本發(fā)明涉及資源分配，尤其涉及一種空分復(fù)用彈性光網(wǎng)絡(luò)的資源分配方法、終端及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、基于多芯光纖的空分復(fù)用技術(shù)(space?division?multiplexing,sdm)作為提升彈性光網(wǎng)絡(luò)(elastic?optical?networks,eons)傳輸容量的有效手段，引起了人們廣泛關(guān)注。通過(guò)在eons中引入空間域，空分復(fù)用彈性光網(wǎng)絡(luò)一方面擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)傳輸容量，另一方面帶來(lái)了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)，致使為業(yè)務(wù)請(qǐng)求采取合理的路由、纖芯和頻譜分配方法更具挑戰(zhàn)性。

2、傳統(tǒng)的eons資源分配方法在為業(yè)務(wù)進(jìn)行分配時(shí)需要滿足頻譜連續(xù)性、鄰接性以及沖突性三大約束條件，致使經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的建立和拆除，網(wǎng)絡(luò)中會(huì)出現(xiàn)大量不連續(xù)的頻譜碎片，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)傳輸性能。與此同時(shí)，將空間維度引入eons形成多維光網(wǎng)絡(luò)?？紤]到芯間串?dāng)_(inter-core?crosstalk,icxt)是多芯光纖(mcf)的重要約束，需要通過(guò)合理的資源配置方法來(lái)對(duì)icxt進(jìn)行有效規(guī)避，以最大程度地實(shí)現(xiàn)多維光網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)的承載，從而降低業(yè)務(wù)的阻塞，提高頻譜資源利用率。

3、由于串?dāng)_xt的影響降低了對(duì)頻譜資源的利用，且為了滿足xt約束，在業(yè)務(wù)建立連接時(shí)，為尋找合適的頻譜位置將可能產(chǎn)生許多不能被利用的零散頻譜資源，這被稱為頻譜碎片。故icxt和頻譜碎片之間存在著一種相互制約關(guān)系，如果能夠在兼顧xt約束同時(shí)降低碎片產(chǎn)生，將提高網(wǎng)絡(luò)中資源的利用，降低業(yè)務(wù)阻塞概率。目前研究文獻(xiàn)中針對(duì)icxt與頻譜碎片問(wèn)題未能統(tǒng)籌考慮，不利于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中頻譜資源高效利用的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種空分復(fù)用彈性光網(wǎng)絡(luò)的資源分配方法、終端及存儲(chǔ)介質(zhì)，以解決現(xiàn)有方法針對(duì)icxt與頻譜碎片問(wèn)題未能統(tǒng)籌考慮，不利于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中頻譜資源高效利用的問(wèn)題。

2、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種空分復(fù)用彈性光網(wǎng)絡(luò)的資源分配方法，包括：

3、獲取業(yè)務(wù)的源節(jié)點(diǎn)和宿節(jié)點(diǎn)，根據(jù)源節(jié)點(diǎn)、宿節(jié)點(diǎn)和資源可用度為業(yè)務(wù)規(guī)劃k條路徑，并將k條路徑按照路徑代價(jià)值進(jìn)行降序排列；k為正整數(shù)；

4、基于第k條路徑的路徑長(zhǎng)度，計(jì)算業(yè)務(wù)所需的頻譜塊；

5、將第k條路徑的纖芯分為不相鄰組和相鄰組，并計(jì)算第k條路徑的各個(gè)纖芯的頻譜規(guī)整度；

6、判斷第k條路徑的相鄰組是否存在業(yè)務(wù)，若否，則進(jìn)入頻譜分配的第一階段，在不相鄰組進(jìn)行頻譜分配，根據(jù)靈活的纖芯頻譜碎片指標(biāo)和業(yè)務(wù)所需的頻譜塊，通過(guò)最小指標(biāo)變化差值來(lái)確定所選的頻譜位置，建立連接；

7、當(dāng)不相鄰組出現(xiàn)首次業(yè)務(wù)阻塞時(shí)，進(jìn)入頻譜分配的第二階段，將相鄰組納入頻譜分配過(guò)程，根據(jù)串?dāng)_-碎片效應(yīng)值、頻譜規(guī)整度和業(yè)務(wù)所需的頻譜塊，為業(yè)務(wù)分配受串?dāng)_和碎片程度影響最小的頻譜位置，建立連接；

8、其中，k從1開始，直至k。

9、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，資源可用度表示為：

10、

11、其中，raek表示在第k條路徑的可用頻隙占總頻隙資源的比例；fi表示第i條鏈路上的總頻隙個(gè)數(shù)；hopk表示第k條路徑的節(jié)點(diǎn)跳數(shù)；表示第i條鏈路的索引為j的頻譜位置的頻譜狀態(tài)；

12、路徑代價(jià)值表示為：

13、

14、其中，lk表示第k條路徑的路徑長(zhǎng)度；sk表示第k條路徑的路徑代價(jià)值。

15、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，頻譜規(guī)整度表示為：

16、

17、其中，cscl,c表示第l條鏈路的第c個(gè)纖芯的頻譜規(guī)整度；在cscl,c的頻譜規(guī)整度中，表示第l條鏈路的第c個(gè)纖芯上的最大頻隙索引序號(hào)，表示第l條鏈路的第c個(gè)纖芯上的最小頻隙索引序號(hào)，表示第l條鏈路的第c個(gè)纖芯的第j個(gè)頻隙的頻譜狀態(tài)，v表示該頻隙的數(shù)量，∑pc表示在第c個(gè)纖芯上已存在的業(yè)務(wù)數(shù)量，bl,c表示表示第l條鏈路的第c個(gè)纖芯上的空閑頻譜段數(shù)，表示第l條鏈路的第c個(gè)纖芯上的第q個(gè)空閑頻譜段中空閑頻隙數(shù)。

18、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)靈活的纖芯頻譜碎片指標(biāo)和業(yè)務(wù)所需的頻譜塊，通過(guò)最小指標(biāo)變化差值來(lái)確定所選的頻譜位置，包括：

19、將不相鄰組的各個(gè)纖芯按照頻譜規(guī)整度降序排列；

20、遍歷不相鄰組中的各個(gè)纖芯，判斷不相鄰組是否存在業(yè)務(wù)所需的頻譜塊；

21、若不相鄰組不存在業(yè)務(wù)所需的頻譜塊，則確定不相鄰組出現(xiàn)首次業(yè)務(wù)阻塞；

22、若不相鄰組存在業(yè)務(wù)所需的頻譜塊，則選取將任務(wù)分配之前和之后的纖芯頻譜碎片指標(biāo)變化值最小的頻譜位置，作為目標(biāo)頻譜位置；

23、判斷將目標(biāo)頻譜位置分配給業(yè)務(wù)后的串?dāng)_值是否超過(guò)串?dāng)_閾值，若將目標(biāo)頻譜位置分配給業(yè)務(wù)后的串?dāng)_值未超過(guò)串?dāng)_閾值，則將目標(biāo)頻譜位置分配給業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)傳輸成功，若將目標(biāo)頻譜位置分配給業(yè)務(wù)后的串?dāng)_值超過(guò)串?dāng)_閾值，則確定不相鄰組出現(xiàn)首次業(yè)務(wù)阻塞。

24、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，纖芯頻譜碎片指標(biāo)smf表示為：

25、

26、其中，ffs表示空閑的頻譜塊數(shù)，cbb表示空白的連續(xù)頻譜塊數(shù)，maxnubcbb表示最大的空白連續(xù)頻譜塊個(gè)數(shù)，maxsize表示空白的最大連續(xù)頻譜塊大小，minnubcbb表示最小的空白連續(xù)頻譜塊個(gè)數(shù)，minsize表示空白的最小連續(xù)頻譜塊大小，smax表示此纖芯最大頻隙索引序號(hào)，smin表示此纖芯最小頻隙索引序號(hào)；

27、最小指標(biāo)變化差值表示為：

28、min[δsmf＝smfbefore-smfafter]

29、其中，smfbefore表示將業(yè)務(wù)分配在某個(gè)頻譜位置之前的纖芯頻譜碎片指標(biāo)，smfafter表示業(yè)務(wù)分配在該頻譜位置之后的纖芯頻譜碎片指標(biāo)，δsmf表示業(yè)務(wù)分配在該頻譜位置之前和之后的纖芯頻譜碎片指標(biāo)變化值。

30、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)串?dāng)_-碎片效應(yīng)值、頻譜規(guī)整度和業(yè)務(wù)所需的頻譜塊，為業(yè)務(wù)分配受串?dāng)_和碎片程度影響最小的頻譜位置，包括：

31、按照頻譜規(guī)整度降序的順序，遍歷各個(gè)纖芯，查找所有滿足業(yè)務(wù)所需的頻譜塊的候選頻譜位置；

32、遍歷各個(gè)候選頻譜位置，計(jì)算每個(gè)候選頻譜位置的串?dāng)_-碎片效應(yīng)值；

33、判斷串?dāng)_-碎片效應(yīng)值最小的候選頻譜位置是否在頻譜規(guī)整度最大的纖芯上；

34、若串?dāng)_-碎片效應(yīng)值最小的候選頻譜位置在頻譜規(guī)整度最大的纖芯上，則判斷將該候選頻譜位置分配給業(yè)務(wù)后的串?dāng)_值是否超過(guò)串?dāng)_閾值，若將該候選頻譜位置分配給業(yè)務(wù)后的串?dāng)_值未超過(guò)串?dāng)_閾值，則將該候選頻譜位置分配給業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)傳輸成功；

35、若串?dāng)_-碎片效應(yīng)值最小的候選頻譜位置未在頻譜規(guī)整度最大的纖芯上，則計(jì)算各個(gè)候選頻譜位置的分配效應(yīng)值，并判斷將分配效應(yīng)值最小的候選頻譜位置分配給業(yè)務(wù)后的串?dāng)_值是否超過(guò)串?dāng)_閾值，若將分配效應(yīng)值最小的候選頻譜位置分配給業(yè)務(wù)后的串?dāng)_值未超過(guò)串?dāng)_閾值，則將該分配效應(yīng)值最小的候選頻譜位置分配給業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)傳輸成功。

36、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，串?dāng)_-碎片效應(yīng)值表示為：

37、

38、其中，gl,c表示第l條鏈路的第c個(gè)纖芯上的候選頻譜位置的串?dāng)_-碎片效應(yīng)值，表示第l條鏈路的第c個(gè)纖芯與第j個(gè)相鄰纖芯重疊的頻隙數(shù)，n表示與第c個(gè)纖芯相鄰的纖芯的數(shù)量，fr表示第c個(gè)纖芯上業(yè)務(wù)所需的頻隙數(shù)，表示在第l條鏈路的第c個(gè)纖芯上的候選頻譜位置分配給業(yè)務(wù)后，第l條鏈路的第c個(gè)纖芯上總的可用的頻譜塊數(shù)，其中表示第l條鏈路第c個(gè)纖芯中第i個(gè)空閑連續(xù)的頻譜塊中空閑頻隙數(shù)，s表示在第l條鏈路第c個(gè)纖芯中空閑連續(xù)的頻譜塊數(shù)量；

39、第l條鏈路的第c個(gè)纖芯上的候選頻譜位置的分配效應(yīng)值vl,c表示為：

40、

41、其中，cscl,c表示第l條鏈路的第c個(gè)纖芯的頻譜規(guī)整度。

42、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在計(jì)算第k條路徑的各個(gè)纖芯的頻譜規(guī)整度之后，空分復(fù)用彈性光網(wǎng)絡(luò)的資源分配方法還包括：

43、判斷第k條路徑上是否存在業(yè)務(wù)所需的頻譜塊；

44、若第k條路徑上不存在業(yè)務(wù)所需的頻譜塊，則將k加1得到新的k，并跳轉(zhuǎn)至基于第k條路徑的路徑長(zhǎng)度，計(jì)算業(yè)務(wù)所需的頻譜塊的步驟循環(huán)執(zhí)行；

45、相應(yīng)地，判斷第k條路徑的相鄰組是否存在業(yè)務(wù)，包括：

46、若第k條路徑上存在業(yè)務(wù)所需的頻譜塊，則判斷第k條路徑的相鄰組是否存在業(yè)務(wù)。

47、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種空分復(fù)用彈性光網(wǎng)絡(luò)的資源分配裝置，包括：

48、路徑獲取模塊，用于獲取業(yè)務(wù)的源節(jié)點(diǎn)和宿節(jié)點(diǎn)，根據(jù)源節(jié)點(diǎn)、宿節(jié)點(diǎn)和資源可用度為業(yè)務(wù)規(guī)劃k條路徑，并將k條路徑按照路徑代價(jià)值進(jìn)行降序排列；k為正整數(shù)；

49、需求計(jì)算模塊，用于基于第k條路徑的路徑長(zhǎng)度，計(jì)算業(yè)務(wù)所需的頻譜塊；

50、纖芯參數(shù)計(jì)算模塊，用于將第k條路徑的纖芯分為不相鄰組和相鄰組，并計(jì)算第k條路徑的各個(gè)纖芯的頻譜規(guī)整度；

51、第一資源分配模塊，用于判斷第k條路徑的相鄰組是否存在業(yè)務(wù)，若否，則進(jìn)入頻譜分配的第一階段，在不相鄰組進(jìn)行頻譜分配，根據(jù)靈活的纖芯頻譜碎片指標(biāo)和業(yè)務(wù)所需的頻譜塊，通過(guò)最小指標(biāo)變化差值來(lái)確定所選的頻譜位置，建立連接；

52、第二資源分配模塊，用于當(dāng)不相鄰組出現(xiàn)首次業(yè)務(wù)阻塞時(shí)，進(jìn)入頻譜分配的第二階段，將相鄰組納入頻譜分配過(guò)程，根據(jù)串?dāng)_-碎片效應(yīng)值、頻譜規(guī)整度和業(yè)務(wù)所需的頻譜塊，為業(yè)務(wù)分配受串?dāng)_和碎片程度影響最小的頻譜位置，建立連接；

53、其中，k從1開始，直至k。

54、第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種終端，包括存儲(chǔ)器和處理器，存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，處理器用于調(diào)用并運(yùn)行存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，執(zhí)行如第一方面或第一方面的任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式所述的空分復(fù)用彈性光網(wǎng)絡(luò)的資源分配方法。

55、第四方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上第一方面或第一方面的任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式所述的空分復(fù)用彈性光網(wǎng)絡(luò)的資源分配方法的步驟。

56、本發(fā)明實(shí)施例提供一種空分復(fù)用彈性光網(wǎng)絡(luò)的資源分配方法、終端及存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法基于資源可用度為業(yè)務(wù)規(guī)劃k條路徑，從資源分配的最開始，選出資源相對(duì)集中、路徑長(zhǎng)度符合業(yè)務(wù)傳輸可接受以及經(jīng)歷物理節(jié)點(diǎn)相對(duì)較少的傳輸路徑，這在一定程度上也降低了網(wǎng)絡(luò)中因光-電-光的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換的能耗。業(yè)務(wù)到來(lái)后分為兩個(gè)資源分配階段，在第一階段追求緊密的頻譜塊資源分配，以靈活的纖芯頻譜碎片指標(biāo)為基礎(chǔ)，以業(yè)務(wù)預(yù)選頻譜位置前后的纖芯頻譜碎片指標(biāo)變化差值最小化為參考來(lái)確定所選頻譜位置，以減少碎片產(chǎn)生；在業(yè)務(wù)分配的第二階段是將所有纖芯都納入資源分配的階段，根據(jù)串?dāng)_-碎片效應(yīng)值、頻譜規(guī)整度和業(yè)務(wù)所需的頻譜塊，為業(yè)務(wù)分配受串?dāng)_和碎片程度影響最小的頻譜位置，從而可以統(tǒng)籌考慮icxt與頻譜碎片問(wèn)題，有利于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中頻譜資源高效利用。