[发明专利]一种疏导节点个数最少化的多播业务疏导方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，具体涉及WDM网状光网络中的一种疏导节点个数最少化多播业务疏导方法。

技术背景

通常对WDM光网络中业务疏导的研究，都是假设网络中的所有节点都具有疏导能力。而具有疏导功能的节点包含一个疏导单元。因此，具有疏导功能节点的代价远大于不具有疏导功能节点的代价。所以，在实际的WDM骨干网中，不可能为网络中的每个节点都配置成具有疏导功能的节点。这样，网络中的节点可分为2类，一类是具有疏导能力的节点，称为疏导节点，可以完成低速业务的交换和疏导功能；另一类为普通节点，称为无疏导能力节点，只能完成业务的交换功能，不能完成低速业务的疏导传输，这样的网络就称为稀疏疏导网络。然而，在稀疏疏导网络中，由于部分节点不能进行低速业务的疏导传输，这样就会造成网络资源不能合理的利用，使网络性能下降。所以，如何选择疏导节点并且如何在不明显降低网络性能的条件下尽量少用疏导节点是一个值得研究的问题。

随着数字广播、物联网和云计算应用需求的增长，网络中点到多点、多点到单点和多点到多点的多播应用越来越多，网络带宽的消耗和拥塞发生快速增加，使网络资源日趋紧张。需要寻找一种有效的多播业务疏导方法来提高网络资源利用率，降低网络阻塞率。

针对多播业务疏导，引入了光树的概念，它使得网络中的每个节点同时具备了多个逻辑邻节点，减少了业务的传输跳数，提高了网络资源利用率。由于以往的研究对象都是针对全疏导网络，这样会造成网络的建设成本非常高，而且有研究表明，当网络中配备的疏导节点个数过多时，并不能大幅度提高网络的性能，所以对稀疏疏导网络进行研究非常有必要。

发明内容

由于网络中配备具有疏导能力的节点个数过多时对网络性能改善并不明显，并且具有疏导能力的节点相比无疏导能力的节点代价更高，所以如何合理选择尽量少的疏导节点对网络的建设具有很大的实用意义和经济价值。

本发明所要解决的技术问题是，如何合理配备网络中疏导节点个数，达到提高网络性能的作用。

本发明采用如下的技术方案，一种疏导节点个数最少化的多播业务疏导方法，包括节点最小代价最大度数的疏导节点排序，基于稀疏疏导节点网络的多播业务传输，基于网络阻塞率约束的最少疏导节点个数选择。

计算出网络中所有n个多播请求的最低网络阻塞率P₀；根据节点最小代价最大度排序方法对节点的疏导能力进行从大到小的排序，确定网络在多播请求下可以劣化的网络阻塞率上限值P_k；按节点的疏导能力排序顺序逆向去掉网络中该节点疏导能力，得到的网络为稀疏疏导网络；依次在网络中去掉节点的业务疏导能力，每去掉一个节点疏导能力后，计算网络在多播业务请求下的实际网络阻塞率P_i；如果P_i小于等于P_k，继续向网络中添加配置下一个无疏导能力节点，直到网络阻塞率P_i大于P_k值，恢复最后加入的无疏导能力节点的疏导能力，使成为有疏导能力的疏导节点，输出当前网络的无疏导能力节点集合和有疏导能力节点集合。

节点最小代价最大度数的疏导节点排序具体包括，根据网络中各节点关联链路及各输出链路代价总和计算各节点的代价值，按照代价值由小到大作为疏导能力节点的排列顺序。若多个节点的代价相同，则比较这些节点的度数，度数最大的节点担任疏导节点的优先级最高，排序在这几个节点的最前面，依此类推。若多个节点的代价和节点度数都相同，则几个节点疏导能力随机排序。按此排序规则，排在最前面的节点具有担任疏导节点的最高优先级，排在最后面的节点选择作疏导节点的优先级最低。

基于稀疏疏导节点网络的多播业务传输包括，网络中不同类型的节点疏导能力不同，根据多播业务源和目的节点的不同，分为下面4种情况，请求源节点和目的节点都为疏导节点，源节点为疏导节点目的节点为无疏导能力节点，源节点为无疏导能力节点目的节点为疏导能力节点，源目的节点都为无疏导能力节点。