(hù)等級(jí)的抗毀辦法。因?yàn)閷Ｓ帽Ｗo(hù)的等級(jí)最高，共享保護(hù)次之，然后為混合保護(hù)，我們可以把它們看作高保護(hù)級(jí)、中保護(hù)級(jí)和低保護(hù)級(jí)，所以我們根據(jù)不同的業(yè)務(wù)等級(jí)，分別輔之以相應(yīng)程度的保護(hù)。同時(shí)因?yàn)楸Ｗo(hù)等級(jí)的不同而帶來(lái)資源使用率的不用，所以這么做也可以在保證QoS的同時(shí)，有效的提高網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有方法存在的不足，本發(fā)明提出一種基于智能光網(wǎng)絡(luò)的通信多等級(jí)保護(hù)方法，以達(dá)到提高資源利用率、簡(jiǎn)化尋找保護(hù)路徑的難度和降低運(yùn)算時(shí)間的目的。
[0008]一種基于智能光網(wǎng)絡(luò)的通信多等級(jí)保護(hù)方法，包括以下步驟:
[0009]步驟1、根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包頭的數(shù)碼位數(shù)對(duì)光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行等級(jí)劃分，其中，碼數(shù)位數(shù)為00時(shí)屬于高保護(hù)級(jí)，碼數(shù)位數(shù)為01時(shí)屬于中保護(hù)級(jí)，碼數(shù)位數(shù)為10時(shí)屬于低保護(hù)級(jí)；
[0010]步驟2、判斷用戶業(yè)務(wù)狀態(tài)，若用戶業(yè)務(wù)到達(dá)，則執(zhí)行步驟3，若用戶業(yè)務(wù)離開，則執(zhí)行步驟4;
[0011]步驟3、判斷用戶業(yè)務(wù)所屬等級(jí)，并根據(jù)對(duì)應(yīng)等級(jí)采取相應(yīng)保護(hù)措施；
[0012]步驟3-1、判斷用戶業(yè)務(wù)所屬等級(jí)，若為高保護(hù)級(jí)，則執(zhí)行步驟3-2 ;若為中保護(hù)級(jí)，則執(zhí)行步驟3-3，若為低保護(hù)級(jí)，則執(zhí)行步驟3-4 ；
[0013]步驟3-2、采用高保護(hù)級(jí)對(duì)用戶業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，即采用最短路徑算法尋找并標(biāo)記工作路徑和保護(hù)路徑，并在保護(hù)路徑中預(yù)留用戶專用帶寬，具體包括:
[0014]步驟3-2-1、采用最短路徑算法在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑垂?jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-2-4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-2-2 ；
[0015]步驟3-2-2、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-2-4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-2-3 ；
[0016]步驟3-2-3、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-2-4，否則，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找；
[0017]步驟3-2-4、更新拓?fù)湫畔?，在虛擬拓?fù)鋵又袆h除已經(jīng)尋找到的工作路徑所占用的光路鏈路，在每個(gè)波長(zhǎng)層上刪除已經(jīng)尋找到的工作路徑所映射的波長(zhǎng)鏈路；
[0018]步驟3-2-5、采用最短路徑算法在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑垂?jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-2-8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-2-6 ；
[0019]步驟3-2-6、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-2-8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-2-7 ；
[0020]步驟3-2-7、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-2-8，否則，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找；
[0021]步驟3-2-8、對(duì)尋找到的工作路徑中的每一條鏈路進(jìn)行標(biāo)記，在該工作路徑上分配帶寬，并分配工作路徑中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器；對(duì)尋找到的保護(hù)路徑中的每一條鏈路進(jìn)行標(biāo)記，在保護(hù)路徑上預(yù)留專用帶寬，并分配保護(hù)路徑中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器；若工作路徑和保護(hù)路徑是在單個(gè)波長(zhǎng)層或綜合疏導(dǎo)圖上尋找到的，則還需在虛拓?fù)鋵由戏謩e添加源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的光路鏈路，執(zhí)行步驟4 ；
[0022]步驟3-3、采用中保護(hù)級(jí)對(duì)用戶業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，即采用最短路徑算法尋找并標(biāo)記工作路徑和保護(hù)路徑，并在保護(hù)路徑中預(yù)留用戶可以共享的帶寬，具體包括:
[0023]步驟3-3-1、采用最短路徑算法在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑垂?jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-3-2 ；
[0024]步驟3-3-2、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-3-3 ；
[0025]步驟3-3-3、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-4，否則，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找；
[0026]步驟3-3-4、更新拓?fù)湫畔ⅲ谔摂M拓?fù)鋵又袆h除已經(jīng)尋找到的工作路徑所占用的光路鏈路，在每個(gè)波長(zhǎng)層上刪除已經(jīng)尋找到的工作路徑所映射的波長(zhǎng)鏈路；
[0027]步驟3-3-5、采用最短路徑算法在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑垂?jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-3-6 ；
[0028]步驟3-3-6、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-3-7 ；
[0029]步驟3-3-7、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-8，否則，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找；
[0030]步驟3-3-8、對(duì)尋找到的工作路徑中的每一條鏈路進(jìn)行標(biāo)記，在該工作路徑上分配帶寬，并分配工作路徑中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器；對(duì)尋找到的保護(hù)路徑中的每一條鏈路進(jìn)行標(biāo)記，在保護(hù)路徑上預(yù)留共享帶寬，并分配保護(hù)路徑中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器；若工作路徑和保護(hù)路徑是在單個(gè)波長(zhǎng)層或綜合疏導(dǎo)圖上尋找到的，則還需在虛拓?fù)鋵由戏謩e添加源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的光路鏈路，執(zhí)行步驟4 ；
[0031]步驟3-4、采用低保護(hù)級(jí)對(duì)用戶業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，即采用最短路徑算法尋找工作路徑和保護(hù)路徑，并在保護(hù)路徑中預(yù)留用戶可以共享的帶寬，具體包括:
[0032]步驟3-4-1、采用最短路徑算法在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑垂?jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-4-4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-4-2 ；
[0033]步驟3-4-2、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-4-4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-4-3 ；
[0034]步驟3-4-3、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-4-4，否則，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找；
[0035]步驟3-4-4、更新拓?fù)湫畔?，在虛擬拓?fù)鋵又袆h除已經(jīng)尋找到的工作路徑所占用的光路鏈路，在每個(gè)波長(zhǎng)層上刪除已經(jīng)尋找到的工作路徑所映射的波長(zhǎng)鏈路；
[0036]步驟3-4-5、采用最短路徑算法在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑垂?jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-4-8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-4-6 ；
[0037]步驟3-4-6、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-4-8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-4-7 ；[0038]步驟3-4-7、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-4-8，否則，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找；
[0039]步驟3-4-8、在該工作路徑上分配帶寬，并分配工作路徑中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器，在保護(hù)路徑上預(yù)留共享帶寬，并分配保護(hù)路徑中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器；若工作路徑和保護(hù)路徑是在單個(gè)波長(zhǎng)層或綜合疏導(dǎo)圖上尋找到的，則還需在虛拓?fù)鋵由戏謩e添加源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的光路鏈路，執(zhí)行步驟4 ；
[0040]步驟4、釋放帶寬，回收光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器；
[0041]步驟5、等待下一個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求到來(lái)；
[0042]步驟6、判斷全部業(yè)務(wù)請(qǐng)求是否處理完畢，若是，則結(jié)束；否則返回執(zhí)行步驟2。
[0043]步驟3-2-8中所述的專用帶寬的大小等于該業(yè)務(wù)需求帶寬的大小。
[0044]步驟3-3-8和步驟3-4-8中所述的共享帶寬大小為最大業(yè)務(wù)需求帶寬的大小。
[0045]步驟3-2-5、步驟3-2-6、步驟3_2_7、步驟3_3_5、步驟3_3_6、步驟3_3_7、步驟3-3-5、步驟3-4-6和步驟3-4-7中所述的尋找保護(hù)路徑，先在已經(jīng)標(biāo)記過(guò)的鏈路中尋找，再到未標(biāo)記過(guò)的鏈路中尋找。
[0046]步驟3所述的節(jié)點(diǎn)為具有光信號(hào)交換能力的信息收發(fā)端，包括單臺(tái)電腦、路由器和結(jié)合路由器的服務(wù)器。
[0047]步驟4所述的釋放帶寬，回收光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器，具體為:
[0048](I)、釋放工作路徑帶寬、保護(hù)路徑預(yù)留帶寬和釋放節(jié)點(diǎn)里的內(nèi)存資源后，光收發(fā)器進(jìn)入休眠狀態(tài)；
[0049](2)、某段物理鏈路的全部帶寬均被釋放后，則該物理鏈路不再承載任何業(yè)務(wù)，該鏈路上的所有光放大器進(jìn)入休眠，若某節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的光交叉連接器沒(méi)有承載任何業(yè)務(wù)，則其進(jìn)入休眠狀態(tài)。
[0050]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn):
[0051]本發(fā)明一種基于智能光網(wǎng)絡(luò)的通信多等級(jí)保護(hù)方法，利用智能光網(wǎng)絡(luò)的可編程和自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，利用了光網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬高，延遲小的特點(diǎn)，并將不同重要程度的業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行區(qū)分保護(hù)，解決了由于單個(gè)光纖斷裂易導(dǎo)致重大影響的問(wèn)題，一方面，區(qū)分等級(jí)的保護(hù)可以提供有針對(duì)性的保護(hù)，高等級(jí)業(yè)務(wù)使用高保護(hù)級(jí)服務(wù)，低等級(jí)業(yè)務(wù)使用低保護(hù)級(jí)服務(wù)，提高了資源利用率，并簡(jiǎn)化尋找保護(hù)路徑的難度，降低了運(yùn)算時(shí)間；另一方面，通過(guò)中保護(hù)級(jí)和低保護(hù)級(jí)的共享保護(hù)功能，提高帶寬利用率的同時(shí)，也可使相應(yīng)的預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行休目民，節(jié)省電能消耗。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0052]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的ASON中區(qū)分保護(hù)等級(jí)的抗毀技術(shù)研究的拓?fù)銷SFNET網(wǎng)絡(luò)不意圖；
[0053]圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的ASON中區(qū)分保護(hù)等級(jí)的抗毀技術(shù)研究的拓?fù)銷SFNET網(wǎng)絡(luò)的分層示意圖；
[0054]圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例的ASON中區(qū)分保護(hù)等級(jí)的抗毀技術(shù)研究的方法流程圖；[0055]圖4為本發(fā)明一種實(shí)施例的ASON中區(qū)分保護(hù)等級(jí)的抗毀技術(shù)研究的不同波長(zhǎng)數(shù)目下的阻塞率示意圖；
[0056]圖5為本發(fā)明一種實(shí)施例的ASON中區(qū)分保護(hù)等級(jí)的抗毀技術(shù)研究的不同光收發(fā)器數(shù)目下的阻塞率示意圖；
[0057]圖6為本發(fā)明一種實(shí)施例的ASON中區(qū)分保護(hù)等級(jí)的抗毀技術(shù)研究的不同業(yè)務(wù)到達(dá)率下的保護(hù)可靠性示意圖；
[0058]圖7為本發(fā)明一種實(shí)施例的ASON中區(qū)分保護(hù)等級(jí)的抗毀技術(shù)研究的不同業(yè)務(wù)到達(dá)率下的阻塞率示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0059]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明一種實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0060]如圖1所示，本發(fā)明中節(jié)點(diǎn)為信息收發(fā)端，包括單臺(tái)電腦、路由器、結(jié)合路由器的服務(wù)器以及大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，物理鏈路為光纖鏈路。本實(shí)施例中，以路由器為例，所使用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ蜑镹SFNET網(wǎng)絡(luò)，包括14個(gè)路由器和21條鏈路；所述的每條鏈路由一對(duì)方向相反的單向光纖組成，每條光纖鏈路上具有2個(gè)波長(zhǎng)，每個(gè)路由器有2個(gè)光收發(fā)器。用戶請(qǐng)求按照平均速率服從參數(shù)P的泊松分布到達(dá)，所建連接的持續(xù)時(shí)間服從均值1/U的指數(shù)分布(假設(shè)U =1)。用戶請(qǐng)求到達(dá)后，若未建立連接，則直接阻塞該用戶請(qǐng)求，即不生成等待隊(duì)列。
[0061]本發(fā)明實(shí)施例中，某個(gè)連接請(qǐng)求工作路徑或保護(hù)路徑有3種方式:
[0062](I)在虛擬拓?fù)鋵?VTL, virtual topology layer)中尋找,通路完全由光路鏈路組成；
[0063](2)在單個(gè)波長(zhǎng) 層(WLy,wl_wavelength layer)中尋找,通路完全由某層的波長(zhǎng)鏈路組成，然后在虛拓?fù)鋵又薪⑾鄳?yīng)路由器的新光路鏈路；
[0064](3)在綜合疏導(dǎo)圖(16,16-1]^68以七6(1-81'00111；[1^ Graph)中尋找，如果某路由器存在虛擬光收發(fā)器鏈路，則虛拓?fù)鋵又械脑撀酚善髋c各波長(zhǎng)層同號(hào)路由器相連通，但各波長(zhǎng)層中該號(hào)路由器之間互不連通，即通路可能是光路鏈路、虛擬光收發(fā)器鏈路和波長(zhǎng)鏈路的組合。
[0065]本實(shí)施例中采用多層圖的模型，所述的多層即為虛拓?fù)鋵雍凸鈱?單個(gè)波長(zhǎng)層)，又稱為上層和下層(或底層)。虛擬拓?fù)鋵又醒b載的是已經(jīng)建立起來(lái)的光路鏈路，而光層中裝載的是實(shí)際的波長(zhǎng)鏈路。其中，虛擬拓?fù)鋵拥奶岢鰧?duì)于提高網(wǎng)絡(luò)尋址能力，減小阻塞率和尋址時(shí)間都有很大幫助。隨著波長(zhǎng)數(shù)的增多，光層中的波長(zhǎng)平面層也增多，這樣與上層虛拓?fù)鋵勇?lián)合起來(lái)，就組成了多層聯(lián)合路由(綜合疏導(dǎo)圖)的概念；本發(fā)明實(shí)施例中，將單根光纖中每個(gè)波長(zhǎng)都劃分成一個(gè)獨(dú)立的層面，有幾個(gè)波長(zhǎng)就有幾個(gè)波長(zhǎng)層，在每個(gè)波長(zhǎng)層上的節(jié)點(diǎn)和鏈路分別是物理節(jié)點(diǎn)和鏈路的映射，各個(gè)波長(zhǎng)層彼此之間不能直接溝通；在最上層構(gòu)建虛擬拓?fù)鋵樱摂M拓?fù)鋵由系墓?jié)點(diǎn)為物理節(jié)點(diǎn)的映射，鏈路為光路鏈路，即通過(guò)波長(zhǎng)層上的路徑單獨(dú)構(gòu)建的虛擬鏈路；虛拓?fù)鋵雍退械牟ㄩL(zhǎng)層聯(lián)合起來(lái)組成綜合疏導(dǎo)圖，彼此之間靠虛鏈路來(lái)連接。
[0066]本發(fā)明中將保護(hù)服務(wù)分成高保護(hù)級(jí)、中保護(hù)級(jí)和低保護(hù)級(jí)三個(gè)等級(jí)。其中高保護(hù)級(jí)使用專用保護(hù)算法，即事先計(jì)算出與工作路徑鏈路分離的1:1保護(hù)路徑。由于本發(fā)明是基于單鏈路失效假設(shè)的，所以我們?cè)谥斜Ｗo(hù)級(jí)和低保護(hù)級(jí)中使用帶寬共享保護(hù)算法，即后續(xù)到達(dá)的業(yè)務(wù)只要能夠保證其工作路徑與之前到達(dá)的業(yè)務(wù)請(qǐng)求鏈路分離，則可以共享保護(hù)鏈路中的帶寬資源，不再占用新的帶寬。等級(jí)的評(píng)估機(jī)制可由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商和使用方協(xié)商制定，如根據(jù)服務(wù)失效后果來(lái)劃分，可以將災(zāi)難電話會(huì)議服務(wù)評(píng)估為高保護(hù)級(jí)，將流媒體服務(wù)評(píng)估為中保護(hù)級(jí)，將電子郵件服務(wù)評(píng)估為低保護(hù)級(jí)，可在各個(gè)路由器析出數(shù)據(jù)包頭，通過(guò)指定的幾位數(shù)碼分析出該數(shù)據(jù)流所需保護(hù)等級(jí)，在上層為其構(gòu)造工作路徑和保護(hù)路徑；鏈路分離概念，即兩個(gè)或多個(gè)路由的組成鏈路不互相重疊。例如路由I由物理鏈路1、2、3組成，路由II由物理鏈路4、5組成，則可以認(rèn)定路由I和II為鏈路分離。
[0067]如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例中的光路鏈路ID:1010900，連接I到9號(hào)路由器，使用入:層的波長(zhǎng)鏈路1-7和7-9 ;光路鏈路ID:1101300，連接10到13號(hào)路由器，使用入:層(單個(gè)波長(zhǎng)層)的波長(zhǎng)鏈路9-10和9-13 ;如果虛拓?fù)鋵由夏硹l光路鏈路資源已經(jīng)不滿足新業(yè)務(wù)請(qǐng)求的要求，并這兩路由器仍有空閑的光收發(fā)器，則可以在相同兩點(diǎn)之間利用其他波長(zhǎng)層建立新的光路鏈路，并用不同的ID加以區(qū)別。例如虛拓?fù)鋵由系?到10號(hào)路由器有兩條光路鏈路，ID分別為1001000和1001001，1001000邊占用A1層的0-2，2-5和5-10，1001001邊占用入2層(單個(gè)波長(zhǎng)層)的0-1，1-7，7-9和9-10。
[0068]一種基于智能光網(wǎng)絡(luò)的通信多等級(jí)保護(hù)方法，方法流程圖如圖3所示，包括以下步驟:
[0069]步驟1、根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包頭的數(shù)碼位數(shù)對(duì)光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行等級(jí)劃分，其中，碼數(shù)位數(shù)為00時(shí)屬于高保護(hù)級(jí)，碼數(shù)位數(shù)為01時(shí)屬于中保護(hù)級(jí)，碼數(shù)位數(shù)為10時(shí)屬于低保護(hù)級(jí)；
[0070]本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D，初始化IG，設(shè)置TCx的初始值，并令f Iagw=O,f Iagb=O和f Iagn=O ;其中，flagw:布爾型變量,記錄當(dāng)前鏈路承載工作路徑還是保護(hù)路徑。I為當(dāng)前鏈路承載的是一個(gè)業(yè)務(wù)的工作路徑，否則為O。flagb:布爾型變量，記錄當(dāng)前鏈路承載工作路徑還是保護(hù)路徑。I為當(dāng)前鏈路承載的是一個(gè)業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑，否則為O。fIagn:布爾型變量，記錄當(dāng)前鏈路是否承載了業(yè)務(wù)。I為當(dāng)前鏈路承載了業(yè)務(wù)，或者為工作路徑，或者為保護(hù)路徑；否則為0，表示當(dāng)前鏈路沒(méi)有承載任何業(yè)務(wù)請(qǐng)求。TCx:配備在路由器X上的可用光收發(fā)器的數(shù)目；
[0071]步驟2、判斷用戶業(yè)務(wù)狀態(tài)，若用戶業(yè)務(wù)到達(dá)，則執(zhí)行步驟3，若用戶業(yè)務(wù)離開，則執(zhí)行步驟4;
[0072]步驟3、判斷用戶業(yè)務(wù)所屬等級(jí)，并根據(jù)對(duì)應(yīng)等級(jí)采取相應(yīng)保護(hù)措施；
[0073]步驟3-1、判斷用戶業(yè)務(wù)所屬等級(jí)，若為高保護(hù)級(jí)，則執(zhí)行步驟3-2 ;若為中保護(hù)級(jí)，則執(zhí)行步驟3-3，若為低保護(hù)級(jí)，則執(zhí)行步驟3-4 ；
[0074]步驟3-2、采用高保護(hù)級(jí)對(duì)用戶業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，即采用最短路徑算法尋找并標(biāo)記工作路徑和保護(hù)路徑，并在保護(hù)路徑中預(yù)留用戶專用帶寬；
[0075]步驟3-2-1、采用最短路徑算法(Dijkstra’ s算法)在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑绰酚善鞯侥康穆酚善鞯囊粭l工作路徑(Work Path, WP)，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-2-4;否則，則執(zhí)行步驟3-2-2 ；
[0076]本發(fā)明實(shí)施例中，選擇f Iagn=O的鏈路從源路由器到目的路由器為業(yè)務(wù)請(qǐng)求計(jì)算一條工作路徑，如果成功，設(shè)置flagw=l, fIagb=O和flagn=l,則執(zhí)行步驟3_2_4 ;否則,則執(zhí)行步驟3-2-2 ；
[0077]步驟3-2-2、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源路由器到目的路由器的一條工作路徑WP，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-2-4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-2-3 ；
[0078]本發(fā)明實(shí)施例中，該步驟具體的設(shè)置內(nèi)容與步驟3-2-1相同；波長(zhǎng)層的選擇按照波長(zhǎng)編號(hào)排序由小到大選擇，即WP是由某單一波長(zhǎng)層上的若干條被標(biāo)記為w的波長(zhǎng)鏈路組成。
[0079]步驟3-2-3、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源路由器到目的路由器的一條工作路徑WP，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-2-4，否則，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找；
[0080]本發(fā)明實(shí)施例中，該步驟具體的設(shè)置內(nèi)容與步驟3-2-1相同；備選鏈路集為全部標(biāo)記w的光路鏈路和各波長(zhǎng)層的波長(zhǎng)鏈路集合，即WP是由若干條被標(biāo)記為w的光路鏈路、波長(zhǎng)鏈路和若干條虛鏈路組成，單一波長(zhǎng)層上的波長(zhǎng)鏈路構(gòu)建成虛拓?fù)渖系男鹿饴锋溌罚?br> [0081]步驟3-2-4、更新拓?fù)湫畔ⅲ谔摂M拓?fù)鋵又袆h除已經(jīng)尋找到的工作路徑所占用的光路鏈路，在每個(gè)波長(zhǎng)層上刪除已經(jīng)尋找到的工作路徑所映射的波長(zhǎng)鏈路；
[0082]步驟3-2-5、采用最短路徑算法在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑绰酚善鞯侥康穆酚善鞯囊粭l保護(hù)路徑(Protection Path, PP)，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3_2_8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-2-6 ；
[0083]所述的尋找保護(hù)路徑，優(yōu)先在已經(jīng)被標(biāo)記為p的光路鏈路、波長(zhǎng)鏈路上尋找保護(hù)路徑PP，如果失敗則納入標(biāo)記為u的波長(zhǎng)鏈路重新尋找PP ;構(gòu)成PP的鏈路均為標(biāo)記為P的光路鏈路、波長(zhǎng)鏈路或者它們的組合；
[0084]本發(fā)明實(shí)施例中，選擇flagn=0的鏈路從源路由器到目的路由器為業(yè)務(wù)請(qǐng)求計(jì)算一條與該業(yè)務(wù)請(qǐng)求工作路徑鏈路分離的保護(hù)路徑PP，如果成功，設(shè)置flagw=0，Hagb=I和Hagn=I，則執(zhí)行步驟3-2-8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-2-6 ；
[0085]步驟3-2-6、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源路由器到目的路由器的一條保護(hù)路徑PP，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-2-8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-2-7 ；
[0086]本發(fā)明實(shí)施例中，該步驟具體的設(shè)置內(nèi)容與步驟3-2-5相同；
[0087]步驟3-2-7、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源路由器到目的路由器的一條保護(hù)路徑PP，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-2-8，否則，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找；
[0088]本發(fā)明實(shí)施例中，該步驟具體的設(shè)置內(nèi)容與步驟3-2-5相同；
[0089]步驟3-2-8、對(duì)尋找到的工作路徑WP中的每一條鏈路進(jìn)行標(biāo)記，在該工作路徑上分配帶寬，并分配工作路徑WP中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器；對(duì)尋找到的保護(hù)路徑PP中的每一條鏈路進(jìn)行標(biāo)記，在保護(hù)路徑上預(yù)留專用帶寬，并分配保護(hù)路徑PP中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器；若工作路徑和保護(hù)路徑是在單個(gè)波長(zhǎng)層或綜合疏導(dǎo)圖上尋找到的，則還需在虛拓?fù)鋵由戏謩e添加源路由器和目的路由器之間的光路鏈路；
[0090]本發(fā)明實(shí)施例中，將初次被用作工作路徑的物理鏈路標(biāo)記為W，將初次被用作保護(hù)路徑的物理鏈路標(biāo)記為P，各波長(zhǎng)層上的波長(zhǎng)鏈路以及虛拓?fù)鋵由系墓饴锋溌芬蚕鄳?yīng)地打上標(biāo)記，后續(xù)到達(dá)的業(yè)務(wù)請(qǐng)求尋找路徑時(shí)將區(qū)分W、P、U (未使用)類別，如W只能用作工作路徑，P只能用作保護(hù)路徑，U可以任意使用(U狀態(tài)為空閑狀態(tài)，是鏈路的初始狀態(tài))；[0091]所述的專用帶寬的大小等于該業(yè)務(wù)需求帶寬的大?。?br> [0092]步驟3-3、采用中保護(hù)級(jí)對(duì)用戶業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，即采用最短路徑算法尋找并標(biāo)記工作路徑和保護(hù)路徑，并在保護(hù)路徑中預(yù)留用戶可以共享的帶寬；
[0093]步驟3-3-1、采用最短路徑算法在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑绰酚善鞯侥康穆酚善鞯囊粭l工作路徑WP，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-3-2 ；
[0094]本發(fā)明實(shí)施例中，選擇flagn=0的鏈路從源路由器到目的路由器為業(yè)務(wù)請(qǐng)求計(jì)算一條工作路徑WP，如果成功，設(shè)置flagw=l，Hagb=O和flagn=l，則執(zhí)行步驟3_3_4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-3-2 ；
[0095]步驟3-3-2、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源路由器到目的路由器的一條工作路徑WP，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-3-3 ；
[0096]本發(fā)明實(shí)施例中，該步驟具體的設(shè)置內(nèi)容與步驟3-3-1相同；
[0097]步驟3-3-3、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源路由器到目的路由器的一條工作路徑WP，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-4，否則，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找；
[0098]本發(fā)明實(shí)施例中，該步驟具體的設(shè)置內(nèi)容與步驟3-3-1相同；
[0099]步驟3-3-4、更新拓?fù)湫畔?，在虛擬拓?fù)鋵又袆h除已經(jīng)尋找到的工作路徑WP所占用的光路鏈路，在每個(gè)波長(zhǎng)層上刪除已經(jīng)尋找到的工作路徑WP所映射的波長(zhǎng)鏈路；
[0100]步驟3-3-5、采用最短路徑算法在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑绰酚善鞯侥康穆酚善鞯囊粭l保護(hù)路徑PP，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-3-6 ；
[0101]本發(fā)明實(shí)施例中，選擇f Iagw=O的鏈路從源路由器到目的路由器為業(yè)務(wù)請(qǐng)求計(jì)算一條與該業(yè)務(wù)請(qǐng)求工作路徑鏈路分離的保護(hù)路徑PP，如果成功，設(shè)置flagw=0，Hagb=I和Hagn=I，則執(zhí)行步驟3-3-8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-3-6 ；
[0102]步驟3-3-6、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源路由器到目的路由器的一條保護(hù)路徑PP，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-3-7 ；
[0103]本發(fā)明實(shí)施例中，該步驟具體的設(shè)置內(nèi)容與步驟3-3-5相同；
[0104]步驟3-3-7、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源路由器到目的路由器的一條保護(hù)路徑PP，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-8，否則，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找；
[0105]本發(fā)明實(shí)施例中，該步驟具體的設(shè)置內(nèi)容與步驟3-3-5相同；
[0106]步驟3-3-8、對(duì)尋找到的工作路徑WP中的每一條鏈路進(jìn)行標(biāo)記，在該工作路徑WP上分配帶寬，并分配工作路徑WP中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器；對(duì)尋找到的保護(hù)路徑PP中的每一條鏈路進(jìn)行標(biāo)記，在保護(hù)路徑PP上預(yù)留共享帶寬，并分配保護(hù)路徑PP中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器；若工作路徑WP和保護(hù)路徑PP是在單個(gè)波長(zhǎng)層或綜合疏導(dǎo)圖上尋找到的，則還需在虛拓?fù)鋵由戏謩e添加源路由器和目的路由器之間的光路鏈路；
[0107]如果該業(yè)務(wù)請(qǐng)求的工作路徑WP與之前其他業(yè)務(wù)請(qǐng)求的工作路徑WP鏈路分離，則可以共享它們的保護(hù)帶寬，并將保護(hù)帶寬的預(yù)留值更新為最大的業(yè)務(wù)需求帶寬，即共享帶寬Wp=MAXO^W2,…，Wn), 其中，H…，W表示不同業(yè)務(wù)帶寬。
[0108]步驟3-4、采用低保護(hù)級(jí)對(duì)用戶業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，即采用最短路徑算法尋找工作路徑和保護(hù)路徑；
[0109]本發(fā)明實(shí)施例中，依次分別在虛拓?fù)鋵?、波長(zhǎng)層和綜合疏導(dǎo)圖中為業(yè)務(wù)請(qǐng)求尋找工作路徑WP，不再區(qū)分W、P和u標(biāo)記，以最高效方式自由選擇路由，所以WP的路徑可能是由光路鏈路、波長(zhǎng)鏈路或者它們的組合組成；
[0110]步驟3-4-1、采用最短路徑算法在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑绰酚善鞯侥康穆酚善鞯囊粭l工作路徑WP，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-4-4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-4-2 ；
[0111]步驟3-4-2、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源路由器到目的路由器的一條工作路徑WP，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-4-4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-4-3 ；
[0112]步驟3-4-3、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源路由器到目的路由器的一條工作路徑WP，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-4-4，否則，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找；
[0113]步驟3-3-4、更新拓?fù)湫畔?，在虛擬拓?fù)鋵又袆h除已經(jīng)尋找到的工作路徑WP所占用的鏈路，在每個(gè)波長(zhǎng)層上刪除已經(jīng)尋找到的工作路徑WP所映射的波長(zhǎng)鏈路；
[0114]步驟3-3-5、采用最短路徑算法在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑绰酚善鞯侥康穆酚善鞯囊粭l與該業(yè)務(wù)請(qǐng)求工作路徑鏈路分離的保護(hù)路徑PP，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-4-8 ;否貝U，則執(zhí)行步驟3-4-6;
[0115]步驟3-4-6、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源路由器到目的路由器的一條與該業(yè)務(wù)請(qǐng)求工作路徑鏈路分離的保護(hù)路徑PP，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-4-8 ;否貝U，則執(zhí)行步驟3-4-7;
[0116]步驟3-4-7、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源路由器到目的路由器的一條與該業(yè)務(wù)請(qǐng)求工作路徑鏈路分離的保護(hù)路徑PP，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-4-8，否貝1J，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找；
[0117]步驟3-4-8、在該工作路徑WP上分配帶寬，并分配工作路徑WP中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器，在保護(hù)路徑PP上預(yù)留共享帶寬，并分配保護(hù)路徑PP中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器；若工作路徑WP和保護(hù)路徑PP是在單個(gè)波長(zhǎng)層或綜合疏導(dǎo)圖上尋找到的，則還需在虛拓?fù)鋵由戏謩e添加源路由器和目的路由器之間的光路鏈路；
[0118]步驟4、釋放帶寬，回收光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器；
[0119]本發(fā)明實(shí)施例中，判斷業(yè)務(wù)離開后，釋放相應(yīng)占用資源，如帶寬、光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器等，并判斷所經(jīng)過(guò)的網(wǎng)絡(luò)元素能否被休眠，休眠的條件有如下兩種:
[0120](I)、釋放工作路徑帶寬資源、保護(hù)路徑預(yù)留帶寬和光交換矩陣(光交換節(jié)點(diǎn)內(nèi))里邊的內(nèi)存資源，使空閑下來(lái)的光收發(fā)器進(jìn)入休眠；
[0121](2)、如果某段物理鏈路上的全部帶寬均被釋放，則該物理鏈路完全不再承載任何業(yè)務(wù)，該鏈路上的所有光放大器進(jìn)入休眠，若某光交叉連接器沒(méi)有承載任何業(yè)務(wù)，則其可以進(jìn)入休眠狀態(tài)；
[0122]步驟5、等待下一個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求到來(lái)；
[0123]步驟6、判斷全部業(yè)務(wù)請(qǐng)求是否處理完畢，若是，則結(jié)束；否則返回執(zhí)行步驟2。
[0124]定期統(tǒng)計(jì)所有正在承載業(yè)務(wù)的資源利用率和能源消耗量，將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)跟預(yù)期等級(jí)門限值相比較(如高保護(hù)、中保護(hù)、低保護(hù)級(jí)的資源利用率排序應(yīng)該是由低到高)，不斷改善用戶體驗(yàn)。[0125]如圖4所示，對(duì)實(shí)施例所提區(qū)分業(yè)務(wù)等級(jí)的保護(hù)算法進(jìn)行比較，在網(wǎng)絡(luò)波長(zhǎng)資源較少時(shí)，三種保護(hù)算法的阻塞率都比較高，而隨著網(wǎng)絡(luò)波長(zhǎng)資源的增多，業(yè)務(wù)的阻塞率呈下降的趨勢(shì)。當(dāng)波長(zhǎng)數(shù)目達(dá)到64的時(shí)候共享保護(hù)和混合共享保護(hù)算法的阻塞率都為0，這是因?yàn)橛懈嗟牟ㄩL(zhǎng)資源可以為新到的連接請(qǐng)求提供服務(wù)。同時(shí)，三種算法相比較，專用保護(hù)算法的阻塞率最高，共享保護(hù)算法的次之，混合共享保護(hù)算法的阻塞率最低。這是因?yàn)閷Ｓ帽Ｗo(hù)算法對(duì)波長(zhǎng)資源的占用最大，分配了的工作通路和保護(hù)通路只能給某個(gè)業(yè)務(wù)專門使用，不能再承載其他的業(yè)務(wù)，而共享保護(hù)算法可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)不同的業(yè)務(wù)在某段鏈路上保護(hù)通路的共享，因此節(jié)省了一部分波長(zhǎng)資源。最后，混合共享保護(hù)算法徹底實(shí)現(xiàn)了資源的共享，不再區(qū)分各個(gè)業(yè)務(wù)的工作通路和保護(hù)通路，達(dá)到波長(zhǎng)資源利用的最大化。
[0126]如圖5所示，對(duì)本實(shí)施例三種不同保護(hù)算法隨著光收發(fā)器資源變化上阻塞率的比較，隨著光收發(fā)器數(shù)目的增多，業(yè)務(wù)的阻塞率呈下降的趨勢(shì)，這是因?yàn)椋?dāng)網(wǎng)絡(luò)中的光收發(fā)器數(shù)目增多是，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的資源相對(duì)充足，因此由于資源不充足產(chǎn)生的阻塞現(xiàn)象得以緩解。同時(shí)，三種算法相比較，專用保護(hù)算法的阻塞率最高，共享保護(hù)算法的次之，混合共享保護(hù)算法的阻塞率最低。這是因?yàn)閷Ｓ帽Ｗo(hù)算法對(duì)光收發(fā)器資源的占用最大，每建立一個(gè)工作通路或保護(hù)通路都要消耗新的光收發(fā)器資源，而共享保護(hù)算法可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)不同的業(yè)務(wù)在某段鏈路上保護(hù)通路的共享，因此在這樣的鏈路上可以使用公用的光收發(fā)器資源。最后，混合共享保護(hù)算法徹底實(shí)現(xiàn)了資源的共享，一個(gè)光收發(fā)器可以為更多的業(yè)務(wù)提供服務(wù)。
[0127]對(duì)本實(shí)施例中從對(duì)業(yè)務(wù)的保護(hù)可靠性指標(biāo)上對(duì)所提的三種保護(hù)算法進(jìn)行比較，業(yè)務(wù)的保護(hù)可靠性指標(biāo)定義為保護(hù)波長(zhǎng)與工作波長(zhǎng)的比值，該值越接近1，說(shuō)明所采取的保護(hù)算法能夠?yàn)闃I(yè)務(wù)提供百分之百的保護(hù)。如圖6所示，專用保護(hù)算法能夠?yàn)闃I(yè)務(wù)提供最可靠的保護(hù)，它的值最接近I。共享保護(hù)算法對(duì)業(yè)務(wù)的保護(hù)次之，這是因?yàn)楣蚕肀Ｗo(hù)算法中，部分業(yè)務(wù)的保護(hù)通路是共享的，當(dāng)有兩個(gè)或以上的業(yè)務(wù)請(qǐng)求都發(fā)生故障時(shí)，該保護(hù)算法是無(wú)法對(duì)所有的業(yè)務(wù)都提供100%保護(hù)的。混合共享保護(hù)算法對(duì)業(yè)務(wù)保護(hù)的可靠性指標(biāo)最差，這是因?yàn)椴捎没旌媳Ｗo(hù)算法，不僅部分業(yè)務(wù)的保護(hù)通路是共享的，有些業(yè)務(wù)的工作通路也會(huì)與其他業(yè)務(wù)的保護(hù)通路共享同一段鏈路，這勢(shì)必會(huì)造成可靠性指標(biāo)的進(jìn)一步下降。另外，從圖6中可以看出，隨著業(yè)務(wù)到達(dá)率的升高，保護(hù)可靠性指標(biāo)有所下降，這是因?yàn)殡S著網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的增加，越來(lái)越難找到足夠的網(wǎng)絡(luò)資源為新到的連接請(qǐng)求提供服務(wù)，因而產(chǎn)生了阻塞。
[0128]本實(shí)施例對(duì)所提出的三種保護(hù)算法隨著業(yè)務(wù)到達(dá)率的增加，對(duì)阻塞率的影響進(jìn)行了比較。如圖7所示，每個(gè)保護(hù)算法的阻塞率都隨著業(yè)務(wù)到達(dá)率的增加而增大。這是因?yàn)闃I(yè)務(wù)到達(dá)率是衡量在同一時(shí)間段內(nèi)到達(dá)某網(wǎng)絡(luò)的連接請(qǐng)求數(shù)目的多少，該數(shù)值越大，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載就越大，相同時(shí)間段內(nèi)連接請(qǐng)求到達(dá)數(shù)目越多，網(wǎng)絡(luò)阻塞率就會(huì)越高。
【權(quán)利要求】
1.一種基于智能光網(wǎng)絡(luò)的通信多等級(jí)保護(hù)方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包頭的數(shù)碼位數(shù)對(duì)光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行等級(jí)劃分，其中，碼數(shù)位數(shù)為OO時(shí)屬于高保護(hù)級(jí)，碼數(shù)位數(shù)為01時(shí)屬于中保護(hù)級(jí)，碼數(shù)位數(shù)為10時(shí)屬于低保護(hù)級(jí)；步驟2、判斷用戶業(yè)務(wù)狀態(tài)，若用戶業(yè)務(wù)到達(dá)，則執(zhí)行步驟3，若用戶業(yè)務(wù)離開，則執(zhí)行步驟4 ; 步驟3、判斷用戶業(yè)務(wù)所屬等級(jí)，并根據(jù)對(duì)應(yīng)等級(jí)采取相應(yīng)保護(hù)措施； 步驟3-1、判斷用戶業(yè)務(wù)所屬等級(jí)，若為高保護(hù)級(jí)，則執(zhí)行步驟3-2;若為中保護(hù)級(jí)，則執(zhí)行步驟3-3，若為低保護(hù)級(jí)，則執(zhí)行步驟3-4 ； 步驟3-2、采用高保護(hù)級(jí)對(duì)用戶業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，即采用最短路徑算法尋找并標(biāo)記工作路徑和保護(hù)路徑，并在保護(hù)路徑中預(yù)留用戶專用帶寬，具體包括: 步驟3-2-1、采用最短路徑算法在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑垂?jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-2-4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-2-2 ； 步驟3-2-2、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-2-4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-2-3 ； 步驟3-2-3、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-2-4，否則，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找； 步驟3-2-4、更新拓?fù)湫畔ⅲ谔摂M拓?fù)鋵又袆h除已經(jīng)尋找到的工作路徑所占用的光路鏈路，在每個(gè)波長(zhǎng)層上刪 除已經(jīng)尋找到的工作路徑所映射的波長(zhǎng)鏈路； 步驟3-2-5、采用最短路徑算法在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑垂?jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-2-8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-2-6 ； 步驟3-2-6、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-2-8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-2-7 ； 步驟3-2-7、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-2-8，否則，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找； 步驟3-2-8、對(duì)尋找到的工作路徑中的每一條鏈路進(jìn)行標(biāo)記，在該工作路徑上分配帶寬，并分配工作路徑中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器；對(duì)尋找到的保護(hù)路徑中的每一條鏈路進(jìn)行標(biāo)記，在保護(hù)路徑上預(yù)留專用帶寬，并分配保護(hù)路徑中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器；若工作路徑和保護(hù)路徑是在單個(gè)波長(zhǎng)層或綜合疏導(dǎo)圖上尋找到的，則還需在虛拓?fù)鋵由戏謩e添加源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的光路鏈路，執(zhí)行步驟4 ； 步驟3-3、采用中保護(hù)級(jí)對(duì)用戶業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，即采用最短路徑算法尋找并標(biāo)記工作路徑和保護(hù)路徑，并在保護(hù)路徑中預(yù)留用戶可以共享的帶寬，具體包括: 步驟3-3-1、采用最短路徑算法在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑垂?jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-3-2 ； 步驟3-3-2、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-3-3 ； 步驟3-3-3、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-4，否則，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找； 步驟3-3-4、更新拓?fù)湫畔?，在虛擬拓?fù)鋵又袆h除已經(jīng)尋找到的工作路徑所占用的光路鏈路，在每個(gè)波長(zhǎng)層上刪除已經(jīng)尋找到的工作路徑所映射的波長(zhǎng)鏈路；步驟3-3-5、采用最短路徑算法在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑垂?jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-3-6 ； 步驟3-3-6、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-3-7 ； 步驟3-3-7、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-3-8，否則，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找；步驟3-3-8、對(duì)尋找到的工作路徑中的每一條鏈路進(jìn)行標(biāo)記，在該工作路徑上分配帶寬，并分配工作路徑中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器；對(duì)尋找到的保護(hù)路徑中的每一條鏈路進(jìn)行標(biāo)記，在保護(hù)路徑上預(yù)留共享帶寬，并分配保護(hù)路徑中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器；若工作路徑和保護(hù)路徑是在單個(gè)波長(zhǎng)層或綜合疏導(dǎo)圖上尋找到的，則還需在虛拓?fù)鋵由戏謩e添加源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的光路鏈路，執(zhí)行步驟4; 步驟3-4、采用低保護(hù)級(jí)對(duì)用戶業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，即采用最短路徑算法尋找工作路徑和保護(hù)路徑，并在保護(hù)路徑中預(yù)留用戶可以共享的帶寬，具體包括: 步驟3-4-1、采用最短路徑算法在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑垂?jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-4-4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-4-2 ； 步驟3-4-2、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-4-4 ;否則，則執(zhí)行步驟3-4-3 ； 步驟3-4-3、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條工作路徑，若尋找成功，則 執(zhí)行步驟3-4-4，否則，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找； 步驟3-4-4、更新拓?fù)湫畔?，在虛擬拓?fù)鋵又袆h除已經(jīng)尋找到的工作路徑所占用的光路鏈路，在每個(gè)波長(zhǎng)層上刪除已經(jīng)尋找到的工作路徑所映射的波長(zhǎng)鏈路； 步驟3-4-5、采用最短路徑算法在虛擬拓?fù)鋵由蠈ふ覐脑垂?jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-4-8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-4-6 ； 步驟3-4-6、采用最短路徑算法在單個(gè)波長(zhǎng)層上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-4-8 ;否則，則執(zhí)行步驟3-4-7 ； 步驟3-4-7、采用最短路徑算法在綜合疏導(dǎo)圖上尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的一條保護(hù)路徑，若尋找成功，則執(zhí)行步驟3-4-8，否則，業(yè)務(wù)被阻塞，停止對(duì)本次業(yè)務(wù)路徑的尋找； 步驟3-4-8、在該工作路徑上分配帶寬，并分配工作路徑中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器，在保護(hù)路徑上預(yù)留共享帶寬，并分配保護(hù)路徑中的光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器；若工作路徑和保護(hù)路徑是在單個(gè)波長(zhǎng)層或綜合疏導(dǎo)圖上尋找到的，則還需在虛拓?fù)鋵由戏謩e添加源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的光路鏈路，執(zhí)行步驟4; 步驟4、釋放帶寬，回收光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器； 步驟5、等待下一個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求到來(lái)； 步驟6、判斷全部業(yè)務(wù)請(qǐng)求是否處理完畢，若是，則結(jié)束；否則返回執(zhí)行步驟2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能光網(wǎng)絡(luò)的通信多等級(jí)保護(hù)方法，其特征在于，步驟3-2-8中所述的專用帶寬的大小等于該業(yè)務(wù)需求帶寬的大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能光網(wǎng)絡(luò)的通信多等級(jí)保護(hù)方法，其特征在于，步驟 3-3-8和步驟3-4-8中所述的共享帶寬大小為最大業(yè)務(wù)需求帶寬的大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能光網(wǎng)絡(luò)的通信多等級(jí)保護(hù)方法，其特征在于，步驟3-2-5、步驟 3-2-6、步驟 3-2-7、步驟 3_3_5、步驟 3_3_6、步驟 3_3_7、步驟 3_3_5、步驟 3_4_6和步驟3-4-7中所述的尋找保護(hù)路徑，先在已經(jīng)標(biāo)記過(guò)的鏈路中尋找，再到未標(biāo)記過(guò)的鏈路中尋找。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的基于智能光網(wǎng)絡(luò)的通信多等級(jí)保護(hù)方法，其特征在于，步驟3所述的節(jié)點(diǎn)為具有光信號(hào)交換能力的信息收發(fā)端，包括單臺(tái)電腦、路由器和結(jié)合路由器的服務(wù)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的基于智能光網(wǎng)絡(luò)的通信多等級(jí)保護(hù)方法，其特征在于，步驟4所述的釋放帶寬，回收光收發(fā)器端口、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和光放大器，具體為: (1)、釋放工作路徑帶寬、保護(hù)路徑預(yù)留帶寬和釋放節(jié)點(diǎn)里的內(nèi)存資源后，光收發(fā)器進(jìn)入休眠狀態(tài)； (2)、某段物理鏈路的全部帶寬均被釋放后，則該物理鏈路不再承載任何業(yè)務(wù)，該鏈路上的所有光放大器進(jìn)入休眠，若某節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的光交叉連接器沒(méi)有承載任何業(yè)務(wù)，則其進(jìn)入休眠狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】H04Q11/00GK103647598SQ201310541350
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】馬偉哲, 金鑫, 孟凡博, 龐東辰, 劉鵬, 明毅, 鮑鑫, 宋曼瑞, 曹瑩, 陳巖松, 范繼平, 劉楊 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司本溪供電公司, 遼寧郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司, 遼寧省醫(yī)療器械檢驗(yàn)所