[發明專利]一種多域光網絡動態保護方法

有效

• 申請號: 201110156534.X
• 申請日: 2011-06-13
• 公開（公告）號: CN102215080A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 沈建華;梁兵;楊帆;于飛;程希
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04J14/02
• 分類號: H04J14/02;H04Q11/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及光網絡保護方法，尤其涉及一種多域光網絡動態保護方法，屬于光通信技術領域。

背景技術

網絡生存性(?survivability)?泛指網絡經受各種類型失效，?甚至災難性大故障后仍能維持可接受的業務質量的能力。光網絡的生存性策略主要包括保護（protection）和恢復（restoration）兩種機制。

保護機制是指在故障發生前為光網絡承載的業務提供預留的保護資源，當光網絡中發生故障時，故障業務切換至保護資源進行傳送。通常有以下三種方式：?1+1、1:1和M:N?[王建全，張永健等．光網絡的保護恢復的研究[J]?．光通信研究，2004：7-10]。

(1)?1+1方式下，?通常有兩個通道，即工作通道和保護通道。兩個通道上均傳送業務，?接收端比較接收到的兩路信號質量的優劣，?選取質量較好的一路進行接收。這種方式優點是故障切換只需要在接收端完成，系統簡單，設備投資少，缺點是帶寬利用率低。

(2)?1:1方式下，?也有工作通道和保護通道兩個通道，但正常工作時僅在工作通道上傳送信號，保護通道資源預留。當工作通道上的接收信號劣化或失效時可切換至保護通道傳送信號。這種保護方式需要發送端和接收端同時切換，系統較復雜，設備投資比較高，優點是帶寬利用率較高。

(3)?M:N?方式下，?是N?條工作通道共享M?條保護通道。這種方式下，帶寬利用率最高，缺點是系統結構復雜。

保護機制的選取與實際網絡的拓撲有著密切的關系，可以根據不同的需要選擇相應的保護機制，有效的實現網絡的保護。

恢復機制是利用節點之間可用的任何容量，包括預留的專用空閑備用容量、網絡當前空閑的容量乃至低優先級業務可釋放的額外容量來切換受故障影響的業務。恢復機制的實質是在準確知道故障點的位置前提下，通過與網絡選路算法相似的恢復算法在網絡中尋找失效路由的替代路由。相比保護機制，恢復機制可大大節省備用資源，但恢復切換需要較長的時間，對于實時性要求較高的業務難以滿足需求。

多域光網絡生存性是針對當前光網絡中存在多個域（管理域、地理域、設備域等）的實際情況提出的。多域光傳送網絡生存性指在出現故障時保持業務連貫性的能力，針對未來光網絡中多業務驅動、分布式控制的特性，多域光網絡生存性機制應當實現增強網絡自愈能力、提高資源利用率、提供差異化服務等要求。然而，由于多域光網絡的路由與資源分配復雜，這就帶來了一些新的問題：如路由需要掌握域內拓撲、狀態信息和穿越其他域時的代價等，單域信息共享和分發，跨越多域光網絡的性能監控，故障定位和報告，安全性，控制平面標準化，有效的域間路由協議，穿越多域光網絡的SLA協商及保證，互操作問題等等。

傳統的多域光網絡生存性研究研究大多集中在靜態(或離線)保護路由算法。即對于給定的網絡拓撲，靜態保護需要掌握全局拓撲、鏈路容量和即將到來的請求流量，并為每條鏈路分配固定的工作和備份容量。在實際網絡環境中，由于流量變化頻繁而且不可預測，在對網絡流量缺乏先驗知識的條件下，靜態保護算法難以滿足需求。需要研究動態(在線)的保護路由：即對每一個到達的流量需求搜索一對分離的工作和備份通道，并使帶寬消耗最小化。動態保護路由是一個NP問題，特別是需要入口節點掌握網絡中每條鏈路的全局信息(部分的或完整的)和完整的網絡拓撲信息。然而，在多域光網絡（包括典型的多技術多廠商網絡環境）中，各個單域網絡的拓撲及帶寬分配信息被限制在單域范圍內，只有聚合信息對外部域可見，要讓某個節點掌握全局信息是不現實的，即所謂的可擴展性約束。基于可擴展性約束，已有的解決方案難以滿足多域光網絡生存性的需求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服可擴展性約束導致的多域光網絡生存性較低的不足，提供一種多域光網絡動態保護方法，可有效提高多域光網絡的生存性。

本發明的思路是將多域光網絡通過分布式的拓撲聚合后形成邏輯拓撲圖，首先計算出工作通道對應的松散邏輯路徑，針對域內和域間路徑分別采取不同的保護機制。域內保護路徑計算中，以節點數以及業務量負荷確定保護路徑選擇，采用非等值負載機制避免出現業務負載過多地集聚在最短路徑上，而其他路徑資源利用率低的情況。具體而言，本發明采用以下技術方案：

一種多域光網絡動態保護方法，對每一個到達的業務搜索一對分離的工作和備份通

道，包括以下步驟：