基于物理拓?fù)涔鈽?shù)修正的多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于物理拓?fù)涔鈽?shù)修正的多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)方法，主要解決光通信網(wǎng)絡(luò)中因邏輯路徑的不合理使用而造成網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)的問(wèn)題。其技術(shù)方案是：1.在物理拓?fù)渖侠肕PH算法創(chuàng)建多播樹(shù)；2.將多播樹(shù)分解成樹(shù)枝集合；3.以樹(shù)枝在物理拓?fù)渖系奶鴶?shù)作為參考值，為每一根樹(shù)枝在虛拓?fù)渖蠈ふ易疃搪窂?；判斷該最短路徑的跳?shù)是否大于樹(shù)枝的門(mén)限跳數(shù)，若是，則在波長(zhǎng)層尋找最短路徑，并選取跳數(shù)較小的最短路徑作為可用的最短路徑；否則，使用該最短路徑作為樹(shù)枝的可用最短路徑。本發(fā)明具有業(yè)務(wù)阻塞率低，網(wǎng)絡(luò)資源利用率高的優(yōu)點(diǎn)，適用于多播業(yè)務(wù)需求較大、波長(zhǎng)資源有限的光通信網(wǎng)絡(luò)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于物理拓?fù)涔鈽?shù)修正的多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光通信【技術(shù)領(lǐng)域】，更進(jìn)一步涉及一種多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)MGPL方法，可用于網(wǎng)絡(luò)傳輸。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，人們對(duì)通信系統(tǒng)的容量和性能提出了新的要求。波分復(fù)用WDM技術(shù)可以提供巨大的傳輸容量，滿足互聯(lián)網(wǎng)對(duì)帶寬的需求。當(dāng)前WDM光網(wǎng)絡(luò)中的多播業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)方法主要有基于單跳和多跳的疏導(dǎo)以及基于虛拓?fù)涞氖鑼?dǎo)。這兩種疏導(dǎo)策略都有不錯(cuò)的復(fù)用率，但是在波長(zhǎng)資源有限的情況下，無(wú)法使更多的多播業(yè)務(wù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)。
[0003]文獻(xiàn)(Liyuan Hao, Weigang Hou, et al.Multicast Grooming Algorithm inGreen IP over WDM Networks, 20102nd Internat1nal Conference on Technology and Development (ICCTD, 2010), Pages: 490-494)中提到了多種多播疏導(dǎo)策略。策略1，若已有光樹(shù)可以覆蓋新業(yè)務(wù)的源節(jié)點(diǎn)和全部目的節(jié)點(diǎn)，則利用已有光樹(shù)來(lái)疏導(dǎo)多播業(yè)務(wù)；策略2，若已有光樹(shù)只能覆蓋源節(jié)點(diǎn)和一部分目的節(jié)點(diǎn)，則在已有光樹(shù)的基礎(chǔ)上新建光樹(shù)來(lái)覆蓋源節(jié)點(diǎn)和剩余的目的節(jié)點(diǎn)；策略3，若不存在覆蓋源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的光樹(shù)，則直接建立一個(gè)新的光樹(shù)來(lái)進(jìn)行業(yè)務(wù)疏導(dǎo)；策略4，通過(guò)擴(kuò)展已有光樹(shù)來(lái)滿足業(yè)務(wù)疏導(dǎo)的要求。然后結(jié)合策略1、3、4提出一種綠色多播疏導(dǎo)算法MGG，通過(guò)引入虛拓?fù)?，將已有光?shù)映射為邏輯路徑表示在虛拓?fù)鋱D上，然后在虛拓?fù)渖鲜褂米钚〈鷥r(jià)路徑的啟發(fā)式算法MPH來(lái)構(gòu)造多播疏導(dǎo)樹(shù)。
[0004]傳統(tǒng)的多播樹(shù)構(gòu)造中，經(jīng)常使用MPH算法來(lái)尋找最小代價(jià)多播樹(shù)，該方法使用Dijkstra算法來(lái)尋找距離多播樹(shù)最近的目的節(jié)點(diǎn)，然后將多播樹(shù)到該目的節(jié)點(diǎn)的最短路徑加入到多播樹(shù)中。該方法不能保證每次多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)都能構(gòu)建出代價(jià)較小的多播樹(shù)，當(dāng)某條邏輯路徑在物理拓?fù)渲袑?duì)應(yīng)的跳數(shù)過(guò)大時(shí)，使用該邏輯路徑構(gòu)造的多播樹(shù)進(jìn)行新的多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)時(shí)往往會(huì)造成實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)資源開(kāi)銷(xiāo)較大，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決因選用不合理的邏輯路徑而造成的網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)，導(dǎo)致多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)能力下降的問(wèn)題，提出一種基于物理拓?fù)涔鈽?shù)修正的多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)方法，以盡量減少對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)光通信網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)資源的有效利用，提高多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)的性能。
[0006]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:通過(guò)在物理拓?fù)渖蠘?gòu)造多播樹(shù)，將多播樹(shù)分解為樹(shù)枝集合，把各樹(shù)枝的跳數(shù)作為參考跳數(shù)；再在虛拓?fù)渖蠟槊扛鶚?shù)枝選擇可用最短路徑，若最短路徑的跳數(shù)不滿足門(mén)限要求，則考慮在波長(zhǎng)層上新建光路作為樹(shù)枝的可用最短路徑。其實(shí)現(xiàn)步驟包括如下:
[0007](I)初始化物理拓?fù)鋱D和由邏輯路徑和波長(zhǎng)層拓?fù)錁?gòu)成的虛拓?fù)鋱D，等待新的業(yè)務(wù)請(qǐng)求；
[0008](2)判斷到達(dá)的業(yè)務(wù)請(qǐng)求是否為新業(yè)務(wù)，若業(yè)務(wù)請(qǐng)求為新業(yè)務(wù)，則需要進(jìn)行多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)，執(zhí)行步驟(3)，否則，需要進(jìn)行多播業(yè)務(wù)釋放，跳轉(zhuǎn)到步驟(7);
[0009](3)當(dāng)新業(yè)務(wù)到達(dá)時(shí)，使用最小代價(jià)路徑的啟發(fā)式算法MPH在物理拓?fù)渖蠘?gòu)造一棵覆蓋多播業(yè)務(wù)的源節(jié)點(diǎn)和所有目的節(jié)點(diǎn)的多播樹(shù)；
[0010](4)將多播樹(shù)分解成若干樹(shù)枝:
[0011]4a)遍歷多播樹(shù)，若多播樹(shù)上的節(jié)點(diǎn)是源節(jié)點(diǎn)或目的節(jié)點(diǎn)，或者節(jié)點(diǎn)的出度大于I，則將該節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為分叉點(diǎn)；
[0012]4b)根據(jù)標(biāo)記的分叉點(diǎn)，將多播樹(shù)從分叉點(diǎn)處斷開(kāi)，得到樹(shù)枝集合，樹(shù)枝兩端的節(jié)點(diǎn)分別為頭端節(jié)點(diǎn)和尾端節(jié)點(diǎn)；
[0013](5)為樹(shù)枝集合里每一根樹(shù)枝分配可用的最短路徑:
[0014]5a)判斷樹(shù)枝集合里的樹(shù)枝是否都已分配可用的最短路徑，若是，則執(zhí)行步驟(6);若否，則取出一根未分配可用最短路徑的樹(shù)枝，獲取該樹(shù)枝的頭端節(jié)點(diǎn)和尾端節(jié)點(diǎn)信息以及該樹(shù)枝的跳數(shù)參考值Hb，執(zhí)行步驟(5.2);
[0015]5b)在虛拓?fù)鋱D中，使用Dijkstra算法，尋找滿足帶寬需求的頭端節(jié)點(diǎn)到尾端節(jié)點(diǎn)的最短路徑，若存在最短路徑，則執(zhí)行步驟5c);否則，拒絕該多播業(yè)務(wù)請(qǐng)求；
[0016]5c)判斷最短路徑在物理拓?fù)渖系奶鴶?shù)H是否滿足門(mén)限C = 2的要求，若H〈=C*Hb，則使用該最短路徑作為樹(shù)枝的可用最短路徑，返回到步驟5a);否則，執(zhí)行步驟5d)，其中門(mén)限C的取值由仿真參數(shù)中的門(mén)限參數(shù)確定；
[0017]5d)在虛拓?fù)鋱D中的波長(zhǎng)層拓?fù)渖?，使用Dijkstra算法，尋找頭端節(jié)點(diǎn)到尾端節(jié)點(diǎn)的最短路徑；若存在最短路徑，且其跳數(shù)不大于步驟5b)中得到的最短路徑的跳數(shù)，則使用此最短路徑作為樹(shù)枝的可用最短路徑，返回到步驟5a);否則，使用步驟5b)中的得到最短路徑作為樹(shù)枝的可用路徑，再返回到步驟5a);
[0018](6)根據(jù)樹(shù)枝的可用最短路徑為每一根樹(shù)枝分配網(wǎng)絡(luò)資源:若樹(shù)枝的可用最短路
[0019]徑中包含邏輯路徑，則更新邏輯路徑的剩余帶寬；若樹(shù)枝的最短路徑中包含波長(zhǎng)層路徑，則在波長(zhǎng)層刪除對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)資源，并在虛拓?fù)鋱D中添加相應(yīng)的邏輯路徑，更新邏輯路徑的剩余帶寬，完成多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)，返回到步驟(2);
[0020](7)多播業(yè)務(wù)釋放:
[0021]7a)更新多播業(yè)務(wù)所使用的各邏輯路徑的剩余帶寬；
[0022]7b)判斷各邏輯路徑的剩余帶寬是否為一個(gè)波長(zhǎng)的可用帶寬，若邏輯路徑的剩余帶寬為一個(gè)波長(zhǎng)的可用帶寬，則刪除該邏輯路徑，并在波長(zhǎng)層添加相應(yīng)的波長(zhǎng)資源，更新虛拓?fù)鋱D；
[0023]7c)等待新的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，返回到步驟(2)。
[0024]本發(fā)明通過(guò)在物理拓?fù)渖蠘?gòu)建多播樹(shù)，將多播樹(shù)分解為若干樹(shù)枝，以樹(shù)枝在物理拓?fù)渖系奶鴶?shù)作為參考跳數(shù)，并在虛拓?fù)鋱D上為樹(shù)枝尋找滿足跳數(shù)門(mén)限要求的路徑，對(duì)于不存在滿足門(mén)限要求的路徑，則在波長(zhǎng)層上新建光路，減少了因不合理的路徑的選用而造成的對(duì)光通信網(wǎng)絡(luò)中波長(zhǎng)資源的浪費(fèi)，使多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)更加高效，從而降低多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)的阻塞率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0026]圖2為現(xiàn)有的美國(guó)骨干網(wǎng)USNET的拓?fù)鋱D；
[0027]圖3為本發(fā)明中的虛拓?fù)鋱D；
[0028]圖4為本發(fā)明在圖2所示的物理拓?fù)渖蠘?gòu)造多播樹(shù)的流程示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明與現(xiàn)有的綠色多播疏導(dǎo)方法進(jìn)行多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)的阻塞率比較圖。

【具體實(shí)施方式】
:
[0030]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容及效果做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0031]參照?qǐng)D1，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)步驟如下:
[0032]步驟1，初始化物理拓?fù)鋱D和虛拓?fù)鋱D，等待業(yè)務(wù)請(qǐng)求到達(dá)。
[0033]本實(shí)例中，使用如圖2所示的現(xiàn)有的美國(guó)骨干網(wǎng)USNET拓?fù)鋱D作為物理拓?fù)鋱D，該USNET拓?fù)鋱D中包含有24個(gè)物理節(jié)點(diǎn)，42條物理鏈路；
[0034]為了使多播業(yè)務(wù)使用已有的邏輯路徑進(jìn)行疏導(dǎo)，引入如圖3所示的虛拓?fù)鋱D，虛拓?fù)鋱D中包含邏輯路徑層和若干個(gè)波長(zhǎng)層，考慮到光的波長(zhǎng)一致性，也就是說(shuō)一條波長(zhǎng)層路徑只能使用同一波長(zhǎng)，所以波長(zhǎng)層之間是相互獨(dú)立的；使用多個(gè)不同波長(zhǎng)層路徑疏導(dǎo)多播業(yè)務(wù)時(shí)，必須將波長(zhǎng)層路徑映射到邏輯路徑層，來(lái)消除光的波長(zhǎng)一致性的限制；
[0035]根據(jù)USNET中各節(jié)點(diǎn)的連通情況完成物理拓?fù)鋱D的初始化，即把物理拓?fù)涑跏蓟癁槊绹?guó)骨干網(wǎng)；
[0036]根據(jù)光網(wǎng)絡(luò)中波長(zhǎng)資源的使用情況完成虛拓?fù)鋱D中波長(zhǎng)層拓?fù)涞某跏蓟从貌ㄩL(zhǎng)層拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)連通情況表示波長(zhǎng)資源的使用情況；
[0037]建立一個(gè)空的邏輯路徑層拓?fù)洌⒉ㄩL(zhǎng)層拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)映射到邏輯層拓?fù)渖?；等待新的業(yè)務(wù)請(qǐng)求的到達(dá)。
[0038]步驟2，判斷到達(dá)的業(yè)務(wù)是否為新業(yè)務(wù)，若業(yè)務(wù)請(qǐng)求為新業(yè)務(wù)，則需要進(jìn)行多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)，執(zhí)行步驟(3)，否則，需要進(jìn)行多播業(yè)務(wù)釋放，跳轉(zhuǎn)到步驟(7)。
[0039]步驟3，當(dāng)新業(yè)務(wù)到達(dá)時(shí)，使用最小代價(jià)路徑的啟發(fā)式算法MPH在物理拓?fù)渖蠘?gòu)造一棵覆蓋多播業(yè)務(wù)的源節(jié)點(diǎn)和所有目的節(jié)點(diǎn)的多播樹(shù)。
[0040](3.1)將多播業(yè)務(wù)的源節(jié)點(diǎn)加入多播樹(shù)，作為樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)；
[0041](3.2)使用Dijkstra算法，尋找到多播樹(shù)距離最近的尚未加入多播樹(shù)的目的節(jié)占.V，
[0042](3.3)將該目的節(jié)點(diǎn)到多播樹(shù)的最短路徑加入到多播樹(shù)中；
[0043](3.4)判斷多播樹(shù)是否覆蓋所有目的節(jié)點(diǎn)，若多播樹(shù)已覆蓋所有的目的節(jié)點(diǎn)，則多播樹(shù)的構(gòu)造完成；否則，返回到步驟(3.2)。
[0044]MPH方法是基于虛拓?fù)溥M(jìn)行多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)常用的方法，該方法使用Dijkstra算法來(lái)尋找距離多播樹(shù)最近的目的節(jié)點(diǎn)，然后將多播樹(shù)到該目的節(jié)點(diǎn)的最短路徑加入到多播樹(shù)中；
[0045]例如，對(duì)于新到達(dá)業(yè)務(wù)R(S，D)，R代表多播業(yè)務(wù)請(qǐng)求，S代表多播業(yè)務(wù)的源節(jié)點(diǎn)，D代表多播業(yè)務(wù)的目的節(jié)點(diǎn)集合。Rl (2，9、10、11、13)代表源節(jié)點(diǎn)為2號(hào)節(jié)點(diǎn)，目的節(jié)點(diǎn)為9號(hào)節(jié)點(diǎn)、10號(hào)節(jié)點(diǎn)、11號(hào)節(jié)點(diǎn)、13號(hào)節(jié)點(diǎn)的多播業(yè)務(wù)請(qǐng)求。
[0046]對(duì)于多播請(qǐng)求Rl，在物理拓?fù)渖蠟槠浣⒍嗖?shù)的流程如圖4所示:
[0047]第一步，新建一棵空的多播樹(shù)，將2號(hào)節(jié)點(diǎn)作為樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)；
[0048]第二步，在目的節(jié)點(diǎn)集合{9、10、11、13}中，找到距離多播樹(shù)最近的目的節(jié)點(diǎn)為11號(hào)節(jié)點(diǎn)，將多播樹(shù)到11號(hào)節(jié)點(diǎn)的最短路徑加入到多播樹(shù)，得到如圖4(b)所示的多播樹(shù)；
[0049]第三步，在目的節(jié)點(diǎn)集合{9、10、13}中，找到距離多播樹(shù)最近的目的節(jié)點(diǎn)為10號(hào)節(jié)點(diǎn)，將多播樹(shù)到10號(hào)節(jié)點(diǎn)的最短路徑加入到多播樹(shù)，得到如圖4(c)所示的多播樹(shù)；
[0050]第四步，在目的節(jié)點(diǎn)集合{9、13}中，找到距離多播樹(shù)最近的目的節(jié)點(diǎn)為9號(hào)節(jié)點(diǎn)，將多播樹(shù)到9號(hào)節(jié)點(diǎn)的最短路徑加入到多播樹(shù)，得到如圖4(d)所示的多播樹(shù)；
[0051]第五步，在目的節(jié)點(diǎn)集合{13}中，找到距離多播樹(shù)最近的目的節(jié)點(diǎn)為13號(hào)節(jié)點(diǎn)，將多播樹(shù)到13號(hào)節(jié)點(diǎn)的最短路徑加入到多播樹(shù)，得到如圖4(e)所示的多播樹(shù)。
[0052]至此，目的節(jié)點(diǎn)集合為空，多播樹(shù)已覆蓋所有目的節(jié)點(diǎn)，多播樹(shù)的構(gòu)造完成。
[0053]步驟4，將多播樹(shù)分解成若干樹(shù)枝。
[0054](4.1)遍歷多播樹(shù)，若多播樹(shù)上的節(jié)點(diǎn)是源節(jié)點(diǎn)或目的節(jié)點(diǎn)，或者節(jié)點(diǎn)的出度大于I，則將該節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為分叉點(diǎn)；
[0055](4.2)根據(jù)標(biāo)記的分叉點(diǎn)，將多播樹(shù)從分叉點(diǎn)處斷開(kāi)，得到樹(shù)枝集合；樹(shù)枝兩端的節(jié)點(diǎn)分別為頭端節(jié)點(diǎn)和尾端節(jié)點(diǎn)。
[0056]例如，對(duì)于如圖4(e)所示的多播樹(shù)，遍歷該多播樹(shù)，將2號(hào)節(jié)點(diǎn)、8號(hào)節(jié)點(diǎn)、9號(hào)節(jié)點(diǎn)、10號(hào)節(jié)點(diǎn)、11號(hào)節(jié)點(diǎn)、13號(hào)節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為分叉點(diǎn)，并將多播樹(shù)從分叉點(diǎn)處斷開(kāi)，得到如圖4(f)所示樹(shù)枝集合。
[0057]步驟5，為樹(shù)枝集合里每一根樹(shù)枝尋找可用的最短路徑。
[0058](5.1)判斷樹(shù)枝集合里的樹(shù)枝是否都已分配到可用的最短路徑，若是，則執(zhí)行步驟
(6);若否，則取出一根未分配可用最短路徑的樹(shù)枝，獲取該樹(shù)枝的頭端節(jié)點(diǎn)和尾端節(jié)點(diǎn)信息以及該樹(shù)枝的參考跳數(shù)值Hb，執(zhí)行步驟(5.2);
[0059](5.2)在虛拓?fù)鋱D中，使用Dijkstra算法，尋找滿足帶寬需求的頭端節(jié)點(diǎn)到尾端節(jié)點(diǎn)的最短路徑，若存在最短路徑，則執(zhí)行步驟(5.3);否則，拒絕該多播業(yè)務(wù)請(qǐng)求；
[0060]由于虛拓?fù)渲邪壿嬄窂脚c波長(zhǎng)層拓?fù)涞男畔?，在虛拓?fù)渖蠟闃?shù)枝尋找可用的最短路徑時(shí)，若不能找到可用的最短路徑，則在虛拓?fù)渲械牟ㄩL(zhǎng)層也不可能尋找到可用的路徑，就只能拒絕該多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)請(qǐng)求；
[0061](5.3)判斷最短路徑在物理拓?fù)渖系奶鴶?shù)H是否滿足門(mén)限C = 2的要求，若H〈=C*Hb，則使用該最短路徑作為樹(shù)枝的可用最短路徑，返回到步驟(5.1);否則，執(zhí)行步驟(5.4)；
[0062](5.4)在虛拓?fù)鋱D中的波長(zhǎng)層拓?fù)渖?，使用Dijkstra算法，尋找頭端節(jié)點(diǎn)到尾端節(jié)點(diǎn)的最短路徑；若存在最短路徑，且其跳數(shù)不大于步驟(5.2)中得到的最短路徑的跳數(shù)，則使用此最短路徑作為樹(shù)枝的可用最短路徑，返回到步驟(5.1);否則，使用步驟(5.2)中的得到最短路徑作為樹(shù)枝的可用路徑，再返回到步驟(5.1)。
[0063]例如，對(duì)于圖4(f)所示的樹(shù)枝集合中的樹(shù)枝2號(hào)節(jié)點(diǎn)到8號(hào)節(jié)點(diǎn)，在圖3所示的虛拓?fù)鋱D上尋找可用的最短路徑的流程如下:
[0064]首先，獲取其頭端節(jié)點(diǎn)與尾端節(jié)點(diǎn)信息以及參考跳數(shù):頭端節(jié)點(diǎn)為2號(hào)節(jié)點(diǎn)，尾端節(jié)點(diǎn)為8號(hào)節(jié)點(diǎn)，參考跳數(shù)為2;
[0065]其次，在虛拓?fù)渖蠟闃?shù)枝尋找最短路徑，得到的最短路徑為2號(hào)節(jié)點(diǎn)到O號(hào)節(jié)點(diǎn)、O號(hào)節(jié)點(diǎn)到6號(hào)節(jié)點(diǎn)、6號(hào)節(jié)點(diǎn)到8號(hào)節(jié)點(diǎn)，其中2號(hào)節(jié)點(diǎn)到O號(hào)節(jié)點(diǎn)、O號(hào)節(jié)點(diǎn)到6號(hào)節(jié)點(diǎn)為邏輯路徑，6號(hào)節(jié)點(diǎn)到8號(hào)節(jié)點(diǎn)為波長(zhǎng)層路徑；該最短路徑的跳數(shù)為5，不滿足跳數(shù)的門(mén)限要求；
[0066]然后，在虛拓?fù)渲械牟ㄩL(zhǎng)層為樹(shù)枝尋找最短路徑，得到的最短路徑為2號(hào)節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)6號(hào)節(jié)點(diǎn)到8號(hào)節(jié)點(diǎn)，該最短路徑的跳數(shù)為2，小于虛拓?fù)渖系玫降淖疃搪窂降奶鴶?shù)，故選用最短路徑2號(hào)節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)6號(hào)節(jié)點(diǎn)到8號(hào)節(jié)點(diǎn)作為可用的最短路徑。
[0067]至此，樹(shù)枝2號(hào)節(jié)點(diǎn)到8號(hào)節(jié)點(diǎn)的可用最短路徑尋找完成。
[0068]步驟6，根據(jù)樹(shù)枝的可用最短路徑為每一根樹(shù)枝分配網(wǎng)絡(luò)資源:若樹(shù)枝的可用最短路徑中包含邏輯路徑，則更新邏輯路徑的剩余帶寬；若樹(shù)枝的最短路徑中包含波長(zhǎng)層路徑，則在波長(zhǎng)層刪除對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)資源，并在虛拓?fù)鋱D中添加相應(yīng)的邏輯路徑，更新邏輯路徑的剩余帶寬，完成多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)，返回到步驟(2)。
[0069]步驟7，多播業(yè)務(wù)釋放；
[0070](7.1)多播業(yè)務(wù)釋放時(shí)，更新多播業(yè)務(wù)所使用的各邏輯路徑的剩余帶寬；
[0071](7.2)若某一邏輯路徑未被其他業(yè)務(wù)使用時(shí)，釋放該邏輯路徑，并在波長(zhǎng)層添加相應(yīng)的波長(zhǎng)資源，更新波長(zhǎng)層拓?fù)浜吞撏負(fù)鋱D；
[0072](7.3)返回到步驟⑵。
[0073]多播業(yè)務(wù)傳輸結(jié)束時(shí)，需要將多播業(yè)務(wù)傳輸所使用的邏輯路徑的帶寬資源釋放掉，并更新各邏輯路徑的剩余帶寬；若某條邏輯路徑的剩余帶寬為一個(gè)波長(zhǎng)的可用帶寬，也就是說(shuō)這條邏輯路徑?jīng)]有被其他的業(yè)務(wù)使用，就需要將該邏輯路徑釋放，將其所占用的波長(zhǎng)資源歸還給波長(zhǎng)層拓?fù)洹?br> [0074]下面結(jié)合仿真圖對(duì)本發(fā)明效果做進(jìn)一步的描述。
[0075]1.仿真條件:
[0076]在OPNET軟件仿真環(huán)境下，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)中的波長(zhǎng)數(shù)為6，一個(gè)波長(zhǎng)的帶寬為0C-48，多播業(yè)務(wù)的帶寬需求符合均勻分布；
[0077]2.仿真內(nèi)容:
[0078]分別用本發(fā)明與綠色多播疏導(dǎo)MGG方法在相同業(yè)務(wù)量的情況下，統(tǒng)計(jì)多播業(yè)務(wù)的阻塞數(shù)，比較多播業(yè)務(wù)的阻塞率，結(jié)果如圖5所示。
[0079]在圖5中，橫坐標(biāo)代表多播業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)量，單位為Erlang，縱坐標(biāo)代表多播業(yè)務(wù)的阻塞率；圓圈標(biāo)注的曲線代表本發(fā)明方法的阻塞率隨業(yè)務(wù)量變化的情況，方塊標(biāo)注的曲線代表MGG方法的阻塞率隨業(yè)務(wù)量變化的情況。其中:
[0080]圖5 (a)為多播業(yè)務(wù)的帶寬需求符合OC-1到OC_5的均勻分布，業(yè)務(wù)量分別為200、250、300、350、400、450時(shí)分別使用本發(fā)明與MGG方法在進(jìn)行多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)的業(yè)務(wù)阻塞率的比較圖；
[0081]圖5(b)為多播業(yè)務(wù)的帶寬需求符合OC-1到OC-1O的均勻分布，業(yè)務(wù)量分別為120、140、160、180、200、220、240、260時(shí)，分別使用本發(fā)明與MGG方法進(jìn)行多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)的業(yè)務(wù)阻塞率的比較圖；
[0082]圖5 (C)為多播業(yè)務(wù)的帶寬需求符合OC-1到OC-15的均勻分布，業(yè)務(wù)量分別為50、100、150、200、250、300、350、400、450時(shí)，分別使用本發(fā)明與MGG方法進(jìn)行多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)的業(yè)務(wù)阻塞率的比較圖；
[0083]3.仿真結(jié)果:
[0084]從圖5可見(jiàn)，采用MGG方法進(jìn)行多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)時(shí)，業(yè)務(wù)阻塞率較大，業(yè)務(wù)疏導(dǎo)性能較差；使用本發(fā)明進(jìn)行業(yè)務(wù)疏導(dǎo)時(shí)，業(yè)務(wù)阻塞率明顯降低，業(yè)務(wù)疏導(dǎo)性能得到明顯的改善；特別是當(dāng)多播業(yè)務(wù)請(qǐng)求需要的帶寬較大，波長(zhǎng)資源相對(duì)緊張時(shí)，本發(fā)明通過(guò)選取更合理的路徑進(jìn)行業(yè)務(wù)疏導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)資源的高效利用，從而獲得更優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)疏導(dǎo)能力。
【權(quán)利要求】
1.一種基于物理拓?fù)涔鈽?shù)修正的多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)方法，其步驟包括如下: (1)初始化物理拓?fù)鋱D和由邏輯路徑和波長(zhǎng)層拓?fù)錁?gòu)成的虛拓?fù)鋱D，等待新的業(yè)務(wù)請(qǐng)求； (2)判斷到達(dá)的業(yè)務(wù)請(qǐng)求是否為新業(yè)務(wù)，若業(yè)務(wù)請(qǐng)求為新業(yè)務(wù)，則需要進(jìn)行多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)，執(zhí)行步驟(3),否則，需要進(jìn)行多播業(yè)務(wù)釋放，跳轉(zhuǎn)到步驟(7)； (3)當(dāng)新業(yè)務(wù)到達(dá)時(shí)，使用最小代價(jià)路徑的啟發(fā)式算法腿^在物理拓?fù)渖蠘?gòu)造一棵覆蓋多播業(yè)務(wù)的源節(jié)點(diǎn)和所有目的節(jié)點(diǎn)的多播樹(shù)； (4)將多播樹(shù)分解成若干樹(shù)枝: 4^)遍歷多播樹(shù)，若多播樹(shù)上的節(jié)點(diǎn)是源節(jié)點(diǎn)或目的節(jié)點(diǎn)，或者節(jié)點(diǎn)的出度大于1，則將該節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為分叉點(diǎn)； 仙)根據(jù)標(biāo)記的分叉點(diǎn)，將多播樹(shù)從分叉點(diǎn)處斷開(kāi)，得到樹(shù)枝集合，樹(shù)枝兩端的節(jié)點(diǎn)分別為頭端節(jié)點(diǎn)和尾端節(jié)點(diǎn)； (5)為樹(shù)枝集合里每一根樹(shù)枝尋找可用的最短路徑； 5幻判斷樹(shù)枝集合里的樹(shù)枝是否都已分配可用的最短路徑，若是，則執(zhí)行步驟(6)；若否，則取出一根未分配可用最短路徑的樹(shù)枝，獲取該樹(shù)枝的頭端節(jié)點(diǎn)和尾端節(jié)點(diǎn)信息以及該樹(shù)枝的跳數(shù)參考值氏，執(zhí)行步驟紐)； 56)在虛拓?fù)鋱D中，使用01拉01?算法，尋找滿足帶寬需求的頭端節(jié)點(diǎn)到尾端節(jié)點(diǎn)的最短路徑，若存在最短路徑，則執(zhí)行步驟50 ；否則，拒絕該多播業(yè)務(wù)請(qǐng)求； 50)判斷最短路徑在物理拓?fù)渖系奶鴶?shù)是否滿足門(mén)限的要求，若??！〈 = 0氏，則使用該最短路徑作為樹(shù)枝的可用最短路徑，返回到步驟5幻；否則，執(zhí)行步驟5(1)，其中門(mén)限的取值由仿真參數(shù)中的門(mén)限參數(shù)確定； 5(1)在虛拓?fù)鋱D中的波長(zhǎng)層拓?fù)渖?，使?1拉8廿3算法，尋找頭端節(jié)點(diǎn)到尾端節(jié)點(diǎn)的最短路徑；若存在最短路徑，且其跳數(shù)不大于步驟紐)中得到的最短路徑的跳數(shù)，則使用此最短路徑作為樹(shù)枝的可用最短路徑，返回到步驟54 ；否則，使用步驟紐)中的得到最短路徑作為樹(shù)枝的可用路徑，再返回到步驟如)； (6)根據(jù)樹(shù)枝的可用最短路徑為每一根樹(shù)枝分配網(wǎng)絡(luò)資源:若樹(shù)枝的可用最短路徑中包含邏輯路徑，則更新邏輯路徑的剩余帶寬；若樹(shù)枝的最短路徑中包含波長(zhǎng)層路徑，則在波長(zhǎng)層刪除對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)資源，并在虛拓?fù)鋱D中添加相應(yīng)的邏輯路徑，更新邏輯路徑的剩余帶寬，完成多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)，返回到步驟(2)； (7)多播業(yè)務(wù)釋放； 7?)多播業(yè)務(wù)釋放時(shí)，更新業(yè)務(wù)所使用的各邏輯路徑的剩余帶寬； 7?)若某一邏輯路徑未被其他業(yè)務(wù)使用時(shí)，釋放該邏輯路徑，并在波長(zhǎng)層添加相應(yīng)的波長(zhǎng)資源，更新波長(zhǎng)層拓?fù)浜吞撏負(fù)鋱D； 70)返回到步驟(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物理拓?fù)涔鈽?shù)修正的多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)方法，其特征在于，步驟(3)所述的使用最小代價(jià)路徑的啟發(fā)式算法腿^在物理拓?fù)渖蠘?gòu)造一棵覆蓋多播業(yè)務(wù)的源節(jié)點(diǎn)和所有目的節(jié)點(diǎn)的多播樹(shù)，按如下步驟進(jìn)行: 3幻將多播業(yè)務(wù)的源節(jié)點(diǎn)加入多播樹(shù)，作為樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)； 36)使用01拉01?算法，尋找到多播樹(shù)距離最近的尚未加入多播樹(shù)的目的節(jié)點(diǎn)； 30)將該目的節(jié)點(diǎn)到多播樹(shù)的最短路徑加入到多播樹(shù)中； 3(1)判斷多播樹(shù)是否覆蓋所有目的節(jié)點(diǎn)，若多播樹(shù)已覆蓋所有的目的節(jié)點(diǎn)，則多播樹(shù)的構(gòu)造完成；否則，返回到步驟3幻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物理拓?fù)涔鈽?shù)修正的多播業(yè)務(wù)疏導(dǎo)方法，其特征在于，步驟5幻所述的在虛拓?fù)鋱D中，使用01拉8廿3算法，尋找滿足帶寬需求的頭端節(jié)點(diǎn)到尾端節(jié)點(diǎn)的最短路徑，按如下步驟進(jìn)行: 51^1)初始化:設(shè)邏輯路徑的權(quán)值遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)層路徑的權(quán)值，設(shè)各節(jié)點(diǎn)到頭端節(jié)點(diǎn)的最短路徑的權(quán)值7為無(wú)窮大，各節(jié)點(diǎn)的前繼節(jié)點(diǎn)為空；建立一個(gè)關(guān)鍵字為最短路徑的權(quán)值^的最小優(yōu)先隊(duì)列，將所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都插入隊(duì)列中；重置頭端節(jié)點(diǎn)的權(quán)值為0 ；5?)將最小優(yōu)先隊(duì)列的隊(duì)首節(jié)點(diǎn)引出隊(duì)列，并判斷該隊(duì)首節(jié)點(diǎn)是否為尾端節(jié)點(diǎn)，若是，則尋找最短路徑完成；否則，將該隊(duì)首節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，獲取其權(quán)值V，執(zhí)行步驟563)；5133)遍歷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)所有的相鄰節(jié)點(diǎn)，判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到相鄰節(jié)點(diǎn)的路徑的權(quán)值蝴和該相鄰節(jié)點(diǎn)的權(quán)值卩' 是否滿足卩'，若滿足條件，則更新卩' =，將該相鄰節(jié)點(diǎn)的前繼節(jié)點(diǎn)設(shè)為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)； 51^4)判斷最小優(yōu)先隊(duì)列是否為空，若最小優(yōu)先隊(duì)列不為空，則返回到步驟5?)；否則，終止尋找最短路徑。
【文檔編號(hào)】H04Q11/00GK104486094SQ201410775348
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】楊帆, 徐展琦, 韓婷婷, 趙奧飛 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)