專利名稱：傳送網(wǎng)的資源利用優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及通信網(wǎng)中的資源利用技術(shù)，具體地說是一種對(duì)傳送網(wǎng)的資源優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
隨著電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出相互融合的態(tài)勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生量變乃至質(zhì)變，正在向下一代網(wǎng)絡(luò)NGN(Next Generation Network或NewGeneration Network)演變和過渡。NGN不是現(xiàn)有電信網(wǎng)和IP網(wǎng)的簡(jiǎn)單延伸和疊加，而是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)框架的變革，是一種整體解決方案。為保護(hù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)投資，NGN的出現(xiàn)與發(fā)展是漸變而非突變，是在繼承現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)平滑過渡的網(wǎng)絡(luò)。與此趨勢(shì)相對(duì)應(yīng)，完成用戶信息傳送的傳送網(wǎng)將是采用現(xiàn)有和未來技術(shù)的各種各樣的傳送網(wǎng)，例如光網(wǎng)絡(luò)、同步數(shù)字系列SDH網(wǎng)絡(luò)、Ethernet網(wǎng)和城域網(wǎng)等。
由于傳送的用戶業(yè)務(wù)種類繁多，其時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)、帶寬、分組丟失率等服務(wù)質(zhì)量QoS(Quality of Service)的指標(biāo)要求各不相同。運(yùn)營(yíng)商獲得的收益取決于傳輸速率、業(yè)務(wù)種類、用戶類型等因素。有的運(yùn)營(yíng)商租用電路組建自己的第3層網(wǎng)絡(luò)，有的運(yùn)營(yíng)商租用光路組建自己的第2、3層網(wǎng)絡(luò)，也有運(yùn)營(yíng)商擁有自己的第1、2、3層網(wǎng)絡(luò)。盡管運(yùn)營(yíng)商所處的傳送網(wǎng)層次不同，但其目標(biāo)是一致的，即滿足用戶需求和追求資源的最合理利用，以達(dá)到收益最大化。
由中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2004年3月24日公開，公開號(hào)為CN 1484400的專利申請(qǐng)“一種實(shí)現(xiàn)光同步數(shù)字傳送網(wǎng)多業(yè)務(wù)優(yōu)化中路由分配的方法”，公開了一種實(shí)現(xiàn)光同步數(shù)字傳送網(wǎng)多業(yè)務(wù)優(yōu)化中路由分配的方法。該方法包括以下步驟A.將傳送網(wǎng)按環(huán)劃分為子網(wǎng)，并計(jì)算出傳送網(wǎng)中業(yè)務(wù)需求的初始路由；B.分別判斷環(huán)形子網(wǎng)間和子網(wǎng)內(nèi)鏈路資源是否超載，如超載，則重新計(jì)算路由；C.判斷環(huán)形子網(wǎng)是否滿足負(fù)載平衡指標(biāo)的要求，如不滿足，則進(jìn)行路由調(diào)整；D.將子網(wǎng)劃分為邊緣子網(wǎng)和核心子網(wǎng)后判斷核心子網(wǎng)的綜合指標(biāo)是否滿足收斂條件，如不滿足，則檢查路由計(jì)算次數(shù)是否達(dá)到門限，如達(dá)到，則結(jié)束分配過程，否則重新計(jì)算路由。該發(fā)明申請(qǐng)?jiān)谶_(dá)到占用網(wǎng)絡(luò)資源最少和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡的優(yōu)化目標(biāo)的同時(shí)，提高較大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由分配的計(jì)算效率，并求出近似的最優(yōu)解，使多業(yè)務(wù)優(yōu)化的效果更穩(wěn)定、良好。
該方法存在如下缺陷1)僅適用于傳送網(wǎng)中的環(huán)形網(wǎng)；2)僅適用于環(huán)形子網(wǎng)、邊緣子網(wǎng)和核心子網(wǎng)兩級(jí)結(jié)構(gòu)；3)沒有實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)內(nèi)的整體資源優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母淖?，以最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)資源；4)未對(duì)用戶業(yè)務(wù)分等級(jí)處理，無法更好地保證高等級(jí)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的利益最大化。
又如，由中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2004年8月18日公開，公開號(hào)為CN 1522009的國(guó)外專利申請(qǐng)“用于通信的網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化裝置與方法”，公開了一種通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)資源以及鏈路資源的狀況進(jìn)行管理的資源管理部；通過給出重新配置指示，根據(jù)被資源管理部所管理的節(jié)點(diǎn)資源的狀況，為讓網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的功能節(jié)點(diǎn)的功能以及處理對(duì)象的配置成為適當(dāng)而進(jìn)行重新配置的節(jié)點(diǎn)功能配置控制部；通過給出重新構(gòu)筑指示，根據(jù)被資源管理部所管理的鏈路資源的狀況，為讓網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通道的結(jié)構(gòu)成為適當(dāng)而進(jìn)行重新構(gòu)筑的至少1個(gè)通道結(jié)構(gòu)控制部；根據(jù)被資源管理部所管理的節(jié)點(diǎn)資源以及鏈路資源的狀況，判斷是否對(duì)節(jié)點(diǎn)功能配置控制部發(fā)出重新配置指示或者是否對(duì)通道結(jié)構(gòu)控制部發(fā)出重新構(gòu)筑指示，并輸出必要的指示的適應(yīng)控制判斷部。該發(fā)明申請(qǐng)存在如下缺陷1)未根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化，無法從網(wǎng)絡(luò)整體上達(dá)到資源優(yōu)化；2)不適用于待建網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)估。
總之，傳統(tǒng)的傳送網(wǎng)路由選擇和資源管理未考慮網(wǎng)絡(luò)的分層化和不同層次網(wǎng)絡(luò)間相互作用、不同用戶類型和不同種類業(yè)務(wù)產(chǎn)生的運(yùn)營(yíng)商收益差異，無法實(shí)現(xiàn)已有網(wǎng)絡(luò)資源的合理利用，也無法設(shè)計(jì)出網(wǎng)絡(luò)資源較合理利用的待建網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的整體資源利用率和可靠性較低、用戶呼叫或服務(wù)請(qǐng)求的拒絕率高的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種傳送網(wǎng)的資源優(yōu)化方法，以提高傳送網(wǎng)的資源利用率，減小用戶服務(wù)請(qǐng)求的拒絕率。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明中的傳送網(wǎng)是指有線傳送網(wǎng)和無線傳送網(wǎng)中的固定網(wǎng)部分，不包括自組織網(wǎng)ad hoc等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇焖僮兓木W(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的基本思路是通過對(duì)傳送網(wǎng)的分層、聯(lián)合路由選擇、資源優(yōu)化實(shí)現(xiàn)傳送網(wǎng)的資源優(yōu)化。其技術(shù)關(guān)鍵是(1)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分層表示；(2)根據(jù)業(yè)務(wù)請(qǐng)求帶寬及等級(jí)、鏈路帶寬利用率、鄰接的層間鏈路傳輸速率和跳數(shù)參數(shù)聯(lián)合選擇路由；(3)根據(jù)聯(lián)合選擇路由的結(jié)果調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS(MultilayerResources Joint Scheduling)；(4)定期調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS以優(yōu)化資源配置。
本發(fā)明的具體方法如下1.對(duì)傳送網(wǎng)進(jìn)行分層，即將傳送網(wǎng)絡(luò)分為M≥2層，從下層到上層依次稱為第1、2、...、M層，并用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示每一層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)集合和連接相鄰結(jié)點(diǎn)的鏈路集合、(M-1)個(gè)鄰接的層間網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)連接關(guān)系、(M-1)個(gè)鄰接的層間網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)鏈路速率、以及(M-1)個(gè)鄰接的層間鏈路映射關(guān)系；2.在分層后的各層傳送網(wǎng)上，分別根據(jù)用戶業(yè)務(wù)請(qǐng)求的源宿結(jié)點(diǎn)、業(yè)務(wù)等級(jí)、持續(xù)時(shí)間等參數(shù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)各層資源占用情況，依據(jù)請(qǐng)求帶寬選擇初始選路層，運(yùn)行聯(lián)合路由選擇算法，為從有關(guān)信令或管理實(shí)體處接收的連接請(qǐng)求原語(yǔ)，建立一個(gè)傳送通路；3.對(duì)于運(yùn)行聯(lián)合路由選擇算法選路失敗的網(wǎng)絡(luò)層面，檢查當(dāng)前選路層和設(shè)定的調(diào)用計(jì)數(shù)值CMRJS上限參數(shù)(1)當(dāng)滿足條件時(shí)，調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS，分別調(diào)整當(dāng)前選路層和當(dāng)前選路層的鄰接下層的結(jié)點(diǎn)資源配置，以及該兩層鏈路的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的重新配置后，再運(yùn)行聯(lián)合路由選擇算法，建立源結(jié)點(diǎn)到宿結(jié)點(diǎn)之間的傳送通路；(2)當(dāng)不滿足條件時(shí)，拒絕該連接請(qǐng)求；4.對(duì)于運(yùn)行聯(lián)合路由選擇算法選路成功的網(wǎng)絡(luò)層面，接受該連接請(qǐng)求，檢查是否一次運(yùn)行聯(lián)合路由選擇算法選路成功(1)當(dāng)多次選路成功時(shí)，減小初始選路層到當(dāng)前選路層的所有層內(nèi)相關(guān)結(jié)點(diǎn)間的傳輸帶寬，并減小初始選路層到當(dāng)前選路層的所有鄰接的層間結(jié)點(diǎn)的傳輸帶寬，為用戶業(yè)務(wù)請(qǐng)求建立傳送通路；(2)當(dāng)一次選路成功時(shí)，減小當(dāng)前選路層的層內(nèi)相關(guān)結(jié)點(diǎn)間的傳輸帶寬。
上述調(diào)用計(jì)數(shù)值CMRJS的上限參數(shù)設(shè)定為CMRJS≤(Lh，Ln，Ll)，其中(Lh，Ln，Ll)三個(gè)參數(shù)分別表示高等級(jí)業(yè)務(wù)、常規(guī)等級(jí)業(yè)務(wù)和低等級(jí)業(yè)務(wù)調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS的上限，這三個(gè)參數(shù)間的關(guān)系是Lh≥Ln和Ll＝0。
上述表示每一層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)集合的數(shù)學(xué)表達(dá)式是Gl＝(Vl，Al)，其中l(wèi)(＝1，2，...，M)表示層數(shù)，Vl表示該層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)集合，Al表示該層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)間的相鄰鏈路集合。
上述表示每一層連接相鄰結(jié)點(diǎn)的鏈路集合的數(shù)學(xué)表達(dá)式是結(jié)點(diǎn)相鄰關(guān)系矩陣Fl[fl(i，j)]Nl×Nl，其中l(wèi)(＝1，2，...，M)表示層數(shù)，Nl＝|Vl|表示第l層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)數(shù)，對(duì) 上述表示(M-1)個(gè)鄰接的層間網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)連接關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式是網(wǎng)絡(luò)第l層和第(l-1)層的鄰接結(jié)點(diǎn)間連接關(guān)系矩陣Xl-1l[xl-1l(i，j)]Nl-1×Nl，其中l(wèi)(＝2，3，...，M)表示層數(shù)，Nl-1＝|Vl-1|表示與第l層網(wǎng)絡(luò)鄰接的第(l-1)層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)數(shù)，對(duì)_i∈Vl和j∈Vl-1，則
上述表示(M-1)個(gè)鄰接的層間網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的鏈路速率關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式是網(wǎng)絡(luò)第l層和第(l-1)層的鄰接結(jié)點(diǎn)間的鏈路速率矩陣Hl-1l[hl-1l(i，j)]Nl-1×Nl，其中l(wèi)(＝2，3，...，M)表示層數(shù)，對(duì)_i∈Vl和j∈Vl-1，則 v(i，j)表示第l層結(jié)點(diǎn)i和第(l-1)層結(jié)點(diǎn)j間的傳輸速率。
上述表示(M-1)個(gè)鄰接的層間鏈路的映射關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式是網(wǎng)絡(luò)第l層和第(l-1)層鄰接的鏈路間的映射關(guān)系矩陣Yl-1l[yfl-1fl(i，j)]El-1×El，其中l(wèi)(＝2，3，...，M)表示層數(shù)，El＝|Al|表示第l層網(wǎng)絡(luò)的鏈路數(shù)，El-1＝|Al-1|表示第(l-1)層網(wǎng)絡(luò)的鏈路數(shù)，對(duì)_fl∈Fl和fl-1∈Fl-1，則 上述運(yùn)行聯(lián)合路由選擇算法是在已知上述每一層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)集合和連接相鄰結(jié)點(diǎn)的鏈路集合、(M-1)個(gè)鄰接的層間結(jié)點(diǎn)連接關(guān)系、(M-1)個(gè)鄰接的層間結(jié)點(diǎn)的鏈路速率、以及(M-1)個(gè)鄰接的層間鏈路的映射關(guān)系等參數(shù)條件下，按如下步驟進(jìn)行(1)生成資源占用請(qǐng)求根據(jù)連接請(qǐng)求生成資源占用請(qǐng)求D＝{s，d，breq，p，t}，其中s代表源結(jié)點(diǎn)，d代表宿結(jié)點(diǎn)，breq代表以Mb/s為單位的請(qǐng)求帶寬，p表示高等級(jí)high、常規(guī)等級(jí)normal、低等級(jí)low三種業(yè)務(wù)的等級(jí)，t代表該業(yè)務(wù)的持續(xù)時(shí)間。
(2)為不同等級(jí)業(yè)務(wù)進(jìn)行選路處理為不同的網(wǎng)絡(luò)選路層次l(＝1，2，...，M)設(shè)置合適的帶寬顆粒度bl，根據(jù)連接請(qǐng)求帶寬，將該請(qǐng)求歸入相應(yīng)的初始網(wǎng)絡(luò)選路層lin，令網(wǎng)絡(luò)層次變量l＝lin。按請(qǐng)求帶寬除去第lin層網(wǎng)絡(luò)中，鏈路帶寬小于請(qǐng)求帶寬的所有鏈路，通過運(yùn)行基于區(qū)分服務(wù)的多約束最短路徑CSPF-DS算法為該連接請(qǐng)求選路。
上述調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS的過程為(1)計(jì)算當(dāng)前選路失敗源宿結(jié)點(diǎn)間的所有路徑上鏈路fl的瓶頸度wc(fl)，該瓶頸度的計(jì)算公式是wc(fl)=α1×ΣiΣj=13bconn(i)j·q(j)q(3)·ΣiΣj=13bconn(i)j+α2×u(fl)+α3×(breq-a(fl))breq×g(breq-a(fl))+α4×(cfl-1-cfl)cfl-1---[1]]]>式[1]中的函數(shù) α1+α2+α3+α4＝1 [3]其中
fl表示鏈路，l＝M，...，3，2是按遞減順序進(jìn)行瓶頸鏈路搜索的網(wǎng)絡(luò)層次；α1，α2，α3，α4表示影響瓶頸度的4組參量的權(quán)值系數(shù)，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整權(quán)值，可改變4組參量在瓶頸度量計(jì)算中所占比重；bconn(i)j表示第l層網(wǎng)絡(luò)的鏈路fl已承載的業(yè)務(wù)連接conn(i)所占用的帶寬，其業(yè)務(wù)類型為j；q(j)表示已承載業(yè)務(wù)j的業(yè)務(wù)等級(jí)，例如q(j)=3,p(j)=high2,p(j)=normal,1,p(j)=low]]>也可設(shè)定為其它值；u(fl)表示鏈路fl的利用率，u(fl)＝(c(fl)-a(fl))/c(fl)，其中c(fl)是鏈路fl的帶寬容量，a(fl)是鏈路fl的可用帶寬容量；breq表示當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求D的請(qǐng)求帶寬；cfl-1表示鏈路fl在第l-1層網(wǎng)絡(luò)的映射鏈路的配置帶寬；cfl表示鏈路fl在第l層網(wǎng)絡(luò)的鏈路帶寬。
(2)在當(dāng)前選路失敗源宿結(jié)點(diǎn)間的路徑上的所有鏈路中，尋找鏈路瓶頸度最大的鏈路fMl。
(3)對(duì)于鏈路fMl的下層網(wǎng)絡(luò)鄰接鏈路的可用容量大于或等于請(qǐng)求容量的鏈路，則將下層網(wǎng)絡(luò)鄰接鏈路的帶寬增加給鏈路fMl。
(4)對(duì)于鏈路fMl的下層網(wǎng)絡(luò)鄰接鏈路的可用容量小于請(qǐng)求容量的鏈路，嘗試為鏈路fMl重新選擇可用容量大于或等于請(qǐng)求容量的下層網(wǎng)絡(luò)鄰接鏈路；如果成功，則將下層網(wǎng)絡(luò)鄰接鏈路的帶寬增加給鏈路fMl，否則，返回鏈路fMl帶寬增加失敗信息。
本發(fā)明由于采用傳送網(wǎng)的分層、聯(lián)合路由選擇和多層資源聯(lián)合優(yōu)化技術(shù)手段，因而可滿足不同用戶的業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)了不同層次網(wǎng)絡(luò)間的資源相互協(xié)調(diào)，達(dá)到了網(wǎng)絡(luò)資源的合理利用，大幅度降低了用戶呼叫或服務(wù)請(qǐng)求的拒絕率。
本發(fā)明既可用于已建成傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)路由選擇和資源優(yōu)化，也可用于待建傳送網(wǎng)的性能評(píng)估和網(wǎng)絡(luò)傳輸、交換資源的優(yōu)化配置。


圖1是本發(fā)明的整體流程2是本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)示意3是本發(fā)明的聯(lián)合路由選擇算法流程4(a)是本發(fā)明在選路失敗時(shí)的多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS流程4(b)是本發(fā)明在連接拆除時(shí)的多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS流程4(c)是本發(fā)明在定時(shí)器溢出時(shí)的多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS流程5是本發(fā)明計(jì)算機(jī)仿真所用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?是本發(fā)明的聯(lián)合路由選擇仿真獲得的高等級(jí)業(yè)務(wù)選路性能曲線7是本發(fā)明多層資源聯(lián)合調(diào)度仿真后，獲得的三種業(yè)務(wù)總呼叫拒絕率變化曲線8是本發(fā)明多層資源聯(lián)合調(diào)度仿真后，獲得的高等級(jí)業(yè)務(wù)呼叫拒絕率變化曲線圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。為方便敘述，本發(fā)明以M＝3為例敘述實(shí)施方法，但其原理也適合M＞3或M＝2的情況。為便于區(qū)別同一層內(nèi)相鄰結(jié)點(diǎn)間鏈路與兩個(gè)上下鄰接的層間結(jié)點(diǎn)鏈路，本發(fā)明將同一層內(nèi)相鄰結(jié)點(diǎn)間鏈路稱為結(jié)點(diǎn)間相鄰鏈路，將兩個(gè)上下鄰接的層結(jié)點(diǎn)間鏈路稱為結(jié)點(diǎn)間鄰接鏈路。
參照?qǐng)D1，本發(fā)明的具體實(shí)施方法如下第一步，首先按照傳送網(wǎng)不同的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)體制，也可按照運(yùn)營(yíng)商使用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分，或按虛構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，將傳送網(wǎng)絡(luò)分為3層，從下層到上層依次稱為第1、2、3層；其次用如下數(shù)學(xué)表達(dá)式分別表示每一層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)集合和連接相鄰結(jié)點(diǎn)的鏈路集合、M-1個(gè)鄰接的層間網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)連接關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)鏈路速率及鏈路間的映射關(guān)系，即每一層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)集合是Gl＝(Vl，Al)，其中Vl表示該層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)集合，Al表示該層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)間的相鄰鏈路集合，l＝1，2，3。例如l＝1表示物理光網(wǎng)絡(luò)，l＝2表示電路層，而l＝3表示基于分組的IP網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層；每一層的網(wǎng)絡(luò)相鄰結(jié)點(diǎn)的鏈路集合是Fl[fl(i，j)]Nl×Nl，其中l(wèi)＝1，2，3，Nl＝|Vl|表示第l層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)數(shù)，對(duì)_i，j∈Vl有 2個(gè)鄰接的層間網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)連接關(guān)系是Xl-1l[xl-1l(i，j)]Nl-1×Nl，其中l(wèi)＝2，3，Nl-1＝|Vl-1|表示與第l層網(wǎng)絡(luò)鄰接的第(l-1)層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)數(shù)，N1＝|Vl|表示第l層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)數(shù)，對(duì)_i∈Vl和j∈Vl-1， 2個(gè)鄰接的層間鏈路速率Hl-1l[hl-1l(i，j)]Nl-1×Nl，其中l(wèi)＝2，3，Nl-1＝|Vl-1|表示與第l層網(wǎng)絡(luò)鄰接的第(l-1)層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)數(shù)，Nl表示第l層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)數(shù)，對(duì)_i∈Vl和j∈Vl-1，則 v(i，j)表示第l層和第(l-1)層結(jié)點(diǎn)(i，j)間的傳輸速率；2個(gè)鄰接的層間鏈路的映射關(guān)系是Yl-1l[yfl-1fl(i，j)]El-1×El，其中l(wèi)＝2，3，El-1＝|Al-1|表示第(l-1)層網(wǎng)絡(luò)的鏈路數(shù)，El＝|Al|表示第l層網(wǎng)絡(luò)的鏈路數(shù)，對(duì)_fl∈Fl和fl-1∈Fl-1，設(shè)鏈路fl和fl-1的編號(hào)分別是i和j，則 然后將光傳輸設(shè)備、光交叉連接設(shè)備(OXCs)做為網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，用光纖連接某些網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，這樣構(gòu)成第1層光網(wǎng)絡(luò)，如圖2中所示的1A和1B結(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成1A～1B鏈路。該層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)集合是V1＝{1A，1B，1C，1D，1E，1F}，該層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)間的相鄰鏈路集合是A1＝{1A～1B，1A～1F，1B～1C，1B～1E，1C～1D，1D～1E，1E～1F}。同理，將電路傳輸設(shè)備、數(shù)字交叉連接設(shè)備(DXCs)做為網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，用傳輸電路連接某些網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，這樣構(gòu)成第2層電路網(wǎng)絡(luò)，如圖2中的2A和2B結(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成2A～2B鏈路。該層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)集合是V2＝{2A，2B，2C，2D，2E}，該層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)間的相鄰鏈路集合是A2＝{2A～2B，2A～2E，2B～2C，2B～2D，2C～2D，2D～2E}。將路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備做為網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，用傳輸設(shè)備連接某些網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，這樣構(gòu)成第3層分組網(wǎng)絡(luò)，例如將圖中的3A1和3B1結(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成3A1～3B1鏈路。該層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)集合是V3＝{3A1，3B1，3C1，3D1，3A2，3B2，3C2}，該層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)間的相鄰鏈路集合是A3＝{3A1～3B1，3A1～3C1，3A1～3D1，3B1～3C1，3C1～3D1，3A2～3B2，3A2～3C2，3B2～3C2}。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)連接關(guān)系，我們可將該層網(wǎng)絡(luò)分為兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)N31和N32，網(wǎng)絡(luò)N31的結(jié)點(diǎn)集合是V3，1＝{3A1，3B1，3C1，3D1}，結(jié)點(diǎn)間的相鄰鏈路集合是A3，1＝{3A1～3B1，3A1～3C1，3A1～3D1，3B1～3C1，3C1～3D1}；網(wǎng)絡(luò)N32的結(jié)點(diǎn)集合是V3，2＝{3A2，3B2，3C2}，結(jié)點(diǎn)間相鄰鏈路集合是A3，2＝{3A2～3B2，3A2～3C2，3B2～3C2}。
圖2中第1層網(wǎng)絡(luò)的相鄰結(jié)點(diǎn)連接關(guān)系可進(jìn)一步用矩陣式表示為 其中1A～1F為網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，大括號(hào)內(nèi)是矩陣元素。同理，可得到第2層網(wǎng)絡(luò)和第3層網(wǎng)絡(luò)的相鄰結(jié)點(diǎn)連接關(guān)系矩陣。
圖2中的虛線表示網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)鄰接的層間網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的傳輸能力或連接關(guān)系，例如連接第2層的2D結(jié)點(diǎn)與第1層1B結(jié)點(diǎn)，構(gòu)成2D～1B鏈路；連接第3層的3B1結(jié)點(diǎn)、3A2結(jié)點(diǎn)與第2層的2D結(jié)點(diǎn)，分別構(gòu)成3B1～2D鏈路和3A2～2D鏈路。
圖2中第2層與第1層的鄰接結(jié)點(diǎn)連接關(guān)系矩陣是
其中1A～1F、2A～2E為網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，大括號(hào)內(nèi)是矩陣元素。同理可得第3層N31、N32與第2層間的的鄰接結(jié)點(diǎn)間關(guān)聯(lián)矩陣。
依據(jù)第2層與第1層間的的鄰接結(jié)點(diǎn)間連接關(guān)系矩陣，在矩陣元素是“1”的位置設(shè)置鄰接鏈路速率，得到第2層網(wǎng)絡(luò)和第1層網(wǎng)絡(luò)的鄰接結(jié)點(diǎn)間鏈路速率矩陣是 同理可得第3層N31、N32與第2層間的鄰接結(jié)點(diǎn)間鏈路速率矩陣。
對(duì)于第2層中的鏈路，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)第2層與第1層鄰接結(jié)點(diǎn)間連接關(guān)系矩陣，配置網(wǎng)絡(luò)第2層與第1層鄰接的鏈路間映射關(guān)系。該鏈路的配置一般由其鄰接下層的單個(gè)鏈路提供傳輸能力，如圖2中的鏈路2C～2D由鏈路1A～1B提供傳輸能力，對(duì)于鏈路的鄰接下層單個(gè)鏈路不能提供傳輸能力的情況，配置該鏈路由其鄰接下層的多個(gè)鏈路提供傳輸能力，例如圖2中的鏈路2D～2E由鏈路1B～1C和1C～1D提供傳輸能力，由此得到的第2層網(wǎng)絡(luò)和第1層網(wǎng)絡(luò)的鄰接鏈路映射關(guān)系矩陣 同理可得到網(wǎng)絡(luò)第3層和第2層的鄰接鏈路映射關(guān)系矩陣。
在圖2中，處于某一層的同一網(wǎng)絡(luò)可為其高一層的若干網(wǎng)絡(luò)提供傳輸資源，例如，處于第2層的同一網(wǎng)絡(luò)既可為第3層網(wǎng)絡(luò)N31提供傳輸資源，也可為第3層網(wǎng)絡(luò)N32提供傳輸資源。
第二步，根據(jù)用戶業(yè)務(wù)請(qǐng)求，運(yùn)行聯(lián)合路由選擇算法。
參照?qǐng)D3所示的聯(lián)合路由選擇算法流程圖，首先設(shè)置該聯(lián)合路由選擇算法的有關(guān)參量和通用約束條件，該有關(guān)參量包括常量和變量?jī)刹糠帧?br> 所述的常量部分是1)各層網(wǎng)絡(luò)模型和相鄰矩陣Gl＝(Vl，Al)，F(xiàn)l[fl(i，j)]Nl×Nl，其中，l＝1，2，3；2)第1層網(wǎng)絡(luò)鏈路傳輸帶寬c(i)fl，i是該層網(wǎng)絡(luò)的鏈路編號(hào)，i＝1，2，...，|A1|；3)網(wǎng)絡(luò)第l層和第l-1層的鄰接結(jié)點(diǎn)間連接關(guān)系矩陣Xl-1l[xl-1l(i，j)]Nl-1×Nl，其中l(wèi)＝2，3；4)網(wǎng)絡(luò)第l層和第(l-1)層的鄰接結(jié)點(diǎn)間鏈路速率矩陣Hl-1l[hl-1l(i，j)]Nl-1×Nl，其中l(wèi)＝2，3；5)業(yè)務(wù)請(qǐng)求集合Rp，下標(biāo)p表示業(yè)務(wù)等級(jí)，(Rhigh，Rnormal，Rlow)分別代表高等級(jí)、常規(guī)等級(jí)和低等級(jí)業(yè)務(wù)請(qǐng)求集合?？筛鶕?jù)需要設(shè)定Rp的業(yè)務(wù)連接特性，如產(chǎn)生過程、到達(dá)速率均值、業(yè)務(wù)連接的持續(xù)時(shí)間分布。例如，可設(shè)Rp的業(yè)務(wù)連接的產(chǎn)生為泊松過程，到達(dá)速率均值為λ，持續(xù)時(shí)間均值為1/μ個(gè)時(shí)間單位。所述的變量部分是1)第l層網(wǎng)絡(luò)已承載的業(yè)務(wù)矩陣Λl=[Λl(s,d)]Nl×Nl,]]>其中l(wèi)＝1，2，3，Nl＝|Vl|，s，d∈Vl，矩陣中每個(gè)元素 bl(s，d，p)表示該業(yè)務(wù)在第l層所占帶寬，s，d分別表示該業(yè)務(wù)在第l層連接的源宿點(diǎn)，p＝high，normal，low表示該連接的業(yè)務(wù)等級(jí)，bl(s，d，p)的初值均為0；2)網(wǎng)絡(luò)第l層和第l-1層鄰接的鏈路間的映射關(guān)系矩陣Yl-1l[yfl-1fl(i，j)]El-1×El，其中l(wèi)＝2，3；3)第l層網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)連接所途經(jīng)的相鄰鏈路矩陣Zl[zflΛl(i，j)]Rl×El，其中l(wèi)＝1，2，3，Rl是第l層網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前業(yè)務(wù)連接數(shù)，El是第l層網(wǎng)絡(luò)的相鄰鏈路數(shù)，對(duì)_Λl∈Λl有 4)第l層網(wǎng)絡(luò)中相鄰鏈路i的帶寬容量c(i)fl，其中l(wèi)＝2，3，fl∈Fl；5)第l層網(wǎng)絡(luò)中相鄰鏈路i的可用帶寬a(i)fl，其中l(wèi)＝1，2，3，fl∈Fl。
所述的通用約束條件是1)第l層網(wǎng)絡(luò)任一相鄰鏈路fl承載的本層網(wǎng)絡(luò)和鄰接上層網(wǎng)絡(luò)的所有業(yè)務(wù)連接，所占用的帶寬小于或等于該鏈路的帶寬容量cfl；2)第l層的一個(gè)結(jié)點(diǎn)只能與第l-1層的一個(gè)結(jié)點(diǎn)連接或沒有連接，即在l＝2，3時(shí)滿足Σixl-1l(i,j)=1]]>和Σjxl-1l(i,j)=1;]]>3)第l層的一個(gè)相鄰鏈路，只能由第l-1層的一個(gè)通路承載，而不允許由第l-1層的2個(gè)或2個(gè)以上通路承載。
需說明的是，圖3中的CMRJS用于資源調(diào)整次數(shù)計(jì)數(shù)和區(qū)別是否第一次選路成功，參量(Lh，Ln，Ll)分別表示設(shè)定的高等級(jí)、常規(guī)等級(jí)和低等級(jí)業(yè)務(wù)的資源調(diào)整次數(shù)上限。
在已知上述參數(shù)條件下，運(yùn)行聯(lián)合路由選擇算法按如下步驟進(jìn)行(1)生成資源占用請(qǐng)求根據(jù)連接請(qǐng)求生成資源占用請(qǐng)求D＝{s，d，breq，p，t}，其中s代表源結(jié)點(diǎn)，d代表宿結(jié)點(diǎn)，breq代表以Mb/s為單位的請(qǐng)求帶寬，p表示高等級(jí)high、常規(guī)等級(jí)normal、低等級(jí)low三種業(yè)務(wù)等級(jí)，t代表該業(yè)務(wù)的持續(xù)時(shí)間。業(yè)務(wù)等級(jí)p的取值按業(yè)務(wù)特性分為三個(gè)等級(jí)高等級(jí)業(yè)務(wù)對(duì)帶寬、時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)、丟失率都有嚴(yán)格要求，該類業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)于區(qū)分服務(wù)DiffServ中的加速轉(zhuǎn)發(fā)EF業(yè)務(wù)；常規(guī)等級(jí)業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延、帶寬有一定要求，但實(shí)時(shí)性要求不嚴(yán)，允許一定的丟失率，該類業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)于區(qū)分服務(wù)DiffServ中的確保轉(zhuǎn)發(fā)AF業(yè)務(wù)；低等級(jí)業(yè)務(wù)沒有服務(wù)質(zhì)量QoS要求，即傳統(tǒng)的Internet業(yè)務(wù)，該類業(yè)務(wù)可對(duì)應(yīng)于區(qū)分服務(wù)DiffServ中的盡力服務(wù)BE業(yè)務(wù)。
(2)為不同等級(jí)業(yè)務(wù)進(jìn)行選路處理為不同的網(wǎng)絡(luò)選路層次l＝1，2，3設(shè)置合適的帶寬顆粒度bl，根據(jù)連接請(qǐng)求帶寬，將該請(qǐng)求歸入相應(yīng)的初始網(wǎng)絡(luò)選路層lin，令網(wǎng)絡(luò)層次變量l＝lin。按請(qǐng)求帶寬在第lin層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行鏈路剪枝，即除去第lin層網(wǎng)絡(luò)中鏈路帶寬小于請(qǐng)求帶寬的所有鏈路。運(yùn)行基于區(qū)分服務(wù)的多約束最短路徑CSPF-DS算法為該連接請(qǐng)求選路。
(3)基于區(qū)分服務(wù)的多約束最短路徑CSPF-DS算法處理基于區(qū)分服務(wù)的多約束最短路徑CSPF-DS算法采用最短路徑優(yōu)先的Dijkstra算法，為業(yè)務(wù)選取源宿結(jié)點(diǎn)間途經(jīng)鏈路權(quán)值總和最小的路徑。鏈路權(quán)值綜合考慮帶寬利用率和跳數(shù)兩個(gè)因素，即在帶寬利用率相同時(shí)，選擇跳數(shù)最少的路徑。
首先根據(jù)鏈路的當(dāng)前帶寬利用率，將源宿點(diǎn)(s，d)間的鏈路集合的所有鏈路劃分為4個(gè)子集。假設(shè)fl(l＝1，2，3)表示鏈路，c(fl)為其帶寬容量，a(fl)為總可用帶寬，則u(fl)＝1-a(fl)/c(fl)表示帶寬利用率。用Asdl表示源宿點(diǎn)(s，d)間的鏈路集合，根據(jù)鏈路的當(dāng)前帶寬利用率，將∀fl∈Asdl]]>的所有鏈路劃分為如下4個(gè)子集
fl∈LA,u(fl)≥UhighLB,Unor≤u(fl)<UhighLC,Ulow≤u(fl)<UnorLD,u(fl)<Ulow--[4]]]>其中(LA，LB，LC，LD)分別代表4種鏈路子集，(Uhigh，Unor，Ulow)分別表示高等級(jí)、常規(guī)等級(jí)、低等級(jí)三種業(yè)務(wù)的帶寬利用率門限。
其次根據(jù)鏈路利用率u(fl)，實(shí)現(xiàn)鏈路集合劃分的流程如下對(duì)所有fl∈Asdl,]]>計(jì)算帶寬利用率u(fl)＝1-a(fl)/c(fl)if u(f1)≥UhighLA＝LA+{fl}else if Unor≤u(fl)＜UhighLB＝LB+{fl}else if Ulow≤u(fl)＜UnorLC＝LC+{fl}elseLD＝LD+{fl}。
然后根據(jù)鏈路fl(l＝1，2，3)所屬的子集合，計(jì)算該鏈路fl∈Asdl]]>的鏈路權(quán)值，計(jì)算方法如下if p＝highw(fl)=Δfl∈LA1else]]>else if p＝normalw(fl)=2Δfl∈LAΔfl∈LB1else]]>elsew(fl)=3Δfl∈LA2Δfl∈LBΔfl∈LC1fl∈LD;]]>其中，Δ是一個(gè)大于1的常數(shù)。依據(jù)鏈路權(quán)值W(fl)，在當(dāng)前第l層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖线\(yùn)行Dijkstra算法。
根據(jù)選路成功與否，分別進(jìn)行選路失敗的層面處理或選路成功的層面處理。
第三步，對(duì)于運(yùn)行聯(lián)合路由選擇算法選路失敗的層面，判斷2種情況
1)當(dāng)CMRJS≤(Lh，Ln，Ll)和層次l≥2時(shí)，即多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS調(diào)用次數(shù)CMRJS小于或等于該等級(jí)業(yè)務(wù)設(shè)定的上限，且層次l≥2時(shí)，調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS調(diào)整當(dāng)前選路第l層和其鄰接第l-1層的鏈路間的映射關(guān)系Yl-1l[yfl-1fl(i，j)]El-1×El、第l層中結(jié)點(diǎn)間鏈路可用帶寬a(i)fl、第l-1層中的結(jié)點(diǎn)間鏈路可用帶寬a(i)fl-1、第l層和第(l-1)層的鄰接相關(guān)結(jié)點(diǎn)間鏈路速率，并將網(wǎng)絡(luò)層次l減1和調(diào)用次數(shù)CMRJS增1后，重新進(jìn)行路由選擇。
2)當(dāng)CMRJS≤(Lh，Ln，Ll)和層次l≥2條件不成立時(shí)，即多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS調(diào)用次數(shù)已達(dá)為該等級(jí)業(yè)務(wù)設(shè)定的上限或l＝1時(shí)，拒絕該連接請(qǐng)求。
第四步，對(duì)于運(yùn)行聯(lián)合路由選擇算法選路成功的層面，接受該連接建立請(qǐng)求。根據(jù)是否首次選路成功，判斷2種情況1)在首次選路成功時(shí)，減小初始選路層lin的所有層內(nèi)相關(guān)結(jié)點(diǎn)間的傳輸帶寬a(i)flin，更新第lin層的資源狀態(tài)信息，即第l＝lin層網(wǎng)絡(luò)已承載的業(yè)務(wù)矩陣Λl=[Λl(s,d)]Nl×Nl,]]>第l層網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)連接所途經(jīng)的相鄰鏈路Zl[zflΛl(i，j)]Rl×El；2)當(dāng)不是首次選路成功時(shí)，減小初始選路層lin到當(dāng)前選路層lp的所有層內(nèi)相關(guān)結(jié)點(diǎn)間的傳輸帶寬，并減小初始選路層lin到當(dāng)前選路層lp的所有鄰接的層間結(jié)點(diǎn)傳輸帶寬，為用戶業(yè)務(wù)請(qǐng)求建立傳送通路；需要更新第lin層到當(dāng)前選路第lp層的所有層內(nèi)相關(guān)結(jié)點(diǎn)間的傳輸帶寬a(i)fl(l=lin~lp),]]>不同層網(wǎng)絡(luò)鄰接鏈路間的映射關(guān)系矩陣Yl-1l[yfl-1fl(i，j)]El-1×El(L＝lin～(lp+1))、不同層網(wǎng)絡(luò)鄰接結(jié)點(diǎn)間鏈路速率矩陣Hl-1l[hl-1l(i，j)]Nl-1×Nl(l＝lin～(lp+1))，還需更新第lin層到第lp層相關(guān)層的已承載的業(yè)務(wù)矩陣Λl=[Λl(s,d)]Nl×Nl,]]>第lp層網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)連接所途經(jīng)的相鄰鏈路Zl[zflΛl(i，j)]Rl×El。
如圖4所示，在選路失敗、連接拆除、定時(shí)器溢出3種事件發(fā)生時(shí)，按圖4(a)到4(c)分別執(zhí)行多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS，對(duì)上述3種事件進(jìn)行相應(yīng)處理。前述聯(lián)合路由選擇算法中所指的調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS，就是按圖4(a)的流程進(jìn)行。圖4中的符號(hào)含義如下Asortedl表示對(duì)第l＝3，2層網(wǎng)絡(luò)所有相鄰鏈路按其瓶頸度從大到小的順序，排序后的有序相鄰鏈路集合；FMl表示第l＝3，2層網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前瓶頸度較高，且?guī)捓寐食^瓶頸度閾值的相鄰鏈路集合，對(duì)于鏈路fMl∈FMl,]]>有wc(fMl)=Maxfl∈Asortedl[wc(fl)]]]>且u(fMl)>Tbol;]]>Qbwl表示第l＝3，2層網(wǎng)絡(luò)的鏈路帶寬調(diào)整顆粒度；δreql表示某個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求在第l＝3，2層網(wǎng)絡(luò)的對(duì)應(yīng)的鏈路請(qǐng)求帶寬與鏈路可用帶寬之差的絕對(duì)值；
Tboll表示第l＝3，2層網(wǎng)絡(luò)的鏈路利用率u(fMl)的瓶頸度閾值；CNTbol表示瓶頸鏈路優(yōu)化個(gè)數(shù)上限，其數(shù)值按下式計(jì)算 式中|FMl|表示集合FMl的元素個(gè)數(shù)，CNTbol0是瓶頸鏈路優(yōu)化個(gè)數(shù)上限的預(yù)定值，可先設(shè)CNTbol0＝2或3。根據(jù)多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS的實(shí)際優(yōu)化效果和效率調(diào)整該參數(shù)，以取得效率和優(yōu)化目標(biāo)的折中。
如圖4(a)所示，此時(shí)多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS的步驟是1)調(diào)用公式[1]計(jì)算當(dāng)前選路失敗(s，d)間所有鏈路的瓶頸度，2)尋找和確定選路失敗的源宿結(jié)點(diǎn)對(duì)間的鏈路瓶頸度最大的鏈路fMl，3)判斷與fMl鄰接的下層網(wǎng)絡(luò)路徑可用帶寬是否大于或等于δreql，當(dāng)條件滿足時(shí)，用鄰接下層路徑的可用帶寬直接為fMl增加帶寬，否則，嘗試為fMl重新選擇可用帶寬大于δreql的下層鄰接路徑，若失敗，給出為fMl增加帶寬失敗信息。
如圖4(b)所示，當(dāng)從外部信令或管理實(shí)體處接收到釋放連接請(qǐng)求時(shí)，多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS按照網(wǎng)絡(luò)層次編號(hào)遞減的順序，依次釋放該連接在其選路層次及較低層次上所占用的帶寬。
如圖4(c)所示，當(dāng)預(yù)置的周期性定時(shí)間隔到時(shí)，多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS在l＝3，2層分別進(jìn)行全局資源優(yōu)化的處理過程，具體步驟是1)設(shè)置l＝3，即從第3層處開始；2)在第l層網(wǎng)絡(luò)調(diào)用公式[5]對(duì)全網(wǎng)鏈路進(jìn)行瓶頸度計(jì)算wc(fl)=β1×ΣiΣj=13bconn(i)j·q(j)q(3)·ΣiΣj=13bconn(i)j+β2×u(fl)+β3×(cfl-1-cfl)cfl-1---[5]]]>其中β1，β2，β3表示影響瓶頸度的3組參量的權(quán)值系數(shù)，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整權(quán)值，可改變3組參量在瓶頸度量計(jì)算中所占比重，要求β1+β2+β3＝1，式[5]其它參量的含義與式[1]相同；3)按瓶頸度量值從大到小對(duì)第l層所有鏈路排序，得到集合Asortedl；4)在集合Asortedl中，尋找鏈路利用率大于Tboll的鏈路，得到集合FMl；5)對(duì)于fMl∈FMl]]>鏈路，判斷與fMl鄰接的下層網(wǎng)絡(luò)路徑可用帶寬是否大于或等于Qbwl，當(dāng)條件成立時(shí)，用鄰接下層路徑的可用帶寬直接為fMl增加帶寬，否則，嘗試為fMl重新選擇可用帶寬大于Qbwl的下層鄰接路徑，若失敗，給出為fMl增加帶寬失敗信息；6)當(dāng)瓶頸鏈路優(yōu)化計(jì)數(shù)i小于或等于瓶頸鏈路優(yōu)化個(gè)數(shù)上限CNTbol時(shí)，對(duì)下一個(gè)鏈路進(jìn)行增加帶寬；
7)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)減1，當(dāng)層數(shù)大于或等于2時(shí)，重新進(jìn)行第l層的全局資源優(yōu)化。瓶頸鏈路優(yōu)化個(gè)數(shù)應(yīng)適中，鏈路優(yōu)化個(gè)數(shù)太多則計(jì)算負(fù)荷較高，而鏈路優(yōu)化個(gè)數(shù)太少則可能達(dá)不到預(yù)期優(yōu)化目標(biāo)，例如鏈路優(yōu)化個(gè)數(shù)設(shè)為2或3。對(duì)于瓶頸鏈路，可直接從鄰接下層路徑的可用帶寬池中，為該鏈路增加帶寬，或?qū)υ撴溌穼?duì)應(yīng)的鄰接下層網(wǎng)絡(luò)路徑進(jìn)行重新選路，以間接增加帶寬資源。
根據(jù)式[1]和式[5]分別設(shè)置權(quán)值系數(shù)(α1，α2，α3，α4)和(β1，β2，β3)，再依據(jù)多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS的優(yōu)化效果，重新設(shè)置權(quán)值系數(shù)(α1，α2，α3，α4)和(β1，β2，β3)，重復(fù)此過程，直到獲得滿意結(jié)果。已完成的仿真結(jié)果表明，較大的α2和β2數(shù)值能有效地降低呼叫拒絕率。
本發(fā)明提出的一種傳送網(wǎng)分層、聯(lián)合路由選擇和多層資源聯(lián)合調(diào)度的方法，既可用于已建成傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)路由選擇和資源優(yōu)化，也可用于待建傳送網(wǎng)的性能評(píng)估和網(wǎng)絡(luò)傳輸、交換資源的優(yōu)化配置。這種傳送網(wǎng)分層式聯(lián)合路由選擇和資源優(yōu)化的方法及裝置，既可做為一個(gè)設(shè)備單獨(dú)使用，也可將該方法及裝置的功能集成在信令或資源管理設(shè)備中。
另外，本發(fā)明提出的一種傳送網(wǎng)分層、聯(lián)合路由選擇和多層資源聯(lián)合調(diào)度的方法，也適用于某一層有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的情形。例如，在圖2中，處于第2層的同一網(wǎng)絡(luò)既可為第3層網(wǎng)絡(luò)N31提供傳輸資源，也可為第3層網(wǎng)絡(luò)N32提供傳輸資源。此時(shí)，需要在第3層設(shè)立2個(gè)分層式路由和資源管理器RRMs。在傳送網(wǎng)分層式聯(lián)合路由選擇和資源優(yōu)化方法方面，需增加第3層網(wǎng)絡(luò)N32相關(guān)的變量，即同一層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)和相鄰鏈路、本層結(jié)點(diǎn)與第2層的鄰接結(jié)點(diǎn)連接關(guān)系矩陣、鄰接結(jié)點(diǎn)鏈路速率矩陣和鄰接鏈路映射矩陣，本發(fā)明提出的方法仍然有效。
本發(fā)明提出的一種傳送網(wǎng)分層、聯(lián)合路由選擇和多層資源聯(lián)合調(diào)度的方法，其優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)路由和資源管理考慮了網(wǎng)絡(luò)的分層化，不同層次網(wǎng)絡(luò)間相互作用，不同用戶業(yè)務(wù)收益的差異，既滿足用戶需求，又做到資源的最合理利用，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)收益最大化，極大提高網(wǎng)絡(luò)的整體可靠性，降低用戶呼叫或服務(wù)請(qǐng)求的拒絕率。
為檢驗(yàn)本發(fā)明提出的一種傳送網(wǎng)分層、聯(lián)合路由選擇和多層資源聯(lián)合調(diào)度方法的有效性，我們采用計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證，如圖5、圖6、圖7和圖8。
參照?qǐng)D5，本發(fā)明計(jì)算機(jī)仿真所設(shè)定的條件如下1)網(wǎng)絡(luò)第3層鏈路的最大配置帶寬為622Mbit/s，第2層或電路層鏈路的最大配置帶寬為2.5Gbit/s，第1層或光物理層鏈路的最大配置帶寬為10Gbit/s；2)圖5中的第3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)Ri(i＝1，2，...，19)與第2層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)Aj(j＝1，2，...，19)的相同結(jié)點(diǎn)編號(hào)相連接，第2層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)Aj(j＝1，2，...，21)與第1層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)Ok(k＝1，2，...，21)的相同結(jié)點(diǎn)編號(hào)相連接，結(jié)點(diǎn)A22與結(jié)點(diǎn)O24相連接；
3)源宿結(jié)點(diǎn)對(duì)(s，d)在規(guī)定的第3層結(jié)點(diǎn)集合中以等概率隨機(jī)產(chǎn)生，所有源、宿結(jié)點(diǎn)對(duì)間的業(yè)務(wù)強(qiáng)度均相同；4)業(yè)務(wù)連接請(qǐng)求的到達(dá)為泊松過程，到達(dá)速率服從均值為λ的泊松分布，業(yè)務(wù)連接的持續(xù)時(shí)間服從均值為1/μ的指數(shù)分布，仿真中采用1/μ＝2分鐘和λ＝2.5-25個(gè)/分鐘；5)業(yè)務(wù)等級(jí)按預(yù)先規(guī)定的業(yè)務(wù)等級(jí)比例隨機(jī)產(chǎn)生，即高等級(jí)∶常規(guī)等級(jí)∶低等級(jí)＝0.3∶0.3∶0.4；6)假定網(wǎng)絡(luò)的第3層相鄰鏈路的最大歸一化配置速率為1，各等級(jí)業(yè)務(wù)的請(qǐng)求帶寬的取值范圍如下Vhigh＝
，Vnormal＝
，Vlow＝
；7)根據(jù)請(qǐng)求的業(yè)務(wù)等級(jí)，業(yè)務(wù)請(qǐng)求帶寬在相應(yīng)的帶寬范圍內(nèi)，按均勻分布隨機(jī)產(chǎn)生；8)系統(tǒng)無等待隊(duì)列，一旦連接請(qǐng)求被拒絕，則立即丟棄；9)每次仿真產(chǎn)生100000個(gè)第3層業(yè)務(wù)連接請(qǐng)求，結(jié)果數(shù)據(jù)為仿真運(yùn)行1000次的統(tǒng)計(jì)平均值。
參照?qǐng)D6，為比較聯(lián)合路由選擇算法性能的改進(jìn)，圖中給出了高等級(jí)業(yè)務(wù)的聯(lián)合路由選擇算法和傳統(tǒng)約束最短路徑優(yōu)先算法CSPF(Constrains-based Shortest Path First)的性能，此時(shí)聯(lián)合路由選擇算法不采用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS。鑒于業(yè)務(wù)所選路徑的跳數(shù)/跳數(shù)方差是業(yè)務(wù)時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)的重要性能指標(biāo)，根據(jù)圖5所選的特定結(jié)點(diǎn)對(duì)的跨距，對(duì)所選路徑的長(zhǎng)度做以下分類假設(shè)最短路徑的跳數(shù)3≤hops≤4，次短路徑的跳數(shù)5≤hops≤6，最長(zhǎng)路徑的跳數(shù)hops≥7。
圖6中CASE1代表聯(lián)合路由選擇算法，CASE2代表傳統(tǒng)約束最短路徑優(yōu)先CSPF算法，粗虛線代表跳數(shù)方差，細(xì)實(shí)線代表高等級(jí)的接納業(yè)務(wù)個(gè)數(shù)。從圖可看出隨著業(yè)務(wù)強(qiáng)度的增加，聯(lián)合路由選擇算法由于具備業(yè)務(wù)區(qū)分能力，選擇最短路徑的高等級(jí)數(shù)目高于傳統(tǒng)的約束最短路徑優(yōu)先CSPF算法。另外，采用具備業(yè)務(wù)區(qū)分能力的聯(lián)合路由選擇算法，可保證高等級(jí)業(yè)務(wù)的路徑跳數(shù)始終在其跳數(shù)均值附近波動(dòng)，即總是傾向于選擇跳數(shù)最少的最短路徑，而采用傳統(tǒng)約束最短路徑優(yōu)先CSPF算法時(shí)，高等級(jí)業(yè)務(wù)的路徑跳數(shù)方差變化較大。圖6說明聯(lián)合路由選擇算法可保證高等級(jí)的業(yè)務(wù)選擇較短路徑，占用時(shí)間短、突發(fā)性大的低等級(jí)業(yè)務(wù)盡量選擇較長(zhǎng)的路徑，從而避免低等級(jí)業(yè)務(wù)對(duì)高等級(jí)業(yè)務(wù)的沖擊，實(shí)現(xiàn)為不同等級(jí)的業(yè)務(wù)提供不同的服務(wù)質(zhì)量。
參照?qǐng)D7，為比較聯(lián)合路由選擇算法選路失敗時(shí)，是否允許調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS，是否允許定期調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS條件下的性能，圖中給出不同模式下的全部3種業(yè)務(wù)的呼叫拒絕率隨輸入業(yè)務(wù)強(qiáng)度變化圖。圖7中4種模式MODE1～MODE4的定義如下，其中SMRJS＝on/off表示聯(lián)合路由選擇算法選路失敗時(shí)，是否允許調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS，TMRJS＝on/off表示是否允許定期調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS以進(jìn)行全局資源優(yōu)化1)MODE1SMRJS＝on和TMRJS＝on，即聯(lián)合路由選擇算法選路失敗時(shí)，允許調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS，且允許多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS中的定期全局資源優(yōu)化；2)MODE2SMRJS＝on和TMRJS＝off，即聯(lián)合路由選擇算法選路失敗時(shí)，允許調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS，而不允許多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS中的定期全局資源優(yōu)化；3)MODE3SMRJS＝off和TMRJS＝on，即聯(lián)合路由選擇算法選路失敗時(shí)，不允許調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS，允許多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS中的定期全局資源優(yōu)化；4)MODE4SMRJS＝off和TRJS＝off，即聯(lián)合路由選擇算法選路失敗時(shí)，不允許調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS，且不允許多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS中的定期全局資源優(yōu)化。
從圖7可看出，不采用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS的MODE4的呼叫拒絕率，至少是其它3種模式的約6～60倍，這說明采用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS可大幅降低網(wǎng)絡(luò)的呼叫拒絕率，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率和性能。
參照?qǐng)D8，為比較MODE1～MODE3模式下的高等級(jí)業(yè)務(wù)的呼叫拒絕率，圖中給出上述MODE1～MODE3模式下的高等級(jí)業(yè)務(wù)的呼叫拒絕率，隨輸入業(yè)務(wù)強(qiáng)度變化圖。從圖可看出，MODE1由于SMRJS＝on和TMRJS＝on，其呼叫拒絕率隨業(yè)務(wù)強(qiáng)度增加的上升趨勢(shì)最小；MODE2方式僅SMRJS＝on，其性能劣于MODE1，但兩者差距較小；MODE3方式僅TMRJS＝on，其阻塞率上升趨勢(shì)遠(yuǎn)大于于MODE1和MODE2，這是因?yàn)镸ODE1和MODE 2方式均采用選路失敗時(shí)，調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS，它對(duì)具有較高等級(jí)的業(yè)務(wù)選路失敗事件均觸發(fā)層間資源配置，而在TMRJS＝on條件下多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS，只是周期性每隔一段時(shí)間對(duì)全網(wǎng)資源進(jìn)行優(yōu)化處理，降低了后續(xù)業(yè)務(wù)請(qǐng)求的阻塞率，而不針對(duì)當(dāng)前的業(yè)務(wù)選路失敗事件。從圖8可見，SMRJS＝on時(shí)的多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS的呼叫拒絕率，小于TMRJS＝on時(shí)的多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS的呼叫拒絕率。
需說明的是，圖7和圖8的數(shù)據(jù)均是在α1∶α2∶α3∶α4＝1∶10∶1∶8和β1∶β2∶β3＝1∶2∶1.5條件下得到的。
權(quán)利要求
1.一種傳送網(wǎng)的資源優(yōu)化方法，按如下步驟進(jìn)行(1)對(duì)傳送網(wǎng)進(jìn)行分層，即將傳送網(wǎng)絡(luò)分為M≥2層，從下層到上層依次稱為第1、2、...、M層，并用數(shù)學(xué)表達(dá)式分別表示每一層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)集合和連接相鄰結(jié)點(diǎn)的鏈路集合、M-1個(gè)鄰接的層間結(jié)點(diǎn)連接關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)鏈路速率及鏈路間的映射關(guān)系；(2)在分層后的各層傳送網(wǎng)上，分別根據(jù)用戶業(yè)務(wù)請(qǐng)求的源宿結(jié)點(diǎn)、業(yè)務(wù)等級(jí)、持續(xù)時(shí)間參數(shù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)各層資源占用情況，依據(jù)請(qǐng)求帶寬選擇初始選路層，運(yùn)行聯(lián)合路由選擇算法，為從有關(guān)信令或管理實(shí)體處接收的連接請(qǐng)求原語(yǔ)，建立一個(gè)傳送通路；(3)對(duì)于運(yùn)行聯(lián)合路由選擇算法選路失敗的網(wǎng)絡(luò)層面，檢查當(dāng)前選路層l是否大于等于2和調(diào)用計(jì)數(shù)值CMRJS是否小于或等于設(shè)定的上限參數(shù)，當(dāng)滿足該條件時(shí)，首先調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS，分別調(diào)整當(dāng)前選路層和當(dāng)前選路層的鄰接層的結(jié)點(diǎn)資源配置，以及該兩層鏈路的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的重新配置，然后運(yùn)行聯(lián)合路由選擇算法，建立源結(jié)點(diǎn)到宿結(jié)點(diǎn)之間的傳送通路，當(dāng)不滿足該條件時(shí)，拒絕該連接請(qǐng)求；(4)對(duì)于運(yùn)行聯(lián)合路由選擇算法選路成功的網(wǎng)絡(luò)層面，接受該連接請(qǐng)求，檢查是否一次運(yùn)行聯(lián)合路由選擇算法選路成功，當(dāng)一次選路成功時(shí)，減小當(dāng)前選路層的層內(nèi)相關(guān)結(jié)點(diǎn)間的傳輸帶寬，當(dāng)多次選路成功時(shí)，減小初始選路層到當(dāng)前選路層的所有層內(nèi)相關(guān)結(jié)點(diǎn)間的傳輸帶寬，并減小初始選路層到當(dāng)前選路層的所有鄰接的層間結(jié)點(diǎn)的傳輸帶寬，為用戶業(yè)務(wù)請(qǐng)求建立傳送通路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳送網(wǎng)的資源優(yōu)化方法，其特征在于調(diào)用計(jì)數(shù)值CMRJS的上限參數(shù)設(shè)定為高等級(jí)業(yè)務(wù)Lh、常規(guī)等級(jí)業(yè)務(wù)Ln和低等級(jí)業(yè)務(wù)Ll，該上限參數(shù)間的關(guān)系是Lh≥Ln和Ll＝0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳送網(wǎng)的資源優(yōu)化方法，其特征在于表示每一層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)集合和連接相鄰結(jié)點(diǎn)的鏈路集合的數(shù)學(xué)表達(dá)式分別是Gl＝(Vl，Al)和Fl[fl(i，j)]Nl×Nl，式中l(wèi)＝1，2，…，MVl表示該層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)集合Al表示該層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)間的相鄰鏈路集合Nl＝|Vl|表示第l層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)數(shù)對(duì)_i，j∈Vl，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳送網(wǎng)的資源優(yōu)化方法，其特征在于表示M-1個(gè)鄰接的層間結(jié)點(diǎn)連接關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)鏈路速率及鏈路間的映射關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式分別是Xl-1l[xl-1l(i，j)]Nl-1×Nl、Hl-1l[hl-1l(i，j)]Nl-1×Nl、Yl-1l[yfl-1fl(i，j)]El-1×El，式中l(wèi)＝2，3，....，M，Nl-1＝|Vl-1|表示與第l層網(wǎng)絡(luò)鄰接的第l-1層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)數(shù)，對(duì)_i∈Vl和j∈Vl-1，則 對(duì)_i∈Vl和j∈Vl-1，則 v(i，j)表示第l層結(jié)點(diǎn)i和第l-1層結(jié)點(diǎn)j間的傳輸速率；fl表示網(wǎng)絡(luò)第l層的一條鏈路，fl-1表示網(wǎng)絡(luò)第l-1層的一條鏈路，El＝|Al|表示第l層網(wǎng)絡(luò)的鏈路數(shù)，El-1＝|Al-1|表示第l-1層網(wǎng)絡(luò)的鏈路數(shù)，對(duì)_fl∈Fl和fl-1∈Fl-1，則
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳送網(wǎng)的資源優(yōu)化方法，其特征在于運(yùn)行聯(lián)合路由選擇算法是在已知每一層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)集合和連接相鄰結(jié)點(diǎn)的鏈路集合、M-1個(gè)鄰接的層間結(jié)點(diǎn)連接關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)鏈路速率及鏈路間的映射關(guān)系參數(shù)的條件下，按如下步驟進(jìn)行(1)生成資源占用請(qǐng)求根據(jù)連接請(qǐng)求生成資源占用請(qǐng)求D＝{s，d，breq，p，t}，其中s代表源結(jié)點(diǎn)，d代表宿結(jié)點(diǎn)，breq代表以Mb/s為單位的請(qǐng)求帶寬，p表示高等級(jí)、常規(guī)等級(jí)、低等級(jí)三種業(yè)務(wù)的等級(jí)，t代表該業(yè)務(wù)的持續(xù)時(shí)間；(2)為不同等級(jí)業(yè)務(wù)進(jìn)行選路處理首先為不同的網(wǎng)絡(luò)選路層次l＝1，2，...，M設(shè)置帶寬顆粒度bl，再根據(jù)連接請(qǐng)求帶寬，將該請(qǐng)求歸入相應(yīng)的初始網(wǎng)絡(luò)選路層lin，令網(wǎng)絡(luò)層次變量l＝lin，然后按請(qǐng)求帶寬除去第l層網(wǎng)絡(luò)中，鏈路帶寬小于請(qǐng)求帶寬的所有鏈路，通過運(yùn)行基于區(qū)分服務(wù)的多約束最短路徑CSPF-DS算法，為該連接請(qǐng)求選擇通路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳送網(wǎng)的資源優(yōu)化方法，其特征在于運(yùn)行聯(lián)合路由選擇算法選路失敗時(shí)，調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS的過程為(1)計(jì)算當(dāng)前選路失敗源宿結(jié)點(diǎn)間的所有路徑上鏈路fl的瓶頸度wc(fl)，該瓶頸度的計(jì)算公式是wc(fl)=α1×ΣiΣj=13bconn(i)j·q(j)q(3)·ΣiΣj=13bconn(i)j+α2×u(fl)+α3×(brep-a(fl))brep×g(brep-a(fl))+α4×(cfl-1-cfl)cfl-1]]>式中函數(shù) fl表示鏈路，l＝M，...，3，2是按遞減順序進(jìn)行瓶頸鏈路搜索的網(wǎng)絡(luò)層次，α1，和α2，和α3，α4表示影響瓶頸度的4組參量的權(quán)值系數(shù)，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整權(quán)值，可改變
4組參量在瓶頸度量計(jì)算中所占比重，要求和α1+α2+α3+α4＝1，bconn(i)j表示第l層網(wǎng)絡(luò)的鏈路fl已承載的業(yè)務(wù)連接conn(i)所占用的帶寬，其業(yè)務(wù)類型為j，q(j)表示已承載業(yè)務(wù)j的業(yè)務(wù)等級(jí)，u(fl)表示鏈路fl的利用率，u(fl)＝(c(fl)-和(fl))/c(fl)，其中c(fl)是鏈路fl的帶寬容量，a(fl)是鏈路fl的可用容量，breq表示當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求D的請(qǐng)求帶寬，cfl-1表示鏈路fl在第l-1層網(wǎng)絡(luò)的映射鏈路的配置帶寬，cfl表示鏈路fl在第l層網(wǎng)絡(luò)的鏈路帶寬；(2)在當(dāng)前選路失敗源宿結(jié)點(diǎn)間的路徑上的所有鏈路中，尋找鏈路瓶頸度最大的鏈路fMl；(3)對(duì)于鏈路fMl的下層網(wǎng)絡(luò)鄰接鏈路的可用容量大于或等于請(qǐng)求容量的鏈路，將下層網(wǎng)絡(luò)鄰接鏈路的帶寬增加給鏈路fMl；(4)對(duì)于鏈路fMl的下層網(wǎng)絡(luò)鄰接鏈路的可用容量小于請(qǐng)求容量的鏈路，嘗試為鏈路fMl重新選擇可用容量大于或等于請(qǐng)求容量的下層網(wǎng)絡(luò)鄰接鏈路，如果成功，將下層網(wǎng)絡(luò)鄰接鏈路的帶寬增加給鏈路fMl，否則，返回鏈路fMl帶寬增加失敗信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的傳送網(wǎng)的資源優(yōu)化方法，其特征在于調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS，也可定期進(jìn)行，具體步驟是(1)設(shè)置l＝M，即從第M層處開始；(2)在第l層網(wǎng)絡(luò)調(diào)用如下公式對(duì)全網(wǎng)鏈路進(jìn)行瓶頸度計(jì)算wc(fl)=β1×ΣiΣj=13bconn(i)j·q(j)q(3)·ΣiΣj=13bconn(i)j+β2×u(fl)+β3×(cfl-1-cfl)cfl-1]]>式中β1，β2，β3表示影響瓶頸度的3組參量的權(quán)值系數(shù)，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整權(quán)值，可改變3組參量在瓶頸度量計(jì)算中所占比重，要求β1+β2+β3＝1；(3)按瓶頸度量值從大到小對(duì)第l層所有鏈路排序，得到集合Asortedl；(4)在集合Asortedl中，尋找鏈路利用率大于鏈路利用率閥值Tboll的鏈路，得到集合FMl；(5)對(duì)于鏈路fMl∈FMl,]]>判斷與fMl鄰接的下層網(wǎng)絡(luò)路徑可用帶寬是否大于或等于鏈路帶寬調(diào)整顆粒度Qbwl，當(dāng)該條件滿足時(shí)，用鄰接下層路徑的可用帶寬直接為fMl增加帶寬，否則，嘗試為fMl重新選擇可用帶寬大于Qbwl的下層鄰接路徑，若失敗，給出為fMl增加帶寬失敗信息；(6)判斷瓶頸鏈路優(yōu)化計(jì)數(shù)i是否小于或等于瓶頸鏈路優(yōu)化個(gè)數(shù)上限CNTbol，當(dāng)條件成立時(shí)，對(duì)下一個(gè)鏈路進(jìn)行增加帶寬；(7)將網(wǎng)絡(luò)層數(shù)l減1，當(dāng)層數(shù)大于或等于2時(shí)，從步驟(2)開始，重新進(jìn)行第l層的全局資源優(yōu)化。
全文摘要
本發(fā)明公開一種傳送網(wǎng)分層、聯(lián)合路由選擇和多層資源聯(lián)合優(yōu)化的方法，主要解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)資源利用方法中的網(wǎng)絡(luò)分層數(shù)目少、未考慮不同層網(wǎng)絡(luò)間資源協(xié)調(diào)，無法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源利用的整體優(yōu)化問題。該方法包括以下步驟1)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分層表示；2)根據(jù)業(yè)務(wù)請(qǐng)求帶寬及等級(jí)、鏈路帶寬利用率、鄰接的層間鏈路傳輸速率、跳數(shù)等參數(shù)聯(lián)合選擇路由；3)根據(jù)聯(lián)合選擇路由的結(jié)果調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS；4)定期調(diào)用多層資源聯(lián)合調(diào)度算法MRJS以優(yōu)化資源配置；5)執(zhí)行算法運(yùn)行結(jié)果。本發(fā)明通過引入傳送網(wǎng)分層、聯(lián)合路由選擇和多層資源聯(lián)合優(yōu)化的方法，能大幅度提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，保證高等級(jí)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，降低業(yè)務(wù)請(qǐng)求的拒絕率。
文檔編號(hào)H04L12/24GK1688133SQ20051004194
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月11日
發(fā)明者徐展琦, 王建利, 郭勇, 孫勇 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué), 武漢郵電科學(xué)研究院