网络拓扑优化制造技术

本公开的实施例涉及网络拓扑优化。在一些示例中，一种用于包括网络层和底层传输层的多层网络的控制器，其被配置为获得描述多个候选链路的抽象链路数据；至少基于抽象链路数据确定包括针对网络层的网络拓扑的第一方案，该网络拓扑包括候选链路中的第一所选择的子集；在至少基于网络拓扑和抽象链路数据生成经修改的网络拓扑之后，确定包括针对网络层的经修改的网络拓扑的第二方案，该经修改的网络拓扑包括候选链路中的第二所选择的子集；以及输出第一方案或者第二方案中具有最低总成本的一个方案的拓扑数据，以用于配置多层网络，最低总成本包括第一方案或者第二方案中的一个方案的对于网络的总资源成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机网络，并且更特别地涉及确定计算机网络拓扑结构。
技术介绍
网络内的路由设备(经常被称为路由器)维持描述通过网络的可用路由的路由信息表。网络路由器维持描述通过网络的可用路由的路由信息。一旦接收到分组，则路由器检查分组内的信息并且根据路由信息转发分组。为了维持网络的准确表示，路由器根据诸如内部网关协议(IGP)或者边界网关协议(BGP)的一个或多个路由协议来交换路由信息。术语“链路”经常被用于指代网络上的两个设备之间的连接。链路可以是物理连接，诸如铜线、同轴电缆、众多不同光纤线或者无线连接中的任一种。另外，网络设备可以定义“虚拟”或者“逻辑”链路，并且将虚拟链路映射到物理链路。换句话说，虚拟链路的使用提供一定程度上的抽象。随着网络在大小和复杂性方面的增长，任何给定链路上的流量可能接近链路的最大带宽容量，从而导致拥塞和损耗。
技术实现思路
总的来说，描述了用于动态地确定用于基于端到端网络流量需求高效地传输物理拓扑之上的网络流量的逻辑网络拓扑的技术。该技术可以应用在具有基础传输层和在传输层上路由的逻辑或者重叠因特网协议(IP)层的多层网络中，以满足置于多层网络上的网络流量需求。在一个示例中，针对多层网络的控制器确定用于传输流量需求矩阵的逻辑网络拓扑，逻辑网络拓扑被确定为在任何基础层部件发生故障的情况下确保足够的容量和促进用于传输流量的网络的经优>化的总资源成本。控制器获得描述可用于用作网络拓扑中的链路的候选链路的集合的抽象链路数据。在一些情况下，控制器还可以获得描述由其物理(传输)路径上的这些候选链路所遭遇的共享风险的抽象链路数据，以及与诸如链路的物理长度或者链路的延迟的路径优化相关的信息。控制器鉴于流量需求矩阵而迭代地分析候选链路和抽象链路数据，以选择候选链路的子集以高效并且鲁棒地承载需求。作为其设计输出的一部分，控制器可以向网络(或者网络运营商)信号通知配置和激活候选链路中的尚未激活和配置的这些所选择的子集中的如何子集所要求的信息。该技术可以提供一个或多个优点。例如，应用上文所描述的技术的控制器可以利用每次迭代促进沿着关于网络的总成本的流量需求矩阵的方案梯度的总成本向全局优化的移动。在一些示例中，应用本文所描述的技术的控制器还可以促进候选链路的所选择的子集能够在任何单个元件故障的情况下承载需求，同时还满足应用到网络的其他约束，诸如通过网络的给定路径的下一跳的延迟和数目。尽管全局优化方案可能未在所有情况中被达到，但是该技术可以避免方案梯度的总成本上的至少一些局部最小值，其可能导致鲁棒但是较低的资源成本方案。在一个示例中，一种方法，包括：由包括网络层和底层传输层的多层网络的控制器获得描述多个候选链路的抽象链路数据，其中多个候选链路中的每个候选链路在传输层中被路由并且可用在网络层的网络拓扑中；由控制器至少基于抽象链路数据，确定包括网络层的网络拓扑的第一方案，该网络拓扑包括候选链路中的第一所选择的子集；由控制器在至少基于网络拓扑和抽象链路数据生成经修改的网络拓扑之后，确定包括网络层的经修改的网络拓扑的第二方案，经修改的网络拓扑包括候选链路的第二所选择的子集；以及由控制器输出第一方案或者第二方案中具有最低总成本的一个的拓扑数据，以配置多层网络，最低总成本包括针对第一方案或者第二方案中的一个方案的对于网络的总资源成本。在另一示例中，一种用于包括控制器和底层传输层的多层网络的控制器，控制器包括：一个或多个处理器，其耦合到存储器；拓扑计算模块，其被配置用于由一个或多个处理器执行以：获得描述多个候选链路的抽象链路数据，其中多个候选链路中的每个候选链路在传输层中被路由并且可用在网络层的网络拓扑中；至少基于抽象链路数据，确定包括网络层的网络拓扑的第一方案，该网络拓扑包括候选链路中的第一所选择的子集；以及在至少基于网络拓扑和抽象链路数据生成经修改的网络拓扑之后，确定包括网络层的经修改的网络拓扑的第二方案，该经修改的网络拓扑包括候选链路中的第二所选择的子集；以及拓扑提供模块，其被配置用于由一个或多个处理器执行以输出第一方案或者第二方案中具有最低总成本的一个的拓扑数据，以配置多层网络，最低总成本包括针对第一方案或者第二方案中的一个的对于网络的总资源成本。在另一示例中，一种非瞬态计算机可读介质包含用于使得包括网络层和底层传输层的多层网络的控制器的一个或多个可编程处理器执行以下各项的指令：获得描述多个候选链路的抽象链路数据，其中多个候选链路中的每个候选链路在传输层中被路由并且可用在网络层的网络拓扑中；至少基于抽象链路数据，确定包括网络层的网络拓扑的第一方案，该网络拓扑包括候选链路中的第一所选择的子集；在至少基于网络拓扑和抽象链路数据生成经修改的网络拓扑之后，确定包括网络层的经修改的网络拓扑的第二方案，该经修改的网络拓扑包括候选链路的第二所选择的子集；以及输出第一方案或者第二方案中具有最低总成本的一个的拓扑数据，以配置多层网络，最低总成本包括针对第一方案或者第二方案中的一个方案的对于网络的总资源成本。在附图和以下说明书中阐述本专利技术的一个或多个实施例的细节。本专利技术的其他特征、目的和优点将从说明书和附图以及从权利要求书而变得显而易见。附图说明图1是根据本公开内容中所描述的技术的图示示例网络系统的框图，其中在示例网络系统，控制器获得针对多层网络的抽象链路数据并且使用抽象链路数据确定多层网络中的逻辑网络层的逻辑链路。图2是根据本公开内容的技术的图示被配置为确定针对路由流量的逻辑网络拓扑的示例控制器的框图。图3是根据本公开内容中所描述的技术的图示用于确定和优化逻辑网络拓扑的一个或多个控制器的操作的示例模式的流程图。图4是图示将流量路由到网络上的控制器的操作的示例模式的流程图。图5是根据本文所描述的技术的图示用于确定多个等价多径(ECMP)路径的操作的示例模式的流程图。图6是根据本文所描述的技术的图示故障模拟的操作的示例模式的流程图。图7-9描绘了根据本公开内容中所描述的技术的图示在运行确定网络的网络拓扑的示例期间的中间和最终参数和结果的图表。相同附图标记贯穿附图和正文指示相同元件。具体实施方式图1是根据本公开内容中所描述的技术的图示示例网络系统50的框图，其中在示例网络系统50中，控制器获得针对多层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：由包括网络层和底层传输层的多层网络的控制器获得描述多个候选链路的抽象链路数据，其中所述多个候选链路中的每个候选链路在所述传输层中被路由并且可用在针对所述网络层的网络拓扑中；由所述控制器至少基于所述抽象链路数据，确定包括针对所述网络层的网络拓扑的第一方案，所述网络拓扑包括所述候选链路中的第一所选择的子集；由所述控制器在至少基于所述网络拓扑和所述抽象链路数据来生成经修改的网络拓扑之后，确定包括针对所述网络层的所述经修改的网络拓扑的第二方案，所述经修改的网络拓扑包括所述候选链路中的第二所选择的子集；以及由所述控制器输出针对所述第一方案或者所述第二方案中具有最低总成本的一个方案的拓扑数据，以用于配置所述多层网络，所述最低总成本包括针对所述第一方案或者所述第二方案中的所述一个方案的对于所述网络的总资源成本。

【技术特征摘要】
2014.12.29 US 14/585,170;2014.12.30 US 14/586,4641.一种方法，包括：
由包括网络层和底层传输层的多层网络的控制器获得描述多个
候选链路的抽象链路数据，其中所述多个候选链路中的每个候选链
路在所述传输层中被路由并且可用在针对所述网络层的网络拓扑
中；
由所述控制器至少基于所述抽象链路数据，确定包括针对所述
网络层的网络拓扑的第一方案，所述网络拓扑包括所述候选链路中
的第一所选择的子集；
由所述控制器在至少基于所述网络拓扑和所述抽象链路数据来
生成经修改的网络拓扑之后，确定包括针对所述网络层的所述经修
改的网络拓扑的第二方案，所述经修改的网络拓扑包括所述候选链
路中的第二所选择的子集；以及
由所述控制器输出针对所述第一方案或者所述第二方案中具有
最低总成本的一个方案的拓扑数据，以用于配置所述多层网络，所
述最低总成本包括针对所述第一方案或者所述第二方案中的所述一
个方案的对于所述网络的总资源成本。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中所述抽象链路数据指示针对所述多个候选链路中的每个候
选链路的至少一个共享风险链路组，
其中确定所述第二方案包括：由所述控制器至少基于所述网络
拓扑和针对所述多个候选链路中的每个候选链路的所述至少一个共
享风险链路组，通过将惩罚成本应用到所述多个候选链路中的所述
第二子集的第一候选链路和第二候选链路来确定所述第二方案，并
且
其中所述第二方案的所述最低总成本包括所述惩罚成本。
3.根据权利要求1-2的任何组合所述的方法，其中获得抽象链
路数据包括：由所述控制器接收针对所述传输层的抽象链路数据结

\t构，所述抽象链路数据结构包括所述抽象链路数据。
4.根据权利要求1-3的任何组合所述的方法，其中接收所述抽
象链路数据结构包括：由所述控制器从管理实现所述传输层的传输
网络的网络管理系统接收所述抽象链路数据结构。
5.根据权利要求1-4的任何组合所述的方法，还包括：
由所述控制器向所述网络拓扑路由多个流量需求，所述多个流
量需求中的每个流量需求表示针对所述网络层的端到端流量。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
由所述控制器通过选择在其上所述控制器已经路由所述多个流
量需求中的流量需求的候选链路，确定所述候选链路中的所述第一
所选择的子集。
7.根据权利要求1-6的任何组合所述的方法，其中所述经修改
的网络拓扑包括第一经修改的网络拓扑，所述方法还包括：
由所述控制器在基于所述第一经修改的网络拓扑生成第二经修
改的网络拓扑之后并且响应于确定所述第二方案具有比所述第一方
案更低的总成本，确定包括针对所述网络层的所述第二经修改的网
络拓扑的第三方案，所述第二经修改的网络拓扑包括所述候选链路
中的第三所选择的子集；以及
由所述控制器在基于所述网络拓扑生成第三经修改的网络拓扑
之后并且响应于确定所述第二方案具有比所述第一方案更高的总成
本，确定包括针对所述网络层的所述第三经修改的网...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·C·伍德，
申请(专利权)人：瞻博网络公司，
类型：发明
国别省市：美国;US