[发明专利]一种双归属环形网络拓扑与路径优化系统

权利要求书

1.一种双归属环形网络拓扑与路径优化系统，其特征在于，包括：

网络监控模块，用于采集优化算法的相关输入并传递至路径优化模块；

路径优化模块，用于接收网络监控模块传递的数据，根据流量需求，利用结合了SRLG约束的Suurballe算法对所有流量规划主备份路径，使得所规划路径对应的物理层拓扑链路消耗的光纤资源最少；

拓扑优化模块：用于接收路径优化模块传递的数据，将双归属环形网络逻辑层的拓扑约束条件和物理层的路径约束条件相结合，利用Gurobi求解器进行拓扑优化求解，达到光纤资源消耗最少的目标；

流量规划模块：用于将针对拓扑优化模块求得的物理层拓扑G进行流量传输仿真，验证拓扑G是否严格满足流量相关约束条件；

场景自适应模块，用于作为辅助模块帮助拓扑优化模块得到的拓扑满足流量相关约束条件，同时负责在破环加点场景中，以最小代价将新增节点归纳至现有的网络拓扑中。

2.根据权利要求1所述的一种双归属环形网络拓扑与路径优化系统，其特征在于，网络监控模块采集网络状态信息，包括流量需求，网络拓扑，SRLG约束信息以及网络拓扑结构约束信息，网络状态信息共同作为输入传递至路径优化模块。

3.根据权利要求1所述的一种双归属环形网络拓扑与路径优化系统，其特征在于，路径优化模块的具体操作为：首先根据SRLG约束更新无向图；然后计算流量的优先级，按优先级由高至低排序；接下来基于Suurballe算法为每一条流量规划两条边互不相交的主备份路径；每规划完一条流量的路径，将有流量负载的边的权重降为0，然后继续为下一条流量规划路径，直到所有流量都被成功规划路径。

4.根据权利要求3所述的一种双归属环形网络拓扑与路径优化系统，其特征在于，根据SRLG约束更新无向图的方法如下：

设G＝{V,E}是一个加权有向图，V为所有节点构成的集合，E为所有边构成的集合，记R_i＝{uv₁，uv₂，…，uv_k}为第i个SRLG约束，即边uv₁，uv₂，…，uv_k共享同一个光纤；

首先，对于每一个SRLG约束，引入一个虚拟节点d_i，则V’(G)＝V(G)∪{d₁，d₂，…，d_k}；

然后，遍历SRLG中的所有边：

如果R_i中的每一条边uv_j仅出现了一次，那么将R_i中的边在G中删掉，并且新增边ud_i和{d_iv₁，d_iv₂，…，d_iv_k}，边ud_i的权重为0，边d_iv_j的权重为原来uv_j的权重；

如果存在两组SRLG约束有交集，即uv∈R_i∩R_j，d_i为R_i引入的虚拟节点，d_j为R_j引入的虚拟节点，那么将R_i和R_j中的边都删掉，新增边ud_i和ud_j，权重为0；新增边d_iv和边d_jv，权重为∞，将权重设置为∞的目的是避免选择同一条边；新增边d_id_j，权重为原来边uv的权重；最后新增虚拟节点到R_i和R_j中其他节点的边。