专利名称：利用虚拟拓扑提高约束条件下路径计算效率的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信领域，特别涉及一种利用虚拟拓扑提高约束条件下路径计算效率的方法及装置。
背景技术：
目前，在 ASON (Automatical Iy Switched Optical Network,自动交换光网络)系统中对路径计算的普遍做法是将整个路径计算分为R(Routing，路由计算)、 WA (Wavelength Assignment，波长分配)。其中路由计算是选择合适路由，波长分配则是为该路由分配可用波长。路径计算时往往需要满足各种约束条件。现有技术中路由计算的约束条件主要有经过某节点或链路；避开某节点或链路；共享风险链路组分离；与指定节点或链路分离 (以上约束条件支持必须约束和尽量约束，其中必须约束指不满足即失败，尽量约束指不满足时可放弃约束保证计算成功)；链路跳数优先、代价优先等。波长分配的约束主要有一定用或不用某一波长，尽量用或不用某一波长，复用某一波长，使用指定中继等。现有技术中，计算路由通常是计算出路径结果后再进行是否满足约束的判断和选择。传统的尽量型约束使用逐渐放开约束方式处理，比如对于尽量经过指定节点或链路的约束条件，首先按照必须约束计算路由，如果计算失败再舍弃约束进行计算得到最终结果。 这种方式使得路由计算过程有很大的盲目性，而且对于多个尽量约束的情况，多次进行约束的放开尝试会导致路由计算过程的速度变得很慢。在波长分配中，现有的处理往往是在计算出全部的可用波长后，根据具体的约束进行波长选择。这种波长计算和选择过程的分开处理在很大程度上影响了波长分配过程的效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用虚拟拓扑提高约束条件下路径计算效率的方法及装置，能更好地解决路由计算结果有效性较低和波长分配过程效率不高的问题。根据本发明的一个方面，提供了一种利用虚拟拓扑提高约束条件下路径计算效率的方法，所述方法包括根据路由约束条件生成适合所述路由约束条件的路由虚拟拓扑；在所述路由虚拟拓扑中选出链路代价最小的路由；根据波长约束条件生成所选路由的波长分配虚拟拓扑；从所述波长分配虚拟拓扑中选出波长连通代价最小的波长序列。其中，所述路由约束条件包括必避约束、尽量包含约束、尽量排斥约束；所述波长约束条件包括复用波长约束、一定用波长约束、一定不用波长约束、尽量用波长约束、尽量不用波长约束。
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其中，生成路由虚拟拓扑的步骤包括将所述必避约束条件中的必避节点和必避链路从所获取的网络拓扑中移除，其中，在移除所述必避节点时，同时移除与所述必避节点相连的链路。其中，生成路由虚拟拓扑的步骤还包括在移除了必避节点和必避链路的网络拓扑中，将所述尽量包含约束中的尽量包含链路的链路代价减小，将与所述尽量包含约束条件中的尽量包含节点相连链路的链路代价减小；在移除了必避节点和必避链路的网络拓扑中，将所述尽量排斥约束中的尽量排斥链路的链路代价增大，将与所述尽量排斥约束中的尽量排斥节点相连链路的链路代价增大。其中，生成波长分配虚拟拓扑的步骤包括在所选链路代价最小的路由中，将所述复用波长约束中的复用波长的状态置为可用；在所选链路代价最小的路由中，将所述一定用波长约束中的一定用波长以外的其余波长状态置为不可用；在所选链路代价最小的路由中，将所述一定不用波长约束中的一定不用波长的状态置为不可用。其中，生成波长分配虚拟拓扑的步骤还包括在所选链路代价最小的路由中，将与所述尽量用波长约束中的尽量用波长相关的波长连通代价减小；在所选链路代价最小的路由中，将与所述尽量不用波长约束中的尽量不用波长相关的波长连通代价增大。其中，确定波长序列的步骤包括在所述波长分配虚拟拓扑中，选择所述波长分配虚拟拓扑中各节点内的波长连通代价之和最小的各波长作为波长序列。根据本发明的另一方面，提供了一种利用虚拟拓扑提高约束条件下路径计算效率的装置，所述装置包括路由虚拟拓扑生成模块，用于根据路由约束条件生成适合所述路由约束条件的路由虚拟拓扑；路由确定模块，用于在所述路由虚拟拓扑中选出链路代价最小的路由；波长分配虚拟拓扑生成模块，用于根据波长约束条件生成所选路由的波长分配虚拟拓扑；波长序列确定模块，用于从所述波长分配虚拟拓扑中选出波长连通代价最小的波长序列。其中，所述路由虚拟拓扑生成模块包括，移除单元，用于将所述必避约束条件中的必避节点和必避链路从所获取的网络拓扑中移除，其中，在移除所述必避节点时，同时移除与所述必避节点相连的链路；减小链路代价单元，用于在移除了必避节点和必避链路的网络拓扑中将所述尽量包含约束中的尽量包含链路的链路代价减小，将与所述尽量包含约束条件中的尽量包含节点相连链路的链路代价减小；增大链路代价单元，用于在移除了必避节点和必避链路的网络拓扑中将所述尽量排斥约束中的尽量排斥链路的链路代价增大，将与所述尽量排斥约束中的尽量排斥节点相连链路的链路代价增大。其中，所述波长分配虚拟拓扑生成模块包括状态设置单元，用于在所选链路代价最小的路由中，将所述复用波长约束中的复用波长的状态置为可用，将所述一定用波长约束中的一定用波长以外的其余波长状态置为不可用，将所述一定不用波长约束中的一定不用波长的状态置为不可用；减小波长代价单元，用于在所选链路代价最小的路由中将与所述尽量用波长约束中的尽量用波长相关的波长连通代价减小；增大波长代价单元，用于在所选链路代价最小的路由中将与所述尽量不用波长约束中的尽量不用波长相关的波长连通代价增大。与现有技术相比较，本发明的有益效果在于在路径计算中，可以快速有效地计算出满足预定约束条件的路由结果，提高了路由计算的命中率和波长指配的效率，确保了路径计算的快捷性。
图1是本发明实施例提供的一种利用虚拟拓扑提高约束条件下路径计算效率的方法的流程图；图2是本发明实施例提供的路由虚拟拓扑生成过程的流程图；图加是本发明实施例提供的原始的节点间链路拓扑示意图；图2b是本发明实施例提供的路由虚拟拓扑示意图；图3是本发明实施例提供的波长分配虚拟拓扑生成过程的流程图；图3a是本发明实施例提供的原始的节点内波长连通性拓扑示意图；图北是本发明实施例提供的波长分配虚拟拓扑示意图；图4是本发明实施例提供的一种利用虚拟拓扑提高约束条件下路径计算效率的装置的结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。图1是本发明实施例提供的一种利用虚拟拓扑提高约束条件下路径计算效率的方法的流程图，如图1所示，所述方法包括以下步骤步骤S101，根据路由约束条件生成适合所述路由约束条件的路由虚拟拓扑；获取网络拓扑，利用给出的路由约束条件对整个网络拓扑进行裁剪和代价改造， 在改造后的拓扑上完成路由计算过程。步骤S102，在所述路由虚拟拓扑中选出链路代价最小的路由；步骤S103，根据波长约束条件生成所选路由的波长分配虚拟拓扑；根据路由结果和波长约束生成针对本次波长分配过程的拓扑，从而仅通过波长计
6算过程就能得到满足约束条件的结果。步骤S104，从所述波长分配虚拟拓扑中选出波长连通代价最小的波长序列。波长分配原则为最小代价原则，其中最小代价是指所选路由节点内的波长连通代价之和最小。其中波长分配虚拟拓扑仅包含路由虚拟拓扑中确定的链路代价最小的路由中节点的资源信息，通过改变拓扑中的波长状态和连通代价完成约束的应用。图2是本发明实施例提供的路由虚拟拓扑生成过程的流程图，如图2所示，路由虚拟拓扑的生成流程如下步骤S201，检查约束条件中是否有冲突的约束；路由计算的约束条件主要有经过某节点或链路、避开某节点或链路即必避约束、 共享风险链路组分离、与指定节点或链路分离、链路跳数优先、代价优先、尽量包含约束、尽量排斥约束等。路由虚拟拓扑中的约束条件中可能存在冲突。比如某个节点或链路同时设置为必须经过约束和必须避开约束。如果检查到约束条件中有冲突，则结束流程，否则执行步骤 S202。比如，获取的网络拓扑如图加所示，假设以节点A为源节点，以节点C为目的节点。假设预先设置的链路代价如下，A-B链路的代价是25、A-D链路的代价是15，B-C链路的代价是10，D-C链路的代价是30，A-E链路的代价是10，B-E链路的代价是5，C-E链路的代价是9，D-E链路的代价是10。假设设置的约束条件是必须避开链路A-D、尽量排斥节点E。检查上述约束条件并不存在冲突，执行步骤S202。步骤S202，将必避约束中的节点和链路从拓扑中过滤掉；将必避约束中的节点和链路从路由虚拟拓扑中移除，其中节点的移除包含与节点相连链路的移除。比如，在图加中，设置的约束条件中必须避开的链路是A-D，因此将A-D 链路从图加中移除，移除后的路由虚拟拓扑如图2b所示。步骤S203，减少尽量包含约束中相关链路的链路代价；在移除了必避节点和必避链路的网络拓扑中，将尽量包含链路的代价减小，将与尽量包含节点相连链路的代价减小。依据公式dnCT = dmin/N调整链路代价，其中，dMW为减小后的链路代价，dmin为当前拓扑中的最小链路代价，N为拓扑中的节点数。这样既保证了尽量包含的节点或者链路能够被优先选到，又能同时满足多个尽量包含约束。在图2b中，预设的约束条件中没有尽量包含约束，此处不做处理。步骤S204，增大尽量排斥约束中相关链路的链路代价。在移除了必避节点和必避链路的网络拓扑中，将尽量排斥链路的代价增大，将与尽量排斥节点相连链路的代价增大。依据公式= d。ld+dmax*N进行代价调整，其中，dnew为增大后的链路代价，d。ld为链路的初始代价，dmax为当前拓扑中的最大链路代价，N为拓扑中的节点数。这样可以保证尽量排斥的节点或者链路总是最后被选到。比如在图2b中，约束条件中尽量排斥的节点是E，因此将与节点E相连的链路 A-E、B-E、C-E、D-E的代价按照公式cU = d。ld+dmax*N进行增大，其中N为5，dmax为30，d。ld 分别为10、5、10、9，计算出的dnew分别为160、155、160、159。此时，路由虚拟拓扑已经生成，如图2b所示。下一步是在生成的路由虚拟拓扑上进行路径计算确定合适的路由，链路代价最小的就是满足约束的路由结果。在图2b中，各个链路的代价如表1所示，链路代价最小的路由是A-B-C。
权利要求
1.一种利用虚拟拓扑提高约束条件下路径计算效率的方法，其特征在于，所述方法包括根据路由约束条件生成适合所述路由约束条件的路由虚拟拓扑； 在所述路由虚拟拓扑中选出链路代价最小的路由； 根据波长约束条件生成所选路由的波长分配虚拟拓扑； 从所述波长分配虚拟拓扑中选出波长连通代价最小的波长序列。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路由约束条件包括必避约束、尽量包含约束、尽量排斥约束； 所述波长约束条件包括复用波长约束、一定用波长约束、一定不用波长约束、尽量用波长约束、尽量不用波长约束。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，生成路由虚拟拓扑的步骤包括将所述必避约束条件中的必避节点和必避链路从所获取的网络拓扑中移除，其中，在移除所述必避节点时，同时移除与所述必避节点相连的链路。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，生成路由虚拟拓扑的步骤还包括 在移除了必避节点和必避链路的网络拓扑中，将所述尽量包含约束中的尽量包含链路的链路代价减小，将与所述尽量包含约束条件中的尽量包含节点相连链路的链路代价减在移除了必避节点和必避链路的网络拓扑中，将所述尽量排斥约束中的尽量排斥链路的链路代价增大，将与所述尽量排斥约束中的尽量排斥节点相连链路的链路代价增大。
5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，生成波长分配虚拟拓扑的步骤包括在所选链路代价最小的路由中，将所述复用波长约束中的复用波长的状态置为可用； 在所选链路代价最小的路由中，将所述一定用波长约束中的一定用波长以外的其余波长状态置为不可用；在所选链路代价最小的路由中，将所述一定不用波长约束中的一定不用波长的状态置为不可用。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，生成波长分配虚拟拓扑的步骤还包括 在所选链路代价最小的路由中，将与所述尽量用波长约束中的尽量用波长相关的波长连通代价减小；在所选链路代价最小的路由中，将与所述尽量不用波长约束中的尽量不用波长相关的波长连通代价增大。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，确定波长序列的步骤包括在所述波长分配虚拟拓扑中，选择所述波长分配虚拟拓扑中各节点内的波长连通代价之和最小的各波长作为波长序列。
8.一种利用虚拟拓扑提高约束条件下路径计算效率的装置，其特征在于，所述装置包括路由虚拟拓扑生成模块，用于根据路由约束条件生成适合所述路由约束条件的路由虚拟拓扑；路由确定模块，用于在所述路由虚拟拓扑中选出链路代价最小的路由；波长分配虚拟拓扑生成模块，用于根据波长约束条件生成所选路由的波长分配虚拟拓扑；波长序列确定模块，用于从所述波长分配虚拟拓扑中选出波长连通代价最小的波长序列。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述路由虚拟拓扑生成模块包括，移除单元，用于将所述必避约束条件中的必避节点和必避链路从所获取的网络拓扑中移除，其中，在移除所述必避节点时，同时移除与所述必避节点相连的链路；减小链路代价单元，用于在移除了必避节点和必避链路的网络拓扑中将所述尽量包含约束中的尽量包含链路的链路代价减小，将与所述尽量包含约束条件中的尽量包含节点相连链路的链路代价减小；增大链路代价单元，用于在移除了必避节点和必避链路的网络拓扑中将所述尽量排斥约束中的尽量排斥链路的链路代价增大，将与所述尽量排斥约束中的尽量排斥节点相连链路的链路代价增大。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述波长分配虚拟拓扑生成模块包括 状态设置单元，用于在所选链路代价最小的路由中，将所述复用波长约束中的复用波长的状态置为可用，将所述一定用波长约束中的一定用波长以外的其余波长状态置为不可用，将所述一定不用波长约束中的一定不用波长的状态置为不可用；减小波长代价单元，用于在所选链路代价最小的路由中将与所述尽量用波长约束中的尽量用波长相关的波长连通代价减小；增大波长代价单元，用于在所选链路代价最小的路由中将与所述尽量不用波长约束中的尽量不用波长相关的波长连通代价增大。
全文摘要
本发明公开了一种利用虚拟拓扑提高约束条件下路径计算效率的方法及装置，所述方法包括根据路由约束条件生成适合所述路由约束条件的路由虚拟拓扑；在所述路由虚拟拓扑中选出链路代价最小的路由；根据波长约束条件生成所选路由的波长分配虚拟拓扑；从所述波长分配虚拟拓扑中选出波长连通代价最小的波长序列。本发明通过生成路由虚拟拓扑和波长分配虚拟拓扑，解决了路由计算结果有效性较低和波长分配过程效率不高的问题，提高了路由计算的命中率和波长指配的效率，确保了路径计算的快捷性。
文档编号H04L12/56GK102316390SQ201110263390
公开日2012年1月11日 申请日期2011年9月7日 优先权日2011年9月7日
发明者宋贞, 王家昱 申请人:中兴通讯股份有限公司