[發(fā)明專利]光網(wǎng)絡(luò)多故障容錯(cuò)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110282154.0
• 申請日: 2011-09-21
• 公開（公告）號(hào): CN102325052A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張杰;黃善國;李新;趙永利;顧畹儀
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/24
• 分類號(hào): H04L12/24
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光網(wǎng)絡(luò)生存性技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光網(wǎng)絡(luò)多故障容錯(cuò)方法。

背景技術(shù)

人類的生存環(huán)境不斷惡化，自然災(zāi)害頻發(fā)，加上電信網(wǎng)絡(luò)分布廣的特點(diǎn)，造成電信網(wǎng)絡(luò)易于受到破壞，事故經(jīng)常發(fā)生，后果極為嚴(yán)重。人為因素對網(wǎng)絡(luò)的破壞，更是頻頻發(fā)生，在我國，骨干網(wǎng)每年都出現(xiàn)數(shù)以百計(jì)的光纜中斷，所造成的損失更是無法估量。

容錯(cuò)就是當(dāng)由于種種原因在光網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)了路徑、節(jié)點(diǎn)硬件故障或軟件錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)將這些損壞或丟失的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)恢復(fù)到發(fā)生事故以前的狀態(tài)，使系統(tǒng)能夠連續(xù)正常運(yùn)行的一種技術(shù)。容錯(cuò)的實(shí)現(xiàn)方式：保護(hù)和恢復(fù)都屬于容錯(cuò)的范圍，主要存在的問題是保護(hù)需要提前的預(yù)留資源，恢復(fù)需要故障定位機(jī)制。

保護(hù)策略需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)最大可能出現(xiàn)的故障的數(shù)目，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的資源進(jìn)行保護(hù)資源的預(yù)留，建立保護(hù)通道，最大化保護(hù)資源的利用率，此時(shí)保護(hù)的結(jié)構(gòu)通常是一個(gè)多面體的結(jié)構(gòu)。在出現(xiàn)故障以后，恢復(fù)策略需要使用故障定位機(jī)制，確定故障的數(shù)目和故障的位置，然后根據(jù)網(wǎng)絡(luò)剩余的資源，進(jìn)行恢復(fù)通道的建立，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的不中斷的傳輸。

在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)的故障數(shù)目是隨機(jī)的，保護(hù)只能在一定程度上實(shí)現(xiàn)對故障的預(yù)防，網(wǎng)絡(luò)管理者需要預(yù)先知道需要保護(hù)的故障的數(shù)目，才能求出保護(hù)資源共享最大化條件下的一個(gè)最優(yōu)的保護(hù)結(jié)構(gòu)。在光網(wǎng)絡(luò)中由于故障向下游節(jié)點(diǎn)的傳播，多故障定位屬于NP-Hard問題，通常都是假設(shè)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障的數(shù)目越少越好，在此假設(shè)情況下求得網(wǎng)絡(luò)可能的故障的集合，求得的集合不一定就是實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中真實(shí)的故障的情況，帶有很大的不確定性。

保護(hù)和恢復(fù)方式都不能很好的完成光網(wǎng)絡(luò)多故障的應(yīng)對，考慮到前述情況，存在克服相關(guān)技術(shù)中不足的需要。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何避免光網(wǎng)絡(luò)中多故障容錯(cuò)的不確定性。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種光網(wǎng)絡(luò)多故障容錯(cuò)方法，每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i維護(hù)一個(gè)信息素矩陣T_i和本地節(jié)點(diǎn)模型M_i，所述M_i用于評價(jià)正向螞蟻構(gòu)造的路徑，模型M_i(μ_id，δ²_id，W_id)是自適應(yīng)的，μ_id為螞蟻成功到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)d的物理路徑連通性均值，δ²_id是物理路徑連通性的樣本方差，W_id為移動(dòng)觀察窗口，用于記錄螞蟻遍歷物理路徑連通性最高的結(jié)果W_{best_id}。對于網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)目的節(jié)點(diǎn)d，均值估計(jì)μ_id和方差δ²_id表征從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)d的連通性，該方法包括步驟：

S1：每隔預(yù)定的時(shí)間間隔，光網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的正向螞蟻根據(jù)流量分布選擇目的節(jié)點(diǎn)d，并異步地向所述目的節(jié)點(diǎn)d移動(dòng)，同時(shí)記錄路徑的物理連通性和路徑節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符；

S2：到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)后，在目的節(jié)點(diǎn)生成逆向螞蟻，所述前向螞蟻將所述路徑的物理連通性、路徑節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符傳遞給逆向螞蟻；

S3：所述逆向螞蟻沿前向螞蟻所途徑的路徑返回，并根據(jù)所述路徑的物理連通性，更新網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的本地節(jié)點(diǎn)模型M_i以及每個(gè)訪問過的節(jié)點(diǎn)的信息素矩陣T_i。

其中，所述步驟S1中正向螞蟻根據(jù)流量分布選擇目的節(jié)點(diǎn)的方式為：f_sd是數(shù)據(jù)流s-＞d的測量函數(shù)，在節(jié)點(diǎn)s創(chuàng)建一只目的節(jié)點(diǎn)為d的正向螞蟻的概率定義為：

Psd=fsdΣi=1nfsi]]>

其中，n為光網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)總數(shù)，P_sd越大，產(chǎn)生到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)d的正向螞蟻的概率越大。