同步网络路由检测、优化及网络路由方法和同步网络系统

摘要

公开了一种同步网络路由检测、优化及网络路由方法和同步网络系统。该优化方法包括：获取待优化的节点，并将待优化的节点加入第一队列；检测待优化的节点的邻居节点并判断能否引入保护链路，当能够引入保护链路时，则将邻居节点加入第二队列；遍历第二队列中的邻居节点，对该待优化的节点依次引入备用链路进行试探性检测，直至满足主备路由要求，并从第一队列中删除该待优化的节点；以及重复处理直至第一队列为空。

说明书

技术领域

本发明涉及同步网络，尤其涉及针对同步网络中的主备用路由的检测及优化方法。

背景技术

同步网是指这样一个网络，在该网络中所有的时钟在正常运行条件下具有相同的长期准确度。同步网是用于提供定时基准信号的网络，一般而言，同步网由同步链路连接的同步网节点组成。具体的，同步方法主要有主从同步法和互同步法。本发明主要使用了主从同步法，即所有的时钟都跟踪于某一基准时钟，通过将定时基准从一个时钟传给下一个时钟来取得同步。

本发明中的同步网络由业务节点、时钟节点、节点间的工作(主用)链路、以及节点间的保护(备用)链路组成。其中的时钟节点又分为一级时钟节点、二级时钟节点和三级时钟节点。一级时钟节点设置在省际与省内传送层交汇处，二级时钟节点设置在省内与本地传送层交汇处，而三级时钟节点设置在本地网端局处。

关于同步网络的其他基本技术内容，本领域技术人员还可参考《数字同步网的规划方法与组织原则》，中华人民共和国信息产业部，1999年7月13日发布、《电信网络运行监督管理办法》，中华人民共和国工业和信息化部，2009年4月24日发布、以及《电力系统数字同步网工程设计规范》，中华人民共和国国家发展和改革委员会，2007年7月20日发布。上述这些出版物的全部内容都通过引用包括在这里作为参考。

同步网络从原理上要求严格同步，网中各节点的时钟频率都限制在预先确定的容差范围内，以避免不准确导致传输性能的劣化、误码。但在实际的同步网中，光缆故障、设备故障、网络变化等原因使网络定时性能随时都有可能变化，因而其路由也随时可能变化。

在本发明的同步网络规划中，主用链路构成了主用路由，备用链路和部分主用链路构成了备用路由。本发明只在发生故障的部分选取其所对应的备用链路作为替代，但是其它没有发生故障的部分仍然采用原来的主用链路。一般而言，在网络规划时会设置一条主用路由以及一条或多条备用路由，以保证当网络发生故障的时候网络仍然可以顺利地运行，从而提高整个网络的安全性和稳定性。然而，现有技术中不合理的同步网络规划是无法保证同步网络始终顺利运行的。

具体的，网络规划的不合理性主要体现在三个方面：网络规划中主用路由不存在、网络规划中备用路由不存在、以及网络规划中主备用路由物理上不隔离节点。这里，主备用路由物理上不隔离节点是指主备用路由并未完全隔离，最终都指向了同一个时钟节点的情况。也就是说，主备用路由最终都指向了同一种时钟源。在同步网中会存在很多种时钟源，例如PRC(全网基准时钟)时钟、LPR(区域基准时钟)、DNU(不能用作同步)时钟等。一旦主备用路由最终都指向了PRC时钟，则认为其成为主备用路由物理上不隔离节点。

当发生上述三种网络规划的不合理性情况中任何一种时，就需要对主备用路由进行优化，以保证这个网络的顺利运行。

目前，对同步网络主备用路由优化方法的主要步骤包括：

1.建立整个同步网络，包括业务节点、时钟节点以及连接各节点的主用链路和备用链路，由主用链路构成了主用路由，备用链路构成了备用路由。

2.不对已建立好的同步网络进行检测，即不去确定同步网络是否任意两个节点之间都具有主用链路或者备用链路，不去确定是否主备用路由物理上不隔离节点。

3.若主用路由发生故障，则备用路由被激活成当前的主用路由，并建立新的备用路由。

4.若当前的主用路由又发生故障，则新的备用路由被激活成当前的主用路由，并建立又一新的备用路由。

5.以此类推，完成对整个同步网络主备用路由的优化。

相应地，上述现有技术的建网方案安全性比较低，这是因为该建网方案不去确定同步网络是否任意两个节点之间都具有主用链路或者备用链路，不去确定是否主备用路由物理上不隔离节点。这样就意味着该网络方案顺利实施的重要前提是在组网时要严格的按照一主一备的模式进行建立，缺一不可。显然的，备用路由是由保护链路组成的，如果同步网络中某两个节点之间只有主用链路而没有备用链路，那么当这两个节点之间的主用链路发生故障的时候，将无法找到可用的备用路由以作替换，最终只能导致整个网络的瘫痪。

其次，上述建网方案功能不完善，对于同一个目的节点的主用路由和备用路由最后全部连接到了同一个时钟节点的情况，即出现上面提及的第三种网络规划的不合理性情况时，现有技术就无法识别这样的不合理性情况，这样的话，同步网络仍然无法运行，并没有完成优化的目的。

另外，上述建网方案资源利用率低。在上述建网方案中，当主用路由发生故障的时候，选取备用路由作为替代，这条备用路由是由所有保护链路组成的。当网络发生故障的时候会抛弃整个主用路由，选用新的备用路由。这样直接造成了资源的浪费，不能有效地利用现有的网络资源。

因此，迫切需要提供一种主备用路由检测及优化方法，以便在出现上面提及的三种网络规划的不合理性中的任何一种时，都可以自动且有效地对同步网络执行主备用路由优化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种针对同步网络中的主备用路由的检测及优化方法，从而能够有效地检测并优化同步网络中出现的主用路由不存在、备用路由不存在、以及主备用路由物理上不隔离节点等三种不合理网络规划。

根据本发明的第一方面，提供了一种在同步网络中实施的主备用路由的检测方法，所述同步网络包括业务节点、时钟节点、主用链路、以及备用链路，其特征在于，所述检测方法包括下列步骤：步骤A.查找全部节点；步骤B.依次选择其中一个节点；步骤C.检测该选择的节点是否满足主用路由不存在、备用路由不存在、以及主备用路由未隔离中的任何一个，当不满足上述条件中任何一个时，返回步骤B；以及步骤D.当满足上述条件中任何一个时，则确定该节点出现故障，并记录该出现故障的节点，然后返回步骤B并重复步骤C和步骤D的处理直到查找到的最后一个节点。

该检测方法的步骤C进一步包括：步骤C-1.检测所选择的时钟节点是否满足主用路由不存在，当不满足该条件时，前进至步骤C-2；步骤C-2.检测所选择的时钟节点是否满足备用路由不存在，当不满足该条件时，前进至步骤C-3；以及步骤C-3.检测所选择的时钟节点是否满足主备用路由未隔离，当不满足该条件时，则确定该时钟节点未出现故障，并返回步骤B。

在该检测方法的步骤C-1中，通过递归法查找该节点的主用路由。

在该检测方法的步骤C-2中，通过改进的深度遍历法查找该节点的备用路由。

在该检测方法的步骤C-3中，如果主备用路由最终都指向了全网基准时钟，则判断主备用路由物理上未隔离。

根据本发明的第二方面，提供了一种在同步网络中实施的主备用路由的优化方法，所述同步网络包括业务节点、时钟节点、主用链路、以及备用链路，其特征在于，所述优化方法包括下列步骤：步骤E.获取待优化的节点，并将所述待优化的时钟节点加入第一队列；步骤F.检测所述待优化的节点的邻居节点并判断能否引入保护链路，当能够引入保护链路时，则将所述邻居节点加入第二队列；步骤G.遍历所述第二队列中的邻居节点，对该待优化的时钟节点依次引入保护链路进行试探性检测，直至满足主备路由要求，并从所述第一队列中删除该待优化的时钟节点；以及步骤H.返回步骤G进行处理直至所述第一队列为空。

在该优化方法的步骤F和步骤G之间进一步包括：步骤I.根据所述第一队列中各节点在第二队列中的相邻节点个数对所述第一队列中的各节点进行排序；和步骤J.优先处理所述第一队列中排序在先的节点。

所述待优化的节点包括存在主用路由不存在、备用路由不存在、以及主备用路由未隔离中任一个故障的节点。

在该优化方法的步骤F中的判断能否引入保护链路进一步包括：判断邻居节点是否符合主备路由要求。

当判断邻居节点不符合主备路由要求时，进一步执行：步骤F-1.判断邻居节点和所述待优化的节点的主时钟是否相同，其中，当步骤F-1中的判断结果为真时，则忽略该邻居节点并检测第二队列中的下一个邻居节点；当步骤F-1中的判断结果为假时，则将该邻居节点加入第二队列。

在该优化方法的步骤G中的试探性检测包括判断当从邻居节点向待优化的节点引入保护链路时是否会导致新的主用路由和备用路由之间物理上未隔离。

根据本发明的第三方面，提供了一种在同步网络中实施的网络路由方法，所述同步网络包括业务节点、时钟节点、主用链路、以及备用链路，其特征在于，所述网络路由方法包括：首先执行上述检测方法的各步骤，随后执行上述优化方法的各步骤。

根据本发明的第四方面，提供了一种同步网络系统，所述同步网络包括业务节点、时钟节点、主用链路、以及备用链路，利用上述网络路由方法对于同步网络系统的路由进行优化操作。其中，所述同步网络可以是电力系统数字同步网络或电信系统同步网络。

相对于本领域的现有技术，本发明具有如下优点：

第一，完整全面。与现有技术相比较，本发明更加全面地解决了同步网络中可能出现的多种主备用路由规划错误。可以完成对主用路由不存在、备用路由不存在、以及主备用路由物理上不隔离节点的优化。灵活的优化方案可以对大部分的路由规划错误进行优化(纠正)，充分地利用了网络资源。

第二，稳定安全。由于本发明在现有技术基础上另外完成了对主用路由不存在、备用路由不存在、以及主备用路由物理上不隔离节点的优化，大大提高了同步网络的稳定性和安全性。同时，利用做出的优化结果，本发明还可再次自动地检测以确保网络路由优化的正确性。

第三，资源利用高。在本发明的同步网络规划中，主用链路构成了主用路由，备用链路和部分主用链路构成了备用路由。本发明只在发生故障的部分选取其所对应的备用链路作为替代，但是其它没有发生故障的部分仍然采用原来的主用链路。这样，通过本发明提高了网络的资源利用率。

当结合所附的附图阅读下面的具体实施方式时，可以对本发明的其他目的和进一步的特征获得清楚的理解。

附图说明

图1是总体上示意性地示出了关于同步网络的网络配置示意图；

图2是示出了根据本发明实施例的主备用路由的检测方法的流程图；

图3是示出了根据本发明实施例的主备用路由的优化方法的流程图；以及

图4至图6是分别示意性地示出了试探性优化的几种情形的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

同步网络的网络配置

图1总体上示意性地示出了关于同步网络100的网络配置示意图。如本领域技术人员可以理解的，同步网络可广泛地应用于各种需要时钟同步的场合，诸如有线或无线网络通信、电力系统、分组网络等。

如图1所示，同步网络100包括一级时钟节点10、二级时钟节点20、以及三级时钟节点30。其中一级、二级和三级时钟节点的数目并不局限于图1中所示的数目。在图1中，实线表示主用定时基准，而虚线表示备用定时基准。

这里，同步网络100可以是有线网络，也可以是无线网络，本发明并不局限于此。

通常的，一级时钟节点10设置在省际与省内传送层交汇处，二级时钟节点20设置在省内与本地传送层交汇处，而三级时钟节点30设置在本地网端局处。

通过各种链路使得同步网络100中的各级时钟节点相互链接，而各种链路分别组成了主用路由和备用路由。

下面，将会结合附图详细地说明根据本发明的对于同步网络100的主备用路由检测和优化方法。

主备用路由的检测方法

图2是示出了根据本发明实施例的主备用路由的检测方法的流程图。

参考图2，详细地说明该检测方法的具体流程。

在步骤S201中，查找同步网络100的业务节点和同步网络100中的所有时钟节点，以便依次确定这些节点是否满足主备用路由要求，即是否需要在后面说明的优化方法中被相应地优化。这里，如果某节点满足主备用路由要求，是指该节点具备主用路由，具备备用路由，并且主备用路由之间是物理上隔离的节点，即主备用路由分别指向了不同的时钟类型。

这里，在同步网络中存在有很多种时钟源，例如PRC(全网基准时钟)、LPR(区域基准时钟)、DNU(不能用作同步)等。例如，只要是主备用路由最终都指向了PRC时钟，即说明主备用路由上物理上不隔离节点。

在可选的实施例中，在步骤S201中，可查找所有的二级和三级时钟节点，但是本发明并不局限于此。

接下来，在步骤S202中，首先查找该节点的主用路由。如果主用路由不存在(步骤S203中的“否”)，则确定该节点不符合主备用路由检测(步骤S207)。

另一方面，如果主用路由存在(步骤S203中的“是”)，则处理流程前进至步骤S204。

这里，在步骤S202中，优选地采用递归法查找该节点的主用路由。

接下来，在步骤S204中，查找该节点的备用路由。如果备用路由不存在(步骤S205中的“否”)，则确定该节点不符合主备用路由检测(步骤S207)。

另一方面，如果备用路由存在(步骤S205中的“是”)，则处理流程前进至步骤S206。

这里，在步骤S204中，优选地采用改进的深度遍历法查找该节点的备用路由。

接下来，在步骤S206中，即该节点的主用路由和备用路由都存在时，判断主用路由和备用路由之间是否物理上完全隔离，即主用路由和备用路由没有交集。

如果主用路由和备用路由之间物理上没有完全隔离(步骤S206中的否)，则确定该节点不满足主备用路由检测(步骤S207)。

如果主用路由和备用路由之间物理上完全隔离(步骤S206中的是)，则确定该节点不需要执行后续的主备用路由优化，并结束对于该节点的检测处理。

这里，值得特别说明的是，图2所示的检测方法仅是一种优选实施例，其中步骤S203、S205和S206的先后顺序可以根据需要进行相应地设置。例如，在可选的实施例中，可以首先查找备用路由再查找主用路由，最后判断主备用路由是否物理上隔离。

可见，在本发明中，提出了对于同步网络进行优化的前提是对该同步网络进行如上所述的主备用路由检测。只有检测出同步网络在路由方面的故障(错误)，才需要执行进一步的网络路由优化处理。

因此，通过如上所述的路由检测方法，可以有效地检测出在同步网络中可能出现的主用路由不存在、备用路由不存在、以及主备用路由物理上没有完全隔离等故障情形，并为后续的路由优化做好准备工作。

接下来，将会参考图3，详细地说明同步网络100中的主备用路由的优化方法。

主备用路由的优化方法

在完成如上所述的对主备用路由的检测之后，找到了同步网络中主备用路由不合理之处，接下来就会对这些待优化的节点执行优化处理以保证同步网络的顺利运行。

图3是示出了根据本发明实施例的主备用路由的优化方法的流程图。

参考图3，详细地说明该优化方法的具体流程。

在步骤S301中，从如上所述的检测方法的检测结果中得到不符合主备用路由要求的节点，并将检测得到的节点加入待优化队列中。

这里，队列是指一种先入先出(FIFO)方式存储节点的数据结构，但是本发明并不以此为限，还可根据需要适当地选用其他合适的数据结构。只要这些数据结构可以满足暂存待优化的节点，都应该包括本发明的保护范围之内。

接下来，在步骤S302中，首先遍历位于待优化队列中首位的节点的邻居节点。

接下来，在步骤S303中，判断遍历得到的邻居节点是否符合主备用路由要求。当符合主备用路由要求时(步骤S303中的“是”)，在步骤S304中，将该邻居节点加入可用队列。

优选地，当不符合主备用路由要求时(步骤S303中的“否”)，还进一步判断邻居节点和该待优化的节点的主时钟是否相同(步骤S303a)。

其中，当邻居节点和该待优化的节点的主时钟不同时(步骤S303a中的“否”)，则前进至步骤S304。否则，返回步骤S302。

这里，优选地，可根据各节点的可引入保护链路的相邻节点的个数对各个待优化的节点进行排序(步骤S304a)，并且优先处理可用选择最多的节点(步骤S304b)。

接下来，在步骤S305中，判断待优化队列是否为空，即是否还存在未被优化的节点。

如果待优化队列为空，则前进至步骤S309并结束处理。如果待优化队列不为空，则前进至步骤S306。

接下来，在步骤S306中，遍历可用队列中的邻居节点，依次引入备用链路进行试探性检测。随后将会详细地说明试探性检测。

接下来，在步骤S307中，判断(试探性检测得到的)新的主备用路由是否符合主备用路由要求。

一方面，当新的主备用路由符合要求时(步骤S307中的“是”)，则在步骤S308中从待优化队列中删除已满足主备用路由要求的节点，并返回步骤S305，以便对下一个待优化的节点执行处理。

另一方面，当新的主备用路由不符合要求时(步骤S307中的“否”)，则返回步骤S306，并继续执行试探性检测。

试探性优化方法

考虑从待优化节点的相邻节点向该节点引入保护链路进行试探性优化。这里，试探性优化是指，如果从邻居节点向该节点引入保护链路，是否会导致新的主用路由和备用路由之间物理上成为不隔离节点。也就是说，邻居节点指向的时钟和该节点指向的时钟类型有可能相同，这样物理上就成为不隔离节点，也就无法从邻居节点向该节点引入保护链路。

图4至图6分别是示出了试探性优化的几种情形的示意图。其中，在图6中，为了便于显示，没有示出节点间的主用链路，只是示出了备用链路。另外，在图4至图6中，实线表示的是主用链路，而虚线表示的是备用链路。

如图4所示，是发生了物理上不隔离节点的错误(故障)情况，因为当一级时钟节点PRC故障后，备用路由仍然指向PRC。这里，虽然图4中使用了两个PRC节点，但是它们都指同一个时钟设备。

进而，如图5所示，是物理上隔离节点的情况。如果PRC时钟故障的话，可以通过备用路由引入LPR时钟。

所谓的试探性优化，就是在优化“待优化节点”时，从邻居节点向待优化节点试探性的引入一条备用链路。如果邻居节点是满足主备用路由要求的，也就是指向邻居节点的主备用路由之间是物理上隔离节点的，如图6所示。即当一级时钟发生故障的时候，可以通过邻居节点在两个不同的时钟中选择出优先级高的时钟(在这里是二级时钟LPR)并传递给待优化节点。如果如图5所示的情形，那么此邻居节点就符合主备用路由要求并将其加入可用队列。

在试探性优化中，如果邻居节点不符合主备用路由要求，那么就进而判断邻居节点的时钟是否与待优化节点的时钟相同，如果相同，那么就相当于发生图4所示的情况，那么此邻居节点不可用；如果不相同，那么相当于发生图5所示的情况，此时可以将邻居节点加入到可用队列。

网络路由方法

根据本发明的同步网络的网络路由方法可适当地组合如上所述的主备用路由的检测方法和优化方法，从而自动地且有效地执行对同步网络的路由优化，在出现路由故障时，可有效地通过更新主备用路由来获得新的路由优化。

同步网络系统

在本发明实施例中，上述网络路由方法可广泛地应用于对于各种同步网络系统的路由优化操作当中。这些同步网络通常包括业务节点、时钟节点、主用链路、以及备用链路。

这里，同步网络例如是电力系统数字同步网络或电信系统同步网络。但是，本发明并不以此为限。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。