專利名稱：混合光和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的制作方法
^^ib^數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)絲領(lǐng)域本發(fā)明通常涉M網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
本文中，^^i信網(wǎng)絡(luò)包括數(shù)振網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)，其中M輸網(wǎng)絡(luò)與數(shù)振網(wǎng) 絡(luò)互連。數(shù)據(jù)網(wǎng)M型地由電子路由器和/或交換機(jī)實現(xiàn)，并且典型地應(yīng)用協(xié)議， 諸如因特網(wǎng)協(xié)議，來實KL^中節(jié)點之間通信業(yè)務(wù)的路由。光網(wǎng)M型地由光交3Ui接實現(xiàn)，而錄于》妙復(fù)用(WDM)提供在其中節(jié)點之間的多個通信信道。 一些光網(wǎng)絡(luò)^JU信4^P路由協(xié)議，例如，通用多協(xié)議標(biāo)蒼交換(GMPLS)。在^^網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)通常具有重大的質(zhì)的區(qū)別。光網(wǎng)絡(luò)通常 比數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。在光網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點間傳輸速 率可肯M目差一個或多個數(shù)量級。同樣，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通常比光網(wǎng)^R"有更多數(shù)量的 節(jié)點，例如多一個數(shù)量級的節(jié)點。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)同樣典型3^kJr有更密集的拓樸。由 于這些重大的質(zhì)的區(qū)別，在混合網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)^/(^#是希望發(fā)明內(nèi)容法'所述方法包括直接涉及混合網(wǎng)絡(luò)的"重疊模型"的IMt數(shù)據(jù)的交換。M而言，交換的i^t數(shù)據(jù)涉;s^擬;5yii構(gòu)，而不涉及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)或光網(wǎng)絡(luò)的物理架構(gòu)。而不需要;^數(shù)#光網(wǎng)絡(luò)的物^溝中敏^:據(jù)的交換。第一方面^/Hf了一種方法，該方法包括由數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)執(zhí)于 ^據(jù)容量 的支付意愿(WilIingness-to-Pay)的列M光網(wǎng)絡(luò)，該光網(wǎng)絡(luò)^J&置為在多個波長信ifj^c送數(shù)據(jù)通信。該光網(wǎng)^*有一組網(wǎng)關(guān)節(jié)點，該網(wǎng)關(guān)節(jié)點直接連接 到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的各節(jié)點。每個支##愿^4^光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點的對應(yīng)對之間的itlt據(jù)容量的值。第二方面/zHf了一種方法，該方法包括在多個波長信itit網(wǎng)絡(luò)中從數(shù)據(jù)網(wǎng)M收請求的列表。每^Hfr求^4it網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點的對應(yīng)對之間增加的 據(jù)容量的值。該方法還包括基于所述接^'J的列表，在所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點對之間 產(chǎn)生對于光數(shù)據(jù)容量的提供的列表，并發(fā)i^斤述產(chǎn)生的對于光教據(jù)容量的提供 的列^JJt振網(wǎng)絡(luò)。


通過附圖和說明性實施例的^M^^M^U翁述各個實施例。然而， 本發(fā)明可由不同形式實施，并且不局P艮于附圖和說明性實施例的M描述中描 述的實施例。圖；圖2是說明了對應(yīng)于圖1的混合網(wǎng)絡(luò)的重疊結(jié)構(gòu)的4匡圖；圖3是說明了在圖1的混合網(wǎng)絡(luò)中的端到端數(shù)^i信的聯(lián)^/f^間由圖 1的lt據(jù)網(wǎng)^ft^j步驟的^^呈圖；圖4是說明了在圖1的濕合網(wǎng)絡(luò)中的端到端數(shù)^t信的聯(lián)^/f匕期間由圖 1的光網(wǎng)^^f亍的步驟的i^呈圖；圖5說明了在圖3和4的聯(lián)^fe化期間在圖i的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)之間的辦數(shù)據(jù)的交換；圖6是說明了圖3 - 4的方法的特定實施例的流程圖，其中數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng) ^^別解^^的次要和主要問題；圖7 pUU于優(yōu)化方法的時多巨圖，所述^/f匕方法在時間上交Xii行例如在圖各序列;。 ' 、 。、圖8是說明在圖7的方法期間^^步驟的i5^呈圖；以及 圖9是說明^i^與單個光網(wǎng)絡(luò)互連的多個數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的示例性^^網(wǎng)絡(luò)的框在圖中和i^中，類似的參考數(shù)字^4具有類似功能的單元。4M實施方式在';^^t信網(wǎng)絡(luò)中，構(gòu)成的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)之間的,數(shù)梧的共享通常是不合需要的，il^因為構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)由同一或不同的公司內(nèi)的不同組織所擁有。特別地，對這些辦數(shù)據(jù)的了齡為竟襯提供有利糾。提供這些竟?fàn)幱欣鸐的,數(shù)據(jù)^:包^j成的網(wǎng)絡(luò)的物理^。當(dāng)直接的竟M擁有^^網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成的光網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)時，保^it些,數(shù)據(jù)為私有的需求特別大。不幸的是，限制辦數(shù)椐的交M斷^t種:^^t信網(wǎng)絡(luò)中的性能。事實的端到端服務(wù)質(zhì)量。為得到高的端到端服務(wù)質(zhì)量，各個實施例實現(xiàn)基于重疊結(jié)構(gòu)的這種混合網(wǎng) 絡(luò)的聯(lián)^fe化。所述方法包括在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)之間共^/f匕步驟，其中優(yōu) 化步驟基于受限的辦數(shù)據(jù)交換。然而，所^制吏得構(gòu)成的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng) 絡(luò)能夠在優(yōu)^i^呈中利用它們自己的詳細(xì)的,數(shù)據(jù)。不過，，數(shù)據(jù)的交換 限于與虛擬光網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的重疊結(jié)構(gòu)的特性。基于這些原因，構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)可以 ,它們的物理^J數(shù)據(jù)作為私有數(shù)據(jù)，由此實際的優(yōu)化仍受益于這些M的 辦數(shù)據(jù)的賴。圖l和2說明了示例性^^t信網(wǎng)絡(luò)10的"重疊模型"。然而，M實施例 不限于示例性^^t信網(wǎng)絡(luò)10中特定的物理擬卜或特定數(shù)目的節(jié)點。圖1示意性示出了示例性;a^4i信網(wǎng)絡(luò)10，出iS兌明性的目的而描ii^/^ 通信網(wǎng)絡(luò)IO。 ^^it信網(wǎng)絡(luò)10包括數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12，例如lfc據(jù)^^入網(wǎng)，和絲輸 網(wǎng)絡(luò)14，例4喊心光網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12包括電子M^ 15、 15，，內(nèi)部節(jié)點16， 和ii^節(jié)點16的集合。電子敏洛15部分或全部與節(jié)點16、 16，互連，從而能夠 通逸洛由協(xié)議，例如TCP/IP協(xié)議，在節(jié)點16、 16，之間進(jìn)行數(shù)4Sit信分組的電 子路由。光網(wǎng)絡(luò)14包括光纖鄉(xiāng)17， ii^節(jié)點18(即，節(jié)點A、 B、 C和D)， 以及內(nèi)部節(jié)點18'(即節(jié)點S和T)的集合。光纖敏洛17;to連光網(wǎng)絡(luò)14中的 節(jié)點18、 18，。 一些光節(jié)點18、 18，，例如所有的ii^節(jié)點18，具有多波長光收 發(fā)器，其能夠是在多波長信道，例如WDM信道，上的ibii信的源或目的。示 例性的錄節(jié)點18A^戶網(wǎng)驗口 (光腦)。光節(jié)點18、 18，能夠在單個光 i^f圣上重發(fā)所接收到的光通信，或者能夠?qū)⑦@種所接收到的光通信分割以H^ 多個it8^圣上重發(fā)。光節(jié)點18、 18，可以使用或不^^1信^H^路由協(xié)議，例如GMPLS。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12的*節(jié)點16物3g^直接或經(jīng)由UNI通過電子^ 15，連接 到光網(wǎng)絡(luò)14的*節(jié)點18。光網(wǎng)絡(luò)14的邊緣節(jié)點18凈顏己置為將接收到的電子 數(shù)^ii信^^且轉(zhuǎn)化為光^^且，反之亦然。因此，*節(jié)點18是網(wǎng)關(guān)節(jié)點，^f吏 得數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12能^fM包括光網(wǎng)絡(luò)14的光M 17的通信^4圣。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12 的源和目的節(jié)點16、 16，之間的通信i^圣可以僅包括數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12中的物理M 15、 15，，或者包括數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12和光網(wǎng)絡(luò)14內(nèi)物理艦15、 15，、 17的組合。在混合網(wǎng)絡(luò)IO中，光網(wǎng)絡(luò)14能夠動態(tài)地重新配置在其中的單個光敏吝17 上提供的波長信道。特別地，光網(wǎng)絡(luò)能為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12中狄的數(shù)^it信業(yè)務(wù)增 加或刪除波"j^Uit^/或分酉沐解除波長信iio通it^抖光鄉(xiāng)17 Ji^選擇地 增加或刪除波長信道，光網(wǎng)絡(luò)能夠適應(yīng)其中承載的數(shù)提業(yè)務(wù)的分配中的變化。圖2說明了用于圖1的示例性混合網(wǎng)絡(luò)IO的重疊結(jié)構(gòu)10，。在重疊結(jié)構(gòu)10， 中，光網(wǎng)絡(luò)14由虛擬光網(wǎng)絡(luò)14，代替，虛擬光網(wǎng)絡(luò)14，僅包^i^節(jié)點18，即 網(wǎng)關(guān)節(jié)點A-D，以;S^擬光導(dǎo)管(opticalpipe) 17，。網(wǎng)關(guān)節(jié)點A-D中的^—對 由絲管17，中一個對應(yīng)的絲管^i接。第a個絲管具有被提供的觸務(wù)容量Wa。圖3 - 4說明了用于優(yōu)^^圖1的》V給網(wǎng)絡(luò)10中的準(zhǔn)入控制和數(shù)^i信業(yè) 務(wù)的端到端路由的迭^R^法。在所U法的每次迭代中，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12^ft^驟 序列30,光網(wǎng)絡(luò)14 ^#*列40。序列30和40包:^t數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 12和光網(wǎng)絡(luò)14之間的受PI^移，其中，數(shù)據(jù)與圖5中所示的重疊結(jié)構(gòu)IO，相 關(guān)聯(lián)。步驟序列30和40中的^個可以分別在關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12和關(guān)聯(lián)的光 網(wǎng)絡(luò)14的中心控制器處執(zhí)行，或者在這兩個網(wǎng)絡(luò)12、 14中的各自節(jié)點16 -16， 和18 - 18，處4W。圖3說明了數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12在^^匕方法的一: fci^代中Wt^步跟亭列30。序列30包括絲網(wǎng)絡(luò)14接Jl^數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12提供的iy^據(jù)容量(即，比特 /秒)的列表50 (步驟32)。該列表的每個元素是在絲管17，的一個對應(yīng)絲 管上提供的數(shù)據(jù)容量，其中每個數(shù)據(jù)容量A^數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12的節(jié)點16、 16，的節(jié) 點對之間的數(shù)llii信提供的。i^且提供的; y^據(jù)容J^i^重疊結(jié)構(gòu)10，中的虛 擬光網(wǎng)絡(luò)14，的屬性，而^述支#^些^^^據(jù)容量的物理光^ 由。>^4€供的數(shù)據(jù)容量的列表中，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12為在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12的節(jié)點16、 16，之間的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)確定組的^jl/v控制和路由機(jī)制(步驟34)。 (S|^，數(shù)據(jù)網(wǎng) 絡(luò)12的節(jié)點16、 16，扭行 后的準(zhǔn)入控制和路由機(jī)制，其用于管#數(shù)據(jù)網(wǎng) 絡(luò)12的節(jié)點16、 16，之間的數(shù)^ii信業(yè)務(wù)。確定步驟包M大化對象函數(shù)，該對象函數(shù)^4準(zhǔn)入控制和路由機(jī)制對于 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12的利用。所必寸象函數(shù)可以^i于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12中的物理架構(gòu)和光 網(wǎng)絡(luò)14，的重疊結(jié)構(gòu)。準(zhǔn)入控制和路由機(jī)制的確定還為光網(wǎng)絡(luò)14，中提供的容量 產(chǎn)生了^t據(jù)網(wǎng)絡(luò)12的一組值。i^且值包括數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12對于通it^網(wǎng)絡(luò)14路 由的業(yè)務(wù)的總支##愿，并且包括數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12支付在光網(wǎng)絡(luò)14，的相關(guān)的Vh 光導(dǎo)管17，上提供的容量的邊際(marginal)增加的意愿的^Hl，即(WTPa)。此 處，WTPa 量的值，該變量在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12準(zhǔn)備支4村目應(yīng)的絲管"a"上的 容量的固定大小遞增增加的數(shù)量上是單調(diào)的。例如，每個支4情愿^^每秒吉 比特的貨幣值。每個WTPa例如是相應(yīng)絲管"a"Ji^量的固定大小遞增增加的方法30包括發(fā)執(zhí)于在光導(dǎo)管17，上提供的容量的邊際增加的一組支^f情 愿，即(WTPa"以及悉支^f情愿至光網(wǎng)絡(luò)14，(步驟36)。支4情愿向光網(wǎng)絡(luò) 14顯示光導(dǎo)管17，的身份，其中數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12期望在;P/Hf數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12的物理^;的情況下的更多容量。圖4說明了由光網(wǎng)絡(luò)12在優(yōu)化方法的一次迭代中^W^I步辦列40。步跟亭列40包括從數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12接收悉支^t愿，以;sj寸于光數(shù)據(jù)容量中的邊際Jf加的該組單獨的支付意愿，即(WTPa)(步驟42)。從該^WJ的數(shù)據(jù)中，光網(wǎng)絡(luò)14確定:M^T調(diào)整在絲管17，上提供的M 據(jù)容量(步驟44 )。所迷確定包械大4樹象函數(shù)，該對象函數(shù)^^數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 12對于光數(shù)據(jù)容量的總支^t愿減去在光網(wǎng)絡(luò)14中提供該容量的M。所述確 定傾向于增加在那些光導(dǎo)管17，上提供的^t據(jù)容量，其中相應(yīng)的支##愿較大，并且傾向于以減少與^^i更多波長信勤目關(guān)的脈的方式，重^swyt據(jù)容量，即匹IM^據(jù)網(wǎng)絡(luò)12的容量期望。所述確定步驟使用光網(wǎng)絡(luò)14的物理架 構(gòu)上的,數(shù)據(jù)，并且例:Htit^物理光^^上增加或刪除波長信道，生成一纟且新的-皮4^供的it^:據(jù)^:量。光網(wǎng)絡(luò)14沿著抖絲管17，向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12發(fā)送新的;5feJ:據(jù)容f^供的列 表(步驟46 )。發(fā)送的辦數(shù)據(jù)描i^t擬光網(wǎng)絡(luò)14，，而不是描絲網(wǎng)絡(luò)14的物理架構(gòu)。序列30和40在固定次數(shù)的迭^^終jhil響應(yīng)于對于對象函數(shù)的上P艮和下 限已^J，J足夠的值的確定而終止。在每次迭代后，優(yōu)化方法為纟皮^:合最大化 的對象函數(shù)提供上FH^下限的確定。圖5顯示了在圖3-4的方法的一次迭代中在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12和光網(wǎng)絡(luò)14之間 的,數(shù)據(jù)交換的形式。每個交換包括從數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12發(fā)逸菱、的支4情愿，以及 一《甜于在單獨的光導(dǎo)管17，上的邊際^:據(jù)容量增加的支^ht愿，即(WTPa〉， 還包括M網(wǎng)絡(luò)14發(fā)i^目同的單獨的光導(dǎo)管17，上提供的容量，即(wa)。圖6顯示基于廣義Benders算法^lf亍圖3-4的優(yōu)化的示例性方法50。所述 優(yōu)化包M大4樹象函數(shù)G，其說明業(yè)務(wù)準(zhǔn)入控制和路由機(jī)制對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12的 利用U和光網(wǎng)絡(luò)14為準(zhǔn)入控制和路由機(jī)制提供光波長信道的成本。目標(biāo)函數(shù)G 具有以下形式Gfey"U(z)-(c)T.y 函數(shù)U^^ik^^布到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12的利用。處，向量z的第j個^fzj,是 在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12中節(jié)點16、 16，的相應(yīng)外'j"之間總的數(shù)^it信業(yè)務(wù)。#*(c)T.y ^f^(J^光網(wǎng)絡(luò)14的物理光鏈路17上為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12提供容量的總的J^. 向量y的第"a"個分量ya是擬目關(guān)的物理光敏洛"a"上提供的波長信道的^W: 目。同樣，向量c的第"a"個^i:ca^j^目關(guān)的光^^"a"上提供波長信道中 的每#道的禮^。在一些實施例中，對象函數(shù)具有不同的形式。特別地，對于不同的實施例，利用函數(shù)U(z)可以有不同的形式。在各種實 施例中，節(jié)點外'j"絲的帶^^節(jié)點外'f之間所需要的帶寬，即dj，和節(jié),存對 "j"之間被提供的帶寬，即&中的最小值。在一示例性形式中，利用函數(shù)U被解釋為總^。也狄，U(Z!，.."ZN)-STrjZj,其中7tj是節(jié)/Mt"j"之間為補業(yè)務(wù)單元支付或計費的^，利用中的總和絲了數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12中所有節(jié)i對 "j"。在另一示例性形式中，利用函數(shù)U在不同源-目的節(jié)點對之間4^亍^H^的 形式。特別地，U(z1，...，zN) = minj(zi/dj)，其中dj是節(jié)A^'j"之間的業(yè)務(wù)需求。 在另一示斜性形式中，當(dāng)業(yè)務(wù)需求，即dj，是^(JC^需^^確定性的隨機(jī)變量時， 利用函數(shù)U是預(yù)期^。也M，業(yè)務(wù)需求dj小于d的概率由概^^布函數(shù) Fj(d)定義。那么，U(z1，，..，zN) = E〖miWdj，Zj}]=Sj[P。Fj(x)dx+ z/l-Fj(z》)]。在另一示例性形式中，利用函數(shù)U^f亍^^需求關(guān)系。特別地，節(jié)點外'j"之間的業(yè)^N^，即Pj ， #^^的業(yè)務(wù)Zj確定為Pj = f)(Zj)，例如，函數(shù)fj(Zj)可以由Aj [z,W給出，其中Aj和bj是翻于節(jié)點外'j"的常量。那么，U(z)-》f(Zj)Zj，其中f(Zj) 是"Zj，，的正的非減凹向下函數(shù)，而總和絲數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點才'j"。在^ 一個示例性形式中，利用函數(shù)U被構(gòu)造為能夠近似最小^^了整個業(yè)務(wù)需求情況下的總計的通信艦。處，Zj是在節(jié)點外'j，，之間必須絲的需求。既然 絲了整個業(yè)務(wù)需求，^目關(guān)路由"r"Jl^的業(yè)務(wù)Xr滿足約束2reRQ)Xr = Zj,其中R(j )是連接節(jié)點沖'j"的允許的路由組。這些約束限制了利用函數(shù)U的最小 值。如果每，吝由M/M/1隊列iM:似，則示例性利用函數(shù)具有形式U(x) = 2 ^LdEnf(X》一q,r1。處"r是物理縱，q,是鄉(xiāng)的容量，而La是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)對象函數(shù)G的最大働隊重疊結(jié)構(gòu)10，的節(jié)點16、 16，、 18之間的業(yè)絲 件。為描idJi述絲，有必要注意節(jié)點16、 16，、 18的外'j，，的總業(yè)務(wù)'Zj，，等于連 接節(jié)點16、 16，、 18的才T，的各個路徑"r"上的業(yè)務(wù)'Xr"。即Zj -IU柳Xr，其 中R(j )是連接外'j"的節(jié)點16、 16，的數(shù) _信^^1且。逐個5^圣(path-wise)的業(yè) 務(wù)變量，即Xr，滿足電子艦15、 15，和/或^^數(shù)^it信i^圣的絲管17，強(qiáng)加的約束。特別地，L"MerXr^qi以及2r:aerX^Wa,其中*和Wa分別是在電子艦"l，，和光導(dǎo)管"a，，上提供的數(shù)艦信容量。每個虛擬緣據(jù)容:i^a"是波長 信道數(shù)量，即yk，的函數(shù)，其中波長信it^虛擬絲管"a"中提供ibS^圣的物理 光始洛"k"。鏈路約束同樣可以被寫成A.X^q和B.X^w,其中A和B^J^t 值矩陣，向量q具有第l個^Jr化，而向量w具有第a^j:wa。步驟(60)。通過交叉^W^^i要和次要問題的步驟(54， 60)，混合網(wǎng)絡(luò)IO 的優(yōu)化可以分布在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12和光網(wǎng)絡(luò)14之間，所以所需要的IMt數(shù)據(jù)交換 涉及重疊結(jié)構(gòu)10，的虛擬;^管17，。特別地，光網(wǎng)絡(luò)14拍/ff^驟60以解決主 要問題，而不^t據(jù)網(wǎng)絡(luò)12的實際物理^J上^l數(shù)據(jù)；并且數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12執(zhí) 布醉決次要問題的步驟(54),而不在光網(wǎng)絡(luò)14的實際物理絲上^li:數(shù)據(jù)。 每個主要問題的解夾基于光網(wǎng)絡(luò)14的物理^^#收到的支#^愿值'每個次要問題的解;ife^于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)i2的物理糊^WJ的絲管ir上提供的容量 的值。每個解決次要問題的步驟(S4)包械大化關(guān)于在節(jié)點16、 16，、 18的各個對之間的總業(yè)g的利用函數(shù)U(z)，并JLi^從關(guān)于重疊結(jié)構(gòu)IO，中的鏈路容量的約束。在步驟(54)期間，節(jié)點沖'j"之間的總業(yè)務(wù)Zj遵從約束Zr;eR(j)Xr，其中R(j )是節(jié)點外'j"之間重疊結(jié)構(gòu)10，的i^Ha。對于數(shù)^it信3^圣"r"的每個電子敏洛"l，，，進(jìn)一步的約束是2:r:舊rX^qp其中q,是在電子飽洛"l"上提供的容量。對于數(shù)^it信膝f圣"r"的每個虛擬光導(dǎo)管"a"，進(jìn)一步的約束是；:a^ Xr￡wa，其中Wa是在光導(dǎo)管"a"上提供的^:據(jù)容量。因此，這些約束由數(shù)據(jù)網(wǎng) 絡(luò)12的物理架構(gòu)和向量w定義，其中向量w描述在光網(wǎng)絡(luò)14，的虛擬架構(gòu)上的 約束。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12 M網(wǎng)絡(luò)14接收一組被提供的^l:據(jù)容量的值，即向量w(步 驟52)。例如，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12在方法50的第一次迭^^L前^^iJ一組向量w的 初始值。為了解決次要問題，灘朗日乘數(shù)形式ife^fM，其中對于向量、對象 函數(shù)(U(z) + ".(w - B'X) }的z和X的最大值凈先氡小化。向量X為;5t^量約束 B.X^w提^-組拉格朗日乘數(shù)。次要問題例如可以通過傳統(tǒng)的凸優(yōu)化方法解決。 這種解決為利用函數(shù)U(W)^供了最大值，即11*，以及分別提供了向量z、 X、 X的相應(yīng)極值z、 X*、 X*。解決次要問題<^，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)斷象0(即，U*-a*)T.B.X*)的值，以 及向量的極值W至光網(wǎng)絡(luò)14 (步驟56)。對象①提^^據(jù)網(wǎng)絡(luò)12的總意愿的 示例性測量，來支付虛擬光網(wǎng)絡(luò)14，中的帶寬。向量"的第a個^J:^a^Jt據(jù) 網(wǎng)絡(luò)12的意愿的示例'lt測量，即)^a^U"3Wa，以支付在網(wǎng)關(guān)節(jié)點外'a"之間的虛擬絲管n，上的;syt據(jù)容量的邊際增加。解決主要問題的每個步驟(60) ^*大化隱^4定義函數(shù)1113乂{11(2)-(c)T^的代^(proxy)。該^R^l對象A-eT7，其中A是實lt^量，y的^l:是 正m。所ii^大化是針對向量y和w，并且受兩種類型的約束的限制。向量 w包含^i:(wj ，其中Wa-I^昨)Xp。 iULXp是在物^itJ^圣"p"上提供的容 量，而P(a)是網(wǎng)關(guān)節(jié)點18的外'a"之間的-^JjW4圣。這些約束限制正實lfc^ 量A和向量y的^lfe^量。用于解^i要方程式的示例性方法基于"^的^: 編程鉢。對于向量y,解決主要方程式的約束涉及物理光敏珞17。對于每^理光 敏咯"k",向量y的分量yk滿足約束y^ip:kepXp。該約束確^^^銜吝"k"上提供的光數(shù)據(jù)容量足夠支持在包楊理光敏洛"k"的所有通信路降"p"上提供的虛 擬導(dǎo)管容量Xp。附加地，在光網(wǎng)絡(luò)14的實施例中需要可選的排斥約束，其中 在一纟JJtJ^圣P中提，理it3^圣"p"要求^^供P的^^M^f圣。^il種實 施例中，強(qiáng)加了額外的約束l^^pXp。這里，如果i^圣"p，，被提供，則指示符函 數(shù)Xp等于1，否則指示符函數(shù)Zp等于O。對于實數(shù)對象A,所述約束是廣義Benders的割約一renders，cuts)。每 個廣義Benders的割約束提供隱含定義的函數(shù)max(U(z)-(c)T'y!的上限。在每 次迭代，次要問題的解決為對象O)和V產(chǎn)生了一組值，即^i^代"m，，的<D(m) 和X*(m)。每個廣義Benders的割約束具有形式A^①(m) + (k*(m))T' w(m)。對A的齡。每個解決主要問題的步驟(60) ^^l^{0(m)，k*(m)}，而不使用有關(guān)數(shù) 據(jù)網(wǎng)絡(luò)12的物g構(gòu)的詳細(xì)信息。在每次迭代，主要和次要問題的解決提供了對象(U(z) - (c)t' y)最大值的下 卩詠上限，作為遵從的物理約束。方法50包^N如在每次迭代tb^h卩詠下限 (步驟62 )。如^Ji限和下Pm間的差別小i^選的值，例如在上限的預(yù)選百分 比之內(nèi)，方法50^f止。否則，方法50包括發(fā)送向量w的新值，即提供的M 據(jù)容量的新值到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(步驟64)。主要方程式的求^f角定向量w。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 在優(yōu)4^法的下次迭代中使用新向量w。在各種實施例中，方法50包括為第一次迭代設(shè)置向量w的分量的初始值 為無窮大。然后，第一個廣義Benders的割約束將生^t象(U(z)-(c)T'^的上 限，假設(shè)利用函數(shù)U(z)是凹的，并JL^向量z的每^h^i:中是單調(diào)增加的。對 于這樣的初始選擇，第4廣義Benders的割約^l^it泉w=0的平面。^^網(wǎng)絡(luò)的一些實施例通過在時間上交JUi行-H^量網(wǎng)絡(luò)的單獨優(yōu)4沐中一^^種^f匕方法70顯示在圖7和8中。圖7顯示itA在^^網(wǎng)絡(luò)的一個這種實施例，例如圖1的"給網(wǎng)絡(luò)IO中的 示例性優(yōu)化時間線。由混合網(wǎng)絡(luò)4^ft^優(yōu)化的時間線包括局，化P的多個時 間系列&， S2， ...， Sk。在每個局^/f匕P中，^^網(wǎng)絡(luò)的同樣的單一^I:網(wǎng)絡(luò)， 即數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)或光網(wǎng)絡(luò)，被^^匕。單一^J:網(wǎng)^^']如典型iik^^Jt據(jù)網(wǎng)絡(luò)。在每個系歹'JSi，S2，.,.，Sk中，局^L化P的分布在時間上可以;U^J'J的或變化的。同樣， 不同的系列ShS2,.,.,Sk可以具有相同或不同數(shù)目的局頓化P。絲^/f匕P 的每個系列81，82，...,814之間，時間線包括整個〉V給網(wǎng)絡(luò)的完^L化Fi，F(xiàn)2，...， F^。每個完4^^化Fb F2， ...， Fw包拾;^^網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)^/f匕， 例如才,口圖3-6所示的方法30、 40和50。圖8顯示用于交Xii行一系列數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的單獨優(yōu)化與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)一 起的聯(lián)M化的方法70的實施例。方法70包括例:ioiiit^每個這種局"^IV^化(步驟72)中解決上述的次要 問題，絲數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)^^皮提供的數(shù)據(jù)容量和路由。方法70還包括確定每個 這種局^/f匕是否已經(jīng)將對于虛擬光導(dǎo)管上的遞增容量增加的支4 愿中的一 個tt—Ji^限量(步驟74)。這些確定在不同的實施例中被不同^f故出。光網(wǎng) 絡(luò)或數(shù)據(jù)網(wǎng)*出步驟74的確定。在前Ht況中，在步驟72的每^^r^， 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送更新的支#^愿至光網(wǎng)絡(luò)。##更新的值，光網(wǎng)絡(luò)確定變^lh^ 限量是否iLl。各種實施例還使用對于步驟74的界限量的不同定義。其中一個刷艮量定義 ;UL^frt愿的變化，其中支^t愿至少和在與增加一個波長信it^目關(guān)的^ 管相關(guān)的總?cè)軯^t加^Ji該增加的^^比例一樣大。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)能夠部^k^L^ 上迷的補充信息，估計Ji^限變化是否已^A。可艦，光網(wǎng)絡(luò)能夠#^相 關(guān)的^^容量增加以及^到的已更新的支付意愿，確定it種Ji^限變4匕是否已^tA。步驟74的界限量的可i^X^其中一個單獨的支4rt愿相對于同 一支#^愿先前的值的預(yù)選百分比變化。務(wù)他的實施例可以^fM步驟74的聊艮 量的，定義。響應(yīng)于缺4Ji種Ji^F艮變化的確定，方法70.包括環(huán)回76來^ft數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 的另一個單獨重新他f匕。響應(yīng)于存^jfe^種jL^艮變化的確定，方法70包^W ;;私^網(wǎng)絡(luò)的數(shù)提網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)^/f匕，例4魂過圖3-6的方法30、 40、 50 (步驟78 )。完成聯(lián)^/f&后，方法70包括環(huán)回80來單獨^^f^合網(wǎng)絡(luò)的另 K匕，即步驟72。示例'I"生^^匕方法70 ^^同一^^網(wǎng)絡(luò)的^^1:網(wǎng)絡(luò)相比,混合網(wǎng)絡(luò)的一 >1^*網(wǎng)絡(luò)需要^1狄重糊整時，是有優(yōu)勢的。例如在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的物理鏈 路上提供的數(shù)據(jù)容量通常tb^些多信絲網(wǎng)絡(luò)中提供的數(shù)據(jù)容量更小和粒度更細(xì)?；谠撛?，';t給網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)可能需要^M賴優(yōu)化，然而完全混 合網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)^/f匕不需要以同""M率進(jìn)行。也獻(xiàn)，在光網(wǎng)絡(luò)的光導(dǎo)管上，容 量需求的重大變化，即需要增加或刪除波長信道的變化，通常較不頻繁^生。網(wǎng)絡(luò)的較不i^聯(lián)^/f匕i!^M暫時的業(yè)務(wù)變化，將;i^有效的。 '由于光網(wǎng)絡(luò)的高數(shù)據(jù)容量，混合網(wǎng)絡(luò)10可以具有單個核心光網(wǎng)絡(luò)14,其 互連如圖9所示的多個分離的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12「12N。 ^it樣的^^網(wǎng)絡(luò)10中，每 個數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)11 - 12N包含電子^M^，該電子^^連接相同數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12! - 12N 的內(nèi)部節(jié)點16，和#節(jié)點16。核心光網(wǎng)絡(luò)14包括內(nèi)部和ii^節(jié)點18，、 18， 其中ii^節(jié)點18連接到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12!畫12N的ii^節(jié)點16。如同參照圖1所述， 核心光網(wǎng)絡(luò)14的錄節(jié)點18用作為每個數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)14畫12N的光網(wǎng)關(guān)。iH^卜， 核心光網(wǎng)絡(luò)14能夠絲不同數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12「12N之間的數(shù)^t信。也M,核心 光網(wǎng)絡(luò)14互連數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)- 12N。圖9的';^^網(wǎng)絡(luò)10支持圖3-4和6的聯(lián)^fe化方法30、 40、 50，還支持 圖5所示的數(shù)據(jù)^^多類型。特別地，每個數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)14國12n和核心光網(wǎng)絡(luò)14能 夠聯(lián)合^/f訪法30、 40、 50。 W卜，';^^網(wǎng)絡(luò)10可凈iLg己置為通過才娥圖3-4 和6的方法30、 40、 50聯(lián)^/f誠心光網(wǎng)絡(luò)14和整^K^且數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12廣12N， 聯(lián)^M^f^h數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12！ - 12rv之間的端到端數(shù)^t信。圖9的混合網(wǎng)絡(luò)10還支持圖7-8的伏/f匕方法70，其中數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12i - 12N 中的每個單獨的網(wǎng)絡(luò)在l^據(jù)網(wǎng)絡(luò)12i - 12n械心光網(wǎng)絡(luò)14 -"^的每個聯(lián)^^化 之間,齡多頓匕。在^實施例中，甚至當(dāng)目標(biāo)節(jié)點在她的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12廣12N中時，也由 源節(jié)點的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)12, - 12N決定業(yè)務(wù)^AJN^制。這種業(yè)務(wù)^A^路由決定可 食l^對于目標(biāo)教據(jù)網(wǎng)絡(luò)- 12N的ii^節(jié)點16,其中目標(biāo)教據(jù)網(wǎng)絡(luò)- 12N的 雄節(jié)點16船負(fù)責(zé)傳i^斤^l^)J的業(yè)務(wù)。事實上，每個數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)1V12N可 能條道^M^據(jù)網(wǎng)絡(luò)誦12N中ii^節(jié)點16的布局。這些ii^節(jié)點18可對 應(yīng)于J^網(wǎng)RFC 1965中定義的邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)發(fā)言者(speaker)。從乂/Hf內(nèi)容、附圖^M，j^"求中，本發(fā)明的她實#^于輛域^^ 人員將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1. 一種方法，包括發(fā)送對于光數(shù)據(jù)容量的支付意愿的列表至光網(wǎng)絡(luò)，所述光網(wǎng)絡(luò)具有一組物理連接到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點的網(wǎng)關(guān)節(jié)點，所述光網(wǎng)絡(luò)被配置為在多個波長信道上發(fā)送數(shù)據(jù)通信，每個支付意愿代表在所述光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點對之間的光數(shù)據(jù)容量的值。
2、 才 權(quán)利要求1的方法，還包拾v^斤itt網(wǎng)g收其中的數(shù)據(jù)容量提供的列表，每個數(shù)據(jù)容量提供用于網(wǎng) 關(guān)節(jié)點對之間的光教據(jù)傳輸。
3、 #^ ，]^求1的方法，還包拾才Mt接Wj的列表，確定所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點對之間的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的準(zhǔn)A^ 路由。
4、 才^^U，JJ^求1的方法，其中所述確定產(chǎn)生支##愿的列表。
5、 才N^U'J要求1的方法，其中所述確定包拾最大4樹于數(shù)提網(wǎng)絡(luò)的節(jié) 點對之間的業(yè)務(wù)準(zhǔn)A^路由所選擇的利用函數(shù)。
6、 一種方法，包括在多個波長信狄網(wǎng)絡(luò)中從數(shù)據(jù)網(wǎng)雜收請求列表，每樹求f^光網(wǎng) 絡(luò)的相應(yīng)網(wǎng)關(guān)節(jié),存對之間的增加的光Jfc據(jù)容量的值；基于所述接J^J'j的列表，產(chǎn)生為所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點對之間的i^t據(jù)容量提供的 列&以及^jt^斤i^產(chǎn)生的為it^據(jù)^:量^^供的列4J^斤iilt據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
7、 才N^3^，要求7的方法，還包拾以響應(yīng)于# 1^到的請求列表的方式， 重新配置沿光網(wǎng)絡(luò)的光^41供的波長信道的數(shù)目。
8、 根據(jù)似'J^求7的方法，其中每^fr求是對于^目應(yīng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點對之間的 一#^的增加的1^據(jù)^^量的支>( 愿。
9、 才^^U'虔求7的方法，其中所述產(chǎn)生還包拾確定網(wǎng)關(guān)節(jié)點對之間光 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由。
10、 才娥權(quán)矛J^求7的方法，其中所述產(chǎn)生包拾基于所述請求列絲大 ^^]"于在網(wǎng)關(guān)節(jié)點對之間提供的光容量所選擇的利用函數(shù)。
全文摘要
一種方法包括發(fā)送對于光數(shù)據(jù)容量的支付意愿的列表至光網(wǎng)絡(luò)。光網(wǎng)絡(luò)具有一組直接連接到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點的網(wǎng)關(guān)節(jié)點。光網(wǎng)絡(luò)被配置為在多個波長信道上發(fā)送數(shù)據(jù)通信。每個支付意愿代表在所述光網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點對之間的光數(shù)據(jù)容量的值。
文檔編號H04L12/56GK101263692SQ200680023484
公開日2008年9月10日 申請日期2006年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月23日
發(fā)明者A·I·瓦利德, D·邁特, 瓊 王 申請人:朗迅科技公司