基于资源汇聚图的光网络业务恢复方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于资源汇聚图的光网络业务恢复方法及系统，该方法包括：定期检测光网络中的故障节点，并区分所述故障节点为中间节点或汇聚节点；若所述故障节点为汇聚节点，则重新选择汇聚节点，并获取光网络和分组网络协同的第一拓扑信息；利用所述第一拓扑信息中的多条网络链路的权重值计算多条路径的权重值，并选取所述权重值最小的路径作为最终选择的路径。上述方法针对光网络承载分组网络中出现故障后业务恢复难的问题，利用资源汇聚图计算从源节点到宿节点的权重值最小的路径进行业务恢复，该方法使得网络节点出现故障后，网络业务能够快速恢复，该方法节省了整体成本，提高了网络资源的利用率。
【专利说明】基于资源汇聚图的光网络业务恢复方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络优化领域，具体涉及基于资源汇聚图的光网络业务恢复方法及系统。
【背景技术】
[0002]当前由于以视频点播、云计算等大带宽业务的快速发展，数据中心服务吸引了服务提供商与网络运营商的重点关注。为了提供数据中心业务，灵活光网络承载分组网络成为了数据中心互联的重要技术之一。该网络可以通过旁路高能耗的路由器，以较为灵活的粒度卸载IP流量到灵活光网络中。同时，大量时延敏感的数据中心业务需要高等级的端到端服务质量保证。如果在基于灵活光网络承载分组网络的数据中心互联中出现了节点故障，由于资源多样性与技术的异质性，保证服务质量的网络恢复在独立的操作场景下很难完成。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中的缺陷，本发明提供基于资源汇聚图的光网络业务恢复方法及系统，解决了光网络承载分组网络中出现故障后业务恢复难的问题。
[0004]第一方面，本发明提供了一种基于资源汇聚图的光网络业务恢复方法，包括:
[0005]定期检测光网络中的故障节点，并区分所述故障节点为中间节点或汇聚节点；
[0006]若所述故障节点为汇聚节点，则重新选择汇聚节点，并获取光网络和分组网络协同的第一拓扑信息；
[0007]利用所述第一拓扑信息中的多条网络链路的权重值计算多条路径的权重值，并选取所述权重值最小的路径作为最终选择的路径。
[0008]可选的，所述方法还包括，
[0009]若所述故障节点为中间节点，则重新选择链路，并分别获取光网络和分组网络的第二拓扑信息；
[0010]利用所述第二拓扑信息中的多条网络链路的权重值计算多条路径的权重值，并选取所述权重值最小的路径作为最终选择的路径。
[0011]可选的，所述第一拓扑信息中的多条网络链路的权重值包括:所述光网络和分组网络去除故障节点后重新协同交互的多条网络链路的权重值、所述光网络中多条网络链路的权重值和所述分组网络中多条网络链路的权重值；所述第二拓扑信息中的多条网络链路的权重值包括:所述光网络和分组网络协同交互的多条网络链路的权重值、所述光网络中去除故障节点后的多条网络链路的权重值和所述分组网络中多条网络链路的权重值。
[0012]可选的，所述计算多条路径的权重值，包括:
[0013]对所述第一拓扑信息或第二拓扑信息中多条网络链路的权重值由小到大排序；
[0014]根据排序，计算出多条路径的权重值；
[0015]其中，所述多条路径的权重值为根据排序选取网络链路权重值最小，且为所述权重值最小的链路进行组合的多条路径的权重值。
[0016]可选的，所述利用所述第一拓扑信息中的多条网络链路的权重值计算多条路径的权重值，并选取所述权重值最小的路径作为最终选择的路径，包括:
[0017]根据多条网络链路权重值建立资源汇聚图，利用资源汇聚图计算从源节点到宿节点的权重值最小的路径作为最终选择的路径；
[0018]其中，所述路径为排除故障节点的路径。
[0019]第二方面，本发明提供了一种基于资源汇聚图的光网络业务恢复系统，包括:
[0020]检测模块，用于定期检测光网络中的故障节点，并区分所述故障节点为中间节点或汇聚节点；
[0021]获取模块，用于当所述故障节点为汇聚节点时，则重新选择汇聚节点，并获取光网络和分组网络协同的第一拓扑信息；
[0022]选取模块，用于利用所述第一拓扑信息中的多条网络链路的权重值计算多条路径的权重值，并选取所述权重值最小的路径作为最终选择的路径。
[0023]可选的，所述获取模块，还用于当所述故障节点为中间节点时，则重新选择链路，并分别获取光网络和分组网络的第二拓扑信息；
[0024]所述选取模块，还用于利用所述第二拓扑信息中的多条网络链路的权重值计算多条路径的权重值，并选取所述权重值最小的路径作为最终选择的路径。
[0025]可选的，所述第一拓扑信息中的多条网络链路的权重值包括:所述光网络和分组网络去除故障节点后重新协同交互的多条网络链路的权重值、所述光网络中多条网络链路的权重值和所述分组网络中多条网络链路的权重值；所述第二拓扑信息中的多条网络链路的权重值包括:所述光网络和分组网络协同交互的多条网络链路的权重值、所述光网络中去除故障节点后的多条网络链路的权重值和所述分组网络中多条网络链路的权重值。
[0026]可选的，所述选取模块，具体用于，
[0027]对所述第一拓扑信息或第二拓扑中多条网络链路的权重值由小到大排序；
[0028]根据排序，计算出多条路径的权重值；
[0029]其中，所述多条路径的权重值为根据排序选取网络链路权重值最小，且为所述权重值最小的链路进行组合的多条路径的权重值。
[0030]可选的，所述选取模块，具体用于，
[0031]根据多条网络链路权重值建立资源汇聚图，利用资源汇聚图计算从源节点到宿节点的权重值最小的路径作为最终选择的路径；
[0032]其中，所述路径为排除故障节点的路径。
[0033]由上述技术方案可知，本发明提供了一种基于资源汇聚图的光网络业务恢复方法及系统，该方法克服了现有技术中的光网络和分组网络分别独立运营、独立完成业务恢复的缺点，针对光网络承载分组网络中出现故障后业务恢复难的问题，利用资源汇聚图计算从源节点到宿节点的权重值最小的路径进行业务恢复，该方法能够在保障故障发生后增强业务的恢复力，完成分组网络、光网络以及数据中心资源的综合优化。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为本发明一实施例提供的光网络承载分组网络的控制装置结构图；
[0035]图2为本发明另一实施例提供的基于资源汇聚图的光网络业务恢复方法的流程图；
[0036]图3本发明另一实施例提供的资源汇聚图；
[0037]图4为本发明另一实施例提供的基于资源汇聚图的光网络业务恢复系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图，对发明的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0039]下面首先对光网络承载分组网络的控制装置进行详细描述，本发明的基于资源汇聚图的业务恢复方法及系统是在此控制装置下来实施的。
[0040]图1示出了本发明实施例提供的光网络承载分组网络的控制装置结构图，如图1所示，上述控制装置由以下几部分组成，如包括光网络控制器、分组网络控制器、IP路由器与光交叉节点构成。具体描述如下:
[0041]上述IP路由器与光交叉节点均包括协议代理模块，用于通过协议代理模块，实现控制器对节点的控制功能。
[0042]上述分组网络控制器包括故障恢复控制模块和业务检测与估计模块；
[0043]其中，上述业务检测与估计模块，负责在分组网络中对业务流信息进行实时检测并对流状态进行估计，并通过故障恢复控制接口将检测与估计信息上报故障恢复控制模块。
[0044]故障恢复控制模块，负责分组网络与光网络跨层故障恢复的请求控制与驱动，将故障恢复请求发送至分组网络控制器。
[0045]光网络控制器包括故障恢复代理模块、路径计算模块和故障检测模块；
[0046]故障恢复代理模块，负责分组网与光网络跨层故障恢复的控制与代理功能，接收跨层故障恢复控制模块的驱动信息，并将故障恢复的原宿节点传递给光网络控制器。
[0047]路径计算模块，负责光网络中含约束条件的路径计算，包括损伤感知等网络参数约束等。
[0048]故障检测模块，负责检测光网络中的节点故障。
[0049]上述模块间的接口名称与连接关系如下所示。
[0050]故障恢复控制接口 1:包括分组网络与光网络跨层故障恢复请求与返回回复信息，以及故障恢复成功的路径信息与网络抽象资源信息。
[0051]业务检测接口 2:包括分组网络业务的检测信息。
[0052]故障恢复代理接口 3:包括业务检测处理的相关信息。
[0053]路径计算接口 4:包括光网络故障测与控制信息。
[0054]故障恢复控制接口 5:包括光层网络路径计算结果信息，如路径节点顺序信息，链路信息等。
[0055]故障检测接口 6:包括网络节点故障信息等。
[0056]基于上述控制装置，图2示出了本发明实施例提供的基于资源汇聚图的业务恢复方法的流程图，如图2所示，上述方法包括如下步骤:
[0057]S201、定期检测光网络中的故障节点，并区分所述故障节点为中间节点或汇聚节占.
[0058]具体的，光网络控制器定期检测光网络中的故障节点，区分故障节点中间节点或上下路汇聚节点。
[0059]S202、若所述故障节点为汇聚节点，则重新选择汇聚节点，并获取光网络和分组网络协同的第一拓扑信息；
[0060]举例来说，针对上下路汇聚节点发生故障时，通过光控制器和网络控制器协同交互的方式选择新的上下路汇聚节点。
[0061]上述第一拓扑信息中的多条网络链路的权重值包括:所述光网络和分组网络去除故障节点后重新协同交互的多条网络链路的权重值、所述光网络中多条网络链路的权重值和所述分组网络中多条网络链路的权重值；
[0062]上述第一拓扑信息中的多条网络链路的权重值即为网络资源的利用信息。
[0063]S203、利用所述第一拓扑信息中的多条网络链路的权重值计算多条路径的权重值，并选取所述权重值最小的路径作为最终选择的路径。
[0064]上述步骤S203还包括图2中未示出的子步骤:
[0065]S2031、对所述拓扑信息中多条网络链路的权重值由小到大排序；
[0066]S2032、根据排序，计算出多条路径的权重值；
[0067]其中，所述多条路径的权重值为根据排序选取网络链路权重值最小，且为所述权重值最小的链路进行组合的多条路径的权重值。
[0068]具体的，上述步骤S2032包括:根据多条网络链路权重值建立资源汇聚图，利用资源汇聚图计算从源节点到宿节点的权重值最小的路径作为最终选择的路径；
[0069]其中，所述路径为排除故障节点的路径。
[0070]上述方法还包括图中未示出的步骤:
[0071]S204、若所述故障节点为中间节点，则重新选择链路，并分别获取光网络和分组网络的第二拓扑信息；
[0072]举例来说，上述第二拓扑信息中的多条网络链路的权重值包括:所述光网络和分组网络协同交互的多条网络链路的权重值、所述光网络中去除故障节点后的多条网络链路的权重值和所述分组网络中多条网络链路的权重值。
[0073]S205、利用所述第二拓扑信息中的多条网络链路的权重值计算多条路径的权重值，并选取所述权重值最小的路径作为最终选择的路径。
[0074]上述方法在选取最终选择的路径之后，通过分组网络控制器控制选取的路径进行业务恢复。
[0075]上述方法克服了现有技术中的光网络和分组网络分别独立运营、独立完成业务恢复的缺点，针对光网络承载分组网络中出现故障后业务恢复难的问题，利用资源汇聚图计算从源节点到宿节点的权重值最小的路径进行业务恢复，该方法能够在保障故障发生后增强业务的恢复力，完成分组网络、光网络以及数据中心资源的综合优化，该方法使得网络节点出现故障后，网络业务能够快速恢复，该方法节省了整体成本，提高了网络资源的利用率。
[0076]下面以具体的资源汇聚图建立为例，来举例说明本发明基于资源汇聚图的业务恢复方法，图3示出了资源汇聚图，如图3所示，资源汇聚图用于实现多层资源的恢复，该图包含了两个网络层，即分组网络层和光网络层。在两层网络中，包含三种无向的边缘，即分组边缘、收发器边缘和频谱边缘。其中分组边缘通过统计路由器一段时间的使用情况，如吞吐量、CPU利用率等，估计平均路由器的占用情况。收发器边缘则反映了光/电与电/光转换的成本。而频谱边缘能够估计频谱资源的利用程度，主要包含两个参数，一参数考虑了每个频谱与相邻可用频谱的连续程度；另一参数考虑了链路上的频谱碎片化程度。本发明实施例仅用此两个参数举例，但不限于只使用这两种参数来解决本申请中频谱边缘估计频谱资源的利用程度。
[0077]在上述资源汇聚图的基础上，举例说明在分组与光网络层中利用资源汇聚图实现业务恢复的实例。图中A1、B1、C1、D1为分组网络的网络节点，A°、B°、C°、D0为光网络的网络节点。光网络承载分组网络的故障节点为A°，影响了从A1到D1原有的工作路径A1-Atj-Btj-CtM^-D1t5此时建立资源汇聚图，在图中计算出相应的分组边缘、收发器边缘和频谱边缘权重。根据不同权重，计算出权重最小的路径作为资源利用最优的路径，即A1-B1-C1-CQ-DQ-Di,其权重为 4+1+1+1+1 = 8。
[0078]图4示出了本发明实施例提供的基于资源汇聚图的光网络业务恢复系统的结构示意图，如图4所示,该系统包括:
[0079]检测模块41，用于定期检测光网络中的故障节点，并区分所述故障节点为中间节点或汇聚节点；
[0080]获取模块42，用于当所述故障节点为汇聚节点时，则重新选择汇聚节点，并获取光网络和分组网络协同的第一拓扑信息；
[0081]举例来说，上述第一拓扑信息中的多条网络链路的权重值包括:所述光网络和分组网络去除故障节点后重新协同交互的多条网络链路的权重值、所述光网络中多条网络链路的权重值和所述分组网络中多条网络链路的权重值；
[0082]选取模块43，用于利用所述第一拓扑信息中的多条网络链路的权重值计算多条路径的权重值，并选取所述权重值最小的路径作为最终选择的路径。
[0083]所述获取模块42，还用于当所述故障节点为中间节点时，则重新选择链路，并分别获取光网络和分组网络的第二拓扑信息；
[0084]举例来说，上述第二拓扑信息中的多条网络链路的权重值包括:所述光网络和分组网络协同交互的多条网络链路的权重值、所述光网络中去除故障节点后的多条网络链路的权重值和所述分组网络中多条网络链路的权重值。
[0085]所述选取模块43，还用于利用所述第二拓扑信息中的多条网络链路的权重值计算多条路径的权重值，并选取所述权重值最小的路径作为最终选择的路径。
[0086]所述选取模块，具体用于，
[0087]对所述拓扑信息中多条网络链路的权重值由小到大排序；
[0088]根据排序，计算出多条路径的权重值；
[0089]其中，所述多条路径的权重值为根据排序选取网络链路权重值最小，且为所述权重值最小的链路进行组合的多条路径的权重值。
[0090]所述选取模块，还用于，
[0091]根据多条网络链路权重值建立资源汇聚图，利用资源汇聚图计算从源节点到宿节点的权重值最小的路径作为最终选择的路径；
[0092]其中，所述路径为排除故障节点的路径。
[0093]以上所述各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种基于资源汇聚图的光网络业务恢复方法，其特征在于，包括: 定期检测光网络中的故障节点，并区分所述故障节点为中间节点或汇聚节点； 若所述故障节点为汇聚节点，则重新选择汇聚节点，并获取光网络和分组网络协同的第一拓扑信息； 利用所述第一拓扑信息中的多条网络链路的权重值计算多条路径的权重值，并选取所述权重值最小的路径作为最终选择的路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括， 若所述故障节点为中间节点，则重新选择链路，并分别获取光网络和分组网络的第二拓扑息; 利用所述第二拓扑信息中的多条网络链路的权重值计算多条路径的权重值，并选取所述权重值最小的路径作为最终选择的路径。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一拓扑信息中的多条网络链路的权重值包括:所述光网络和分组网络去除故障节点后重新协同交互的多条网络链路的权重值、所述光网络中多条网络链路的权重值和所述分组网络中多条网络链路的权重值；所述第二拓扑信息中的多条网络链路的权重值包括:所述光网络和分组网络协同交互的多条网络链路的权重值、所述光网络中去除故障节点后的多条网络链路的权重值和所述分组网络中多条网络链路的权重值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算多条路径的权重值，包括: 对所述第一拓扑信息或第二拓扑信息中多条网络链路的权重值由小到大排序； 根据排序，计算出多条路径的权重值； 其中，所述多条路径的权重值为根据排序选取网络链路权重值最小，且为所述权重值最小的链路进行组合的多条路径的权重值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述第一拓扑信息中的多条网络链路的权重值计算多条路径的权重值，并选取所述权重值最小的路径作为最终选择的路径，包括: 根据多条网络链路权重值建立资源汇聚图，利用资源汇聚图计算从源节点到宿节点的权重值最小的路径作为最终选择的路径； 其中，所述路径为排除故障节点的路径。
6.一种基于资源汇聚图的光网络业务恢复系统，其特征在于，包括: 检测模块，用于定期检测光网络中的故障节点，并区分所述故障节点为中间节点或汇聚节点； 获取模块，用于当所述故障节点为汇聚节点时，则重新选择汇聚节点，并获取光网络和分组网络协同的第一拓扑信息； 选取模块，用于利用所述第一拓扑信息中的多条网络链路的权重值计算多条路径的权重值，并选取所述权重值最小的路径作为最终选择的路径。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于， 所述获取模块，还用于当所述故障节点为中间节点时，则重新选择链路，并分别获取光网络和分组网络的第二拓扑信息； 所述选取模块，还用于利用所述第二拓扑信息中的多条网络链路的权重值计算多条路径的权重值，并选取所述权重值最小的路径作为最终选择的路径。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一拓扑信息中的多条网络链路的权重值包括:所述光网络和分组网络去除故障节点后重新协同交互的多条网络链路的权重值、所述光网络中多条网络链路的权重值和所述分组网络中多条网络链路的权重值；所述第二拓扑信息中的多条网络链路的权重值包括:所述光网络和分组网络协同交互的多条网络链路的权重值、所述光网络中去除故障节点后的多条网络链路的权重值和所述分组网络中多条网络链路的权重值。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述选取模块，具体用于， 对所述第一拓扑信息或第二拓扑信息中多条网络链路的权重值由小到大排序； 根据排序，计算出多条路径的权重值； 其中，所述多条路径的权重值为根据排序选取网络链路权重值最小，且为所述权重值最小的链路进行组合的多条路径的权重值。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述选取模块，具体用于， 根据多条网络链路权重值建立资源汇聚图，利用资源汇聚图计算从源节点到宿节点的权重值最小的路径作为最终选择的路径； 其中，所述路径为排除故障节点的路径。
【文档编号】H04B10/038GK104243306SQ201410432669
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】杨辉, 张 杰, 赵永利, 高冠军 申请人:北京邮电大学