一種基于優(yōu)先級機制的衛(wèi)星網(wǎng)絡重路由方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于優(yōu)先級機制的衛(wèi)星網(wǎng)絡重路由方法，包括：當故障發(fā)生在關鍵鏈路上時，根據(jù)最小干擾算法，計算鏈路重復率，當所述鏈路重復率小于級別參數(shù)時，選擇第一優(yōu)先級的路徑，當所述鏈路重復率大于級別參數(shù)時，選擇第二優(yōu)先級的路徑，當故障發(fā)生在非關鍵鏈路上時，當工作路徑上的鏈路存在沒有備份路徑時，將發(fā)生故障的節(jié)點或鏈路前一個節(jié)點當作源節(jié)點，故障節(jié)點或鏈路的下一個節(jié)點作為目的節(jié)點，根據(jù)最短路徑算法，在線直接算出到達目的節(jié)點的可行路由，然后重新分發(fā)標簽，在標簽重新分發(fā)完成后，實現(xiàn)通信。本發(fā)明減少了發(fā)生故障時再重新計算路徑所耗費的資源，縮短了故障修復時間。
【專利說明】—種基于優(yōu)先級機制的衛(wèi)星網(wǎng)絡重路由方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于網(wǎng)絡路由領域，涉及到一種基于優(yōu)先級機制的衛(wèi)星網(wǎng)絡重路由方法?！颈尘凹夹g】
[0002]在多協(xié)議標簽交換協(xié)議(MPLS)網(wǎng)絡中，重路由是用于當標簽交換路徑(LSP)鏈路或節(jié)點發(fā)生失效時，對發(fā)生故障的鏈路或節(jié)點進行保護，以使得數(shù)據(jù)傳輸不至于發(fā)生中斷的一種技術。目前，按照是否需要預先預留鏈路資源，針對MPLS網(wǎng)絡的重路由主要分為兩大類。第一類為需要預留資源，主要實現(xiàn)形式是鏈路或節(jié)點保護，具體包括Haskin方法、Makam方法以及相關的改進方法。另一類是不需要提前預留資源，當有更符合服務質(zhì)量(QoS)需要的標簽交換路徑(LSP)出現(xiàn)時或者當前LSP被其他更高優(yōu)先級的LSP搶占時發(fā)生的重路由，屬于該種重路由。當通信鏈路或節(jié)點發(fā)生損壞時，通常采用的是第一類重路由。在衛(wèi)星網(wǎng)絡中，由于衛(wèi)星節(jié)點之間的距離較遠，星上資源有限，當采用第二類重路由時，衛(wèi)星重新計算及建立LSP較為耗費星上資源，且造成的延時及延時抖動較大。因此，應該優(yōu)先采用第一類重路由。采用第一類重路由，由于需要預留資源，當所保護的鏈路或節(jié)點發(fā)生故障時，可以在較短的時間內(nèi)實現(xiàn)流量的切換，實現(xiàn)快速重路由。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于上述問題，本發(fā)明提出了一種基于優(yōu)先級機制的衛(wèi)星網(wǎng)絡重路由方法。
[0004]一種基于優(yōu)先級機制的衛(wèi)星網(wǎng)絡重路由方法，包括:
[0005]當故障發(fā)生在關鍵鏈路上時，根據(jù)最小干擾算法，計算鏈路重復率，當所述鏈路重復率小于級別參數(shù)時，選擇第一優(yōu)先級的路徑，當所述鏈路重復率大于級別參數(shù)時，選擇第二優(yōu)先級的路徑，第一優(yōu)先級的級別低于第二優(yōu)先級的級別；
[0006]當故障發(fā)生在非關鍵鏈路上時，當工作路徑的每一條鏈路都存在的備份路徑，根據(jù)最小干擾算法，進行路由，當工作路徑上的鏈路存在沒有備份路徑時，將發(fā)生故障的節(jié)點或鏈路前一個節(jié)點當作源節(jié)點，故障節(jié)點或鏈路的下一個節(jié)點作為目的節(jié)點，根據(jù)最短路徑算法，在線直接算出到達目的節(jié)點的可行路由，然后重新分發(fā)標簽，在標簽重新分發(fā)完成后，實現(xiàn)通信。
[0007]所述最小干擾算法具體包括:
[0008]第一步:根據(jù)鏈路權(quán)重函數(shù)，初始化網(wǎng)絡中的所有鏈路；
[0009]第二步:根據(jù)鏈路關鍵集函數(shù)，求出關鍵集；
[0010]第三步:根據(jù)所求的鏈路關鍵集，對源-目標節(jié)點求出K-最短路徑；
[0011]第四步:按照鏈路調(diào)整函數(shù)，調(diào)整關鍵集中的鏈路權(quán)重；
[0012]第五步:用最短路徑算法，求出最終通信的標簽交換路徑。
[0013]上述當工作路徑上的鏈路存在沒有備份路徑時，將發(fā)生故障的節(jié)點或鏈路前一個節(jié)點當作源節(jié)點，故障節(jié)點或鏈路的下一個節(jié)點作為目的節(jié)點，根據(jù)最短路徑算法，在線直接算出到達目的節(jié)點的可行路由，然后重新分發(fā)標簽，在標簽重新分發(fā)完成后，實現(xiàn)通信，具體為:當工作路徑的條鏈路存在沒有備份路徑時，根據(jù)最小干擾算法，進行路由時，當源節(jié)點根據(jù)最短路徑算法計算出的備份路徑上已有另外業(yè)務流正在進行傳輸，確認剩余帶寬是否滿足工作路徑上的業(yè)務流需求，如果剩余帶寬滿足業(yè)務流需求，傳輸業(yè)務流；如果剩余帶寬不滿足傳輸工作路徑上的業(yè)務流時，確認備份路徑上已有的業(yè)務流和工作路徑上業(yè)務流的優(yōu)先級；如果備份路徑上已有的業(yè)務流比工作路徑上業(yè)務流的優(yōu)先級高，那么重路由失敗；如果備份路徑上已有的業(yè)務流比工作路徑上業(yè)務流的優(yōu)先級低，那么工作路徑上業(yè)務流就搶占備份路徑上已有的業(yè)務流的帶寬，進行數(shù)據(jù)流的傳輸。
[0014]本發(fā)明的效果和益處是，有效的利用了路由時的計算，減少了發(fā)生故障時再重新計算路徑所耗費的資源，縮短了故障修復時間，緩解了星上資源緊張的情況，實現(xiàn)對工作路徑上的所有鏈路進行保護。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]附圖1為故障發(fā)生在關鍵鏈路上的重路由方法示意圖；
[0016]附圖2為故障發(fā)生在非關鍵鏈路上的重路由策略。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合技術方案和附圖詳細敘述本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0018]衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡不同于地面MPLS網(wǎng)絡，在衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡中，衛(wèi)星處于高速運動中，衛(wèi)星網(wǎng)絡拓撲呈現(xiàn)周期性變化。目前針對衛(wèi)星網(wǎng)絡拓撲變化的解決方法主要分為三大類，分別為時間拓撲快照方法、散化地理坐標方法和衛(wèi)星拓撲相關的方法。
[0019]本發(fā)明實施例中的衛(wèi)星網(wǎng)絡為低軌星座網(wǎng)絡，因此解決衛(wèi)星網(wǎng)絡拓撲變化可以采用散化地理坐標的方法，將每個衛(wèi)星節(jié)點設置一個唯一的編號，根據(jù)該唯一編號設定網(wǎng)絡地址，在路由和重路由實施時，可以采用該網(wǎng)絡地址進行。衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡中，由于衛(wèi)星之間通信時延大，衛(wèi)星上資源有限，在進行重路由時，需要充分考慮到衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡的特殊性。
[0020]本發(fā)明針對衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡中，由于衛(wèi)星之間通信時延大，星上資源有限，在進行重路由時，本發(fā)明在基于最小干擾算法的路由算法基礎上，根據(jù)路由計算時所得到的路由信息，按照業(yè)務流的不同性質(zhì)，對不同業(yè)務流劃分不同的優(yōu)先級，進行不同的重路由策略。
[0021]本發(fā)明實施例中業(yè)務種類和負擔的增加要求衛(wèi)星網(wǎng)絡提供更可靠更快捷的服務，而增加的業(yè)務中許多是有QoS需求的。這些QoS需求來自用戶業(yè)務的服務需要，比如實時性很強的業(yè)務對時延的要求比較高，有些通信業(yè)務對時延抖動比較敏感，有一些業(yè)務對帶寬要求比較高，還有一些業(yè)務則同時對這時延、時延抖動和帶寬都有要求。如何滿足不同用戶的不同QoS需求是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。現(xiàn)在假設對這幾種不同的QoS需求，設定不同的參數(shù)，從而得到不同權(quán)重所組成一個綜合函數(shù)。例如:可以將由時延和帶寬組成的函數(shù)稱為優(yōu)先級函數(shù)，其優(yōu)先級函數(shù)，其公式表示為:
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種基于優(yōu)先級機制的衛(wèi)星網(wǎng)絡重路由方法，其特征在于，包括: 當故障發(fā)生在關鍵鏈路上時，根據(jù)最小干擾算法，計算鏈路重復率，當所述鏈路重復率小于級別參數(shù)時，選擇第一優(yōu)先級的路徑，當所述鏈路重復率大于級別參數(shù)時，選擇第二優(yōu)先級的路徑，第一優(yōu)先級的級別低于第二優(yōu)先級的級別； 當故障發(fā)生在非關鍵鏈路上時，當工作路徑的每一條鏈路都存在的備份路徑，根據(jù)最小干擾算法，進行路由，當工作路徑上的鏈路存在沒有備份路徑時，將發(fā)生故障的節(jié)點或鏈路前一個節(jié)點當作源節(jié)點，故障節(jié)點或鏈路的下一個節(jié)點作為目的節(jié)點，根據(jù)最短路徑算法，在線直接算出到達目的節(jié)點的可行路由，然后重新分發(fā)標簽，在標簽重新分發(fā)完成后，實現(xiàn)通信。
2.如權(quán)利要求1的基于優(yōu)先級機制的衛(wèi)星網(wǎng)絡重路由方法，其特征在于，所述最小干擾算法具體包括: 第一步:根據(jù)鏈路權(quán)重函數(shù)，初始化網(wǎng)絡中的所有鏈路； 第二步:根據(jù)鏈路關鍵集函數(shù)，求出關鍵集； 第三步:根據(jù)所求的鏈路關鍵集，對源-目標節(jié)點求出K-最短路徑； 第四步:按照鏈路調(diào)整函數(shù)`，調(diào)整關鍵集中的鏈路權(quán)重； 第五步:用最短路徑算法，求出最終通信的標簽交換路徑。
3.如權(quán)利要求1的基于優(yōu)先級機制的衛(wèi)星網(wǎng)絡重路由方法，其特征在于，所述當工作路徑上的鏈路存在沒有備份路徑時，將發(fā)生故障的節(jié)點或鏈路前一個節(jié)點當作源節(jié)點，故障節(jié)點或鏈路的下一個節(jié)點作為目的節(jié)點，根據(jù)最短路徑算法，在線直接算出到達目的節(jié)點的可行路由，然后重新分發(fā)標簽，在標簽重新分發(fā)完成后，實現(xiàn)通信，具體為:當工作路徑的條鏈路存在沒有備份路徑時，根據(jù)最小干擾算法，進行路由時，當源節(jié)點根據(jù)最短路徑算法計算出的備份路徑上已有另外業(yè)務流正在進行傳輸，確認剩余帶寬是否滿足工作路徑上的業(yè)務流需求，如果剩余帶寬滿足業(yè)務流需求，傳輸業(yè)務流；如果剩余帶寬不滿足傳輸工作路徑上的業(yè)務流時，確認備份路徑上已有的業(yè)務流和工作路徑上業(yè)務流的優(yōu)先級；如果備份路徑上已有的業(yè)務流比工作路徑上業(yè)務流的優(yōu)先級高，那么重路由失??；如果備份路徑上已有的業(yè)務流比工作路徑上業(yè)務流的優(yōu)先級低，那么工作路徑上業(yè)務流就搶占備份路徑上已有的業(yè)務流的帶寬，進行數(shù)據(jù)流的傳輸。
4.如權(quán)利要求1的基于優(yōu)先級機制的衛(wèi)星網(wǎng)絡重路由方法，其特征在于，鏈路重復率的公式為:
β = Σ Linkj/max ( Σ Linkl, Σ Link2) 其中，Linki為Linkl和Link2中相同的鏈路，Linkl和Link2為兩次最短路徑所求得的鏈路，Σ Linki^E Linkl和Σ Link2分別為兩次所求相同鏈路的數(shù)目和兩次所求的最短路徑數(shù)之和。
【文檔編號】H04L12/721GK103647711SQ201310713332
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】潘成勝, 王登峰 申請人:大連大學