[发明专利]三层网络联合资源优化方法

权利要求书

1.一种三层网络联合资源优化方法，其特征在于：该方法分为两个部分，即 层内资源优化和层间资源优化，在每一层内，将动态业务的选路和业务请求传送 分离开来，采用基于蚂蚁代理的综合路由方法AIR，利用在控制平面的蚂蚁代理 来进行选路；在层与层之间采取联合优化，使上层被阻塞的业务请求可以利用下 层空闲的资源进行传送，达到层间联合优化，蚂蚁代理的选路和业务请求的传送 是一个同步的过程，具体方法包括有：

AIR算法在控制平面的选路步骤包括有：

(1).对网络进行初始化，在三层网络IP/SDH/WDM中对网络进行初始化， 初始化路径质量评判参数θ＝θ₀＝0；

(2).在三层网络每一层的每个节点之中建立两张表：一种是路由表，另一种 是蚂蚁信息素表，路由表用来存储源宿节点对之间的路径信息；蚂蚁信息素表， 用于记录蚂蚁代理在该节点处释放的信息素；蚂蚁代理是根据蚂蚁信息素表来搜 寻路径，通过在网络中始终保持一定数量的蚂蚁，根据网络状态实时的更新路由 表的信息，保证蚂蚁代理的选路和业务请求的到达是一个同步的过程；

最优路径的搜寻，是在网络中随机挑选一对源宿节点对，在其之间派出蚂蚁 代理搜寻最优路径，并根据以下定义的路径质量评判参数评价路径的优劣：

θ=ζeRmin-1+(1-ζ)e-σH]]>

其中0≤ζ≤1，σ为控制参数，拥有越大的θ值的路径是越好的路径；

(i，j)：为网络中的一条链路；

B_ij：为链路(i，j)的带宽容量；

Br_ij：为链路(i，j)的剩余带宽；

R_ij：R_ij＝Br_ij/B_ij为该链路(i，j)的剩余带宽率；

R^min：为路径L上所有链路的R_ij中的最小值；

H：为一条从源节点s到目的节点d之间的路径L的跳数；

所搜寻的路径的质量评判参数θ与原存于上述蚂蚁信息素表中θ₀进行比 较，若θ大于θ₀，令θ成为新的θ₀存储于上述两表中，若θ小于或等于θ₀，放弃 所搜寻到的路径和θ；

蚂蚁代理搜寻最优路径，具体过程包括：

(2a).在网络中随机挑选一对源宿节点对，在其之间派出蚂蚁代理搜寻最优 路径；

(2b).在每一个节点处，蚂蚁代理根据以蚂蚁信息素表中信息和路径选择概率 函数来选择下一跳节点，具体依据下式进行：

pijk=[τij]α[Rij]βΣl∈neighborik[τil]α[Ril]β;]]>式中，k为蚂蚁代理k；

(2c).选择好下一跳节点之后，根据以下公式

τ_ij←(1-δ)τ_ij+δτ₀

更新局部蚂蚁信息素，然后蚂蚁代理前往一下跳节点：其中，δ是局部信息素蒸 发因子，满足0＜δ＜1，τ₀是信息素的初始值；

(2d).判断当前节点是否为宿节点，若是，进行下一步骤即步骤(2e)，若当前 节点不是宿节点，进行步骤(2b)；

(2e).若当前节点为宿节点，计算路径质量评判参数θ，并比较θ与θ₀；若 θ大于θ₀，令θ₀＝θ并进行步骤(2f)；若θ小于或等于θ₀，进行步骤(2g)；

(2f).从宿节点派出反向蚂蚁代理到源节点，更新沿途所经过节点的路由表 和并按以下公式更新蚂蚁信息素表：

τij←(1-ρ)τij+ρΔτijbs,]]>∀(i,j)∈Tbs;]]>

其中，其中T^bs表示最优路径；是信息素增量，H^bs是最优路 径的跳数；参数ρ是全局信息素蒸发因子；

(2g).判断所派出的蚂蚁代理的数目是否达到该蚂蚁种群蚂蚁代理数目的上 限，若已达到，进行下一步即步骤(2h)，若没有达到，则进行步骤(2a)；

(2h).停止释放蚂蚁代理，直到下一个搜寻周期；

(3).判断节点对间所经过的蚂蚁数量是否达到蚂蚁种群的上限，是，则停止 释放蚂蚁代理，否，则继续派出蚂蚁代理对路径信息进行搜寻和更新；

(4).在业务传送的过程中，若有节点失效，则回溯到上一个节点中，利用该 节点之中的蚂蚁信息素表的信息，重新选择新的下一跳路径节点，实时的恢复通 信；

层间联合优化的步骤包括有：

1).在三层网络的第l层动态到达一个业务请求；

2).判断在第l层是否有足够的资源传送该业务，若有足够的资源，进 行步骤5)，若没有足够的资源，进行步骤3)；

3).判断第l层是否为第1层，若是第1层，拒绝该业务，若不是第1 层，进行步骤4)；

4).将该业务通过层间链路传送到第l-1层进行传送，并判断在第l-1层 是否有足够的资源传送该业务，若有足够的资源，进行步骤5)，若没有足 够的资源，拒绝该业务；

5).根据该层每个节点路由表中所记录的路径传送该业务；

6).将业务传送到下一跳节点，并判断该节点是否是宿节点，若是宿节 点，则任务结束，若不是宿节点，进行步骤5)。