[發(fā)明專利]頻譜靈活光網(wǎng)絡(luò)中自適應(yīng)負載均衡能耗優(yōu)化方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710868470.3
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107426110B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳伯文;張捷;高明義;沈綱祥
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: H04L12/803
• 分類號: H04L12/803;H04Q11/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 楊慧林

1.一種頻譜靈活光網(wǎng)絡(luò)中自適應(yīng)負載均衡能耗優(yōu)化方法，其特征在于，包括：

對于一組連接請求集合中的每一個連接請求，分別運用K條最短路徑算法，計算出該連接請求從源節(jié)點到目的節(jié)點的K條候選路徑；

分別計算該連接請求采用各候選路徑進行傳輸?shù)哪芎模瑢⒏骱蜻x路徑對應(yīng)的能耗由低到高進行優(yōu)先級排序，能耗越低，優(yōu)先級越高；

根據(jù)所述的K條候選路徑的優(yōu)先級選擇優(yōu)先級高的候選路徑進行頻譜資源分配，具體包括：根據(jù)連接請求所需的頻譜間隙，查找滿足連接請求所需的帶寬資源，為該連接請求分配頻譜資源，

若頻譜資源同時滿足頻譜連續(xù)性和頻譜一致性雙重約束條件，則在頻譜靈活光網(wǎng)絡(luò)中，則連接請求建立成功，則該候選路徑為該連接請求的工作路徑；

若頻譜資源不滿足頻譜連續(xù)性約束條件和/或頻譜一致性約束條件，則連接請求建立失敗，選擇優(yōu)先級低一級的候選路徑進行頻譜資源分配，依次類推直至連接請求建立成功；

其中，所述的計算該連接請求采用各候選路徑進行傳輸?shù)哪芎牡木唧w方法包括：

計算一條候選路徑的能耗時，根據(jù)當前候選路徑，將該連接請求CR(s，d，F(xiàn)S)的帶寬需求切分成多個線速率的頻譜通道進行傳輸，其中，s和d分別表示連接請求的源節(jié)點和目的節(jié)點，F(xiàn)S表示每一個連接請求的帶寬需求，把FS切分成的一組多個線速率，其中，表示B個r_i線速率，i＝1，2，...，|R|；|R|表示線速率的種數(shù)；

根據(jù)該連接請求CR(s，d，F(xiàn)S)的帶寬需求切分的多個線速率的頻譜通道，確定當前待計算候選路徑上需要使用的光再生器和光轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)量；

根據(jù)當前候選路徑上需要使用的光再生器和光轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)量，計算該連接請求使用當前待計算候選路徑傳輸?shù)哪芎模渲性撨B接請求的能耗TC用以下公式表示：

式中，θ_r和分別表示在線速率r和單位時間下光轉(zhuǎn)發(fā)器的單位功耗和光再生器的單位功耗；α_r和β_r分別表示在線速率r下光轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)量和光再生器的數(shù)量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻譜靈活光網(wǎng)絡(luò)中自適應(yīng)負載均衡能耗優(yōu)化方法，其特征在于，在計算每一個連接請求的K條候選路徑前首先進行負載均衡調(diào)節(jié)步驟，所述的負載均衡調(diào)節(jié)步驟包括：遍歷頻譜靈活光網(wǎng)絡(luò)拓撲中的每一條光纖鏈路，當光纖鏈路的頻譜資源占用率高于設(shè)定的閾值時，動態(tài)調(diào)整該條光纖鏈路的傳輸距離增大為原來的β倍，其中β＞1，每一條光纖鏈路自適應(yīng)負載均衡后的光纖鏈路傳輸距離采用如下公式表示：

式中，表示在光纖鏈路(v_i，v_j)中距離自適應(yīng)負載均衡后的光纖鏈路傳輸距離；表示頻譜靈活光網(wǎng)絡(luò)的光纖鏈路原傳輸距離；表示頻譜資源占用率；|F|表示光纖鏈路的頻譜隙數(shù)目；α表示預(yù)設(shè)的參數(shù)；從節(jié)點v_i到節(jié)點v_j表示光纖鏈路(v_i，v_j)，其中，v_i，v_j∈V，V＝{v₁，v₂，v₃，…，v_|V|}表示一組光交換節(jié)點，|V|表示光纖鏈路中的光交換節(jié)點的數(shù)量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻譜靈活光網(wǎng)絡(luò)中自適應(yīng)負載均衡能耗優(yōu)化方法，其特征在于，各條候選路徑上需要使用的光再生器和光轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量的計算具體包括：遍歷每條候選路徑中的任意兩個節(jié)點對，若節(jié)點對的傳輸距離小于連接請求采用線速率的最大傳輸距離，則該節(jié)點對建立連接鏈路，設(shè)置該連接鏈路權(quán)值為1個單位長度，形成計算再生器數(shù)目的臨時拓撲；利用最短路徑算法，在形成的臨時拓撲中計算出一條權(quán)值最短的路徑；該最短路徑的節(jié)點數(shù)為N，連接請求路徑經(jīng)過的節(jié)點，除去源節(jié)點和目的節(jié)點即為放置光再生器的點，即配置光再生器數(shù)量為R＝(N-2)；在每一個連接請求的源節(jié)點和目的節(jié)點上，需要根據(jù)連接請求所切分的每一種線速率分別配置1個光轉(zhuǎn)發(fā)器。