[发明专利]一种基于距离自适应路由与频谱分配的预计算恢复方法

摘要

本发明涉及一种基于距离自适应路由与频谱分配的预计算恢复方法，该方法通过设计软件定义弹性光互联数据中心网络架构，将网络控制平面和数据转发平面分离，并对控制器功能模块和OpenFlow协议进行扩展，实现快速灵活地定制网络功能；根据链路上频谱隙数量对网络拓扑划分层次，构建频谱窗口分层辅助图模型，并通过距离自适应选择合适的调制格式，利用频谱窗口分层辅助图模型对业务进行路由和频谱分配；在对故障业务进行恢复时，使用预计算恢复技术提前为业务计算恢复路由，当业务发生故障后，使用预计算恢复方案为中断业务开通网络资源，快速建立恢复路由。本方法能够满足频谱邻接性和连续性的双重约束，避免造成阻塞，同时可以保证故障业务的快速恢复，提升网络的整体性能。

主权项

1.一种基于距离自适应路由与频谱分配的预计算恢复方法，其特征在于：该方法包括：首先，设计软件定义弹性光互联数据中心网络架构，实现将网络控制平面和数据转发平面分离，并对控制器功能模块和OpenFlow协议进行扩展，从而实现快速灵活地定制网络功能；其次，根据链路上频谱隙数量对网络拓扑划分层次，构建频谱窗口分层辅助图模型，并通过距离自适应选择合适的调制格式，利用频谱窗口分层辅助图模型对业务进行路由和频谱分配，在保证频谱双重约束条件的同时，保证业务的服务质量要求；最后，在对故障业务进行恢复时，使用预计算恢复技术提前为业务计算恢复路由，当业务发生故障后，直接使用预计算恢复方案为中断业务开通网络资源，快速地建立恢复路由，从而实现受故障影响的业务快速恢复；所述路由和频谱分配的方法为：首先根据链路上频谱隙数量创建频谱窗口(Spectrum Window,SW)，每个SW包括一个频谱隙，基于SW提出一种频谱隙窗口平面(Spectrum slot Window Plane,SWP)分层辅助图模型，每一层代表一个频谱隙，分层图中以频谱隙剩余量矩阵记录频谱资源剩余容量；其次，根据业务的实际传输距离自适应选择调制格式，计算业务所需要的频谱系数量，并利用SWP分层辅助图模型创建多频谱宽度的频谱隙窗口平面(Multiple Spectrum slot Window Plane,MSWP)分层辅助图模型，实现不同业务的路由和频谱分配一步算法，具体包括以下步骤：步骤1：创建SWP分层辅助图模型，计算每一层对应的频谱隙剩余量矩阵矩阵中的元素m_ij值为1时，表示链路(i,j)上有可用频谱资源，m_ij值为0时，表示链路(i,j)上无可用频谱资源；步骤2：从16QAM到BPSK，对每个调制格式，计算业务请求r所需的频谱隙个数；若所有调制格式都被遍历过，则阻塞业务，转到步骤8；步骤3：根据公式计算MSWP对应的剩余量矩阵，创建MSWP分层辅助图模型，n_i代表业务所需的频隙个数；步骤4：从索引值最低索开始，对每个MSWP，通过Dijkstra最短路径算法为业务选择最短路径pw；步骤5：如果路径pw找到，则记录路由信息和MSWP索引值，并跳到步骤7；否则，执行下一步；步骤6：若索引值未达到最大值，移至下一个MSWP，重复步骤4到5，否则返回步骤2；步骤7：如果路由信息w_route＝NULL，则将pw→w_route，当前MSWP的起始索引值→w_index；否则，如果pw的跳数小于w_route的跳数，则将pw→w_route，当前MSWP的起始索引值→w_index；步骤8：算法结束。