專(zhuān)利名稱(chēng)：基于信息擴(kuò)散的光網(wǎng)絡(luò)路由方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其指一種波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)中的路由方法，用 于降低網(wǎng)絡(luò)路由計(jì)算的復(fù)雜度，并提供較高的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔Ｃ苄?，同時(shí)具有較好的控制平面 收斂性和帶寬消耗。
背景技術(shù)：
目前網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)主要分為鏈路狀態(tài)路由和距離向量路由兩種。其中，以O(shè)SPF為 代表的鏈路狀態(tài)路由將節(jié)點(diǎn)的鄰居信息泛洪告知所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)信息泛洪收斂后，每個(gè) 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)全網(wǎng)統(tǒng)一的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，并基于該數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)最短路由算法計(jì)算其 路由表。這種路由技術(shù)具有較好的收斂性和帶寬消耗，被廣泛應(yīng)用于Internet網(wǎng)絡(luò)。為了 支持基于GMPLS的波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)，OSPF協(xié)議被擴(kuò)展為0SPF-TE，并已應(yīng)用于自動(dòng)交換光網(wǎng) 絡(luò)中。然而，鏈路狀態(tài)路由也存在一些明顯缺陷，例如路由計(jì)算復(fù)雜度高，尤其對(duì)于支持波 長(zhǎng)變換的光網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，為非多項(xiàng)式計(jì)算時(shí)間復(fù)雜度，這嚴(yán)重影響到網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大。此外， 由于鏈路狀態(tài)路由的路由計(jì)算依靠整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的鏈路狀態(tài)信息，其拓?fù)浔Ｃ苄院艿停貏e是 對(duì)于由多個(gè)運(yùn)營(yíng)商所共同管理的大規(guī)模多域光網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，這種路由方式難以同時(shí)顧及路由 計(jì)算的優(yōu)化以及拓?fù)湫畔⒌乃矫苄?。相比之下，以RIP為代表的距離向量路由將每個(gè)節(jié)點(diǎn)所掌握的全網(wǎng)路由信息告知 鄰居節(jié)點(diǎn)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)信息收斂后，網(wǎng)絡(luò)路由可直接通過(guò)查詢(xún)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)得到，而無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜 的計(jì)算，計(jì)算的時(shí)間復(fù)雜度很低。同時(shí)，由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)僅和鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互，而無(wú)需 知道整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜玩溌窢顟B(tài)信息，距離向量路由能提供較高的拓?fù)浔Ｃ苄?。然而，?RIP為代表的距離向量路由技術(shù)的信息交互收斂速度低，甚至可能產(chǎn)生路由環(huán)，從而嚴(yán)重限 制了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大。此外，由于RIP路由技術(shù)周期性和鄰居節(jié)點(diǎn)交互路由信息，其控制平 面帶寬消耗非常大。正是由于存在上述問(wèn)題，距離向量路由技術(shù)在光網(wǎng)絡(luò)中的研究進(jìn)展較 為緩慢?？梢钥吹?，在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)論是鏈路狀態(tài)路由還是距離向量路由均存在一些缺 陷。尚沒(méi)有一種路由技術(shù)能夠同時(shí)解決這些缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于信息擴(kuò)散的光網(wǎng)絡(luò)路由方法，其特征在 于包括在波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)的控制平面服務(wù)器上，在網(wǎng)絡(luò)初始化階段，使每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 在各個(gè)波長(zhǎng)平面分別向其鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散包含其信號(hào)強(qiáng)度信息的好消息，所述每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點(diǎn)為信號(hào)源節(jié)點(diǎn)，在波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)的控制平面服務(wù)器上，使所述鄰居節(jié)點(diǎn)在接收到這些強(qiáng)度信息 后繼續(xù)將所述強(qiáng)度信息在同一波長(zhǎng)平面向所述鄰居節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散，其中使所述強(qiáng)度 信息的信號(hào)強(qiáng)度在每一跳的所述擴(kuò)散的過(guò)程中進(jìn)行衰減；
在波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)的控制平面服務(wù)器上，取一個(gè)節(jié)點(diǎn)的全部端口所接收到的來(lái)自 一個(gè)所述信號(hào)源節(jié)點(diǎn)的所述信號(hào)強(qiáng)度的最大值作為所述一個(gè)節(jié)點(diǎn)所接收到所述一個(gè)信號(hào) 源節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的方面，上述方法進(jìn)一步包括當(dāng)所述一個(gè)節(jié)點(diǎn)的所述全部端口中的某一個(gè)端口接收到的所述信號(hào)源節(jié)點(diǎn)的所 述信號(hào)強(qiáng)度小于所述最大值時(shí)，終止所述好消息的擴(kuò)散。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的方面，上述方法進(jìn)一步包括當(dāng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)請(qǐng)求到達(dá)時(shí)，把到一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)的路由確定為沿著該目的節(jié)點(diǎn)的所述 信號(hào)強(qiáng)度的梯度方向的路由，啟動(dòng)一個(gè)連接管理模塊完成沿著所述梯度方向的所述路由的建立。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的方面，上述方法進(jìn)一步包括當(dāng)由于所述路由的建立而導(dǎo)致某些鏈路被占用時(shí)和/或當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生鏈路故障 時(shí)，從所述鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)向鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散所述鏈路不可用的壞消息，使所述鄰居節(jié)點(diǎn)在收到這些消息后進(jìn)行所述鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)的修改，并將包含 不可用的所述鏈路的路由項(xiàng)及其對(duì)應(yīng)的所述強(qiáng)度信息刪除。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的方面，上述方法進(jìn)一步包括當(dāng)在所述波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)的本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的所述修改后，所述本地?cái)?shù)據(jù) 庫(kù)所維護(hù)的某個(gè)所述信號(hào)源節(jié)點(diǎn)的所述信號(hào)強(qiáng)度發(fā)生改變時(shí)，將所述壞消息向所述一個(gè)節(jié) 點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)繼續(xù)擴(kuò)散；當(dāng)拆除一個(gè)網(wǎng)絡(luò)路由的請(qǐng)求到達(dá)所述一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，啟動(dòng)所述連接管理模塊進(jìn)行所 述網(wǎng)絡(luò)路由的拆除，并釋放被占用的鏈路資源；當(dāng)所述鏈路資源被釋放后，所述網(wǎng)絡(luò)路由所經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)向該節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散 包含所有所述信號(hào)源節(jié)點(diǎn)的所述信號(hào)強(qiáng)度的好消息，上述鄰居節(jié)點(diǎn)在接收到所述好消息后 重復(fù)這一向鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散包含所述信號(hào)強(qiáng)度的好消息的過(guò)程，直到網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)穩(wěn)定。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的方面，在上述方法中，好消息的擴(kuò)散攜帶其所經(jīng)過(guò)的 節(jié)點(diǎn)和端口信息，實(shí)現(xiàn)顯示路由。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的方面，在上述方法中，所述連接管理模塊在所述路由 的建立過(guò)程中采用雙向資源預(yù)留和/或單向資源預(yù)留；在啟動(dòng)所述連接管理模塊完成所述 路由的建立的過(guò)程中，當(dāng)在某個(gè)中間節(jié)點(diǎn)發(fā)生了鏈路資源沖突時(shí)，從該中間節(jié)點(diǎn)的其他端 口重新選擇到所述目的節(jié)點(diǎn)的路由，以完成所述路由的建立。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的方面，在上述方法中，對(duì)于具有波長(zhǎng)變換能力的光網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)，在可進(jìn)行波長(zhǎng)變換的波長(zhǎng)平面向鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散所述好消息，其中除進(jìn)行上述信號(hào) 強(qiáng)度衰減外，還加入了跨波長(zhǎng)平面操作所對(duì)應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度衰減。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的方面，在上述方法中，在多路由域光網(wǎng)絡(luò)中，使所述多 個(gè)路由域中的一個(gè)路由域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)通過(guò)所述域的邊界節(jié)點(diǎn)向其他所述路由域擴(kuò)散其所述 強(qiáng)度信息，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的跨域路由選擇。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的方面，在上述方法中，所述好消息和/或所述壞消息 的擴(kuò)散采用觸發(fā)式，即當(dāng)節(jié)點(diǎn)接收到一個(gè)消息時(shí)，立即對(duì)其進(jìn)行處理并根據(jù)需要將所述消 息繼續(xù)擴(kuò)散至該節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基于信息擴(kuò)散的光網(wǎng)絡(luò)路由方法的信息擴(kuò)散及路由選擇示意圖，其中圖1(a)顯示了初始化過(guò)程，圖1(b)顯示了壞消息處理過(guò)程。圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有波長(zhǎng)變換能力的光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信息擴(kuò)散 示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)阻塞率曲線。圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)的控制平面帶寬消耗比較圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)的建路/拆路后的網(wǎng)絡(luò)收斂時(shí)間比較 圖。圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的初始化流程圖。圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的好消息/壞消息處理流程圖。圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的建路/拆路處理流程圖。
具體實(shí)施例方式為了能夠降低網(wǎng)絡(luò)路由計(jì)算的復(fù)雜度，并提供較高的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔Ｃ苄?，同時(shí)具有 較好的控制平面收斂性和較低的帶寬消耗，本發(fā)明提出了一種光網(wǎng)絡(luò)中基于信息擴(kuò)散的 路由方法(以下亦稱(chēng)之為“IDBR方法”，即JnformationDiffusion Based Routing)，它 能夠在保留距離向量路由優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，在控制平面收斂性和帶寬消耗上達(dá)到甚至超過(guò) OSPF-TE的技術(shù)水平，有著廣泛的實(shí)施前景。該方法在波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)的控制平面服務(wù)器上按以下步驟實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)初始化階段，每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在各個(gè)波長(zhǎng)平面分別向其鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散包含 其信號(hào)強(qiáng)度信息的好消息，鄰居節(jié)點(diǎn)在接收到這些強(qiáng)度信息后繼續(xù)將這些信息在同一波長(zhǎng) 平面向其鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散，信號(hào)強(qiáng)度在每一跳擴(kuò)散過(guò)程中進(jìn)行衰減；一個(gè)節(jié)點(diǎn)所接收到的另 一個(gè)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度為其各個(gè)端口接收到該節(jié)點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度的最大值，如果某時(shí)刻從某端口 接收到的該節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度小于這個(gè)最大值，則此路擴(kuò)散終止，當(dāng)所有擴(kuò)散終止時(shí)，網(wǎng)絡(luò)狀 態(tài)穩(wěn)定；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)請(qǐng)求到達(dá)時(shí)，到目的節(jié)點(diǎn)的路由為沿該目的節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散信號(hào)強(qiáng)度的梯度 方向路由，啟動(dòng)連接管理模塊完成該路由的建立；當(dāng)由于路由建立導(dǎo)致某些鏈路被占用或網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生鏈路故障時(shí)，這些鏈路兩端的 節(jié)點(diǎn)向其鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散鏈路不可用的壞消息，鄰居節(jié)點(diǎn)在收到這些消息后，修改本地?cái)?shù)據(jù) 庫(kù)，將包含該不可用鏈路的路由項(xiàng)及其對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度信息刪除，若在數(shù)據(jù)庫(kù)修改后， 其所維護(hù)的某個(gè)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度發(fā)生改變，則將這個(gè)壞消息向其鄰居節(jié)點(diǎn)繼續(xù)擴(kuò)散；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)路由拆除請(qǐng)求到達(dá)時(shí)，啟動(dòng)連接管理模塊進(jìn)行路由拆除，并釋放被占用的 鏈路資源；當(dāng)這些鏈路資源被釋放后，路由所經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)向其鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散包含其信號(hào)強(qiáng) 度信息的好消息，鄰居節(jié)點(diǎn)在接收到這些好消息后重復(fù)這一過(guò)程，直到網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)穩(wěn)定。好消息的擴(kuò)散攜帶其所經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)和端口信息，實(shí)現(xiàn)顯示路由。在連接管理模塊通過(guò)顯示路由進(jìn)行建路的過(guò)程中，如果在某個(gè)中間節(jié)點(diǎn)發(fā)生了鏈 路資源沖突，可以從該節(jié)點(diǎn)的其他端口重新選擇到目的節(jié)點(diǎn)的路由完成建路。
連接管理模塊在建路過(guò)程中既可以采用雙向資源預(yù)留，也可采用單向資源預(yù)留。對(duì)于具有波長(zhǎng)變換能力的光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，好消息除在本波長(zhǎng)平面向鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散 夕卜，還需跨波長(zhǎng)平面，在可進(jìn)行波長(zhǎng)變換的波長(zhǎng)平面向鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散，擴(kuò)散中除進(jìn)行常規(guī)信 號(hào)強(qiáng)度衰減外，還需加入跨波長(zhǎng)平面信號(hào)強(qiáng)度衰減。
對(duì)于多域光網(wǎng)絡(luò)，域內(nèi)節(jié)點(diǎn)可通過(guò)邊界節(jié)點(diǎn)向其他路由域擴(kuò)散其信號(hào)強(qiáng)度信息， 從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的跨域路由選擇。所有消息的擴(kuò)散采用觸發(fā)式，即當(dāng)節(jié)點(diǎn)接收到一個(gè)消息時(shí)，立即對(duì)其進(jìn)行處理并 根據(jù)需要將其繼續(xù)擴(kuò)散至鄰居節(jié)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基于信息擴(kuò)散的光網(wǎng)絡(luò)路由方法的信息擴(kuò)散及路由 選擇如圖1所示。其中圖1(a)為網(wǎng)絡(luò)初始化過(guò)程，圖1(b)為網(wǎng)絡(luò)壞消息處理過(guò)程。圖1 中信息源為節(jié)點(diǎn)S，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所接收到的節(jié)點(diǎn)S的信號(hào)強(qiáng)度在節(jié)點(diǎn)圓圈內(nèi)以圖形方式 表示，同時(shí)還以數(shù)字方式表示出各個(gè)端口所接收到的信號(hào)強(qiáng)度。此外，鏈路線型的粗細(xì)反映 了信號(hào)擴(kuò)散過(guò)程中的強(qiáng)度信息，線型粗為強(qiáng)，線型細(xì)為弱。在該示例中，好消息擴(kuò)散的信號(hào) 強(qiáng)度衰減系數(shù)α = 1/2，即每經(jīng)過(guò)一跳擴(kuò)散，信號(hào)強(qiáng)度減小一半。可以看到，當(dāng)與節(jié)點(diǎn)A相 連的一條鏈路被占用，經(jīng)過(guò)消息擴(kuò)散后，從該節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)S的路由發(fā)生了改變。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有波長(zhǎng)變換能力的光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信息擴(kuò)散如圖2 所示。圖2中的三節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)配置了兩個(gè)波長(zhǎng)，節(jié)點(diǎn)A為波長(zhǎng)變換節(jié)點(diǎn)(WIXC)。在節(jié)點(diǎn)Α，消 息擴(kuò)散可以跨波長(zhǎng)平面進(jìn)行，引入的跨波長(zhǎng)平面信號(hào)強(qiáng)度衰減系數(shù)為1/2η。一例阻塞率仿真結(jié)果如圖3所示。該仿真建立在NSFNET拓?fù)渲?14個(gè)節(jié)點(diǎn)、21 條雙向鏈路、8波長(zhǎng))，業(yè)務(wù)負(fù)載強(qiáng)度區(qū)間設(shè)置為2. 5-5Erlang (愛(ài)爾蘭)，對(duì)應(yīng)5個(gè)波長(zhǎng)變換 節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)阻塞率為7e-3-0. 17。控制平面帶寬消耗的一例仿真結(jié)果如圖4所示。可以看到隨著波長(zhǎng)變換節(jié)點(diǎn)數(shù)量 的增加和業(yè)務(wù)負(fù)載強(qiáng)度的降低，本發(fā)明所述的基于信息擴(kuò)散的光網(wǎng)絡(luò)路由方法的控制平面 帶寬消耗增加。相比0SPF-TE，信息擴(kuò)散路由(IDBR)在網(wǎng)絡(luò)不支持波長(zhǎng)變換時(shí)能夠獲得更 低的帶寬消耗。建路/拆路后的網(wǎng)絡(luò)收斂時(shí)間的一例仿真結(jié)果如圖5所示。可以看到隨著波長(zhǎng)變 換節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加，本發(fā)明所述的基于信息擴(kuò)散的光網(wǎng)絡(luò)路由方法的建路收斂時(shí)間增加， 拆路收斂時(shí)間變化不大。無(wú)論是建路還是拆路，信息擴(kuò)散路由的收斂時(shí)間均與OSPF-TE在 同一水平上。圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基于信息擴(kuò)散的光網(wǎng)絡(luò)路由方法的網(wǎng)絡(luò)初始 化實(shí)施例流程圖，如圖所示，本實(shí)施例的完整流程包括以下步驟首先，進(jìn)行初始化的節(jié)點(diǎn)N向它的所有鄰居節(jié)點(diǎn)在所有波長(zhǎng)平面λ k發(fā)送其初始 信號(hào)強(qiáng)度I，之后進(jìn)入空閑狀態(tài)，等待消息包的到達(dá)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)N接收到一個(gè)消息包后，將其放入消息處理隊(duì)列。系統(tǒng)從消息隊(duì)列中讀取一條待處理的消息，對(duì)其類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，并啟動(dòng)相應(yīng)的消 息處理流程(1)如果收到的是好消息擴(kuò)散消息包，則啟動(dòng)好消息處理流程(圖7)；(2)如果收到的是壞消息擴(kuò)散消息包，則啟動(dòng)壞消息處理流程(圖7)；(3)如果收到的是建路請(qǐng)求消息包，則啟動(dòng)建路處理流程(圖8)；
(4)如果收到的是拆路請(qǐng)求消息包，則啟動(dòng)拆路處理流程(圖8)；(5)對(duì)于其他情況，采用其他消息處理模塊進(jìn)行處理。當(dāng)一個(gè)消息處理完畢后，如果消息隊(duì)列非空，系統(tǒng)讀取下一條待處理的消息，并重 復(fù)上述消息處理流程，直至消息隊(duì)列為空時(shí)，系統(tǒng)重新進(jìn)入空閑狀態(tài)，等待消息包的到達(dá)。圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基于信息擴(kuò)散的光 網(wǎng)絡(luò)路由方法的好消息/壞 消息處理實(shí)施例流程圖，如圖7所示，好消息的完整流程包括以下步驟首先，本地節(jié)點(diǎn)N提取好消息所包含的消息擴(kuò)散信息消息源-S、波長(zhǎng)-λ k、路 由-P、信號(hào)強(qiáng)度_i。接下來(lái)，節(jié)點(diǎn)N讀取本地維護(hù)的波長(zhǎng)平面λ k上節(jié)點(diǎn)S的信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)庫(kù)。如果α · j >接收消息的端口標(biāo)記的節(jié)點(diǎn)S的信號(hào)強(qiáng)度，則重新標(biāo)記該信號(hào)強(qiáng)度 為α · j，并標(biāo)記其路由為P。其中，α為信號(hào)強(qiáng)度衰減系數(shù)。否則，消息處理流程結(jié)束。如果α · j >所有端口標(biāo)記的節(jié)點(diǎn)S的信號(hào)強(qiáng)度，則將波長(zhǎng)平面Xk的節(jié)點(diǎn)S信 號(hào)強(qiáng)度標(biāo)記為α · j，并將該好消息繼續(xù)在波長(zhǎng)平面Xk上擴(kuò)散到節(jié)點(diǎn)N的所有鄰居節(jié)點(diǎn)， 信號(hào)強(qiáng)度為α ·」，路由為P U N，發(fā)出該消息的端口標(biāo)記節(jié)點(diǎn)S的信號(hào)強(qiáng)度為0。否則，消 息處理流程結(jié)束。如果節(jié)點(diǎn)N為波長(zhǎng)變換節(jié)點(diǎn)(WIXC)，且α · j >所有其他波長(zhǎng)平面節(jié)點(diǎn)S的信號(hào) 強(qiáng)度，則將該好消息擴(kuò)散至這些波長(zhǎng)平面的鄰居節(jié)點(diǎn)，信號(hào)強(qiáng)度為a、j。其中，α*為跨波 長(zhǎng)平面信號(hào)強(qiáng)度衰減系數(shù)。否則，消息處理流程結(jié)束。壞消息的完整流程包括以下步驟首先，本地節(jié)點(diǎn)N提取壞消息所包含的消息擴(kuò)散信息消息源-S、波長(zhǎng)_ λ k、占用 /故障鏈路1。接下來(lái)，節(jié)點(diǎn)N讀取本地維護(hù)的波長(zhǎng)平面λ k上節(jié)點(diǎn)S的信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)庫(kù)。并將 其中包含1的路由項(xiàng)及其端口標(biāo)記的節(jié)點(diǎn)S的信號(hào)強(qiáng)度清零。如果波長(zhǎng)平面Ak上節(jié)點(diǎn)S的信號(hào)強(qiáng)度發(fā)生改變(新的信號(hào)強(qiáng)度為i’，路由為 P’)，則將該壞消息繼續(xù)在波長(zhǎng)平面λ k上擴(kuò)散到節(jié)點(diǎn)N的所有為壞消息來(lái)源節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié) 點(diǎn)。否則，消息處理流程結(jié)束。擴(kuò)散好消息到波長(zhǎng)平面Ak上節(jié)點(diǎn)N的所有鄰居節(jié)點(diǎn)，信號(hào)強(qiáng)度為α · j，路由為 ρ' U N。如果節(jié)點(diǎn)N為波長(zhǎng)變換節(jié)點(diǎn)(WIXC)，且波長(zhǎng)平面λ k上節(jié)點(diǎn)S的原信號(hào)強(qiáng)度i在 所有波長(zhǎng)平面最大，則將該壞消息擴(kuò)散到其他波長(zhǎng)平面非消息來(lái)源的鄰居節(jié)點(diǎn)。如果節(jié)點(diǎn)N為波長(zhǎng)變換節(jié)點(diǎn)(WIXC)，且波長(zhǎng)平面λ k上節(jié)點(diǎn)S的新信號(hào)強(qiáng)度為0， 則從擁有節(jié)點(diǎn)S最大信號(hào)強(qiáng)度的波長(zhǎng)平面獲取該強(qiáng)度和路由信息。否則，消息處理流程結(jié)
束ο圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基于信息擴(kuò)散的光網(wǎng)絡(luò)路由方法的建路/拆路 處理實(shí)施例流程圖，如圖所示，建路的完整流程包括以下步驟首先，本地節(jié)點(diǎn)N提取建路請(qǐng)求消息所包含的信息目的節(jié)點(diǎn)-D。接下來(lái)，節(jié)點(diǎn)N在本地所有波長(zhǎng)平面上尋找節(jié)點(diǎn)D信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的路由P，對(duì)應(yīng)的 波長(zhǎng)平面為W。啟動(dòng)連接管理模塊進(jìn)行建路。
如果建路成功，則對(duì)于ρ的每一條鏈路1，向其兩端節(jié)點(diǎn)的鄰居在波長(zhǎng)平面w上，對(duì)于所有消息源擴(kuò)散1被占用的壞消息。否則報(bào)錯(cuò)，消息處理流程結(jié)束。拆路的完整流程包括以下步驟首先，本地節(jié)點(diǎn)N提取拆路請(qǐng)求消息所包含的信息業(yè)務(wù)號(hào)-T。接下來(lái)，啟動(dòng)連接管理模塊對(duì)T進(jìn)行拆路。如果拆路成功，則對(duì)于業(yè)務(wù)T的路由的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)k，向其鄰居節(jié)點(diǎn)在波長(zhǎng)平面w 上，對(duì)于所有消息源擴(kuò)散1被占用的壞消息。否則報(bào)錯(cuò)，消息處理流程結(jié)束。應(yīng)當(dāng)理解的是，在以上敘述和說(shuō)明中對(duì)本發(fā)明所進(jìn)行的描述只是說(shuō)明而非限定性 的，且在不脫離如所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的前提下，可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種 改變、變形、和/或修正。
權(quán)利要求
一種基于信息擴(kuò)散的光網(wǎng)絡(luò)路由方法，其特征在于包括在波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)的控制平面服務(wù)器上，在網(wǎng)絡(luò)初始化階段，使每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在各個(gè)波長(zhǎng)平面分別向其鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散包含其信號(hào)強(qiáng)度信息的好消息，所述每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)為信號(hào)源節(jié)點(diǎn)，在波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)的控制平面服務(wù)器上，使所述鄰居節(jié)點(diǎn)在接收到這些強(qiáng)度信息后繼續(xù)將所述強(qiáng)度信息在同一波長(zhǎng)平面向所述鄰居節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散，其中使所述強(qiáng)度信息的信號(hào)強(qiáng)度在每一跳的所述擴(kuò)散的過(guò)程中進(jìn)行衰減；在波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)的控制平面服務(wù)器上，取一個(gè)節(jié)點(diǎn)的全部端口所接收到的來(lái)自一個(gè)所述信號(hào)源節(jié)點(diǎn)的所述信號(hào)強(qiáng)度的最大值作為所述一個(gè)節(jié)點(diǎn)所接收到所述一個(gè)信號(hào)源節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括當(dāng)所述一個(gè)節(jié)點(diǎn)的所述全部端口中的某一個(gè)端口接收到的所述信號(hào)源節(jié)點(diǎn)的所述信 號(hào)強(qiáng)度小于所述最大值時(shí)，終止所述好消息的擴(kuò)散。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括當(dāng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)請(qǐng)求到達(dá)時(shí)，把到一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)的路由確定為沿著該目的節(jié)點(diǎn)的所述信號(hào) 強(qiáng)度的梯度方向的路由，啟動(dòng)一個(gè)連接管理模塊完成沿著所述梯度方向的所述路由的建立。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括當(dāng)由于所述路由的建立而導(dǎo)致某些鏈路被占用時(shí)和/或當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生鏈路故障時(shí)，從 所述鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)向鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散所述鏈路不可用的壞消息，使所述鄰居節(jié)點(diǎn)在收到這些消息后進(jìn)行所述鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)的修改，并將包含不可 用的所述鏈路的路由項(xiàng)及其對(duì)應(yīng)的所述強(qiáng)度信息刪除。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括當(dāng)在所述波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)的本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的所述修改后，所述本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)所 維護(hù)的某個(gè)所述信號(hào)源節(jié)點(diǎn)的所述信號(hào)強(qiáng)度發(fā)生改變時(shí)，將所述壞消息向所述一個(gè)節(jié)點(diǎn)的 鄰居節(jié)點(diǎn)繼續(xù)擴(kuò)散；當(dāng)拆除一個(gè)網(wǎng)絡(luò)路由的請(qǐng)求到達(dá)所述一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，啟動(dòng)所述連接管理模塊進(jìn)行所述網(wǎng) 絡(luò)路由的拆除，并釋放被占用的鏈路資源；當(dāng)所述鏈路資源被釋放后，所述網(wǎng)絡(luò)路由所經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)向該節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散包含 所有所述信號(hào)源節(jié)點(diǎn)的所述信號(hào)強(qiáng)度的好消息，上述鄰居節(jié)點(diǎn)在接收到所述好消息后重復(fù) 這一向鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散包含所述信號(hào)強(qiáng)度的好消息的過(guò)程，直到網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)穩(wěn)定。
6.如權(quán)利要求3所述基于信息擴(kuò)散的光網(wǎng)絡(luò)路由方法，其特征在于，好消息的擴(kuò)散攜 帶其所經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)和端口信息，實(shí)現(xiàn)顯示路由。
7.如權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，所述連接管理模塊在所述路由的建立過(guò)程中采用雙向資源預(yù)留和/或單向資源預(yù)留；在啟動(dòng)所述連接管理模塊完成所述路由的建立的過(guò)程中，當(dāng)在某個(gè)中間節(jié)點(diǎn)發(fā)生了鏈 路資源沖突時(shí)，從該中間節(jié)點(diǎn)的其他端口重新選擇到所述目的節(jié)點(diǎn)的路由，以完成所述路由的建立。
8.如權(quán)利要求3所述基于信息擴(kuò)散的光網(wǎng)絡(luò)路由方法，其特征在于對(duì)于具有波長(zhǎng)變換能力的光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，在可進(jìn)行波長(zhǎng)變換的波長(zhǎng)平面向鄰居節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散 所述好消息，其中除進(jìn)行上述信號(hào)強(qiáng)度衰減外，還加入了跨波長(zhǎng)平面操作所對(duì)應(yīng)的信號(hào)強(qiáng) 度衰減。
9.如權(quán)利要求1-8中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在多路由域光網(wǎng)絡(luò)中，使所述多個(gè)路由域中的一個(gè)路由域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)通過(guò)所述域的邊界 節(jié)點(diǎn)向其他所述路由域擴(kuò)散其所述強(qiáng)度信息，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的跨域路由選擇。
10.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述好消息和/或所述壞消息 的擴(kuò)散采用觸發(fā)式，即當(dāng)節(jié)點(diǎn)接收到一個(gè)消息時(shí)，立即對(duì)其進(jìn)行處理并根據(jù)需要將所述消 息繼續(xù)擴(kuò)散至該節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)。
全文摘要
波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)中基于信息擴(kuò)散的路由方法，在波長(zhǎng)路由光網(wǎng)絡(luò)控制平面服務(wù)器上按以下步驟實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)初始化階段，各節(jié)點(diǎn)向鄰節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散其“信號(hào)強(qiáng)度”信息，鄰節(jié)點(diǎn)在接收到該強(qiáng)度信息后將該信息向它的鄰居擴(kuò)散，信號(hào)強(qiáng)度在擴(kuò)散過(guò)程中逐步“衰減”。一節(jié)點(diǎn)接收到的另一節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度為其各個(gè)端口接收到該信號(hào)強(qiáng)度的最大值。若某時(shí)刻從節(jié)點(diǎn)某端口接收到的信號(hào)強(qiáng)度小于該最大值，此路擴(kuò)散終止。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定后，到某節(jié)點(diǎn)的路由方向?yàn)樵摂U(kuò)散信號(hào)強(qiáng)度的梯度方向。當(dāng)某鏈路被占用或發(fā)生故障時(shí)，該鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)向其鄰節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散“鏈路不可用”信息。鄰節(jié)點(diǎn)在收到該信息后，修改本地路由數(shù)據(jù)庫(kù)并根據(jù)需要將該信息選擇性向其鄰居繼續(xù)擴(kuò)散。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK101841466SQ20101012265
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者華楠, 周炳琨, 張漢一, 鄭小平, 韓柳燕 申請(qǐng)人:清華大學(xué)