[发明专利]一种基于2跳段的光组播静态P圈段保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，具体涉及一种用于解决光网络组播中节点链路故障的2跳段静态业务的P圈保护方法。

技术背景

随着光网络技术的发展，光网络中单点发送、多点接收的光组播应用越来越多，光网络带宽的消耗和拥塞发生快速增加，随着光纤传输容量的逐渐增大，一旦某一节点或者链路发生故障可能会导致多个目的节点不能接收数据，会有大量业务丢失，提高光网络组播的生存性成为光网络面临的重要问题。目前对于光网络生存性的保证主要有2种措施，网络保护和网络恢复。保护是指事先为业务预留保护资源，当故障发生时，业务可以通过备用资源承载。恢复是指并不事先为业务预留保护资源，当故障发生后，再动态地寻找网络中可用资源来承载那些受故障影响的业务。相比而言，保护技术具有较短的业务恢复时间，但需耗费较多的冗余资源；而恢复技术具有较好的资源利用率，但故障恢复时间长，且不能提供完全可靠保护。

近几年的研究表明，P圈保护在静态业务的保护中使用了较少的波长资源，有着传统环保护的优点，同时还能对跨接链路进行保护，提高了保护范围。对与传输容量日益增大的组播网络是一种有效的生存保证手段。在光网络中，波长本身是很稀缺的资源，使用越多资源开销就越大，P圈通常是以最小化波长使用量为目标在网络中预先计算和预先配置的环状连接。在传统的P圈保护中，节点保护和链路保护时常不能兼顾。在传统的段保护中，可以将节点保护和链路保护兼顾，但是传统保护方式有着很高的波长资源消耗，波长资源在光网络中是非常稀缺的资源。本发明提出了一种基于2跳段的静态P圈保护方法实现光网络组播节点故障和链路故障的保护，同时使P圈的波长使用量达到最小。

发明内容

针对现有的光组播路由保护对象单一，即：只针对节点故障或链路故障的现状，本发明设计了一种基于2跳段的静态P圈段保护方法，该方法包括：用一种改进的深度优先搜索算法寻找无向图所有环路，用启发式算法对组播业务进行分段和设计整数线性规划模型从所有环路集合中求最优解的方法。具体技术方案如下：

一种基于2跳段的光组播P圈段保护方法，将光网络抽象为用节点集合V、光纤链路集合E表示的图G(V,E)，搜索图G(V,E)中的所有环，删除有环的节点及边，直到图G(V,E)中没有环路，计算组播请求连接通路对应的组播树；对每条从源节点开始到目的节点的路径进行分段，每2跳作为一段；把组播请求通路分成若干个2跳交迭路径段，以2跳交迭路径段为单位进行保护实现该2跳段的中间节点和2条链路的生存性。

寻找图G(V,E)中的所有环路，具体包括：（1）读入网络拓扑G（V，E），对其中的节点进行编号，分别是1,2，…，i，…，m；（2）对于节点m进行深度优先搜索，到达一个点W将其入栈；（3）遍历W的所有出边，出边对应的另一个端点分别为v1，v2，…，vJ；（4）判断W的出边对应的点vj是否在栈中，在栈中则转向（5），否则转向（6）；（5）vj在栈中且vj等于m则从m到vj为一个环，输出这个环，如果在栈中而vj不等于m则i=i+1转向（4）；（6）继续深度优先搜索，直至图中没有环。所述每2跳作为一段具体为：对于一条路径从源节点到目的节点，每2跳路径作为一个2跳段并储存，继续对下一个节点向目的节点找段，直到找不到2跳段为止，不足2跳的按链路形式储存。

本发明通过2跳段的P圈保护以最低的波长资源保护了网络中所有需要保护的节点和链路。实现光网络组播节点故障和链路故障的保护，同时使P圈的波长使用量达到最小。

附图说明

图1计算所有环路算法流程图；

图2组播业务分段算法流程图；

图3组播树分段示意图；

图42跳段P圈保护示意图。

具体实施方式

本发明用一种改进的深度优先搜索（Deep-First-Search，DFS）算法寻找有向图所有环路的方法，用启发式算法对组播业务进行分段的方法和设计整数线性规划模型从所有环路集合中求最优解的方法。对到达光网络输入节点的光组播请求，首先根据光网络中可用波长带宽资源及拓扑关系，使用改进的DFS算法对该网络拓扑求所有环路；然后对从源节点到每个目的节点的路径进行分段，把分段后的路径进行链路分离处理；最后对每个链路分离段通过整数线性规划模型求得最佳P圈。

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。