一种弹性光网络综合能效评估方法和系统与流程

本发明涉及光纤通信
技术领域：
，更具体地，涉及一种弹性光网络综合能效评估方法和系统。
背景技术：
：弹性光网络作为光纤通信系统中一个新兴和极具前景的光网络架构，其灵活的频谱精细颗粒度很大程度上提升了传统波分复用(wavelengthdivisionmultiplexing,wdm)网络的传输容量和传输速率。随着弹性光网络中关键技术的不断提高和网络结构的日益复杂，弹性光网络的可靠性、稳定性以及高效性等诸多性能方面的表现和要求被越来越多的网络使用者和网络管理开发者所关注。目前对弹性光网络的分析和评价主要侧重于对弹性光网络某个具体网络性能指标和网络某一时刻的状态的研究。对于实际的弹性光网络设计规划与优化运行，单个网络性能指标并不能全面的反映网络的整体效能。其次，网络某一时刻的状态好坏也不能完全代表网络整体状态的优劣。例如，在某一时刻，弹性光网络中的资源利用率很高，但不能由此判断网络状态好，因为这一时刻的高资源利用率可能是高业务阻塞率导致的。因此，遍历弹性光网络所有通信场景后，将多个网络性能指标转换为一个能够综合反映弹性光网络整体情况的评价指标来对弹性光网络进行评价显得十分必要。从弹性光网络综合服务效能评价的角度，利用弹性光网络服务能力和弹性光网络总代价之间的关系评价弹性光网络的综合效能，能为弹性光网络的网络性能优化提供技术方法依据。因此，需要一种指标评价方法对弹性光网络网络综合效能进行评价以直观全面地反映网络的整体效能情况。技术实现要素：本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的弹性光网络综合能效评价方法，充分考虑弹性光网络灵活资源分配的特点，统计弹性光网络遍历所有通信场景后的各项网络指标，利用其网络服务能力和网络总代价，采用网络综合效能模型进行网络评价，得出综合评价结果，为弹性光网络的设计和规划提供参考依据。根据本发明的一个方面，提供一种弹性光网络综合能效评价方法，包括：s1、根据所有到达业务中被成功服务的业务的通信效率和业务数量，获取弹性光网络的服务通信量；s2、根据所有到达业务中被拒绝服务的业务的通信效率和业务数量，获取弹性光网络的损失通信量；s3、获取弹性光网络的总能耗；s4、根据服务通信量、损失通信量和总能耗，建立弹性光网络的综合能效模型，对弹性光网络进行综合评价。作为优选的，所述步骤s1具体包括：s11、获取弹性光网络中业务i的业务容量ci及平均传输距离s12、获取弹性光网络中到达的业务中被成功服务的业务集合is；s13、计算弹性光网络服务通信量：作为优选的，所述步骤s11中，所述业务i的平均传输距离为：式中，pi表示编号为i的业务所有备选的路径集合，|pi|表示编号为i的业务所有备选的路径集合的大小，k表示业务所有备选的路径集合pi中路径的编号，表示编号为i的业务中路径编号为k的路径的长度。作为优选的，所述步骤s3具体包括：弹性光网络遍历所有通信场景后，获取弹性光网络中遍历所有通信场景后网络中到达的业务中被拒绝服务的业务集合的大小|i-is|，i为弹性光网络中遍历所有通信场景后网络中到达的业务集合；计算并得到弹性光网络损失通信量：作为优选的，所述步骤s3中，所述弹性光网络中没有处于服务状态的网络元件都处于关闭状态。作为优选的，根据能耗与网络流量相关关系，所述ip路由器的能耗为：式中，表示ip路由器与流量无关部分的能耗，表示ip路由器中单位吉比特每秒的网络流量带来的能耗，τ表示对应的网络流量；带宽可变光收发机的能耗为：式中，表示带宽可变光收发机与流量无关部分的能耗，表示带宽可变光收发机中单位吉比特每秒的网络流量带来的能耗。作为优选的，根据能耗与网络流量无关关系，获取中间节点中带宽可变光交叉连接的能耗为：式中，表示带宽可变光交叉连接与流量无关部分的能耗，a表示该中间节点的连接度，即与网络中其他节点直接连通的数量，b表示该中间节点能够上下路的端口数；每个业务的能耗为：si表示编号为i的业务中源节点，di表示编号为i的业务中目的节点，ni,j表示编号为i的业务中第j个中间节点；pcip(si)表示编号为i的业务中源节点中的ip路由器的能耗，pcopt(si)表示编号为i的业务中源节点中的带宽可变光收发机的能耗，pcip(di)表示编号为i的业务中目的节点中的ip路由器的能耗，pcopt(di)表示编号为i的业务中目的节点中的带宽可变光收发机的能耗，pcoxc(ni,j)表示编号为i的业务中第j个中间节点的带宽可变光交叉连接的能耗，表示编号为i的业务中所占用的光放大器数目，pcoa表示一个光放大器的能耗；光网络的总能耗为：作为优选的，所述步骤s4具体包括，建立弹性光网络的综合能效模型：s＝st/(lt×pctotal)式中，st为弹性光网络的通信服务量，lt为弹性光网络的损失通信量，pctotal为弹性光网络的总能耗。一种弹性光网络综合能效评估系统，包括：服务通信量测量模块，用于根据所有到达业务中被成功服务的业务的通信效率和业务数量，获取弹性光网络的服务通信量st；损失通信量测量模块，用于根据所有到达业务中被拒绝服务的业务的通信效率和业务数量，获取弹性光网络的损失通信量lt；总耗能测量模块，用于获取弹性光网络的总能耗pctotal；综合能效评价模块，用于建立综合能效模型s＝st/(lt×pctotal)，对弹性光网络进行综合评价。本申请提出一种弹性光网络综合能效评价方法和系统，充分考虑弹性光网络灵活资源分配的特点，统计弹性光网络遍历所有通信场景后的各项网络指标，通过分别计算弹性网络的服务通信量、损失通信量和总能耗，利用其网络服务能力和网络总代价，各评价参数从网络的资源利用率、网络吞吐量、网络承载业务数量和容量、网络支持业务的传输距离和网络总能耗的角度对弹性光网络进行综合评价，得出网络综合效能值，使评价更加科学和全面，为弹性光网络的设计和规划提供参考依据。附图说明图1为根据本发明实施例1中的能效评估方法流程图；图2为根据本发明实施例2的弹性光网络的结构示意图；图3为根据本发明实施例3的能效评估系统结构框图。具体实施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。图1示出了一种弹性光网络综合能效评估方法，充分考虑弹性光网络灵活资源分配的特点，统计弹性光网络遍历所有通信场景后的各项网络指标，利用其网络服务能力和网络总代价，采用弹性光网络综合效能模型进行弹性光网络综合效能评价，得出综合评价结果；具体的，包括以下步骤：s1、根据所有到达业务中被成功服务的业务的通信效率和业务数量，获取弹性光网络的服务通信量；s2、根据所有到达业务中被拒绝服务的业务的通信效率和业务数量，获取弹性光网络的损失通信量；s3、获取弹性光网络的总能耗；s4、根据服务通信量、损失通信量和总能耗，建立弹性光网络的综合能效模型，对弹性光网络进行综合评价。弹性光网络服务通信量是指弹性光网络在遍历完所有通信场景后，所有到达业务中被成功服务的业务的通信效率与被成功服务的业务的数量的乘积。网络服务通信量主要针对网络所成功服务的业务的数量、容量和业务所有备选路径的平均传输距离；在本实施例中，所述步骤s1具体包括：s11、获取弹性光网络中业务i的业务容量ci及平均传输距离ci表示编号为i的业务的容量，表示编号为i的业务的平均传输距离，具体为：式中，式中，pi表示编号为i的业务所有备选的路径集合，|pi|表示编号为i的业务所有备选的路径集合的大小，k表示业务所有备选的路径集合pi中路径的编号，表示编号为i的业务中路径编号为k的路径的长度；s12、获取弹性光网络中到达的业务中被成功服务的业务集合is，|is|表示弹性光网络中遍历所有通信场景后网络中到达的业务被成功服务的业务集合的大小；s13、计算弹性光网络服务通信量：st表示网络服务通信量，i表示业务编号，i表示弹性光网络中遍历所有通信场景后网络中到达的业务集合；弹性光网络损失通信量是指弹性光网络在遍历完所有通信场景后，所有到达业务中被拒绝服务的业务的通信效率与被拒绝服务的业务的数量的乘积；网络损失通信量主要针对网络所拒绝服务的业务的数量、容量和业务所有备选路径的平均传输距离。具体的，所述步骤s2中，弹性光网络遍历所有通信场景后，获取弹性光网络中遍历所有通信场景后网络中到达的业务中被拒绝服务的业务集合的大小|i-is|，i为弹性光网络中遍历所有通信场景后网络中到达的业务集合；计算并得到弹性光网络损失通信量：弹性光网络总代价是指弹性光网络的总能耗，规定在弹性光网络中没有处于服务状态的网络元件都处于关闭状态，在本实施例中，弹性光网络的总能耗为：式中，pctotal表示网络的总能耗，pci表示编号为i的业务的能耗每个业务的能耗对应原宿节点中ip路由器的能耗、带宽可变光收发机的能耗、中间节点中带宽可变光交叉连接、业务路径中光放大器的能耗；在本实施例中，一个光放大器的能耗pcoa＝110瓦。具体的，所述步骤s3包括：根据能耗与网络流量相关，分别得到每个业务的能耗对应源节点中ip路由器的能耗、带宽可变光收发机的能耗；根据能耗与网络流量无关，获取中间节点中带宽可变光交叉连接的能耗、业务路径中光放大器的能耗，最终得到弹性光网络的总能耗。在本实施例中，进一步的，所述ip路由器的能耗为：式中，表示ip路由器与流量无关部分的能耗，表示ip路由器中单位吉比特每秒的网络流量带来的能耗，τ表示对应的网络流量；带宽可变光收发机的能耗为：式中，表示带宽可变光收发机与流量无关部分的能耗，表示带宽可变光收发机中单位吉比特每秒的网络流量带来的能耗；中间节点中带宽可变光交叉连接的能耗为：式中，表示带宽可变光交叉连接与流量无关部分的能耗，a表示该中间节点的连接度，即与网络中其他节点直接连通的数量，b表示该中间节点能够上下路的端口数；每个业务的能耗为：si表示编号为i的业务中源节点，di表示编号为i的业务中目的节点，ni,j表示编号为i的业务中第j个中间节点；pcip(si)表示编号为i的业务中源节点中的ip路由器的能耗，pcopt(si)表示编号为i的业务中源节点中的带宽可变光收发机的能耗，pcip(di)表示编号为i的业务中目的节点中的ip路由器的能耗，pcopt(di)表示编号为i的业务中目的节点中的带宽可变光收发机的能耗，pcoxc(ni,j)表示编号为i的业务中第j个中间节点的带宽可变光交叉连接的能耗，表示编号为i的业务中所占用的光放大器数目，pcoa表示一个光放大器的能耗；得到每个业务的能耗pci，在弹性光网络中没有处于服务状态的网络元件都处于关闭状态，网络总能耗为：作为优选的，所述步骤s4具体包括，建立弹性光网络的综合能效模型：s＝st/(lt×pctotal)。实施例2图2为本实施例中所示的弹性光网络结构，为一个6节点的网络，每条链路的长度如图中所示，每个节点包括ip路由器、带宽可变光收发机、带宽可变光交叉连接，每条长度大于等于80千米的链路中有一个光放大器。表1示出了当弹性光网络遍历所有通信场景后总的业务信息。表1：业务编号i源节点si目的节点di业务容量ci服务情况业务路径1ac50成功a—b-c2be30成功b-f-e3fd40失败无其中，每个业务的平均传输距离的计算方法如下：业务1：备选路径集合p1＝{a-b-c,a-f-b-c,a-f-e-c,a-f-e-d-c}，|p1|＝4；则业务2：备选路径集合p2＝{b-c-e,b-f-e,b-c-d-e,b-a-f-e}，|p2|＝4；则业务3：备选路径集合p3＝{f-e-d,f-e-c-d,f-b-c-d,f-b-c-e-d,f-a-b-c-d,f-a-b-c-e-d}，|p3|＝6；则s1、确定弹性光网络服务通信量；如表1所示弹性光网络成功服务业务数|is|＝2，则弹性光网络服务正能力计算方法如下：s2、确定弹性光网络损失通信量；如表1所示弹性光网络总请求数|i|＝3，成功服务业务数|is|＝2，则弹性光网络服务,负能力计算方法如下：s3、确定弹性光网络总代价；业务1的能耗：如表1所示，业务1的业务路径为a-b-c，中间节点为b，链路b-c中有一个光放大器。业务1的能耗计算方法如下：业务2的能耗：如表1所示，业务2的业务路径为b-f-e，中间节点为f，所经过的链路都没有光放大器。业务2的能耗计算方法如下：弹性光网络的总代价计算如下：pctotal＝pc1+pc2＝7030.52瓦s4、确定弹性光网络综合效能值；弹性光网络的综合效能模型为：弹性光网络综合效能值＝网络服务通信量/(网络损失通信量×网络总代价)。则弹性光网络综合效能计算方法如下：弹性光网络综合效能值：s＝34400/(10800×7030.52)＝4.5×10-4实施例3图3示出了一种弹性光网络综合能效评估系统，该系统采用了实施例1中所述的能效评估方法，包括：服务通信量测量模块，用于根据所有到达业务中被成功服务的业务的通信效率和业务数量，获取弹性光网络的服务通信量st；损失通信量测量模块，用于根据所有到达业务中被拒绝服务的业务的通信效率和业务数量，获取弹性光网络的损失通信量lt；总耗能测量模块，用于获取弹性光网络的总能耗pctotal；综合能效评价模块，用于建立综合能效模型s＝st/(lt×pctotal)，对弹性光网络进行综合评价。本申请提出一种弹性光网络综合能效评价方法和系统，充分考虑弹性光网络灵活资源分配的特点，统计弹性光网络遍历所有通信场景后的各项网络指标，通过分别计算弹性网络的服务通信量、损失通信量和总能耗，利用其网络服务能力和网络总代价，各评价参数从网络的资源利用率、网络吞吐量、网络承载业务数量和容量、网络支持业务的传输距离和网络总能耗的角度对弹性光网络进行综合评价，得出网络综合效能值，使评价更加科学和全面，为弹性光网络的设计和规划提供参考依据。最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12