[发明专利]一种GMPLS/OBS网络中实现流量工程的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种实现流量工程的方法，尤其涉及一种在光突发交换网络（OBS，Optical Burst Switch）和通用多协议标签交换协议（GMPLS，Generalized Multi-protocol Label Switch）技术结合的网络（以下简称为GMPLS/OBS网络）实现流量工程的方法，属于光通信技术领域。

背景技术

近年来，光突发交换技术(OBS)一直被认为是面向业务的IP over WDM最有前途的解决方案之一。然而，由于OBS网络中采用的JET和JIT等资源单向预留机制是面向无连接的的控制协议（M.Yoo and C.Qiao. Just-Enough-Time(JET):A high speed Protocol for burst traffic in optical network, in IEEE/LEOS Technologies for a Global Information Infrastrueture,pp.26－27,Aug.1997），因此，当网络负载较重时业务需求在OBS网络中传输时可能会出现拥塞或中断。对于此类问题，目前通常采用的方法是在发生冲突后尽量消除，如光缓存方法、偏射路由、波长转换等方法（侯 睿; 孙军强; 丁攀峰.一种光突发交换网络中基于优先级的冲突解决方法的研究, 电子与信息学报, 2006,V28(4): 747-752）。而要完全规避网络资源竞争冲突问题，必须合理地分配网络中各条链路上的业务流量，使整个网络的负载尽可能均衡，从而减小常用路径出现拥塞的概率，而这也正是流量工程的目标。流量工程也是GMPLS的重要技术特点，将GMPLS引入OBS网络，可以在实现流量工程的同时，解决OBS网络中存在的拥塞和冲突等问题。

GMPLS流量工程主要的实现方法是利用约束路由计算显式路径，然后利用显式路径方式建立标签交换路径(LSP)和利用标签交换路径进行流量分配。采用GMPLS来支持流量工程，有以下方面的优点：支持显式路径，不受按目的地址转发方法的限制，可以实现路径选择、负载均衡、自愈恢复、路径优先级等功能。流量工程一般有两种实现方式：在线模式与离线模式。在线模式使用路由/信令协议通过基于受限的路由算法实现在线路经计算；离线模式从整个网络资源使用的最优化来考虑，此时需要同时考虑所有链路资源和所有的入口和出口LSPs。

在线模式是局部资源最优化的一个实例。GMPLS中流量工程和基于受限的路由概念紧密相关。GMPLS技术允许在路径选择中使用基于受限的路由方案，每一个节点的受限选路需要将标签交换通道属性、网络资源属性和其它拓扑信息作为输入参数，然后据此计算源于自身的每一条满足要求和限制的显式路由，输出结果是满足标签交换通路属性和网络资源限制的一条或多条通路。尽管受限选路算法对网络的实际限制不容易处理，特别是要达到最优化时计算量通常很大，但可通过以下算法提高效率：

（1）删除不满足标签交换通道属性要求的网络资源，如特定链路等。

（2）在删除后的图中运行最短路径算法。

一旦找到可行的通路再考虑采用其它的属性进行优化和选择。

离线模式的实现步骤包括：

1) 对网络中各条链路的流量进行统计分析，特别是应对网络负荷较重或出现拥塞时各条链路的流量分布做详细分析。

2) 找出网络业务流量的约束条件，这些条件可以是网络的要求也可以是运营者自己或用户的特殊要求所决定的。

3) 将这些条件和基于约束的选路计算结合起来进行多次离线计算优化。

4) 将计算出的路由通过网管配置到GMPLS网络中。

离线全局最优需要全面掌握网络的状态和链路状态更新信息，并且包括所有的网络资源。这个方案需要解决信息数量的可测量性问题，并且它需要面临的另一个重要的问题——稳定性。事实上，如果网络中流量负荷变化得较快，流量工程控制机制就难以及时做出反应。因此实现全局最优非常困难。 

引入GMPLS控制平面，可以简化OBS网络中控制消息对路由选择的处理。同时，GMPLS完善的流量工程机制可以减少OBS网络业务拥塞率和降低丢包率，从而实现路径选择、负载均衡、以及保护和恢复机制。

传统的如最短路径优先算法（OSPF）和距离向量算法（RIP）等路由算法，在选路时都使用最短路径转发数据，使得较短路径上容易出现阻塞，而较长的路径容易空闲。这种由于网络资源使用不均衡造成的网络拥塞必然致使网络总体性能降低，服务质量（QoS）无法保证。

发明内容