[发明专利]一种面向边缘计算的时间敏感移动前传网络保护方法

权利要求书

1.一种面向边缘计算的时间敏感移动前传网络保护方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：建立链路优先级度量模型；

S2：路径可靠性评估；

S3：建立基于多级P圈的FRER机制；

S4：复制与消除节点选取及冗余帧的消除；

所述S1具体为：通过构建链路优先级度量模型，选取优先级高的工作路径进行保护；链路优先级因素包括静态因素的链路关键度，以及动态因素中的链路正常工作概率和链路空闲率；综合考虑这三个因素，给出以下链路优先级度量模型，作为工作路径选取的依据，如下式(1)所示：

其中，P_d(l_wp)表示链路的优先级信息，该值越大越好；C_d(l_wp)为链路关键度，P_ij为节点i和j之间的最短路径集合，m_p^lwp为经过工作路径上链路的最短路径数量，C_d(l_wp)值越大越好；W_R(l_wp)为链路正常工作的概率，p_ij为链路故障概率，W_R(l_wp)值越大越好；F_R(l_wp)为链路空闲率，b(l_wp)为链路的总带宽，bu(l_wp)为链路当前使用的带宽，两者差值即为剩余带宽，F_R(l_wp)代表当前链路的空闲程度，该值越大越好；

所述S2具体为：

帧在路径上成功转发的前提是经过的所有链路都能正常工作，考虑链路故障概率和链路的剩余带宽对路径的可靠性进行评估；

路径出现故障的情况有两种，一是工作路径发生故障，保护路径正常工作；二是工作路径和保护路径同时发生故障；

考虑链路剩余带宽情况，对路径可靠性进行综合评估，如下式(2)，

其中，γ_ij为链路带宽使用率，由链路使用带宽与链路总带宽的比值表示，链路当前带宽使用率越小，该链路的故障概率越小；p_ij为每条链路发生故障的概率，该值越小越好；R₁为工作路径P₁发生链路故障时的路径可靠性，R₂为P圈备份路径P₂且发生链路故障时的路径可靠性，路径可靠性取值范围为0到1之间；V₁和V₂分别为路径P₁和路径P₂上的点集合；为了降低P圈备份路径上的故障概率，在构建P圈备份链路时，对备份链路的路径可靠性进行评估，从而选取可靠性最高的路径作为P圈备份链路；

所述S3具体为：

在使用链路优先级度量模型找到工作路径后，需要对工作路径进行P圈链路保护；基于多级P圈的FRER机制关键在于多级P圈的构造，实现对工作链路的逐段备份链路保护；多级P圈构造方法包括以下步骤：

使用最短路径算法对工作路径上的链路进行逐段P圈保护；

对构建的P圈进行合并，若相邻工作链路最小P圈存在公共链路，将其合并成一个新的P圈，同时保护两段工作链路；

P圈备份链路的长度初始选择为次最短路径，若该备份链路出现故障，需要扩大P圈的长度，再次进行次最短未故障路径的计算；

所述S4具体为：

首先，选取源和目的节点分别作为帧的复制和消除位置；

其次，考虑网络中的P圈备份链路配置情况，若识别未配置P圈的工作链路，即未找到该工作链路间的次最短路径，则增加当前链路的始末节点分别作为帧的消除和复制位置；

大量帧累积在目的交换机端口将导致网络阻塞和丢包率的上升，对冗余帧进行及时处理；

通过在帧头部添加冗余控制字节的方式实现冗余帧的消除，添加的冗余控制字节包括复制节点标识、序列号标识、路径标识及交换机标识，用以控制冗余帧的步骤如下：

1)源节点按顺序对帧进行编号，添加序列号标识；

2)复制节点对帧进行复制后，添加复制节点标识和路径标识符，0为工作路径，1为备份路径；

3)验证当前链路是否有P圈备份链路，若有，转到步骤4)，反之则在起始节点识别帧复制节点标识和序列号，丢弃复制帧，并在末尾节点重复步骤2)；

4)验证交换机节点是否为目的节点，若是，转到步骤5)，反之修改交换机标识为自身标识，继续转发至下一节点，转到步骤3)；

5)目的节点消除节点识别帧的复制节点标识和序列号，若两种标识相同则丢弃后到达的帧。