[发明专利]一种光网络中基于业务持续时间调度的节能路由方法

说明书

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，涉及一种光网络中基于业务持续时间调度的节能路由方法。

背景技术

面对资源减少和全球气候变化的压力，节能减排成为全世界的关注焦点。信息通信技术(ICT)行业是全球第五大耗能行业，在未来几年ICT能耗将以每年5％的幅度递增。倡导高效、节能、环保的通信服务，推动ICT产业可持续发展已刻不容缓。

为了减少网络的传输能耗，研究人员基于IP over WDM网络提出了光旁路和业务疏导技术方法。光旁路的思想是被转换成光信号的业务全部在光域中进行传输，旁路所有中间节点的电层路由器，从而减少对电层路由器的使用以达到节能的效果。业务疏导则是在一个网络，将多个低速业务通过建立一条光路进行复用传输，提高光路的带宽利用率。

光旁路能有效节省路由器的端口占用数量，但会导致波长通道的带宽利用率降低，导致网络拥塞的增加；业务疏导解决了光旁路的带宽碎片问题，但由于业务疏导需要利用中间节点的电层路由器，所以势必会增加网络端口占用数目和网络传输能耗。随着电子商务、云计算的兴起，如何通过通信网络将数量众多的服务器和存储中心进行互联，在实现海量信息数据的存储和高效处理的同时对不同粒度的用户带宽需求和时隙分配进行灵活调度，成为数据中心实现光互联的主要挑战。与立即分配(Immediate Reservation)业务相比，带宽预留型业务的业务需求会在业务开始之前预约，即业务到达时间先于业务开始时间，且业务的持续时间已知，服务提供商可以提前为业务预留足够的资源。如何合理利用光旁路与业务疏导技术在保证网络阻塞率足够低的前提下，基于带宽预留型业务的业务持续时间对业务带宽和时隙分配进行灵活调度，从而降低网络传输能耗是十分重要的。

发明内容

针对以上现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种降低网络的阻塞率、降低网络传输能耗的节能路由方法，本发明的技术方案如下：1、一种光网络中基于业务持续时间调度的节能路由方法，其包括以下步骤：

101、根据光网络当前的空闲可用资源建立一个疏导辅助图，所述疏导辅助图包括底层网络物理拓扑图及W层独立的波长分层图，所述底层网络物理拓扑图中包括有若干个待传输业务的路径，所述疏导辅助图建立完成以后，光网络中的调度器设置固定的单位时隙T，并根据待传输业务的传输开始时刻t_s及结束时刻t_e，根据计算式m＝(t_e–t_s)/T计算出每个待传输业务传输所需的单位时隙数m，并对时隙进行顺序编号1、2、3…v,所述v为正整数；

102、采用最短路径算法为步骤101中所述底层网络物理拓扑图中的待传输业务计算出K条链路分离的备选传输路径，所述每条备选传输路径具有调度权值S，并根据待传输业务的开始时隙编号v从小到大顺序排列为链表Q；

103、判断链表Q是否为空，若是，则跳转至步骤108，否则，转步骤104；

104、光网络的调度器依次从链表Q中取出待传输业务Ⅰ，光网络的调度器选择调度权值S最大的备选传输路径作为待传输业务Ⅰ的传输路径，调度权值S对应的时隙t即为业务传输时隙；

105、在步骤101中建立的疏导辅助图中的W层独立的波长分层图中逐层查找是否存在与步骤104中已选择的调度权值S最大的备选传输路径及时隙相同的已建光路，如果不存在这样的光路或者光路无可用带宽，则在带宽足够的波长分层图中新建一条光路并标记该光路的传输时隙为业务传输时隙，如果该光路存在且可用带宽资源足够，则此该光路的传输时隙称为带宽充足传输时隙；如果光路存在但可用带宽资源不足，则记录下此光路的可用带宽资源信息，且此时隙为业务带宽不足时隙；

106、计算步骤105中带宽充足时隙与带宽不足时隙可传输的业务量是否不小于待传输业务量，若是，则光网络的调度器为业务已经找到足够的传输时隙和传输路径，转步骤107，否则，跳转步骤104继续为此业务选择传输时隙和路径；

107、更新步骤101中的疏导辅助图：即在各个传输时隙t内的业务传输路径对应光路上减去光网络的调度器为业务所分配的传输带宽，并从链表Q中删去该待传输业务；

108、当链表Q为空时，光网络的调度器在步骤101中建立的疏导辅助图中查找只传输一个待传输业务的光路，并确定该光路所待传输业务Ⅱ的传输时隙编号v，按照传输开始时隙编号从小到大顺序排列为链表L；

109、判断链表L是否为空，若是，算法结束，否则，转步骤110；