专利名称：一种光网络拓扑图的绘制方法及其拓扑子系统的制作方法
技术领域：
本发明属于光通信领域，具体涉及一种光网络拓扑图的绘制方法及其拓扑子系 统。
背景技术：
在通信类软件环境中，网络拓扑和建模是数据处理的基础，因此拓扑图的显示与 绘制是首先要解决的问题。但是一般地绘制网络并使拓扑图具有交互性涉及的技术层面 比较广，在软件设计中比较复杂、需要花费大量精力、对于一个简单算法软件来说工作量太 大。当前国内尚未有独立开发的拓扑图控件可提供商用。随着网络技术的日益发展，同一张物理网络可能会出现不同应用层面的拓扑，网 络的分层显得尤为重要，如物理层、逻辑层、业务层等不同的网络层次，这些应用层面具有 不同的拓扑结构，但是可能共享相同的网络节点，故不同应用层具有相互关联性，有相同的 数据结构，如何在拓扑设计中以最简单并且高效率方式考虑这些关联性并进行显示是个难 题。另外当网络发展到一定规模后，可能会出现节点间多链路的情况，如何在拓扑绘制中考 虑节点对间多链路情况并进行错开显示是拓扑设计需要解决的另一个难题。现有的网络拓扑显示相关专利，都是基于某一种具体技术的，如公开号为 CN1145311C的专利侧重点在于发现当前网络拓扑、并以某种经过计算的方式进行位置 排列显示。公开号CN101582793A的专利解决的是大规模网络中，节点重叠的问题，和 CNl 14531IC基本一致，都是解决节点排列显示问题的。公开号为CN101674197A的专利是一 种基于缩放的拓扑图显示方法，缩放比例与优化显示模拟图形对象的复杂度成正比，缩放 比例越小，优化显示模拟图形对象复杂度越低。公开号为CN101217410B的专利，是一个基 于节点的分层展示技术，根据节点的层次关系和层次展示状态确定当前需要显示的拓扑结 构，该发明是同时展示不同层次拓扑的方法，该层次是指节点本身的分层结构，不是同一张 物理网络的不同应用层面。本发明是一个针对光纤通信网络的、综合性的拓扑显示与绘制技术，包括了光纤 通信网络拓扑显示与建模的多方面相关技术，并首次提出了节点间多链路手动错开绘制技 术。首先解决的是拓扑图交互绘制技术，其次是通信网络的分层建模技术。交互是指拓扑 元素在绘制中可以任意编辑，如选择、移动、拖动、缩放；分层是指绘制同一张网络的不同应 用层面的拓扑关系，该拓扑共享部分相同的网络节点，但是不共享连接关系，本发明中该应 用层面分别为物理层、逻辑层、业务层、时钟拓扑层；建模是指网络元素可根据行业的特定 情况，以系统的业务架构模型为基础，可进行相关属性与关系的关联设计。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种拓扑交互技术，解决长期以来网络拓扑绘制难 题，主要包括以下方面(1)节点绘制，支持增删、复制、选择、拖动、缩放等动态交互功能；
(2)OLE节点的绘制，利用它可以绘制复杂网络示意图及进行相关标注；(3)链路绘制，支持增删、选择、移动等功能。链路的添加和移动是基于节点的，当 节点移动后，与其相连的链路自动移动，新增链路必须手动连接两个节点；(4)节点间多链路并行绘制，多条链路可手动排列位置，链路支持中间手柄拖动变 形技术；本发明的第二个目的是提供一种网络拓扑的应用层分层技术，这里的应用层主要 指物理层、逻辑层、业务层和时钟拓扑层，该分层结构拓扑是基于同一张物理网络，有共同 的节点模型、但是基于不同的链路模型。本发明的第三个目的是提供网络资源建模技术。本发明涉及的所有的网络拓扑元 素，包括节点设备、物理链路、逻辑链路、通道、业务等资源都设计了相关底层数据结构，包 括资源属性、关联关系等，这是网络拓扑设计规划的基础。依据本发明的一种光网络拓扑图的绘制方法，包括(1)绘制节点当选中特定类型的设备后，在拓扑图中任意位置点击鼠标左键增 加一个网元设备；(2)绘制物理链路当切换到物理层视图后，选中链路绘制，在两个节点设备间鼠 标左键拉一条直线，表示物理链路；一条物理链路对应为一条物理光缆，其展开后即为物理光纤；(3)绘制业务链路及业务展示当切换到业务层视图后，选中链路绘制，在两个节 点设备间鼠标左键拉一条直线，表示业务链路；选中一条业务链路，在鼠标右键菜单中增加一条业务，表示该业务链路中包含的 一条业务，在其属性表格中可修改其相关属性，业务路由经过计算后可在逻辑视图中以逻 辑链路的形式对其进行加粗和/或着色进行显示；(4)绘制逻辑链路及通道展示当切换到逻辑层视图后，选中链路绘制，在两个节 点设备间用鼠标左键拉一条直线，表示逻辑链路；选中一条逻辑链路，在鼠标右键菜单中增加一条通道，表示该逻辑链路包含的一 条通道，通道路由经过计算后可在物理视图中以物理链路的形式对其进行加粗和/或着色 进行显示；(5)绘制时钟链路及时钟展示当切换到时钟视图后，选中链路绘制，在两个节点 设备间鼠标左键拉一条直线，表示时钟链路；所述节点的绘制支持增删、复制、选择、拖动和缩放的动态交互功能及状态；所述节点的绘制支持对象连接与嵌入OLE技术，利用该技术能绘制复杂网络示意 图及进行相关的标注；所述物理、逻辑、业务和时钟链路的绘制支持增删、选择和移动功能，当节点移动 后，与其相连的所有链路自动移动位置。本发明还提供了一种使用上述的光网络拓扑图的绘制方法的拓扑子系统，包括(1)应用分层技术，应用层包括物理层、逻辑层、业务层和时钟拓扑层，所述四种应 用层有各自的网络拓扑结构和相互关系，所述光网络可在四种应用层之间进行自由切换；所述物理层中可直观着色显示通道的路由信息；所述逻辑层中可直观着色显示业务的路由信息；
(2)链路中承载的多条资源能以手动拖动的方式错开排列显示链路可处于展开 或合并状态，当链路处于展开状态时，其中物理链路中包含的多条光纤、业务链路包含的多 条业务、逻辑链路中包含的多条通道能以鼠标点击其中间手柄拖动的方式进行错开排列展
7J\ ο其中，提供一种特定行业中特定光网络资源建模方法，其遵循如下特征(1)利用该子系统架构生的控件基本可模拟仿各行业各种光通信网络，并建立 自己的网络模型，客户能在该控件基础上集成自己的特写算法程序，减少网络建模的工作 量；(2)所有的光网络拓扑元素，包括节点设备、物理链路、逻辑链路、通道和业务的资 源都设计了相关底层数据结构，包括资源属性和关联关系，构成网络建模的基础；(3)该拓扑子系统由五大类模块组成拓扑操作模块、链路模块、节点模块、通道 模块和业务模块；其中拓扑操作模块为系统调用类，负责与外界的接口及所有建模操作处 理，其它四类模块均为系统资源类；(4)系统资源类模块均包含名称、类型和16个预留属性等三大类公共属性，从而 适用于任何行业任意类型的光通信网络，具有很高的通用性，避免由于更换网络而造成的 数据结构的改变。本发明的有益效果是具有速度快、效率高、美观性好、调用简单、兼容性强、完全独立性，不依赖其它软 件。该控件不需要客户单独配置系统环境、并可以完全集成在客户的软件环境之中，客户软 件成品中看不到该控件的任何文件。本控件支持对象连接与嵌入OLE技术，网络节点可以是任意复杂的组件对象、所 以可以生成非常复杂漂亮的网络拓扑，并可进行网络模型展示与标注的示意图绘制。本发 明解决光纤通信网络拓扑图绘制及网络建模难题，利用该控件可生成界面友好、漂亮的支 持交互功能的任意多应用层面的光通信网络图。
下面结合附图对本发明进一步说明。图1依据本发明的为物理层网络拓扑绘制示意图；图2依据本发明的为逻辑层网络拓扑绘制示意图；图3依据本发明的为业务层网络拓扑绘制示意图；图4依据本发明的为时钟链路拓扑绘制示意图，该图中的主时钟线为单向链路， 备用时钟线为单向虚线段，主备用时钟线采用并行多链路手动错开绘制技术；图5为依据本发明的复杂OLE节点拓扑绘制示意图，该图部分网络节点为 Microsoft Visio对象，其中卫星和铁塔间为两条手动错开并行链路，选中状态的链路中间 小黑框手柄为链路拖动变形手柄；该图的文字标注采用了 OLE对象；并演示了节点缩放效 果、节点上标效果等技术；图6为依据本发明的网络示意图绘制示意图，该图采用了 OLE对象技术，演示了 IP 层、SDH层、WDM层等三层标注技术，表明三层之间的关系；图7为本发明中拓扑子系统各模块结构关系及其关键部分属性与方法；
图8为本发明拓扑子系统链路模块中节点间多并行链路的手动错开绘制方法示 意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实例对本 发明作进一步详细描述。本发明还提供了一个拓扑绘制控件，该控件封装了以上的三大技 术目标，包括复杂的支持交互功能的拓扑图绘制代码；OLE节点绘制代码；并行多链路手 动错开绘制代码；定义了物理层、逻辑层、业务层、时钟拓扑层的应用分层数据结构 ’每类 网络元素预留了 16种自定义属性，并定义了与其它元素间相互关联的数据结构，可供客户 使用，这些属性可根据不同行业网络的具体情况进行定制。该控件架构模型定义了不同的 节点和链路数据结构，能有效地降低软件复杂性并提高软件开发效率。该控件命名为NetTopolDraw. lib，是一个WINDOWS静态库文件，可以无缝地集成 在客户软件中，客户软件中看不到该控件的任何文件。其采用纯C++代码编写、因此具有 速度快、效率高、兼容性强、独立性高等优点，该控件不需要客户单独配置系统环境、不依赖 于其它软件。该控件封装性好，调用简单，客户只需在其软件消息处理函数中调用几个接 口函数就可以绘制任意复杂的网络拓扑，这样通过消息响应的方式实现网络拓扑的动态建 模，定义自己的系统资源树及属性页。客户也可以基于该控件生成自己的算法，仿真计算光 通信网络领域特定问题。该控件为光通信网络相关平台软件提供了大为精简简化的处理方 案，使客户可将精力专注于算法研究之上，避免进行复杂网络建模的处理过程之中，是一个 光纤通信网络的专用建模控件。该控件适用于绝大多数的光纤通信网络，并集成基本数据 序列化代码，特别地针对不同节点属性，当添加逻辑链路时，客户可根据两端节点设备具体 情况，自动添加其默认业务，减轻客户建模的工作量。本发明提供了一种拓扑子系统，为了保持良好的封装性与独立性，该子系统须遵 循的原则如下(1)系统只包含绘制和显示方法，不包含任何资源文件，所有资源均在外部程序中 载入并初始化，系统仅以索引号的方式代表外部资源文件；(2)系统代码采用MFC类库编写，所有类均需支持序列化；(3)系统资源为节点设备、物理链路、逻辑链路、通道、业务等五大类；(4)每种资源都有独立的数据结构及其绘制方法；(5)系统所有资源都有唯一的名称，不允许出现重名；(6)系统不存在数据库相关操作及其数据结构。本拓扑子系统由五大类模块组成拓扑操作模块、链路模块、节点模块、通道模块、 业务模块，如图7所示，该图表明了这几大类模块之间的关系与层次结构，每类模块均包含 绘图部分和关系部分两大子模块，绘图部分主要指建模或对外接口等绘图操作部分，关系 部分主要指模块间的相互关联关系数据结构及属性。拓扑操作模块为系统调用类，负责与 外界的接口及所有建模操作处理，其它四类模块均为系统资源类，并且都包含名称、类型、 16个预留属性等三个公共属性。下面给出五大类模块的各自具体功能及其相互关系拓扑操作模块绘图部分主要为对外接口，包括响应鼠标按下、释放、移动及拓扑元素选中操作，该操作也是网络建模的基本过程，拓扑绘制需要的中间变量、绘图模式等作为 该子模块的属性存诸。关系部分存诸所有拓扑元素，这里的拓扑元素主要指其它四类模块 的实例，拓扑元素以链表数组的形式存诸，网络分层结构中的传输层、业务层、时钟拓扑层 为该链表数组的某一项。该模块对外接口操作及其功能如表1所示表 权利要求
1.一种光网络拓扑图的绘制方法，其特征在于包括(1)绘制节点当选中特定类型的设备后，在拓扑图中任意位置点击鼠标左键增加一 个网元设备；(2)绘制物理链路当切换到物理层视图后，选中链路绘制，在两个节点设备间鼠标左 键拉一条直线，表示物理链路；一条物理链路对应为一条物理光纤，其展开后即为所承载的时隙或波长信息；(3)绘制业务链路及业务展示当切换到业务层视图后，选中链路绘制，在两个节点设 备间鼠标左键拉一条直线，表示业务链路；选中一条业务链路，在鼠标右键菜单中增加一条业务，表示该业务链路中包含的一条 业务，在其属性表格中可修改其相关属性，业务路由经过计算后可在逻辑视图中以逻辑链 路的形式对其进行加粗和/或着色进行显示；(4)绘制逻辑链路及通道展示当切换到逻辑层视图后，选中链路绘制，在两个节点设 备间用鼠标左键拉一条直线，表示逻辑链路；选中一条逻辑链路，在鼠标右键菜单中增加一条通道，表示该逻辑链路包含的一条通 道，通道路由经过计算后可在物理视图中以物理链路的形式对其进行加粗和/或着色进行 显不；(5)绘制时钟链路及时钟展示当切换到时钟视图后，选中链路绘制，在两个节点设备 间鼠标左键拉一条直线，表示时钟链路；所述节点的绘制支持增删、复制、选择、拖动和缩放的动态交互功能及状态；所述节点的绘制支持对象连接与嵌入OLE技术，利用该技术能绘制复杂网络示意图及 进行相关的标注；所述物理、逻辑、业务和时钟链路的绘制支持增删、选择和移动功能，当节点移动后，与 其相连的所有链路自动移动位置。
2.一种使用权利要求1所述的光网络拓扑图的绘制方法的拓扑子系统，其特征在于(1)应用分层技术，应用层包括物理层、逻辑层、业务层和时钟拓扑层，所述四种应用层 有各自的网络拓扑结构和相互关系，所述光网络可在四种应用层之间进行自由切换；所述物理层中可直观着色显示通道的路由信息；所述逻辑层中可直观着色显示业务的路由信息；(2)链路中承载的多条资源能以手动拖动的方式错开排列显示链路可处于展开或合 并状态，当链路处于展开状态时，其中物理链路中包含的多条光纤、业务链路包含的多条业 务、逻辑链路中包含的多条通道能以鼠标点击其中间手柄拖动的方式进行错开排列展示。
3.如权利要求1或2所述的拓扑子系统，其特征在于提供一种特定行业中特定光网络 资源建模方法，其遵循如下特征(1)利用该子系统架构生的控件基本可模拟仿各行业各种光通信网络，并建立自己的 网络模型，客户能在该控件基础上集成自己的特写算法程序，减少网络建模的工作量；(2)所有的光网络拓扑元素，包括节点设备、物理链路、逻辑链路、通道和业务的资源都 设计了相关底层数据结构，包括资源属性和关联关系，构成网络建模的基础；(3)该拓扑子系统由五大类模块组成拓扑操作模块、链路模块、节点模块、通道模块 和业务模块；其中拓扑操作模块为系统调用类，负责与外界的接口及所有建模操作处理，其它四类模块均为系统资源类；(4)系统资源类模块均包含名称、类型和16个预留属性等三大类公共属性，从而适用 于任何行业任意类型的光通信网络，具有很高的通用性，避免由于更换网络而造成的数据 结构的改变。
全文摘要
本发明属于光通信领域，具体涉及一种光网络拓扑图的绘制方法及基于该方法的拓扑控件子系统。其提出了一种针对光纤通信网络的、综合性多功能的拓扑显示与绘制技术，包括节点间多链路手动错开绘制技术、应用分层的光网络拓扑结构。基于该技术的拓扑控件定义了基本通用数据结构，能解决特定行业特定类型光网络建模难题。
文档编号H04L12/24GK102136946SQ20111005442
公开日2011年7月27日 申请日期2011年3月7日 优先权日2011年3月7日
发明者卢利锋 申请人:中国电力科学研究院