专利名称：一种基于算路结果的冲突避免波长分配方法
技术领域：
本发明涉及波长交换光网络技术领域，特别涉及一种基于算路结果的冲突避免波长分配方法。
背景技术：
随着网络带宽需求的迅猛增长，有限的波长资源必然会成为未来光网络发展的瓶颈。WSON(Wavelength Switched Optical Network，波长交换光网络)的提出就是为了快速有效地提供和拆除光路，充分利用网络现有的波长资源。在WSON框架中，路由与波长分配是一个关键问题。在短时间内出现大量业务申请或在规定的时间内恢复大量原有业务时， 将会出现资源的竞争与冲突。GMPLS(Generalized Multiprotocol Label Switching，通用多协议标签交换)网络通过在光层中引入分布式的控制平面，实现了动态、实时、按需的网络资源配置和管理， 通过在原有概念和技术基础之上的延续和发展，给现有传输网络体系结构带来了重大的变革。控制平面通过将原来由集中式网管设备完成的部分功能改由分布式节点完成，提高了网络的效率。资源预留是分布式光网络智能化的一项关键技术。它使用一定的路由及信令协议，实现对特定网络资源的预留。资源预留技术是实现诸如交换连接建立、网络保护与恢复等各种智能化操作的基础。在以波长路由为基础的波分复用光网络中，也常被称为波长预留技术。在无波长转换能力的网络中，传统的波长选择算法有三种，分别是FF(First Fit, 最先适应)，RF(随机适应，Random Fit)和LF (最后适应，Last Fit)。一般认为，FF和LF 适用于网络负载比较低、阻塞率比较小的情况；而RF适用于网络负载比较高、阻塞率比较大的情况。传统的波长预留策略有两种，分别是SllUSource-Initiated Reservation，前向开始预留策略)^P DIR(Destination-Initiated Reservation，后向开始预留策略)。SIR 在前向预留阶段直接预留多个波长资源，在目的端节点确定预留的资源后，后向预留阶段释放多余的预留资源。WR是在前向预留资源阶段只在信令中保存可用资源集，在目的端节点确定预留的资源后，后向预留阶段预留确定的资源。使用 RSVP-TE (Resource ReSerVation Protocol-Traffic Engineering,基于流量工程扩展的资源预留协议)协议的GMPLS网络中存在的资源冲突可以分成两种。一种是前向资源冲突，这是由于网络中缺乏相应的资源所造成的；另一种是后向资源冲突，这是由于资源预留竞争所产生的。其中，后向资源冲突在网络的阻塞率中占主导作用，并且一直没有很好地解决。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何提供一种基于算路结果的冲突避免波长分配方法，以便降低网络的后向资源冲突的概率，进而降低网络的阻塞率。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本发明提供一种基于算路结果的冲突避免波长分配方法， 其包括步骤B =PCE根据建路请求计算得到对应新建光路的显式路由，将所述显式路由发送给源节点，将所述新建光路包含的链路信息与LCT表中已有光路依次对比，判断两者是否包含相同的链路，如果是，将所述已有光路的相关信息保存至CAT表中，将所述新建光路的 Path ID及其所包含的链路信息保存到所述LCT表中；否则，直接将所述新建光路的I^ath ID及其所包含的链路信息保存到所述LCT表中；C 所述源节点向目的节点发送I^ath消息，所述I^ath消息经过所述新建光路所包含的每段链路，根据每段链路的链路可用波长集得到所述新建光路的光路可用波长集；D 目的节点收到所述I^ath消息后，判断所述光路可用波长集是否为空，如果为空，所述目的节点向所述源节点发送PathErr消息，然后执行所述步骤C ；否则，从所述光路可用波长集中选择一个波长作为预留波长；E 所述目的节点向所述PCE发送RESVReq消息，所述RESVReq消息包含所述新建光路的I^ath ID和当前预留波长；F 所述PCE收到所述RESVReq消息后，根据所述CAT表中信息判断当前预留波长是否可用，如果可用，执行步骤G ；否则，所述PCE通知所述目的节点从所述光路可用波长集中选择一个新的波长作为预留波长，然后执行步骤E ；G 将当前预留波长作为所述新建光路的选中波长保存到所述LCT中，所述PCE通知所述目的节点发送Resv消息。优选地，在所述步骤B之前还包括步骤A 所述源节点向所述PCE发送路径计算请求，请求建立从所述源节点到所述目的节点的所述新建光路。优选地，在所述步骤G之后还包括步骤H 中间节点收到所述Resv消息后，进行资源预留。优选地，所述步骤H之后还包括步骤I 所述源节点收到所述Resv消息后，删除所述CAT表，并且删除所述LCT表中对应所述新建光路的相关信息。优选地，所述步骤B具体包括步骤Bl =PCE根据TED及建路请求的约束条件，计算得到对应新建光路的显式路由；B2 将所述显式路由发送给源节点；B3 将所述新建光路包含的链路信息与LCT表中已有光路依次对比，判断两者是否包含相同的链路，如果是，将所述已有光路的I^ath ID和选中波长保存至CAT表中，然后执行步骤B4 ；否则，直接执行步骤B4 ；B4 将所述新建光路的I^ath ID及其所包含的链路信息保存到所述LCT表中。优选地，所述步骤C具体包括步骤Cl 所述源节点向目的节点发送I^ath消息，所述I^ath消息经过所述新建光路所包含的每段链路；C2:计算所述新建光路所包含的每段链路的链路可用波长集的交集，得到所述新建光路的光路可用波长集。
优选地，所述步骤D具体包括步骤Dl 所述目的节点收到所述I^ath消息后，判断所述光路可用波长集是否为空，如果为空，执行步骤D2 ；否则执行步骤D3 ；D2 所述目的节点沿所述显式路由的相反方向向所述源节点发送I^thErr消息， 然后执行所述步骤C ；D3 使用最先适应算法从所述光路可用波长集中选择一个波长作为预留波长。优选地，所述步骤F具体包括步骤Fl 所述PCE收到所述RESVReq消息后，提取所述新建光路的I^ath ID和当前预留波长；F2:依次判断所述CAT表中各已有光路的选中波长是否与当前预留波长相同，如果均不相同，判定当前预留波长可用，执行步骤G ；否则，执行步骤F3 ；F3 所述PCE通知所述目的节点从所述光路可用波长集中选择一个新的波长作为预留波长，然后执行步骤E。(三)有益效果本发明所述基于算路结果的冲突避免波长分配方法，通过LCT表记录每条光路的链路信息和选中波长，并以此构建CAT表；通过CAT表记录可能会与新建光路存在冲突的光路的信息，并以此确定选中波长，能够有效降低网络的后向资源冲突的概率，进而降低网络
的阻塞率。
图1是本发明实施例所述基于算路结果的冲突避免波长分配方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本实施例以使用RSVP-TE协议的GMPLS网络为例，对本发明所述基于算路结果的冲突避免波长方法进行具体说明。图1是本发明实施例所述基于算路结果的冲突避免波长分配方法流程图。如图1所示，所述方法包括步骤A 源节点收到业务建立请求后，作为PCC O^ath Computation Clients，路径计算i青求客户)Mii PCEP (Path Computation Element Communication Protocol，各@计算单元通信协议)向PCE (Path Computation Element，路径计算单元)发送一条路径计算请求消息，请求建立一条从所述源节点到目的节点的新建光路。步骤B 所述PCE根据建路请求计算得到对应所述新建光路的显式路由，将所述显式路由发送给源节点，将所述新建光路包含的链路信息与LCT表中已有光路依次对比，判断两者是否包含相同的链路，如果是，将所述已有光路的相关信息保存至CAT表中，将所述新建光路的I^ath ID (路径标号)及其所包含的链路信息保存到所述LCT表中；否则，直接将所述新建光路的I^ath ID及其所包含的链路信息保存到所述LCT表中。所述步骤B具体包括步骤步骤Bl 所述 PCE 根据 TED (Traffic Engineering Database，流量工程数据库)及建路请求的约束条件，计算得到一条对应所述新建光路的显式路由。步骤B2 将所述显式路由发送给所述源节点。步骤B3 将所述新建光路包含的链路信息与LCT表中已有光路依次对比，判断两者是否包含相同的链路，如果是，将所述已有光路的I^ath ID、选中波长及两者的相同链路保存至CAT表中，然后执行步骤B4 ；否则，直接执行步骤B4。表1是示例LCT表，如表1所示，LCT (Links contained Table即本实施例自定义的链路包含列表)表，其中包括已有光路的I^ath ID、包含的链路、选中波长。其中，选中波长一项可能为空，为空表示该光路尚未确定选中波长。表1示例LCT表
Path ID包含链路选中波长Path 1链路1 ；链路2 ；链路5λ 1Path 4链路2 ；链路3 ；Path 5链路1 ；链路3 ；链路4 ；链路5λ4表2是示例CAT表，如表2所示，CAT (Collision Avoidance Table，即本实施例自定义的碰撞避免列表)表，其中包括与所述新建光路可能产生资源冲突(即含有相同链路)的已有光路的I^ath ID、选中波长、相同链路。现假设所述新建光路的I^ath ID为I^ath 7 ；所包含链路有链路3、链路4、链路6。则执行所述步骤B3后，所得对应该新建光路的 CAT表刚好如表2所示。表2示例CAT表
Path ID选中波长相同链路Path 4链路3 ；Path 5λ4链路3 ；链路4 ；步骤B4 将所述新建光路的I^ath ID及其所包含的链路信息保存到所述LCT表中。 为保证信息的一致性，所述LCT表在整个网络系统中只有一个，当有新的光路出现时，都会相应地更新所述LCT表。还以上述假设为例，则此时所述新建光路在所述LCT表中信息包括Path ID为I^th7 ；包含链路有链路3、链路4、链路6 ；选中波长为空。步骤C 所述源节点向所述目的节点发送I^ath消息(即路径消息)，所述I^ath消息经过所述新建光路所包含的每段链路，根据每段链路的链路可用波长集得到所述新建光路的光路可用波长集。所述步骤C具体包括步骤步骤Cl 所述源节点向目的节点发送I^ath消息，所述I^ath消息经过所述新建光路所包含的每段链路。后述将该过程简称I^ath过程。步骤C2 计算所述新建光路所包含的每段链路的链路可用波长集的交集，得到所述新建光路的光路可用波长集。在所述新建光路出现之前，其所包含的每段链路都可能已经被其他光路所占用，相应的波长也已经被占用，而剩余未被占用的波长构成该段链路的链路可用波长集。进而，通过计算所述新建光路所包含的每段链路的链路可用波长集的交集，可以得到所述新建光路的光路可用波长集，即有较高概率可供所述新建光路选用的波长的集合(由于I^ath过程存在时延，这些波长仍可能在被所述新建光路确定作为选中波长之前，被其他光路选中)。步骤D 所述目的节点收到所述I^ath消息后，判断所述光路可用波长集是否为空， 如果为空，所述目的节点向所述源节点发送PathErr消息(一种路径报错消息)，然后执行所述步骤C ；否则，从所述光路可用波长集中选择一个波长作为预留波长。所述步骤D具体包括步骤Dl 所述目的节点收到所述I^ath消息后，判断所述光路可用波长集是否为空，如果为空，执行步骤D2 ；否则执行步骤D3 ；步骤D2 所述目的节点沿所述显式路由的相反方向向所述源节点发送I^thErr消息，然后执行所述步骤C。同样是由于I^ath过程存在时延，因此，再次执行所述步骤C时，可能会有部分波长资源被释放，从而使光路可用波长集不为空。步骤D3 使用最先适应算法从所述光路可用波长集中选择一个波长作为预留波长。步骤E 所述目的节点向所述PCE发送RESVReq消息(一种请求消息)，所述 RESVReq消息包含所述新建光路的I^ath ID和当前预留波长。步骤F 所述PCE收到所述RESVReq消息后，根据所述CAT表中信息判断当前预留波长是否可用，如果可用，执行步骤G ；否则，所述PCE通知所述目的节点从所述光路可用波长集中选择一个新的波长作为预留波长，然后执行步骤E。所述步骤F具体包括步骤Fl 所述PCE收到所述RESVReq消息后，提取所述新建光路的I^ath ID和当前预留波长。步骤F2 依次判断所述CAT表中各已有光路的选中波长是否与当前预留波长相同，如果均不相同，判定当前预留波长可用，执行步骤G ；否则，执行步骤F3。步骤F3 所述PCE通知所述目的节点从所述光路可用波长集中选择一个新的波长作为预留波长，然后执行步骤E。继续以上述假设的I^ath ID为I^ath 7的新建光路为例，并假设其可用波长集中包括可用波长λ 4和λ 5，当前预留波长为λ 4。则执行所述步骤F2时，查看所述表2，首先与第1行I^ath ID为I^th4的光路对比，其选中波长为空，不同于λ 4;进而与第二行I^ath ID 为I^th5的光路对比，其选中波长为λ 4;进而执行所述步骤F3，当前预留波长更新为λ 5， 执行所述步骤E后，再次执行所述步骤F2，再次查看所述表2，两行记录中的光路的选中波长均不同于λ 5，判定当前预留波长λ 5可用，执行后述步骤G。步骤G 将当前预留波长作为所述新建光路的选中波长保存到所述LCT中，所述 PCE通知所述目的节点发送Resv消息(一种资源预留协议的消息)。步骤H 中间节点收到所述Resv消息后，进行资源预留。步骤I 所述源节点收到所述Resv消息后，删除所述CAT表，并且删除所述LCT表中对应所述新建光路的相关信息。所述源节点收到所述Resv消息后，表示整个业务过程结束，这时删除所述CAT表，并且删除所述LCT表中对应所述新建光路的相关信息，能够及时的释放系统资源，尤其是有限的波长资源。本发明实施例所述基于算路结果的冲突避免波长分配方法，通过LCT表记录每条光路的链路信息和选中波长，并以此构建CAT表；通过CAT表记录可能会与新建光路存在冲突的光路的信息，并以此确定选中波长，能够有效降低网络的后向资源冲突的概率，进而降低网络的阻塞率。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1.一种基于算路结果的冲突避免波长分配方法，其特征在于，包括步骤B =PCE根据建路请求计算得到对应新建光路的显式路由，将所述显式路由发送给源节点，将所述新建光路包含的链路信息与LCT表中已有光路依次对比，判断两者是否包含相同的链路，如果是，将所述已有光路的相关信息保存至CAT表中，将所述新建光路的I^ath ID及其所包含的链路信息保存到所述LCT表中；否则，直接将所述新建光路的I^ath ID及其所包含的链路信息保存到所述LCT表中；C 所述源节点向目的节点发送I^ath消息，所述I^ath消息经过所述新建光路所包含的每段链路，根据每段链路的链路可用波长集得到所述新建光路的光路可用波长集；D 目的节点收到所述I^ath消息后，判断所述光路可用波长集是否为空，如果为空，所述目的节点向所述源节点发送PathErr消息，然后执行所述步骤C ；否则，从所述光路可用波长集中选择一个波长作为预留波长；E 所述目的节点向所述PCE发送RESVReq消息，所述RESVReq消息包含所述新建光路的I^ath ID和当前预留波长；F 所述PCE收到所述RESVReq消息后，根据所述CAT表中信息判断当前预留波长是否可用，如果可用，执行步骤G ；否则，所述PCE通知所述目的节点从所述光路可用波长集中选择一个新的波长作为预留波长，然后执行步骤E ；G 将当前预留波长作为所述新建光路的选中波长保存到所述LCT中，所述PCE通知所述目的节点发送Resv消息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤B之前还包括步骤A所述源节点向所述PCE发送路径计算请求，请求建立从所述源节点到所述目的节点的所述新建光路。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤G之后还包括步骤H中间节点收到所述Resv消息后，进行资源预留。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤H之后还包括步骤I所述源节点收到所述Resv消息后，删除所述CAT表，并且删除所述LCT表中对应所述新建光路的相关fn息ο
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括步骤Bl =PCE根据TED及建路请求的约束条件，计算得到对应新建光路的显式路由； B2 将所述显式路由发送给源节点；B3:将所述新建光路包含的链路信息与LCT表中已有光路依次对比，判断两者是否包含相同的链路，如果是，将所述已有光路的I^ath ID和选中波长保存至CAT表中，然后执行步骤B4 ；否则，直接执行步骤B4 ；B4 将所述新建光路的I^ath ID及其所包含的链路信息保存到所述LCT表中。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C具体包括步骤Cl 所述源节点向目的节点发送I^ath消息，所述I^ath消息经过所述新建光路所包含的每段链路；C2 计算所述新建光路所包含的每段链路的链路可用波长集的交集，得到所述新建光路的光路可用波长集。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤D具体包括步骤Dl 所述目的节点收到所述I^ath消息后，判断所述光路可用波长集是否为空，如果为空，执行步骤D2 ；否则执行步骤D3 ；D2 所述目的节点沿所述显式路由的相反方向向所述源节点发送PathErr消息，然后执行所述步骤C;D3:使用最先适应算法从所述光路可用波长集中选择一个波长作为预留波长。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤F具体包括步骤Fl 所述PCE收到所述RESVReq消息后，提取所述新建光路的I^ath ID和当前预留波长；F2 依次判断所述CAT表中各已有光路的选中波长是否与当前预留波长相同，如果均不相同，判定当前预留波长可用，执行步骤G ；否则，执行步骤F3 ；F3 所述PCE通知所述目的节点从所述光路可用波长集中选择一个新的波长作为预留波长，然后执行步骤E。
全文摘要
本发明公开了一种基于算路结果的冲突避免波长分配方法，涉及波长交换光网络领域。所述方法包括步骤计算得到新建光路的显式路由后发送给源节点，将新建光路包含的链路信息与LCT表中已有光路对比，如果包含相同的链路，将已有光路保存至CAT表中，将新建光路保存到LCT表中；否则，直接将新建光路保存到LCT表中；C源节点向目的节点发送Path消息，得到光路可用波长集；D如果光路可用波长集为空，发送PathErr消息，执行步骤C；否则，选择预留波长；E发送RESVReq消息；F如果当前预留波长可用，将其保存到LCT中，发送Resv消息；否则，选择新的预留波长，执行步骤E。所述方法能够降低网络的阻塞率。
文档编号H04Q11/00GK102377674SQ20111035600
公开日2012年3月14日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者张民, 王磊, 谢久雨, 陈馨 申请人:北京邮电大学