有效使用网络资源的保护路径获取方法

摘要

本发明公开了一种有效使用网络资源的保护路径获取方法。为解决现有技术中无法解决局部链路固有保护和整个路径端到端保护共存引起的网络资源浪费的问题而发明。本发明包括以下步骤：(1)判断业务保护级别的高低，如果业务保护级别高，则采用最短路径算法为工作路径求解端到端的保护路径；如果业务保护级别不高，则进入步骤(2)；(2)搜索从源节点开始到目的节点之间的所有链路，并案顺序将具有固有保护的链路和经过求解得到的连续无固有保护链路集合的局部保护路径添加到求解的保护路径中。本发明在满足业务保护级别要求的基础上考虑了光传输网络底层固有的保护能力，避免出现保护重叠的现象，减少了网络资源的浪费。

说明书

技术领域

本发明涉及保护路径获取方法，特别涉及有效使用网络资源的保护路径获取方法。

背景技术

光网络通信技术的发展，一方面方便了我们的生活，而另一方面使我们的生活更加依赖于通信。特别是随着SDH以及WDM技术的不断成熟，极大地发掘出光纤所具有的带宽潜力，光网络时刻都承载着巨大的业务量，如果传输设备故障或者光缆被意外切断，都会给我们的工作、生活带来巨大的损失。如何提高网络的生存性是网络运营管理者迫切要考虑的重要问题。为光网络上承载的业务提供保护，已经成为了一种非常必要的手段。光网络中所涉及到的保护机制，通常是指：利用预留的容量，为工作通道提供备用通道，一旦工作通道发生故障，业务可以从备用通道到达目的地。因为这种方式采用了预留备用通道的方式，所以在故障发生后，恢复受影响业务的时间很快，是一种有效的提高网络生存性的方式。

采用这种技术的网络结构有线型和环形两种，其中SDH的环网，因为具有较完善的保护功能和较灵活的组网方式，是SDH网络结构中应用较广的一种，在这样的网络拓扑中，利用光传输网络底层固有的保护机制，就可以起到保护业务的作用。随着网络传输技术的发展，组网方式也不再局限于单一的SDH网络，而是基于SDH复用段保护环、通道保护环的环网组网方式、和网状网(mesh)的组网方式并存的混合组网方式，这样可以充分利用网状网中物理路由的多样性。在这种组网方式下，单纯利用网络底层固有的保护机制无法为用户业务提供完善的保护，现有技术通常采用最短路径算法为工作路径求解一条端到端的保护路径，为业务提供完善的保护机制。

上述现有技术的缺点是：由于最短路径算法是基于网状网设计的，算法在求解的过程中，并没有考虑到传输网络底层固有的保护机制。实际上，工作路径中的部分链路可能已经具备了传输网络底层的固有保护能力(环形复用段保护或者是线性复用段保护等)，如果仍然按照上述方法求解保护路径，就会出现局部链路固有保护和整个路径端到端保护共存的现象，浪费网络资源。

因此，从有效利用网络资源的角度出发，需要针对保护级别要求不同的业务，提供不同的保护路径求解方法，在满足业务对于保护级别要求的基础上，尽量兼顾原有传输网络固有的保护能力，来避免浪费网络资源。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种能够避免网络资源浪费的有效使用网络资源的保护路径获取方法。

为了达到上述目的，本发明一种有效使用网络资源的保护路径获取方法，包括以下步骤：

(1)判断业务保护级别的高低，如果业务保护级别高，则采用最短路径算法为工作路径求解端到端的保护路径；如果业务保护级别不高，则进入步骤(2)；

(2)搜索从源节点开始到目的节点之间的所有链路，并按顺序将具有固有保护的链路和经过求解得到的连续无固有保护链路集合的局部保护路径添加到求解的保护路径中。

作为本发明的进一步改进，所述步骤(2)具体为：

(21)按顺序从源节点开始获取一条未求解保护路径的链路并判断该链路是否具有固有保护，如果判断结果为是，则进入步骤(22)；如果判断结果为否，则进入步骤(23)；

(22)将该链路添加到求解的保护路径中，进入步骤(24)；

(23)依次搜索该链路后无固有保护的连续链路的集合，并求解该链路集合的局部保护路径后，添加到求解的保护路径中，进入步骤(24)；

(24)检查是否还有未求解保护路径的工作链路，如果有，则进入步骤(21)；如果没有，则步骤结束。

作为本发明的进一步改进，所述步骤(23)具体为：

(231)依次搜索该链路后无固有保护的连续链路的链路集合；

(232)将工作路径中不在该链路集合中的节点从拓扑中删除；

(233)通过无关性策略为该链路集合求解局部保护路径后，将该链路集合清空。

作为本发明的进一步改进，步骤(31)中所述搜索该链路后无固有保护的连续链路的链路集合的方法为：将该无固有保护的链路存放在集合中，并按照从源节点指向目的节点的方向依次检查位于该链路之后的工作链路，如果没有固有保护，则添加到该链路集合中，如果有固有保护或是到达了目的节点，则结束搜索。

作为本发明的进一步改进，所述步骤(24)具体为：

(241)按照从源节点到目的节点的方向判断该工作链路或该链路集合的尾节点是否是工作路径的目的节点，如果判断结果为是，则进入步骤(21)；如果判断结果为否，则步骤结束。

作为本发明的进一步改进，所述步骤(21)中所述的固有保护至少包括：复用段保护环、通道保护环、子网连接保护、线性复用段保护和各种光传输网络底层提供的保护机制。

作为本发明的进一步改进，步骤(233)中所述的无关性策略至少包括：节点无关、链路无关、共享风险组无关、共享风险链路组无关。

采用上述的方法后，通过对保护级别要求不同的业务采取不同的方法求解保护路径。在满足业务保护级别要求的基础上，考虑了光传输网络底层固有的保护能力，避免出现端到端的保护方式与链路固有保护机制重叠的现象，从而减少对网络资源的浪费。

附图说明

图1是本发明中求解保护路径的总体流程框图；

图2是本发明中求解局部保护路径的流程框图；

图3是本发明实施例的拓扑环境图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

如图1所示，为本发明求解保护路径的总体流程框图，运用本发明提供的方法，对于保护级别高的业务，求解端到端的保护路径；对于保护级别要求不高的业务，则充分考虑传输网底层固有的保护机制，为其求解局部的保护路径。本发明提供的方法包括下列步骤：

(101)判断业务的保护级别，对于保护级别高、要求提供完善的端到端保护机制的业务，执行步骤(102)；否则执行步骤(103)；

如果业务的保护级别要求提供这样的保护机制：对于除源节点和目的节点之外的所有工作节点和工作链路故障，都不会使业务中断，这种业务就属于本发明所指的保护级别高的业务，对于这种业务需要为其提供完善的端到端保护。

(102)采用最短路径算法，为工作路径求解端到端的保护路径；

求解端到端保护路径的时候，先将工作路径中除源和目的节点外的其他节点从网络拓扑中删除，然后再采用最短路径算法求解，得到一条与工作路径无关的端到端保护路径。

(103)采用求解局部保护路径的方法，为工作路径求解保护路径；在求解保护路径的过程中考虑了光传输网络底层固有的保护能力，仅为不具备固有保护的工作链路(或者是工作链路集合)求解局部的保护路径，从而避免出现端到端的保护方式与传输网络底层固有保护机制重叠的现象，能够更加有效地利用网络资源。

如图2所示，为求解局部保护路径的流程框图，具体包括下列子步骤：

(201)取工作路径中的下一条工作链路；取下一条工作链路的时候，如果是第一次执行此步骤，那么获取的是工作路径中从源节点开始的第一条链路，否则按照从源指向目的的方向获取当前工作链路的下一条工作链路，并设置为当前工作链路；

(202)检查当前工作链路是否具有固有保护，如果有，则执行步骤(203)，否则执行步骤(204)；

链路的固有保护属性是链路拓扑信息中的一种，可以通过管理平面静态配置，也可以通过路由协议(例如：OSPF协议及其扩展协议)在网络内部各节点之间动态扩散。算法接收到这些信息，存放在用于路径计算的拓扑数据库中。本发明所述的固有保护，包括基于SDH的复用段保护环、通道保护环、子网连接保护、线性复用段保护等保护机制，以及其他各种光传输网络底层可能提供的保护机制。

(203)将当前工作链路添加到求解的保护路径中，然后执行步骤(207)；

(204)继续搜索后续工作链路，找到连续无固有保护的链路集合；

搜索连续无固有保护的链路集合的时候，首先将当前工作链路存放在集合中，然后按照从源节点指向目的节点的方向依次检查位于当前工作链路之后的工作链路，如果链路无固有保护，将其添加到上述集合中，并且设置为当前工作链路；如果有固有保护，此次搜索结束。如果已经到达了目的节点，那么此次搜索也结束。

(205)为当前链路集合求解局部的端到端保护，求解局部的保护路径包括下列子步骤：

(a)将工作路径中那些不在当前链路集合中的节点，从拓扑中删除，以避免为局部工作路径求解保护路径的时候，保护路径经过局部工作路径之外的其他工作路径节点。

(b)采用特定的无关性策略为当前链路集合求解局部保护路径。这里所述的无关性策略，包括：节点无关、链路无关、SRG(共享风险组)无关、SRLG(共享风险链路组)无关，而且不排除其他的无关形式。

(c)局部保护路径求解完毕，清空该链路集合。

(206)将局部保护路径添加到待求解的保护路径中，进入步骤(207)；

(207)检查是否还有未求解保护路径的工作链路，如果有，则返回步骤(203)；否则，说明工作路径的保护路径已经求解完毕，算法结束。

判断是否还有未求解保护的工作链路时，按照从源节点到目的节点的方向判断当前工作链路的尾节点是否是工作路径的目的节点，如果是，说明没有未求解保护的工作链路；如果不是，说明还有未求解保护的工作路径。

如图3所示，下面以拓扑环境为例，进一步的说明本发明如何求解工作路径W的保护路径。其中，A为源节点，A、B、C、D为SDH复用段共享保护环上的节点，H-Z为具有1+1固有保护机制的链路，Z为目标节点，W为工作路径，P0为工作路径W的端到端保护路径，P1为工作路径W的保护路径；考虑了传输网络底层固有的保护能力，对于保护级别高的业务，采用传统端到端求解保护路径的方法，先从拓扑中删除工作路径中除源和目的节点之外的其他节点，即删除C、E、H节点，然后采用最短路径算法求解得到的保护路径是：A-L-M-N-Z。对于保护级别不高的业务，为了能够有效的利用网络固有的保护资源，采用求解局部保护路径的方法。具体的处理流程如下：

(1)取工作路径中的下一条工作链路。因为是第一次执行此步骤，取工作路径W的第一条工作链路：A-C，并将链路A-C设置为当前工作链路；

(2)检查当前工作链路是否具有固有保护。因为链路A-C位于复用段共享保护环上，具备环网保护机制，因此将工作链路添加到保护路径中，目前保护路径为：A-C；

(3)检查是否还有未处理的工作链路。当前工作链路的尾节点C不是工作路径的目的节点，说明还有未处理的工作链路(目前还有工作链路C-E、E-H和H-Z未处理)；

(4)取工作路径中的下一条工作链路。按照从源节点到目的节点的方向，A-C链路的下一条工作链路是C-E，将C-E设置为当前工作链路；

(5)检查工作链路是否具有固有保护，因为链路C-E是普通的工作链路，不具备固有保护机制，按顺序搜索后续工作链路，找到连续无固有保护的链路集合G，首先将当前工作链路C-E添加到链路集合G中，然后按照从源指向目的的方向检查位于C-E链路之后的链路：E-H，此链路没有固有保护，因此也添加到链路集合G中，并设置E-H为当前工作链路，继续搜索下一条工作链路：H-Z，因为链路H-Z具有固有保护，因此本次搜索结束。目前得到的无固有保护的链路集合G包括两条链路：C-E、E-H；

(6)为链路集合G求解局部保护路径，首先将工作路径中那些不在当前链路集合G中的节点从拓扑中删除，目前，工作路径A-C-E-H-Z中的A节点和Z节点不在链路集合G中，因此从拓扑中删除节点A和Z。然后按照一定的无关性策略，为集合G中的链路组成的局部工作路径C-E-H求解保护路径，求解得到与C-E-H节点无关的局部保护路径：C-F-H，然后，清空链路集合G。

(7)将求解得到的局部保护路径C-F-H添加到待求解的保护路径中，目前得到的保护路径是：A-C-F-H；

(8)查是否还有未处理的工作链路。因为当前工作链路E-H的尾节点不是工作路径的目的节点，说明还有未处理的工作链路，因此取工作路径中的下一条工作链路，按照从源节点到目的节点的方向，E-H链路的下一条工作链路是H-Z，将H-Z设置为当前工作链路；

(9)检查当前工作链路是否具有固有保护。因为链路H-Z具有1+1专用保护机制，因此将工作链路添加到保护路径中，目前得到的保护路径是：A-C-F-H-Z；

(10)检查是否还有未处理的工作链路，当前工作链路H-Z的尾节点是工作路径的目的节点，说明目前所有工作链路都已处理完毕，因此算法结束。为工作路径W(A-C-E-H-Z)求解得到的保护路径是P1(A-C-F-H-Z)。其中，A-C和H-Z链路利用了传输网络底层固有的保护机制，C-E-H链路段和C-F-H链路段则形成了局部的端到端保护。

本发明通过对保护级别要求不同的业务采取不同的方法求解保护路径。在满足业务保护级别要求的基础上，考虑了光传输网络底层固有的保护能力，避免出现端到端的保护方式与链路固有保护机制重叠的现象，从而减少对网络资源的浪费。