一种光网络故障处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种光网络故障处理方法及装置，包括：在光网络中存在故障链路时，获取光网络的拓扑信息及每条链路的流量，生成包含每条链路的带宽和每条链路的代价的光网络的补图，其中光网络的补图还包含：在链路的流量大于其带宽时，对应的链路的代价为预设的超负价；根据补图，查找补图中由负价、超负价和/或正价的链路形成的超负价环；根据超负价环，定位光网络中的故障链路；根据故障链路，迁移故障链路的流量到光网络的其他正常链路中，直到查找不到补图中的超负价环。本发明专利技术实施例不需通过遍历整个网络来恢复故障，减少了故障恢复过程中需要重新配置的节点数与链路数，从而大大减少了计算量和故障恢复时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光通信
，特别是涉及一种光网络故障处理方法及装置。
技术介绍
在传统的分布式IP网络中，控制逻辑与数据转发功能紧耦合在网络设备上，设备要在数以千计分布式协议的控制下实施整个网络的智能化，会导致网络控制平面过于复杂，其扩展性和灵活性很难适应网络的飞速发展。SDN(SoftwareDefinedNetworking，软件定义联网)作为一种将控制功能从网络设备中分离出来新型的可编程网络架构，移入逻辑上集中的控制软件----控制器中，用户可以用编写软件的方式灵活定义网络设备的转发功能。这种结构实现了对网络的全局集中控制，降低了网络管理的复杂度，能够满足资源的灵活按需调用。ONF(OpenNetworkingFoundation，开放网络基金会)提出的SDN网络结构分为三层:最底层为数据层，由网络转发设备组成，主要负责数据处理、转发以及收集本地状态信息；中间为控制层，由逻辑上集中的控制器组成，用于控制管理数据层的网络设备，维护网络拓扑和状态信息等；最上层为应用层，包括各种不同的SDN业务应用。SDN控制器通过控制与数据层接口协议与网络设备进行通信，获取网络设备的链路、端口等资源状态，从而形成全局网络拓扑视图。网络控制逻辑由应用层实现，上层应用通过控制器提供的开放的可编程接口，实现对网络设备的分组转发控制和对网络设备的管理。此外，ONF在控制与数据层接口上定义了开放的OpenFlow标准。SDN网络中常见的两种故障恢复机制是恢复和保护。恢复机制是在网络出现故障后通告控制器，控制器重新计算新的路由并下发新转发规则给受影响的交换机。保护机制是控制器预先提供备份路径，在出现故障时交换机不需要请求控制器另外建立新路径，而是直接切换到备份路径。保护机制是主动式的策略，而恢复机制是被动式的策略。光传输网是电信网的基础，如何在网络发生故障后将受故障影响的业务快速恢复，是光网络面临的重要问题。在光网络中如果发生链路拥塞或链路断开等故障，若采用经典Floyd(Floyd-Warshallalgorithm，弗洛伊德)方法和Dijsktra(Dijkstra'salgorithm，迪科斯彻)方法，则需要通过PCE(PathComputationElement，路径计算单元)控制平面遍历整个光网络，重新选择一条全新的路径，而新的路径中很少有链路与原先路径重合，大量传输链路的改变意味着PCE控制器需要重新向各节点发送建立传输链路的信息，这无疑会延长故障恢复的时间，存在耗时大、计算量大的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种光网络故障处理方法及装置，从而解决Floyd方法和Dijsktra方法处理光网络中发生链路拥塞或链路断开等故障时，需通过控制平台遍历整个光网络，造成耗时大、计算量大的问题。具体技术方案如下：本专利技术实施例公开了一种光网络故障处理方法，包括：在光网络中存在故障链路时，获取所述光网络的拓扑信息及每条链路的流量，生成包含每条链路的带宽和每条链路的代价的所述光网络的补图，其中，所述光网络的补图还包含：在链路的流量大于链路的带宽时，对应的链路的代价为预设的超负价；根据所述补图，查找所述补图中由负价、超负价和/或正价的链路形成的超负价环；根据所述超负价环，定位所述光网络中的故障链路；根据所述故障链路，迁移所述故障链路的流量到所述光网络的其他正常链路中，直到查找不到所述补图中的超负价环，以完成迁移所有故障链路的流量。较佳的，所述在光网络中存在故障链路时，获取所述光网络的拓扑信息及每条链路的流量，生成包含每条链路的带宽和每条链路的代价的所述光网络的补图之前，所述光网络故障处理方法还包括：获取所述光网络源端到宿端的最短路径和所述光网络的源端到宿端的流量请求，其中，所述流量请求携带有流量；判断所述最短路径是否满足所述流量请求：当所述流量请求的流量小于或等于所述最短路径中的每条链路的带宽，判定为所述最短路径满足所述流量请求，则不存在所述故障链路；当所述流量请求的流量大于所述最短路径中的至少一条链路的带宽，判定为所述最短路径不满足所述流量请求，则存在所述故障链路。较佳的，所述在光网络中存在故障链路时，获取所述光网络的拓扑信息及每条链路的流量，生成包含每条链路的带宽和每条链路的代价的所述光网络的补图，包括：在光网络中存在故障链路时，获取所述光网络的拓扑信息及每条链路的流量；若所述光网络中的链路上的流量为零，则构造所述补图中的第一链路，其中，所述第一链路的带宽为所述第一链路的原有带宽，所述第一链路的代价为所述第一链路的原有代价，所述第一链路为所述光网络中方向从第一节点指向第二节点的链路；若所述光网络中的链路上的流量大于零且小于链路的带宽，则构造所述补图中的第二链路和与所述第二链路反向的第三链路，其中，所述第二链路的带宽为第二带宽，所述第二带宽为所述第二链路的原有带宽与所述流量之差，所述第二链路的代价为所述第二链路的原有代价；所述第三链路的带宽为所述光网络中的链路上的流量，所述第三链路的代价为所述第三链路的原有代价的相反数；若所述光网络中的链路上的流量等于链路的带宽，则构造所述补图中的第四链路，其中，所述第四链路的带宽为第三带宽，所述第三带宽为所述第四链路的原有带宽；所述第四链路的代价为所述第四链路的原有代价的相反数；若所述光网络中的链路上的流量大于链路的带宽，则构造所述补图中与原链路方向相反的第五链路，所述第五链路的代价为-100，所述原链路为所述光网络中流量大于带宽的链路。较佳的，所述根据所述超负价环，定位所述光网络中的故障链路，包括：根据所述超负价环，确定所述光网络中的代价和最小的超负价环；根据所述代价和最小的超负价环，定位所述光网络中的故障链路。较佳的，所述根据所述故障链路，迁移所述故障链路的流量到所述光网络的其他正常链路中，直到查找不到所述补图中的超负价环，包括：与所述超负价环正方向相反的故障链路，减少预设值的流量；将所述预设值的流量，迁移至与所述超负价环正方向一致的正常链路，其中，所述预设值为x＝min(min(Bij),max(Δfmn)),eij∈Loop,emn∈Loop，所述Bij为所述超负价环中任一正常链路的带宽，所述min(Bij)为所述超负价环中任一正常链路的带宽的最小值，所述Δfmn为所述超负价环中任一故障链路的流量大于链路的带宽时的多余流量，所述max(Δfmn)为所述超负价环中任一故障链路的流量大于链路的带宽时的最大多余流量，所述min(min(Bij),max(Δfmn))为在正常链路的最小带宽和故障链路的最大多余流量之间取最小值，所述Loop为所述超负价环，所述eij为任一链路，所述eij∈Loop为任一链路属于所述超负价环，所述emn为任一链路，所述emn与所述eij为不同链路，所述emn∈Loop为任一链路属于所述超负价环。较佳的，所述超负价环的代价为所述超负价环中链路的负价、链路的超负价和链路的正价的代价和，所述代价和小于-100。本专利技术实施例还公开了一种光网络故障处理装置，包括：生成模块，用于在光网络中存在故障链路时，获取所述光网络的拓扑信息及每条链路的流量，生成包含每条链路的带宽和每条链路的代价的所述光网络的补图，其中，所述光网络的补图还包含：在链路的流量大于链本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光网络故障处理方法，其特征在于，包括：在光网络中存在故障链路时，获取所述光网络的拓扑信息及每条链路的流量，生成包含每条链路的带宽和每条链路的代价的所述光网络的补图，其中，所述光网络的补图还包含：在链路的流量大于链路的带宽时，对应的链路的代价为预设的超负价；根据所述补图，查找所述补图中由负价、超负价和/或正价的链路形成的超负价环；根据所述超负价环，定位所述光网络中的故障链路；根据所述故障链路，迁移所述故障链路的流量到所述光网络的其他正常链路中，直到查找不到所述补图中的超负价环，以完成迁移所有故障链路的流量。

【技术特征摘要】
1.一种光网络故障处理方法，其特征在于，包括：在光网络中存在故障链路时，获取所述光网络的拓扑信息及每条链路的流量，生成包含每条链路的带宽和每条链路的代价的所述光网络的补图，其中，所述光网络的补图还包含：在链路的流量大于链路的带宽时，对应的链路的代价为预设的超负价；根据所述补图，查找所述补图中由负价、超负价和/或正价的链路形成的超负价环；根据所述超负价环，定位所述光网络中的故障链路；根据所述故障链路，迁移所述故障链路的流量到所述光网络的其他正常链路中，直到查找不到所述补图中的超负价环，以完成迁移所有故障链路的流量。2.根据权利要求1所述的光网络故障处理方法，其特征在于，所述在光网络中存在故障链路时，获取所述光网络的拓扑信息及每条链路的流量，生成包含每条链路的带宽和每条链路的代价的所述光网络的补图之前，所述的光网络故障处理方法还包括：获取所述光网络源端到宿端的最短路径和所述光网络的源端到宿端的流量请求，其中，所述流量请求携带有流量；判断所述最短路径是否满足所述流量请求：当所述流量请求的流量小于或等于所述最短路径中的每条链路的带宽，判定为所述最短路径满足所述流量请求，则不存在所述故障链路；当所述流量请求的流量大于所述最短路径中的至少一条链路的带宽，判定为所述最短路径不满足所述流量请求，则存在所述故障链路。3.根据权利要求1所述的光网络故障处理方法，其特征在于，所述在光网络中存在故障链路时，获取所述光网络的拓扑信息及每条链路的流量，生成包含每条链路的带宽和每条链路的代价的所述光网络的补图，包括：在光网络中存在故障链路时，获取所述光网络的拓扑信息及每条链路的流量；若所述光网络中的链路上的流量为零，则构造所述补图中的第一链路，其中，所述第一链路的带宽为所述第一链路的原有带宽，所述第一链路的代价为所述第一链路的原有代价，所述第一链路为所述光网络中方向从第一节点指向第二节点的链路；若所述光网络中的链路上的流量大于零且小于链路的带宽，则构造所述补图中的第二链路和与所述第二链路反向的第三链路，其中，所述第二链路的带宽为第二带宽，所述第二带宽为所述第二链路的原有带宽与所述流量之差，所述第二链路的代价为所述第二链路的原有代价；所述第三链路的带宽为所述光网络中的链路上的流量，所述第三链路的代价为所述第三链路的原有代价的相反数；若所述光网络中的链路上的流量等于链路的带宽，则构造所述补图中的第四链路，其中，所述第四链路的带宽为第三带宽，所述第三带宽为所述第四链路的原有带宽；所述第四链路的代价为所述第四链路的原有代价的相反数；若所述光网络中的链路上的流量大于链路的带宽，则构造所述补图中与原链路方向相反的第五链路，所述第五链路的代价为-100，所述原链路为所述光网络中流量大于带宽的链路。4.根据权利要求1-3任一项所述的光网络故障处理方法，其特征在于，所述超负价环的代价为所述超负价环中链路的负价、链路的超负价和链路的正价的代价和，所述代价和小于-100。5.根据权利要求4所述的光网络故障处理方法，其特征在于，所述根据所述超负价环，定位所述光网络中的故障链路，包括：根据所述超负价环，确定所述光网络中的代价和最小的超负价环；根据所述代价和最小的超负价环，定位所述光网络中的故障链路。6.根据权利要求1所述的光网络故障处理方法，其特征在于，所述根据所述故障链路，迁移所述故障链路的流量到所述光网络的其他正常链路中，直到查找不到所述补图中的超负价环，包括：与所述超负价环正方向相反的故障链路，减少预设值的流量；将所述预设值的流量，迁移至与所述超负价环正方向一致的正常链路，其中，所述预设值为x＝min(min(Bij),max(Δfmn)),eij∈Loop,emn∈Loop，所述Bij为所述超负价环中任一正常链路的带宽，所述min(Bij)为所述超负价环中任一正常链路的带宽的最小值，所述Δfmn为所述超负价环中任一故障链路的流量大于链路的带宽时的多余流量，所述max(Δfmn)为所述超负价环中任一故障链路的流量大于链路的带宽时的最大多余流量，所述min(min(Bij),max(Δfmn))为在正常链路的最小带宽和故障链路的最大多余流量之...

【专利技术属性】
技术研发人员：忻向军，刘博，张丽佳，郝靖鹏，张琦，王拥军，尹霄丽，田清华，田凤，李博文，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11