[发明专利]一种SDN架构下区分服务网络关键链路识别方法及系统

权利要求书

1.一种SDN架构下区分服务网络关键链路识别方法，其特征在于，包括：

建立SDN架构下的区分服务网中业务存在主路由与备用路由的电力通信网络主备路由模型；所述主路由和所述备用路由为链路完全分离的两条路径；

计算所述电力通信网络主备路由模型内链路失效前后的链路关联业务集中的业务风险变化，确定业务层链路关联风险，具体包括：

记单位长度光纤的可靠性为A：

MTTF为链路失效前平均工作时间，MTTR为链路故障修复平均时间；MTBF表示平均故障间隔时间，且MTBF＝MTTF+MTTR；

记链路E_ij的长度为D(E_ij)，则链路E_ij的可靠性P(E_ij)为：

业务路由可靠性由组成路由的链路可靠性来确定，即：

其中，Path(s,d,k)表示源节点为s，目的节点为d的业务k的路由可靠性，R_Path(s,d,k)表示业务k路由上的链路集合；

所述业务层链路关联风险为链路失效后和失效前的链路关联业务的业务风险差：

LRS(E_ij)＝RS(E_ij)-RS₀(E_ij)；

所述业务风险为业务重要度与业务路由失效概率的乘积，当业务存在主路由和备用路由时，所述业务风险为I(k)×[1-Path^W(s,d,k)][1-Path^B(s,d,k)]；

其中，RS₀(E_ij)为链路E_ij失效前的链路关联业务集中的业务风险，s为源节点；d为目标节点；H(E_ij)表示链路E_ij失效前，链路关联业务的源目节点对集合；k为任一业务，K(E_ij)为链路E_ij的关联业务集；K为网络中业务数，I(k)为业务k的重要度；为链路E_ij失效前从源节点s到目的节点d的业务k的主路由可靠性；为链路E_ij失效前从源节点s到目的节点d的业务k的备用路由可靠性；RS(E_ij)为链路失效后的链路关联业务集中的业务风险，Path^W(s,d,k)为链路E_ij失效后，重新分配的从源节点s到目的节点d的业务k的主路由可靠性；Path^B(s,d,k)为链路E_ij失效后，重新分配的从源节点s到目的节点d的业务k的备用路由可靠性；

计算所述电力通信网络主备路由模型内链路失效前后的链路所承载流量的风险变化，确定传输层链路关联风险；所述传输层链路关联风险为：

LRT(E_ij)＝RT(E_ij)-RT₀(E_ij)；其中，LRT(E_ij)为传输层链路关联风险；RT₀(E_ij)为链路E_ij失效前，链路E_ij关联业务集中的流量风险，所述流量风险为T(k)×[1-Path^W(s,d,k)][1-Path^B(s,d,k)]，T(k)为业务k的带宽；RT(E_ij)为链路E_ij失效后，链路E_ij关联业务集中的流量风险，

计算所述电力通信网络主备路由模型内链路失效前后的链路关联节点对之间的路径效率的数学期望变化，确定物理拓扑层链路关联风险；所述物理拓扑层链路关联风险为：

LRP(E_ij)＝RP₀(E_ij)-RP(E_ij)；其中，LRP(E_ij)为物理拓扑层链路关联风险；RP₀(E_ij)为链路E_ij失效前，链路E_ij关联节点对之间路径效率的数学期望，所述路径效率为1/D(path)，D(path)表示路径长度；L(E_ij)为链路E_ij失效前，主路由或备用路由经过链路E_ij的节点对集合；为链路E_ij失效前，链路E_ij关联节点对之间的主路由可靠性；为E_ij失效前，链路E_ij关联节点对之间的备用路由可靠性；为源目节点对(s，d)之间的主路由路径长度；为源目节点对(s，d)之间的备用路由路径长度；RP(E_ij)为链路E_ij失效后，链路E_ij关联节点对之间路径效率的数学期望，Path^W(s,d)为链路E_ij失效前，链路E_ij关联节点对之间的主路由可靠性；Path^B(s,d)为E_ij失效前，链路E_ij关联节点对之间的备用路由可靠性；

根据所述业务层链路关联风险、所述传输层链路关联风险以及所述物理拓扑层链路关联风险计算链路综合重要度；所述链路综合重要度表示链路综合关联风险值，所述链路综合重要度为：

其中，分别表示业务层、传输层和物理层的链路关联风险的归一化值，LRS(E_ij)_max为业务层链路关联风险的最大值，LRT(E_ij)_max为传输层链路关联风险的最大值，LRP(E_ij)_max为物理拓扑层链路关联风险的最大值；ε₁、ε₂、ε₃分别表示业务层、传输层和物理拓扑层链路关联风险的权重系数，是一种自适应权重系数，满足ε₁+ε₂+ε₃＝1，具体表达式为：

其中，η_max和η_min分别代表网络中业务重要度的最大值和最小值，ω_max和ω_min分别代表网络中业务带宽的最大值和最小值；

按照所述业务的重要度，根据所述链路综合重要度识别所述业务的关键链路；当网络中运行的业务重要度差别越大时，业务层链路关联风险权重越大，业务重要度直接反映了业务对区分服务网络的影响程度；当业务重要度差别越小时，近似认为网络中仅传输一种类型的业务，没有重要度区分，此时传输层链路关联风险应作为关键链路识别的主要依据；当网络中业务重要度和业务带宽都差别不大时，近似认为网络中传输的是无差别业务，此时应以物理拓扑层链路关联风险为链路重要度的主要计算依据。

2.一种SDN架构下区分服务网络关键链路识别系统，其特征在于，包括：

电力通信网络主备路由模型建立模块，用于建立SDN架构下的区分服务网中业务存在主路由与备用路由的电力通信网络主备路由模型；所述主路由和所述备用路由为链路完全分离的两条路径；

业务层链路关联风险确定模块，用于计算所述电力通信网络主备路由模型内链路失效前后的链路关联业务集中的业务风险变化，确定业务层链路关联风险，具体包括：

记单位长度光纤的可靠性为A：

MTTF为链路失效前平均工作时间，MTTR为链路故障修复平均时间；MTBF表示平均故障间隔时间，且MTBF＝MTTF+MTTR；

记链路E_ij的长度为D(E_ij)，则链路E_ij的可靠性P(E_ij)为：

业务路由可靠性由组成路由的链路可靠性来确定，即：

其中，Path(s,d,k)表示源节点为s，目的节点为d的业务k的路由可靠性，R_Path(s,d,k)表示业务k路由上的链路集合；

所述业务层链路关联风险为链路失效后和失效前的链路关联业务的业务风险差：

LRS(E_ij)＝RS(E_ij)-RS₀(E_ij)；

所述业务风险为业务重要度与业务路由失效概率的乘积，当业务存在主路由和备用路由时，所述业务风险为

I(k)×[1-Path^W(s,d,k)][1-Path^B(s,d,k)]；

其中，RS₀(E_ij)为链路E_ij失效前的链路关联业务集中的业务风险，s为源节点；d为目标节点；H(E_ij)表示链路E_ij失效前，链路关联业务的源目节点对集合；k为任一业务，K(E_ij)为链路E_ij的关联业务集；K为网络中业务数，I(k)为业务k的重要度；为链路E_ij失效前从源节点s到目的节点d的业务k的主路由可靠性；为链路E_ij失效前从源节点s到目的节点d的业务k的备用路由可靠性；RS(E_ij)为链路失效后的链路关联业务集中的业务风险，Path^W(s,d,k)为链路E_ij失效后，重新分配的从源节点s到目的节点d的业务k的主路由可靠性；Path^B(s,d,k)为链路E_ij失效后，重新分配的从源节点s到目的节点d的业务k的备用路由可靠性；

传输层链路关联风险确定模块，用于计算所述电力通信网络主备路由模型内链路失效前后的链路所承载流量的风险变化，确定传输层链路关联风险；所述传输层链路关联风险为：

LRT(E_ij)＝RT(E_ij)-RT₀(E_ij)；其中，LRT(E_ij)为传输层链路关联风险；RT₀(E_ij)为链路E_ij失效前，链路E_ij关联业务集中的流量风险，所述流量风险为

T(k)×[1-Path^W(s,d,k)][1-Path^B(s,d,k)]，T(k)为业务k的带宽；RT(E_ij)为链路E_ij失效后，链路E_ij关联业务集中的流量风险，

物理拓扑层链路关联风险确定模块，用于计算所述电力通信网络主备路由模型内链路失效前后的链路关联节点对之间的路径效率的数学期望变化，确定物理拓扑层链路关联风险；所述物理拓扑层链路关联风险为：

LRP(E_ij)＝RP₀(E_ij)-RP(E_ij)；其中，LRP(E_ij)为物理拓扑层链路关联风险；RP₀(E_ij)为链路E_ij失效前，链路E_ij关联节点对之间路径效率的数学期望，所述路径效率为1/D(path)，D(path)表示路径长度；L(E_ij)为链路E_ij失效前，主路由或备用路由经过链路E_ij的节点对集合；为链路E_ij失效前，链路E_ij关联节点对之间的主路由可靠性；为E_ij失效前，链路E_ij关联节点对之间的备用路由可靠性；为源目节点对(s，d)之间的主路由路径长度；为源目节点对(s，d)之间的备用路由路径长度；RP(E_ij)为链路E_ij失效后，链路E_ij关联节点对之间路径效率的数学期望，Path^W(s,d)为链路E_ij失效前，链路E_ij关联节点对之间的主路由可靠性；Path^B(s,d)为E_ij失效前，链路E_ij关联节点对之间的备用路由可靠性；

链路综合重要度计算模块，用于根据所述业务层链路关联风险、所述传输层链路关联风险以及所述物理拓扑层链路关联风险计算链路综合重要度；所述链路综合重要度表示链路综合关联风险值，所述链路综合重要度为：

其中，分别表示业务层、传输层和物理层的链路关联风险的归一化值，LRS(E_ij)_max为业务层链路关联风险的最大值，LRT(E_ij)_max为传输层链路关联风险的最大值，LRP(E_ij)_max为物理拓扑层链路关联风险的最大值；ε₁、ε₂、ε₃分别表示业务层、传输层和物理拓扑层链路关联风险的权重系数，是一种自适应权重系数，满足ε₁+ε₂+ε₃＝1，具体表达式为：

其中，η_max和η_min分别代表网络中业务重要度的最大值和最小值，ω_max和ω_min分别代表网络中业务带宽的最大值和最小值；

关键链路识别模块，用于按照所述业务的重要度，根据所述链路综合重要度识别所述业务的关键链路；当网络中运行的业务重要度差别越大时，业务层链路关联风险权重越大，业务重要度直接反映了业务对区分服务网络的影响程度；当业务重要度差别越小时，近似认为网络中仅传输一种类型的业务，没有重要度区分，此时传输层链路关联风险应作为关键链路识别的主要依据；当网络中业务重要度和业务带宽都差别不大时，近似认为网络中传输的是无差别业务，此时应以物理拓扑层链路关联风险为链路重要度的主要计算依据。