專利名稱：一種管理傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交換能力的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，尤其涉及一種以波分復(fù)用設(shè)備為代表的現(xiàn)代 傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的交換能力管理系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前光網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)指配過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)端到端的業(yè)務(wù)連接，系 統(tǒng)需要掌握整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓樸狀態(tài)和鏈路資源。在此基礎(chǔ)上，路由計(jì)算模塊可 以為連接計(jì)算并選擇一條合適的路由，供建立連接使用。其間無(wú)論是采用集 中式的網(wǎng)管指配連接，還是基于信令路由的分布式控制建立連接，都可以達(dá) 到上述目的。但是，僅僅依靠掌握網(wǎng)絡(luò)的拓樸狀態(tài)和鏈路資源而計(jì)算和分配連接通道 是不充分的。這是因?yàn)楣饩W(wǎng)絡(luò)設(shè)備的制造和演進(jìn)過(guò)程中，由于成本或者:f支術(shù) 的因素，節(jié)點(diǎn)設(shè)備的交換能力(光/電路交換)往往是有限制的。即每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點(diǎn)設(shè)備內(nèi)部的交叉矩陣很可能只具備有限的交叉能力，當(dāng)交叉矩陣的交叉資 源耗盡時(shí)，即使與設(shè)備相連接的鏈路上還有空閑資源，連接信號(hào)也不可能從 設(shè)備的輸入端口交換到設(shè)備的指定輸出端口 ，而只能利用服務(wù)層連接作簡(jiǎn)單的直通。根據(jù)設(shè)備的形態(tài)不同，這種有限的信號(hào)交換粒度可能是SDH (Synchronous Digital Hierarchy,同步數(shù)字體系)設(shè)備的低階交叉通道(如 VC12),也可能是WDM (Wavelength Division Multiplexing,波分復(fù)用)設(shè) 備的波長(zhǎng)/子波長(zhǎng)等。因此，無(wú)論采用全光交叉技術(shù)還是采用光電轉(zhuǎn)換后的 交叉技術(shù)，都應(yīng)考慮交換/交叉能力受限帶來(lái)選路約束問(wèn)題。進(jìn)一步而言，對(duì)于一般的傳輸設(shè)備，也有這種節(jié)點(diǎn)交換能力的約束，比 如非固定交叉的分組交換設(shè)備(如具有帶寬預(yù)留能力的MPLS設(shè)備)，由于 緩存、芯片、背板等處理能力限制，交換能力也是有限制的，從而可能造成 網(wǎng)絡(luò)連接擁塞。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種管理傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交換能力的系 統(tǒng)及方法，在業(yè)務(wù)連接選路時(shí)考慮網(wǎng)絡(luò)的交換能力，減少網(wǎng)絡(luò)中連接配置中 失敗的概率或者優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)配置。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種管理傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交換能力的方法，包含如下步驟收集所述傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交叉/交換資源信息；利用網(wǎng)絡(luò)拓樸、鏈路資源和所述交叉/交換資源信息進(jìn)行路由計(jì)算。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，當(dāng)交叉/交換資源被消耗或釋 放時(shí)，重新收集所述傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的交叉/交換資源信息。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包含一個(gè)或 多個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)將所收集的交叉/交換資源信息向其他節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散，還將 擴(kuò)散得到的交叉/交換資源信息向其他節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散，在擴(kuò)散收斂后，用于路由 計(jì)算。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備收集交叉/ 交換資源信息后，將所收集的交叉/交換資源信息和擴(kuò)散得到的交叉/交換資 源信息寫入資源數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行路由計(jì)算時(shí)，根據(jù)所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)中的交叉/ 交換資源信息進(jìn)行路由計(jì)算。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，收集交叉/交換資源信息后， 為每個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)交叉/交換資源對(duì)應(yīng)關(guān)系表，記錄該傳輸網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備節(jié)點(diǎn)所在層網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)、總的交叉能力，可用交叉資源數(shù)量，對(duì)于存在波 長(zhǎng)變換能力的傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)附加記錄波長(zhǎng)變化能力和數(shù)量。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，進(jìn)行路由計(jì)算時(shí)，將所述交叉 /交換資源信息轉(zhuǎn)換為鏈路權(quán)重后再進(jìn)行路由計(jì)算。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，進(jìn)行路由計(jì)算時(shí)，首先4艮據(jù)網(wǎng) 絡(luò)拓樸、鏈路資源進(jìn)行選路，然后通過(guò)使用所述交叉/交換資源信息排除不 合適路由從而取得合適路由，如果排除后沒(méi)有合適的路由，結(jié)合失敗結(jié)果重新選路，使用交叉/交換資源信息再次排除不合適路由直至獲得路由或者計(jì) 算不出合適路由而結(jié)束。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，初始狀態(tài)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)之 間的弧權(quán)重由鏈路代價(jià)決定，在擴(kuò)散收斂后，每個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)按照交 叉/交換資源的多少獲得一個(gè)對(duì)鏈路代價(jià)影響的節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)，該節(jié)點(diǎn)權(quán)重 系數(shù)隨著交叉資源的減少而變大，進(jìn)行路由計(jì)算時(shí)，取弧相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的 節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)中較大者作為節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)，使用該節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)對(duì)該弧鏈路 的鏈路權(quán)重進(jìn)行加權(quán)后再進(jìn)行計(jì)算。本發(fā)明還提出 一種管理傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交換能力的系統(tǒng)，包括信息單元、 計(jì)算單元，其中，所述信息單元，用于收集所述傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的交叉/交換資源信息；所述計(jì)算單元，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓樸、鏈路資源和信息單元收集的所述交 叉/交換資源信息進(jìn)行路由計(jì)算。進(jìn)一步地，上述系統(tǒng)還可具有以下特點(diǎn)，所述信息單元進(jìn)一步包含交叉 信息收集模塊和信息擴(kuò)散模塊，其中所述交叉信息收集^t塊，用于收集所述傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的交叉/交換資源 信息；所述信息擴(kuò)散模塊，用于將本傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)收集和擴(kuò)散得到的交叉 /交換資源信息擴(kuò)散到其它傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)，和接收其他傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié) 點(diǎn)擴(kuò)散過(guò)來(lái)的交叉/交換資源信息。進(jìn)一步地，上述系統(tǒng)還可具有以下特點(diǎn)，所述計(jì)算單元進(jìn)一步包括路由 計(jì)算模塊、資源數(shù)據(jù)庫(kù)，其中所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)交叉信息收集模塊收集的交叉/交換資源信 息，及信息擴(kuò)散模塊擴(kuò)散得到的交叉/交換資源信息；所述路由計(jì)算模塊，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓樸、鏈路資源和資源數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的 交叉/交換資源信息進(jìn)行路由計(jì)算。進(jìn)一步地，上述系統(tǒng)還可具有以下特點(diǎn)，所述路由計(jì)算模塊進(jìn)行路由計(jì)算時(shí)，首先獲得初始狀態(tài)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)之間的弧權(quán)重，該弧權(quán)重由鏈路 代價(jià)決定，在擴(kuò)散收斂后，每個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)按照交叉/交換資源的多 少獲得一個(gè)對(duì)鏈路代價(jià)影響的節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)，該節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)隨著交叉資源 的減少而變大，進(jìn)行路由計(jì)算時(shí)，取弧相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)中較 大者作為節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)，使用該節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)對(duì)弧的鏈路權(quán)重進(jìn)行加權(quán)。進(jìn)一步地，上述系統(tǒng)還可具有以下特點(diǎn)，所述路由計(jì)算模塊進(jìn)行路由計(jì) 算時(shí)，首先根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓樸、鏈路資源進(jìn)行選路，然后通過(guò)使用所述交叉/交 換資源信息排除不合適路由從而取得合適路由，如果排除后沒(méi)有合適的路 由，結(jié)合失敗結(jié)果重新選路，使用交叉/交換資源信息再次排除不合適路由 直至獲得路由或者計(jì)算不出合適路由而結(jié)束。采用本發(fā)明所述的方法，首先收集傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的交叉/交換資源信息， 在進(jìn)行選路時(shí)，使用交叉/交換資源信息對(duì)鏈路權(quán)重進(jìn)行加權(quán)，交叉/交換資 源減少的節(jié)點(diǎn)其權(quán)重變大，相關(guān)弧鏈路資源的代價(jià)權(quán)重升高 一定比例。這樣， 源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的選路迭代計(jì)算過(guò)程中，就會(huì)把交叉資源變化考慮進(jìn)去， 從而獲得網(wǎng)絡(luò)中連接的最佳路徑和通道。


圖l是本發(fā)明光網(wǎng)絡(luò)中管理設(shè)備交換能力的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明改進(jìn)路由算法流程圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例選路權(quán)重變化示意圖；圖4是本發(fā)明另 一實(shí)施例選路權(quán)重變化示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明將系統(tǒng)的控制管理裝置劃分為兩個(gè)單元，如圖l所示，包括信息 單元和計(jì)算單元，其中信息單元一般駐留在節(jié)點(diǎn)設(shè)備上，具有收集、組織、傳播設(shè)備交叉/交 換資源信息的能力。在后面的敘述中將交叉/交換資源信息筒稱為交叉資源信息。計(jì)算單元用于維護(hù)資源數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，并根據(jù)約束條件進(jìn)行選路，是對(duì)已 有的路由計(jì)算單元進(jìn)行改進(jìn)提高而得到。信息單元和計(jì)算單元根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的布置可以是分布式或者集中式，物 理上可以駐留在網(wǎng)元設(shè)備或者上層網(wǎng)管系統(tǒng)中，協(xié)助路由計(jì)算裝置或路由計(jì) 算軟件進(jìn)行計(jì)算選路。信息單元進(jìn)一步包括交叉信息收集模塊和信息擴(kuò)散模塊，其中交叉信息收集模塊，用于從硬件設(shè)備或網(wǎng)管系統(tǒng)中收集本傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 網(wǎng)元(或節(jié)點(diǎn))的交叉資源信息。信息擴(kuò)散模塊，用于將本節(jié)點(diǎn)交叉資源信息進(jìn)行擴(kuò)散及接收其它節(jié)點(diǎn)擴(kuò) 散的交叉資源信息。 一方面接收相鄰節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散的相關(guān)信息(包括交叉資源信 息)，在具有計(jì)算功能的節(jié)點(diǎn)，將這種交叉資源信息寫入到位于計(jì)算單元的 交叉資源數(shù)據(jù)庫(kù)中，供路由計(jì)算模塊使用。另一方面，將自己和相鄰節(jié)點(diǎn)的 交叉資源信息擴(kuò)散到另一端相鄰節(jié)點(diǎn)的信息擴(kuò)散模塊。信息擴(kuò)散模塊按照事 先設(shè)定策略，如時(shí)間，變化頻度、變化量滿足條件等進(jìn)行擴(kuò)散。計(jì)算單元中進(jìn)一步包含路由計(jì)算模塊和交叉資源數(shù)據(jù)庫(kù)，其中路由計(jì)算模塊，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓樸、鏈路資源及交叉資源數(shù)據(jù)庫(kù)中的交 叉資源信息進(jìn)行選路。交叉資源數(shù)據(jù)庫(kù)，將信息單元獲得的交叉資源信息進(jìn)行存儲(chǔ)，即將交叉 信息收集模塊收集的交叉資源信息及信息擴(kuò)散模塊通過(guò)擴(kuò)散得到的交叉資 源信息進(jìn)行存儲(chǔ)。本發(fā)明路由計(jì)算的一般過(guò)程是首先進(jìn)行交叉資源信息收集、擴(kuò)散，然后 根據(jù)該交叉資源信息進(jìn)行路由計(jì)算，具體包括如下步驟步驟110，交叉信息收集模塊從硬件設(shè)備或網(wǎng)管系統(tǒng)中收集本網(wǎng)元的設(shè) 備交叉能力，得到本網(wǎng)元的交叉資源信息。對(duì)于一個(gè)復(fù)合型的多層交叉連接設(shè)備，往往具備多個(gè)層次網(wǎng)絡(luò)的交換能 力。在傳輸網(wǎng)絡(luò)中，常見(jiàn)的有光纖交換、波長(zhǎng)交換、子波長(zhǎng)(ODUk)交換、SDH高階通道、低階通道交換、分組通道交換等等。設(shè)備的理想狀態(tài)是每個(gè)層次具有全交叉能力，即在任意網(wǎng)絡(luò)層次，業(yè)務(wù)信號(hào)可以從輸入端口交換 到任意輸出端口。進(jìn)一步而言，傳輸信號(hào)如果是多個(gè)層次映射、復(fù)用和封裝形成，業(yè)務(wù)信號(hào)可以從輸入端口的某個(gè)網(wǎng)絡(luò)層;尺進(jìn)入，經(jīng)過(guò)交叉處理后，輸出到任意輸出端口，同等網(wǎng)絡(luò)層次的輸出位置。這種情況下的設(shè)備交換能力 如果是完全無(wú)阻的，業(yè)務(wù)信號(hào)可以從輸入到達(dá)任意的輸出，而選路時(shí)無(wú)需考 慮交換能力的限制。實(shí)際中的設(shè)備交換能力往往是有限制的，可能是部分層網(wǎng)絡(luò)復(fù)用層次具 備全交叉能力，部分層網(wǎng)絡(luò)復(fù)用層次只具備有限的交叉能力，甚至該節(jié)點(diǎn)所 有網(wǎng)絡(luò)處理層次都只具備有限交叉能力。當(dāng)網(wǎng)元設(shè)備承栽的業(yè)務(wù)信號(hào)^^用該 層次核心交叉單元到一定數(shù)量，設(shè)備就暫時(shí)沒(méi)有核心交叉資源使用，除非該 層次已經(jīng)建立交叉連接的信號(hào)拆除連接，釋放交叉資源，或者利用服務(wù)層隧道直4妄直通。這種信息收集的過(guò)程應(yīng)該是動(dòng)態(tài)的，根據(jù)交叉資源的使用情況，資源的 使用和釋放，不斷收集，盡可能反映節(jié)點(diǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，在資源被消耗和 釋放的時(shí)候，重新收集交叉資源信息。單層交換設(shè)備則可被看作多層交換設(shè) 備的一個(gè)筒單特例。進(jìn)一步考慮，有的節(jié)點(diǎn)設(shè)備交叉/交換的約束更為嚴(yán)格，在某些網(wǎng)絡(luò)層 次中甚至只具有從受限的輸入端口交換到受限端口輸出側(cè)能力。這種約束關(guān) 系就需要更為嚴(yán)格的約束表達(dá)。步驟120，可以為每個(gè)設(shè)備設(shè)計(jì)一張交叉/交換資源對(duì)應(yīng)關(guān)系表，記錄每個(gè)層網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)、總的交叉能力、可用交叉資源數(shù)量，對(duì)于存在波長(zhǎng)變換能力 的節(jié)點(diǎn)附加記錄波長(zhǎng)變化能力和數(shù)量等資源信息。例如<網(wǎng)絡(luò)層A， N*N, n*n>...。對(duì)于受限制端口交換能力描述，或者 其他特性信息，則可以擴(kuò)展描述。例如〈網(wǎng)絡(luò)層A， N*N, nl*nl, ml >，... (ml為nl數(shù)量端口交叉的能夠到達(dá)的區(qū)段l,網(wǎng)絡(luò)層A可以有多個(gè)交叉區(qū) 段)。當(dāng)交叉信息收集模塊收集到硬件的可用交叉資源數(shù)量后，表示為易于 識(shí)別的交叉能力對(duì)應(yīng)關(guān)系表。對(duì)于分組交換矩陣，N是總的交換能力，n則 可以是節(jié)點(diǎn)最大交換能力使用的百分比。附加波長(zhǎng)能力為<xl，x2，n2>， x表示波長(zhǎng)變化的范圍，n2表示可以使用的數(shù)量，可以是多個(gè)組描述。步驟130，將本節(jié)點(diǎn)交叉資源信息交給信息擴(kuò)散模塊進(jìn)行擴(kuò)散。信息擴(kuò)散沖莫塊按照事先設(shè)定策略，如時(shí)間，變化頻度、變化量滿足條件 等進(jìn)行擴(kuò)散。信息擴(kuò)散模塊一方面接收相鄰節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散的相關(guān)信息，在具有計(jì) 算功能的節(jié)點(diǎn)，將這種交叉資源信息寫入到資源數(shù)據(jù)庫(kù)中，供路由計(jì)算模塊 使用。另一方面，將自己和相鄰節(jié)點(diǎn)的交叉資源擴(kuò)散到另一端相鄰節(jié)點(diǎn)的對(duì) 應(yīng)模塊。關(guān)于策略，例如設(shè)定了多長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)擴(kuò)散信息，或者單位時(shí)間變化的 次數(shù)，或者資源變化達(dá)到總量的百分比等作為擴(kuò)散的條件，也可以是資源一 旦發(fā)生變化后實(shí)時(shí)進(jìn)行擴(kuò)散。交叉資源信息在節(jié)點(diǎn)之間的擴(kuò)散可以擴(kuò)展現(xiàn)有成熟的路由協(xié)議，將交叉 資源信息加載到路由擴(kuò)散過(guò)程，也可使用自行開(kāi)發(fā)路由協(xié)議，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間 的交叉資源信息擴(kuò)散，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)相關(guān)節(jié)點(diǎn)的交叉資源信息將趨于收斂。步驟140,路由計(jì)算模塊在計(jì)算路由的過(guò)程中利用交叉資源數(shù)據(jù)庫(kù)信息 進(jìn)行選路。在考慮網(wǎng)絡(luò)拓樸、鏈路資源信息的同時(shí)，也利用交叉資源信息， 大大提高選路命中的概率。路由計(jì)算模塊在計(jì)算連接路由時(shí)候，在考慮傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓樸和鏈路資源 的同時(shí)，也會(huì)考慮交叉資源的約束，把交叉資源轉(zhuǎn)換成一定鏈路權(quán)重，從而 實(shí)現(xiàn)選路的優(yōu)化。初始狀態(tài)節(jié)點(diǎn)之間的弧權(quán)重(為一非負(fù)值)由鏈路代價(jià)決 定，在交叉資源信息擴(kuò)散收斂后，節(jié)點(diǎn)根據(jù)預(yù)置策略對(duì)全網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)交叉能力 統(tǒng)計(jì)后進(jìn)行歸一化處理，每個(gè)節(jié)點(diǎn)I按照交叉資源的多少獲得一個(gè)對(duì)連接鏈 路代價(jià)影響的節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)Qi,其隨著交叉資源的減少增加鏈路代價(jià)，即 節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)Qi變大。選路時(shí)候動(dòng)態(tài)判斷弧相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)權(quán)重值 (Q-max(Qa，Qb)),取其大值，根據(jù)被消耗的交叉資源節(jié)點(diǎn)，相關(guān)弧鏈路 資源的代價(jià)權(quán)重升高一定比例。這樣，源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的選路迭代計(jì)算過(guò) 程中，就會(huì)把交叉資源變化考慮進(jìn)去，從而獲得網(wǎng)絡(luò)中連接的最佳路徑和通 道。一般過(guò)程參考流程圖2，具體包含如下步驟步驟210,讀取交叉資源數(shù)據(jù)庫(kù)的交叉資源信息； 步驟220，根據(jù)該交叉資源信息，計(jì)算新的節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)。 步驟230,將節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)映射連接鏈路權(quán)重代價(jià)值； 步驟240,計(jì)算路由；根據(jù)現(xiàn)有成熟CSPF (受約束的最短路徑優(yōu)先)算法進(jìn)行計(jì)算。 步驟250,修改被消耗的交叉資源數(shù)據(jù)庫(kù)，步驟260，判斷路由計(jì)算是否已完畢，如果是，結(jié)束；否則，返回步驟210。在本發(fā)明另一實(shí)施例中，上述步驟140采用如下方法進(jìn)行路由計(jì)算。將 鏈路權(quán)重和交叉資源分開(kāi)考慮，分兩步迭代計(jì)算出可選擇路由，從鏈路資源 優(yōu)化角度選路，再經(jīng)過(guò)交叉資源優(yōu)化方式過(guò)濾，最后取得最佳路徑和通道。 進(jìn)行路由計(jì)算時(shí)，先按照一般的選路算法計(jì)算路由，然后通過(guò)使用交叉/交 換資源信息排除不合適路由從而取得合適路由。如果沒(méi)有合適的，結(jié)合失敗 結(jié)果重新計(jì)算路由，使用交叉/交換資源信息再次排除不合適路由直至獲得 路由或者計(jì)算不出合適路由而結(jié)束。因?yàn)榭刹捎玫木唧w算法和增加約束的方 法較多，這里就不——舉例說(shuō)明了。需要說(shuō)明的是這里交叉資源是本層網(wǎng)絡(luò)的交叉資源，由于下層服務(wù)層 網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成的連接隧道也可將本層多條連接從入端口送到一定出端口 ，這 視為直通情況，不是使用任意交叉的資源，不在本方案中討論。本發(fā)明適用于傳輸網(wǎng)絡(luò)中，不僅能用于光網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的交叉能力管理， 還能應(yīng)用于一般傳輸設(shè)備交換能力的管理。下面以具有波長(zhǎng)交換能力的波分 復(fù)用設(shè)備為例來(lái)說(shuō)明該管理方案的具體實(shí)施。如圖3所示初始狀況，假設(shè)首尾節(jié)點(diǎn)不消耗交叉，網(wǎng)管系統(tǒng)可以配置本 節(jié)點(diǎn)B的設(shè)備波長(zhǎng)交叉層面的能力，例如<節(jié)點(diǎn)B,波長(zhǎng)交換層，10*10， 10*10...>,總共提供波長(zhǎng)級(jí)別的IO個(gè)入端口， IO個(gè)出端口交叉資源。這IO 對(duì)波長(zhǎng)交叉資源全部空閑可用。網(wǎng)管將初始化的交叉資源信息下發(fā)給交叉信 息收集模塊， 一方面通過(guò)信息擴(kuò)散模塊在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行擴(kuò)散，另一方面寫入節(jié)點(diǎn)內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)作為資源存儲(chǔ)。節(jié)點(diǎn)之間的信息發(fā)布可以采用擴(kuò)展成熟的網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，如借助OSPF (開(kāi)放最短路徑優(yōu)先)協(xié)議的擴(kuò)散機(jī)制，將這些信息 加載的LSA (鏈路狀態(tài)通告)數(shù)據(jù)包進(jìn)行擴(kuò)散。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，網(wǎng)絡(luò)各個(gè) 節(jié)點(diǎn)都知道B設(shè)備的交叉資源情況〈節(jié)點(diǎn)B，波長(zhǎng)交換層，10*10, 10*10...>。初始狀態(tài)節(jié)點(diǎn)之間的弧權(quán)重由鏈路權(quán)重代價(jià)決定假設(shè)都是為1,各個(gè)節(jié) 點(diǎn)在波長(zhǎng)上都是10*10的全交叉能力，在交叉信息擴(kuò)散收斂后，節(jié)點(diǎn)根據(jù)預(yù) 置策略對(duì)全網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)交叉能力統(tǒng)計(jì)后進(jìn)行'婦一化處斑.每個(gè)節(jié)點(diǎn)i按照交叉 資源的多少獲得一個(gè)對(duì)連接鏈路代價(jià)影響的節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)Qi=l (可用交叉 資源越多值越小)，加權(quán)節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)后各個(gè)鏈路權(quán)重都為1。當(dāng)B節(jié)點(diǎn)在連接C-B-D建立過(guò)程中某個(gè)交叉出入端口被使用后，網(wǎng)管 或者由傳輸設(shè)備上駐留的軟件上報(bào)設(shè)備交叉資源使用情況。交叉信息收集模 塊會(huì)收集被使用端口情況轉(zhuǎn)交信息擴(kuò)散模塊，由它修改本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的交叉資 源，還有9對(duì)交叉資源空閑可以被使用，例如〈節(jié)點(diǎn)B,波長(zhǎng)交叉層，10*10， 9*9...>,并把改變的信息通過(guò)路由協(xié)議擴(kuò)散到相鄰節(jié)點(diǎn)。由于B點(diǎn)(Qb比 較大)影響周圍鏈路AB, BZ， CB, BD權(quán)重變?yōu)?。路由計(jì)算模塊不在網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)上分布也可以使用本方法，只要將相關(guān) 信息上傳到相關(guān)路由計(jì)算模塊的分布地點(diǎn)即可。第二條A-B-C連接建立前會(huì)判斷剩余資源是否足夠，如果足夠且連接 順利建立，交叉資源又凈皮消耗了，如〈節(jié)點(diǎn)B，波長(zhǎng)交叉層，10*10, 8*8...>, 還有8對(duì)交叉資源可以被使用，再次啟動(dòng)收集和擴(kuò)散機(jī)制將實(shí)時(shí)的資源狀況 發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)。同理，如果當(dāng)跨越B節(jié)點(diǎn)的連接被刪除以后， 那么交叉資源也被釋放出來(lái)，這個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息收集模塊將獲得新的交叉資源 狀態(tài)，同樣通過(guò)收集和擴(kuò)散機(jī)制將狀態(tài)發(fā)布出去。如圖4所示進(jìn)行A-Z之間第三條連接選路，路由計(jì)算模塊可以改進(jìn)已有 OSPF協(xié)議的路由計(jì)算功能，例如將Dijkastra算法加上交叉資源約束權(quán)重進(jìn) 行選路。 一旦A-B-Z, C-B-D之間各建立一條波長(zhǎng)通道連接，B節(jié)點(diǎn)權(quán)重系 數(shù)Qi-3，節(jié)點(diǎn)A、 Z、 D沒(méi)有消耗交叉資源不變化。A、 Z之間選路第三條連 接建立時(shí)候，受B點(diǎn)權(quán)重系數(shù)影響，如圖4所示，動(dòng)態(tài)判斷弧AB, BZ，BD的鏈路權(quán)重都增加到3。這樣，源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的選路過(guò)程中，就會(huì) 把交叉資源變化考慮進(jìn)去，從而獲得網(wǎng)絡(luò)中連接的A-D-Z。同理，當(dāng)所有兩 跳的路由權(quán)重逐漸變大時(shí)，A-E-F-Z有可能成為A， Z之間的優(yōu)化路由。在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化選路的時(shí)候，可以根據(jù)事先設(shè)定的優(yōu)化策略，即使初次B 節(jié)點(diǎn)還有大部分交叉資源仍然不優(yōu)先選取，這個(gè)策略不是本發(fā)明討論范圍， 故從略。但是，交叉資源的收集和擴(kuò)散無(wú)疑是對(duì)完成優(yōu)化選路有幫助的。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃或優(yōu)化過(guò)程中，采用本發(fā)明所述的方法，如果能夠考慮交叉 資源使用和分布的均衡性，可以進(jìn)一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)布局，提高傳輸網(wǎng)絡(luò)的 整體性能和交換負(fù)載均衡。
權(quán)利要求
1、一種管理傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交換能力的方法，其特征在于，包含如下步驟收集所述傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交叉/交換資源信息；利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、鏈路資源和所述交叉/交換資源信息進(jìn)行路由計(jì)算。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，當(dāng)交叉/交換資源被消耗或 釋放時(shí)，重新收集所述傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的交叉/交換資源信息。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包含一 個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)將所收集的交叉/交換資源信息向其他節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散， 還將擴(kuò)散得到的交叉/交換資源信息向其他節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散，在擴(kuò)散收斂后，用于 路由計(jì)算。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備收集交 叉/交換資源信息后，將所收集的交叉/交換資源信息和擴(kuò)散得到的交叉/交換 資源信息寫入資源數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行路由計(jì)算時(shí)，才艮據(jù)所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)中的交叉 /交換資源信息進(jìn)行路由計(jì)算。
5、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，收集交叉/交換資源信息后， 為每個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)交叉/交換資源對(duì)應(yīng)關(guān)系表，記錄該傳輸網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備節(jié)點(diǎn)所在層網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)、總的交叉能力，可用交叉資源數(shù)量，對(duì)于存在波 長(zhǎng)變換能力的傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)附加記錄波長(zhǎng)變化能力和數(shù)量。
6、 如權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，進(jìn)行路由計(jì)算時(shí)，將 所述交叉/交換資源信息轉(zhuǎn)換為鏈路權(quán)重后再進(jìn)行路由計(jì)算。
7、 如權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，進(jìn)行路由計(jì)算時(shí)，首 先根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓樸、鏈路資源進(jìn)行選路，然后通過(guò)使用所述交叉/交換資源信 息排除不合適路由從而取得合適路由，如果排除后沒(méi)有合適的路由，結(jié)合失 敗結(jié)果重新選路，使用交叉/交換資源信息再次排除不合適路由直至獲得路 由或者計(jì)算不出合適路由而結(jié)束。
8、 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，初始狀態(tài)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié) 點(diǎn)之間的弧權(quán)重由鏈路代價(jià)決定，在擴(kuò)散收斂后，每個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)按照交叉/交換資源的多少獲得一個(gè)對(duì)鏈路代價(jià)影響的節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)，該節(jié)點(diǎn) 權(quán)重系數(shù)隨著交叉資源的減少而變大，進(jìn)行路由計(jì)算時(shí)，取弧相鄰的兩個(gè)節(jié) 點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)中較大者作為節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)，使用該節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)對(duì)該弧 鏈路的鏈路權(quán)重進(jìn)行加權(quán)后再進(jìn)行計(jì)算。
9、 一種管理傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交換能力的系統(tǒng)，其特征在于，包括信息單 元、計(jì)算單元，其中，所述信息單元，用于收集所述傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的交叉/交換資源信息； 所述計(jì)算單元，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓樸、鏈路資源和信息單元收集的所述交 叉/交換資源信息進(jìn)行路由計(jì)算。
10、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信息單元進(jìn)一步包含 交叉信息收集模塊和信息擴(kuò)散模塊，其中所述交叉信息收集模塊，用于收集所述傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的交叉/交換資源 信息；所述信息擴(kuò)散模塊，用于將本傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)收集和擴(kuò)散得到的交叉 /交換資源信息擴(kuò)散到其它傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)，和接收其他傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié) 點(diǎn)擴(kuò)散過(guò)來(lái)的交叉/交換資源信息。
11、 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算單元進(jìn)一步包 括路由計(jì)算模塊、資源數(shù)據(jù)庫(kù)，其中所述資源數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)交叉信息收集模塊收集的交叉/交換資源信 息，及信息擴(kuò)散模塊擴(kuò)散得到的交叉/交換資源信息；所述路由計(jì)算模塊，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓樸、鏈路資源和資源數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的 交叉/交換資源信息進(jìn)行路由計(jì)算。
12、 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述路由計(jì)算模塊進(jìn)行 路由計(jì)算時(shí)，首先獲得初始狀態(tài)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)之間的弧權(quán)重，該弧權(quán)重 由鏈路代價(jià)決定，在擴(kuò)散收斂后，每個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)按照交叉/交換資 源的多少獲得一個(gè)對(duì)鏈路代價(jià)影響的節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)，該節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)隨著交 叉資源的減少而變大，進(jìn)行路由計(jì)算時(shí)，取弧相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)權(quán)重系 數(shù)中較大者作為節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)，使用該節(jié)點(diǎn)權(quán)重系數(shù)對(duì)弧的鏈路權(quán)重進(jìn)行加13、如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述路由計(jì)算^^莫塊進(jìn)行 路由計(jì)算時(shí)，首先根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓樸、鏈路資源進(jìn)行選路，然后通過(guò)使用所述交 叉/交換資源信息排除不合適路由從而取得合適路由，如果排除后沒(méi)有合適 的路由，結(jié)合失敗結(jié)果重新選路，使用交叉/交換資源信息再次排除不合適 路由直至獲得路由或者計(jì)算不出合適路由而結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明提出一種管理傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交換能力的系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括信息單元、計(jì)算單元，其中，信息單元收集傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的交叉/交換資源信息；計(jì)算單元，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、鏈路資源和信息單元收集的交叉/交換資源信息進(jìn)行路由計(jì)算。本發(fā)明所述方法，在選路時(shí)把交叉資源變化考慮進(jìn)去，考慮交叉資源使用和分布的均衡性，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)布局，提高了傳輸網(wǎng)絡(luò)的整體性能和交換負(fù)載均衡，以及減少網(wǎng)絡(luò)中連接配置中失敗的概率，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)配置。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101222429SQ20081000419
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月29日
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