[发明专利]一种多域光网络动态保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及光网络保护方法，尤其涉及一种多域光网络动态保护方法，属于光通信技术领域。

背景技术

网络生存性( survivability) 泛指网络经受各种类型失效， 甚至灾难性大故障后仍能维持可接受的业务质量的能力。光网络的生存性策略主要包括保护（protection）和恢复（restoration）两种机制。

保护机制是指在故障发生前为光网络承载的业务提供预留的保护资源，当光网络中发生故障时，故障业务切换至保护资源进行传送。通常有以下三种方式： 1+1、1:1和M:N [王建全，张永健等．光网络的保护恢复的研究[J] ．光通信研究，2004：7-10]。

(1) 1+1方式下， 通常有两个通道，即工作通道和保护通道。两个通道上均传送业务， 接收端比较接收到的两路信号质量的优劣， 选取质量较好的一路进行接收。这种方式优点是故障切换只需要在接收端完成，系统简单，设备投资少，缺点是带宽利用率低。

(2) 1:1方式下， 也有工作通道和保护通道两个通道，但正常工作时仅在工作通道上传送信号，保护通道资源预留。当工作通道上的接收信号劣化或失效时可切换至保护通道传送信号。这种保护方式需要发送端和接收端同时切换，系统较复杂，设备投资比较高，优点是带宽利用率较高。

(3) M:N 方式下， 是N 条工作通道共享M 条保护通道。这种方式下，带宽利用率最高，缺点是系统结构复杂。

保护机制的选取与实际网络的拓扑有着密切的关系，可以根据不同的需要选择相应的保护机制，有效的实现网络的保护。

恢复机制是利用节点之间可用的任何容量，包括预留的专用空闲备用容量、网络当前空闲的容量乃至低优先级业务可释放的额外容量来切换受故障影响的业务。恢复机制的实质是在准确知道故障点的位置前提下，通过与网络选路算法相似的恢复算法在网络中寻找失效路由的替代路由。相比保护机制，恢复机制可大大节省备用资源，但恢复切换需要较长的时间，对于实时性要求较高的业务难以满足需求。

多域光网络生存性是针对当前光网络中存在多个域（管理域、地理域、设备域等）的实际情况提出的。多域光传送网络生存性指在出现故障时保持业务连贯性的能力，针对未来光网络中多业务驱动、分布式控制的特性，多域光网络生存性机制应当实现增强网络自愈能力、提高资源利用率、提供差异化服务等要求。然而，由于多域光网络的路由与资源分配复杂，这就带来了一些新的问题：如路由需要掌握域内拓扑、状态信息和穿越其他域时的代价等，单域信息共享和分发，跨越多域光网络的性能监控，故障定位和报告，安全性，控制平面标准化，有效的域间路由协议，穿越多域光网络的SLA协商及保证，互操作问题等等。

传统的多域光网络生存性研究研究大多集中在静态(或离线)保护路由算法。即对于给定的网络拓扑，静态保护需要掌握全局拓扑、链路容量和即将到来的请求流量，并为每条链路分配固定的工作和备份容量。在实际网络环境中，由于流量变化频繁而且不可预测，在对网络流量缺乏先验知识的条件下，静态保护算法难以满足需求。需要研究动态(在线)的保护路由：即对每一个到达的流量需求搜索一对分离的工作和备份通道，并使带宽消耗最小化。动态保护路由是一个NP问题，特别是需要入口节点掌握网络中每条链路的全局信息(部分的或完整的)和完整的网络拓扑信息。然而，在多域光网络（包括典型的多技术多厂商网络环境）中，各个单域网络的拓扑及带宽分配信息被限制在单域范围内，只有聚合信息对外部域可见，要让某个节点掌握全局信息是不现实的，即所谓的可扩展性约束。基于可扩展性约束，已有的解决方案难以满足多域光网络生存性的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服可扩展性约束导致的多域光网络生存性较低的不足，提供一种多域光网络动态保护方法，可有效提高多域光网络的生存性。

本发明的思路是将多域光网络通过分布式的拓扑聚合后形成逻辑拓扑图，首先计算出工作通道对应的松散逻辑路径，针对域内和域间路径分别采取不同的保护机制。域内保护路径计算中，以节点数以及业务量负荷确定保护路径选择，采用非等值负载机制避免出现业务负载过多地集聚在最短路径上，而其他路径资源利用率低的情况。具体而言，本发明采用以下技术方案：

一种多域光网络动态保护方法，对每一个到达的业务搜索一对分离的工作和备份通

道，包括以下步骤：