e (U))分別表示結點C至IjBc (V)和Bc (U)的最小代價。
[0042] 需要說明的是，上述規(guī)則最重要的一點就是計算出的根結點到所有目的結點的多 條路徑是無環(huán)的。下面我們證明利用規(guī)則1計算的路徑?jīng)]有環(huán)路。
[0043] 定理1:對于任意的目的V，如果C的鄰居X滿足條件Cx(v)<Cc(v)，結點C可W將報 文發(fā)送給它該鄰居結點X，則C到目的V的路徑將不會出現(xiàn)環(huán)路。
[0044] 證明：因為Cx(V)是結點巧贈點V的最短路徑，Cc(V)是結點(3到結點V的最短路徑， 因此按照定理I中所述的轉發(fā)規(guī)則從C到目的V進行轉發(fā)時，轉發(fā)路徑上的節(jié)點到V的代價是 單調遞減的，因此C到目的V的路徑將不會出現(xiàn)環(huán)路。
[0045] 定理2:假設Tc中的兩個結點u、v并且U和V互為鄰居關系，定義化(v，u)=Cc(v)-Cc (Bc(v))+L(u,v)，如果化(>,11)<抗(11)成立，貝11可^將8。(>)加入到化(11)中。
[0046] 證明：因為化(v，u)是結點Bc(V)到V再到U的運條實際存在的路徑的代價，因此Dc (v，u) > Cbc(V)(U)，結合定理2的前提條件Dc(v，u)<Cc(u)可知Cc(u)〉Cbc(v)(u)，所W根據(jù)定 理1可知，C可W選擇結點Bc(V)作為到結點U的下一跳。
[0047] 本實施例是靜態(tài)情況下的多路徑生成方法，構造 SPT是一個迭代的過程，每次都選 擇一個結點加入到SPT。下面詳細說明構造 W某一結點為根的SPT的各個步驟。
[0048] 步驟一，初始化一網(wǎng)絡的所有結點的結點信息。初始化的結點信息包括每個結點 的代價、父親結點、子孫結點W及訪問標記屬性(ViSited)。為每個結點定義一個訪問標記 屬性，設置初值為未訪問化Ise，當該結點加入到SPT后，設置訪問標記屬性為已訪問true。
[0049] 初步設置根結點，例如結點C的最小代價為0,即Cc(C)=O,將除根結點誠外的任 意結點V的最小代價設置為無窮大，即Cc(V) = W。將所有結點(例如結點V)的父結點設置為 空NtXL，即Pc (V )= NtXL。將所有結點（例如結點V)的訪問標記屬性(Vi Si ted)設置為未訪問 false，良Pv.visited=false。
[0050] 步驟二，創(chuàng)建優(yōu)先級隊列Q，將結點C的優(yōu)先級結構信息加入到優(yōu)先級隊列Q中。優(yōu) 先級隊列Q中元素的結構為QStructdD,TC,TP)，其中ID表示結點的Router-ID,TC為結點的 當前最小代價，TP表示結點的當前父結點。將根結點C的QStrUCt信息加入到Q中，完成該步 驟后，Q中目前只有一個元素 Q(c，0，N化L)。
[0051] 步驟=，判斷優(yōu)先級隊列Q是否為空，若判斷結果為否，則執(zhí)行步驟四，否則結束操 作。
[0052] 步驟四，根據(jù)出隊列規(guī)則取出優(yōu)先級隊列Q中的隊首元素(Cur),設置該元素為當 前結點，并且將該元素從隊列Q中刪除。其中，定義ExtractMin為結點出隊列的規(guī)則，該規(guī)則 如下：
[0053] (1)選取TC最小的結點；
[0054] (2)當有多個結點有相同的TC，選擇Router-ID最小的結點。
[0055] 當一個結點出隊列后，該結點的最小代價和父結點就確定了，并且將該結點的訪 問標記屬性(visited)設置為true。
[0056] 如果當前結點不是根結點C且訪問屬性為false,則變更當前結點V的visited屬性 為化11日（即v.visited = true)，并且更新當前結點的最小代價：Cc(V) = tc ;子孫結點：Hc (tp)=Hc(tp) U {v} ,Hc(Pc(V))=Hc(Pc(V) )\{v};父結點：Pc(V)=化。并且通過 W下表達 式來計算根結點C到當前結點V的最優(yōu)下一跳Bc(V):
[0057] 如果化（V) =V,則Bc(V) =V;如果化（V)辛V，則Bc(V) =Bc(Pc(V))O [005引步驟五，訪問隊首元素化r的所有鄰居化i。
[0059] 步驟六，判斷當前鄰居結點是否被訪問過。
[0060] 如果該鄰居結點未被訪問過，則更新該鄰居結點的結點信息，并將該鄰居結點更 新后的信息按照優(yōu)先級結構加入到優(yōu)先級隊列Q中。
[0061] 需要說明的是，在初次遍歷當前結點V的所有鄰居結點，由于所有鄰居結點的訪問 標記屬性(visited)設置為false,也就是所有鄰居結點未被訪問，此時需要對所有鄰居結 點進行信息更新并加入到優(yōu)先級隊列Q中。例如對于鄰居結點U來說，計算U的TC:TC = Cc(V) +LC(v，u)和TP:TP = v。將計算的結點U的QStruct(u，TP，TC)加入到Q中。
[0062] 如果該鄰居結點已經(jīng)被訪問過，則根據(jù)上述規(guī)則1計算根結點C到隊首元素 Cur的 下一跳W及根結點C到該鄰居結點化i的下一跳。
[0063] 假設隊首元素為V，當前鄰居結點為U，如果V對U有貢獻，則設置哈希表項hc[v，u] =1，并且將Bc(V)加入到Nc(U)中，同樣，如果U對V有貢獻，則設置哈希表項hc[u,V] = 1，并 且將Bc(U)加入到Nc(V)中。此外，將一個元素加入到一個下一跳集合時，需同時維護該元素 被加入該集合的次數(shù)，用引用計數(shù)表示。也就是，將引用計數(shù)作加1計算。
[0064] 步驟屯，判斷當前鄰居結點是否是該隊首元素的最后一個鄰居結點，若是則返回 步驟=，否則獲取下一個鄰居結點并返回步驟六。
[0065] 當隊列Q中的元素為空時，算法執(zhí)行完畢。此時已經(jīng)計算出結點C到所有結點的下 一跳，將運些下一跳存入到路由表中。
[0066] 由于步驟101中計算出了根結點到目的結點多個下一跳。根據(jù)MNP計算的結果，在 所有的根結點到目的結點對之間可能會出現(xiàn)多條路徑。網(wǎng)絡出現(xiàn)故障的時候，當結點到目 的結點的默認下一跳無效時，結點可W利用預先計算好的其它備用下一跳轉發(fā)數(shù)據(jù)報，從 而有效的減少數(shù)據(jù)報的丟失。然而，利用MNP并不能保護網(wǎng)絡中所有的鏈路，因此該方案雖 然簡單，但是對鏈路的保護能力是有限的。為了進一步提高網(wǎng)絡的可用性，提高對網(wǎng)絡中鏈 路的保護能力，本發(fā)明實施例提出了利用備份路徑保護方案（BPP = Backup Path Protection)來保護未被MNP保護的鏈路。在步驟102中，在下一跳的集合中選擇出結點的所 有關鍵鏈路，即網(wǎng)絡中每個路由器單獨計算出各自的關鍵鏈路。
[0067] 在網(wǎng)絡拓撲結構G(V，E)中，我們定義若所述根結點到目的結點有且只有最優(yōu)下一 固L則所述根結點到目的結點之間的鏈路為關鍵鏈路。
[006引即定義1.1:當目的地址為d e V-{V}時，對于網(wǎng)絡中的任意一個結點V e V，如果結 點V到達目的d只有最優(yōu)下一跳，即|Nv(d)|=l，則我們稱鏈路(v;Nv(d))為結點V的一條關 鍵鏈路。從上述對關鍵鏈路的定義1.1，我們可W看出結點的關鍵鏈路就是沒有被MNP保護 的鏈路，本發(fā)明實施例提供的保護方法只需要選擇性的保護運些關鍵鏈路，而不是保護網(wǎng) 絡中所有的鏈路。由于不同的關鍵鏈路對網(wǎng)絡可用性的貢獻值是不相同的，因此按照關鍵 鏈路貢獻值的大小選擇性的保護運些關鍵鏈路。
[0069] 在步驟103中，計算關鍵鏈路對網(wǎng)絡可用性的貢獻值。如圖2所示，每個結點將自己 的關鍵鏈路傳送給網(wǎng)絡中的一個中屯、結點，由該中屯、結點通過處理器計算所有運些關鍵鏈 路對整個網(wǎng)絡可用性的貢獻值。在本發(fā)明實施例中，我們定義關鍵鏈路對網(wǎng)絡可用性的貢 獻值為網(wǎng)絡中經(jīng)過關鍵鏈路的所有路徑在被保護后的可用性與被保護前的可用性的差值。
[0070] 即定義1.2:給定一個網(wǎng)絡拓撲結構G= (V，E)和一條關鍵鏈路e，我們將該鏈路對 網(wǎng)絡可用性的貢獻e(e)定義為：
[0072]其中，A(s，d)表示結點S和結點d的端到端的可用性，而A*(s，d)是當關鍵鏈路e被 保護后結點S和結點d的端到端的可用性，e.P表示所有經(jīng)過關鍵鏈路e的路徑的集合。
[0073] 可選的，在本發(fā)明實施例中，也可W定義關鍵鏈路對網(wǎng)絡可用性的貢獻值為網(wǎng)絡 中經(jīng)過關鍵鏈路的與關鍵鏈路同根的所有路徑在被保護后的可用性與被保護前的可用性 的差值。在實際算法中，本發(fā)明實施例提供的方法沒有計算出經(jīng)過關鍵鏈路e的所有路徑， 而只考慮其中與關鍵鏈路e同根的所有路徑，也就是說結點C計算其關鍵路徑時，只考慮W 自己為起點的所有路徑。運樣做的最主要的目的是降低算法的復雜度，因為列出所有經(jīng)過 鏈路e的路徑的時間復雜度是現(xiàn)在算法的Ivl的倍數(shù)。根據(jù)定義1.2可知，當只考慮W自己為 起點的所有路徑時只是忽略掉了鏈路e對網(wǎng)絡可用性的部分貢獻值，把貢獻值降低了一小 部分。因此，如果計算的網(wǎng)絡可用性達到設計要求，則實際的網(wǎng)絡可用性將會高于運個最低 值。
[0074] 在步驟104中，根據(jù)貢獻值和網(wǎng)絡可用性目標從網(wǎng)絡中所有的關鍵鏈路中選擇出 需要保護的關鍵鏈路。具體為:基于關鍵鏈路的貢獻值由大到小對網(wǎng)絡中所有關鍵鏈路進 行排序;從排序中根據(jù)貢獻值由大到小逐一選出關鍵鏈路，每當選出一個關鍵鏈路，根據(jù)已 經(jīng)選出的所有關鍵鏈路的貢獻值計算當前網(wǎng)絡可用性；當當前網(wǎng)絡可用性大于等于網(wǎng)絡可 用性目標時，停止從排序中選出關鍵鏈路，此時，已經(jīng)選出的所有關鍵鏈路為需要保護的關 鍵鏈路。也就是說在進行選擇之前網(wǎng)絡中所有的關鍵鏈路的集