[发明专利]光网络中一种基于贪婪算法的路由算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于贪婪算法的光网络波长路由算法，属于光通信网络技术领域。

背景技术

进入二十一世纪以来，伴随人类进入信息化社会的步伐不断加快，社会对信息交流的需求越来越多，各种各样的信息需要通过通信网络来传输。特别是以IP为代表的数据通信业务的爆炸式增长，对通信网络的传输容量和处理能力提出了严峻挑战。这些社会需求促使电信领域正在进行着持续不断的变革，给整个网络的技术模式和整体框架带来了深远影响。

选用较少的波长，尽可能地节约波长资源是波分复用(WDM)网络组播传送问题中常见的优化目标之一。已经证明在WDM网络中建立一棵满足波长数和时延要求的路由树是NP问题。在以往的研究中，人们通常采用启发式算法求满意解。点着色的方法是常用的一种方法，这种方法虽然优化性能较好，但时间复杂度较高。本文提出基于较少波长数来建立一棵跳数和阻塞率相对都较低的组播树的方法，以解决WDM网络组播传送问题。

发明内容

针对背景技术所述，本发明所涉及的内容属于光网络中一种基于贪婪算法的路由选择方法。本发明的目的在于针对光网络中存在的路由问题，提供一种利用贪婪算法来解决光网络路由选择优化方法。

用一个带加权的简单无向图G(V，E，W)来表示一个网络，其中，V＝{v₁，v₂，...，v_n}是网络节点集，这里假设网络上的每个节点都具有完全波长转换能力；E＝{e_ij}是网络链路集，链路e_ij。表示从节点v_i到v_j的一根光纤。W＝{w₁，w₂，...，w_k}表示网络中的可用波长集，w(e)表示链路e上的可用波长集，e∈E。对于每条链路e_ij，还有如下参数：(1)λ_ij^a：表示链路e_ij上的可用波长数；(2)：表示链路e_ij上的总波长数。的值是动态变化的，每个节点都知道它的邻边当前的这些参数值。表示链路e_ij的利用率，该值越大，说明该链路的利用率越高。表示链路e_ij的阻塞概率，该值越大，说明其阻塞概率越大。

r(S；D)表示从源节点S到目标节点集D的组播传送业务，且。E(w_i)表示链路可用波长集中含有波长w_i的所有链路的集合。v∈V(w)表示链路可用波长集中含有波长二‘的所有链路的端点集合。如果v任V(w)，则称v被波长w覆盖。根据上面的波长与节点、链路的覆盖关系，可将组播传送中的较少波长数问题转换成波长覆盖问题，即把我们需要解决的问题变成求一棵满足要求的组播树，该树上的所有节点或链路被较少的波长所覆盖。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

首先我们采用一种贪婪算法找出能够覆盖所有链路且波长数较少的波长集。

根据拓扑图G(V，E，W)中波长与节点、链路的关系，可将它进一步表示成k个波长覆盖图G(V(w_i)，E(w_i)，W(w_i))，i＝1，2，…，k。若G(V(w_i)，E(w_i)，W(w_i))不连通，即覆盖波长wi的节点集和链路集所构成的拓扑图不是连通的，则先将G(V(w_i)，E(w_i)，W(w_i))分成Cm_i个连通图。w_i∈W也根据这C_mi个连通图分成相应的C_mi个波长。此时，拓扑图G(V，E，W)中的波长集合变成

该方法分3个阶段执行：

第1阶段：对拓扑图G(V，E，W)进行简化，并找出覆盖源节点和目标节点必需的波长。

(1)根据G(V，E，W)构造一点覆盖图H(W，V，B)。覆盖图H(W，V，B)的构造方法是：它的顶点由w和v构成，如果v_j(j＝1，2，…，n)被w_i(i＝1，2，…，k)覆盖，则v_j和w_i间由边b相连。这样连接V点和波长W的所有的边b构成了覆盖图H中边的集合B。初始化较少波长集W’和被覆盖的节点集V’为空集，设D’＝D∪{S}。