一种基于n人非合作博弈的多域光网络组播路由恢复方法技术

本发明专利技术公开了一种基于n人非合作博弈的多域光网络组播路由恢复方法，利用博弈的竞争选择关系优化了广度优先搜索的寻路顺序，缩小了寻路范围。分析及实验结果表明，该方法具有较低的时间复杂度，减少了恢复路径的计算时间，降低了组播恢复业务的阻塞率。

A Multicast Routing Recovery Method for Multi-domain Optical Networks Based on n-person Non-cooperative Game

【技术实现步骤摘要】
一种基于n人非合作博弈的多域光网络组播路由恢复方法
本专利技术涉及组播路由恢复方法，具体涉及一种基于n人非合作博弈的多域光网络组播路由恢复方法。
技术介绍
随着光网络的不断发展，很多分支网络不具备预留大量冗余资源的条件，在这种情况下如何保证网络的生存性成为难题。面对没有预留保护机制的光网络，只有在网络中构造恢复机制才能解决故障后业务迅速恢复的问题。光网络生存性机制有保护和恢复之分，而恢复机制是一种在故障发生后利用路由搜索为故障区域重新配置恢复路径的机制，与保护机制相比，恢复机制重新寻找可用路径牺牲了一定的业务恢复时间，但是能够节约大量的网络资源。国内外研究人员对单域光网络组播恢复方法取得了较好的研究进展，现有技术1对基于FRR方案和基于RTs的端到端保护方案进行比较，如果不考虑资源的冗余，基于FRR方法的方案能够更加快速地恢复业务。现有技术2提出了一种分层自适应恢复方法，但是该方法生成组播树的效率会随着组播请求数的增加而下降。现有技术3提出的恢复方案克服了恢复技术的QoS限制，而且能够同时解决路径故障和节点故障，但是该方案执行恢复的时间较长。在保证生存能力不变的情况下，现有技术4提出的MMRA方法区分了四种网络故障——路由故障、OXC故障、光纤故障和混合故障，并分别解决其恢复问题，但是该方法中故障分析等步骤带来的额外流量导致了频谱利用率变差。另外，目前还没有同时考虑多域光网络和组播恢复的方法,同时，以上的单域光网络的恢复方法还不能直接应用于多域光网络的组播业务恢复。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于n人非合作博弈的多域光网络组播路由恢复方法，用以解决现有技术中组播路由恢复方法存在的无法应用至多域光网络的问题。为了实现上述任务，本专利技术采用以下技术方案：一种基于n人非合作博弈的多域光网络组播路由恢复方法，当多域光网络组播的路由从上游节点到下游节点之间的原始路径出现故障时，执行以下步骤获得恢复路径：步骤1、判断原始路径所在位置，若原始路径在域内，执行步骤2；否则执行步骤3；步骤2、采用路径搜索算法获得一条从上游节点到下游节点的域内路径；将所述的域内路径作为恢复路径输出后，结束；步骤3、判断上游节点所在域与下游节点所在域之间是否存在域间直连路径，若存在执行步骤4；否则判断上游节点所在域与下游节点所在域之间是否存在间接路径，如存在执行步骤5，否则输出无恢复路径后，结束；所述的间接路径经过除上游节点所在域与下游节点所在域外的其他域；步骤4、采用路径搜索算法获得一条从上游节点到域间直连路径起点的域内路径；采用路径搜索算法获得一条从域间直连路径终点到下游节点的域内路径；将两条域内路径以及域间直连路径进行拼接，获得由上游节点到下游节点之间的恢复路径；将所述的恢复路径输出后，结束；步骤5、依次获得所述间接路径经过的多个域；依次获得相邻两个域之间的域间直连路径，获得多条域间直连路径；采用路径搜索算法获得间接路径经过的每个域的域内路径，所述域内路径的起点为与当前域连接的一条域间直连路径的终点，终点为与当前域连接的下一条域间直连路径的起点，获得多条域内路径；其中采用路径搜索算法获得由上游节点到第一条域间直连路径的起点之间的域内路径；采用路径搜索算法获得由最后一条域间直连路径的终点到下游节点之间的域内路径；将所述的多条域间直连路径以及多条域内路径进行拼接，获得由上游节点到下游节点之间的恢复路径；将所述的恢复路径输出后，结束。进一步地，采用所述的路径搜索算法获得域内路径时，按照以下步骤执行：步骤A、将所述的起点作为起跳点；步骤B、对所有的起跳点采用博弈算法进行排序，获得搜索序列；步骤C、对于搜索序列中的第i个起跳点，获得第i个起跳点的多个下一跳邻节点，i∈I，I为搜索序列中起跳点的总数，I为正整数；步骤D、检测第i个起跳点的多个下一跳邻节点中是否包括终点，若包括，则将从起点到终点的所有节点集合后，输出路径；否则执行步骤E；步骤E、若i≥I则执行步骤F，否则i＝i+1，返回步骤C；步骤F、将I个起跳点的所有下一跳邻节点均设置为起跳点后，返回步骤B。进一步地，所述的步骤C中对于搜索序列中的第i个起跳点，采用广度优先搜索算法获得第i个起跳点的多个下一跳邻节点。本专利技术与现有技术相比具有以下技术特点:1、本专利技术提供的一种基于n人非合作博弈的多域光网络组播路由恢复方法考虑到了故障链路发生的位置，根据故障发生的不同位置，提供不同的恢复方案，使得组播路由恢复方法能够应用于多域光网络中，降低了基于n人非合作博弈的多域光网络组播路由恢复方法的复杂度；2、本专利技术提供的一种基于n人非合作博弈的多域光网络组播路由恢复方法针对域间链路故障和域内链路故障的不同情况，利用非合作博弈的竞争选择优化广度优先搜索方法的层次搜索顺序，提高了路径搜索的速度，从而提高了路径恢复的速度，降低了组播恢复业务的阻塞率。附图说明图1为本专利技术的一个实施例中提供的多域光网络结构图；图2为本专利技术的一个实施例中提供的本专利技术的方法的功率变化图；图3为本专利技术的一个实施例中提供的不同恢复方法的恢复时间对比图；图4为本专利技术的一个实施例中提供的不同恢复方法的阻塞率对比图。具体实施方式起跳点的下一跳邻节点：按照路由的方向，与起跳点之间为直接链接的节点为起跳点的下一跳邻节点。PathComputationElement(PCE)是网络中负责路径计算的结构单元，计算处理能力强大，是多域光网络中路径计算问题的常用解决方案。在专利技术中采用分层式PCE架构方案，由一个父路径计算单元pPCE和多个子路径计算单元cPCE构成。实施例一多域光网络组播树故障按故障类型分，可以分为链路故障和节点故障；按故障发生点分，可以分为域内故障和域间故障。针对域间链路故障和域内链路故障的不同情况，在本实施例中公开了一种基于n人非合作博弈的多域光网络组播路由恢复方法，用于当多域光网络中组播请求的工作树出现故障时，寻找恢复路径，利用非合作博弈的竞争选择优化BFS方法的层次搜索顺序，提高重新寻找恢复路径的速度。在多域光网络中包括多个子路径计算单元以及一个父路径计算单元。PathComputationElement(PCE)是网络中负责路径计算的结构单元，计算处理能力强大，是多域光网络中路径计算问题的常用解决方案。在本实施例中采用分层式PCE架构方案，由一个父路径计算单元pPCE和多个子路径计算单元cPCE构成。在本实施例中，如图1所示的3个域的多域光网络G＝(18,42)，在多域光网络中组播请求R1＝{2；5,8,10,12,13,15,17,18}，其中工作树为浅灰色路径2-5-9-15-17，2-5-9-15-18，2-5-9-8-10，2-5-9-8-12，2-5-9-8-13。当工作树中从上游节点到下游节点之间的原始路径出现故障时，按照以下步骤执行：步骤1、判断原始路径所在位置，若原始路径在域内，执行步骤2；否则执行步骤3；在本实施例中，如图1所示的多域光网络中，节点8至节点10的链路故障，即域内故障。步骤2、下游节点所在域内的子路径计算单元采用路径搜索算法获得一条域内路径，所述域内路径的起点为上游节点，终点为下游节点；子路径计算单元将所述的域内路径作为恢复路径输出后，结束；在本实施例中，当节点8至节点10的链路出现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于n人非合作博弈的多域光网络组播路由恢复方法，其特征在于，当多域光网络组播的路由从上游节点到下游节点之间的原始路径出现故障时，执行以下步骤获得恢复路径：步骤1、判断原始路径所在位置，若原始路径在域内，执行步骤2；否则执行步骤3；步骤2、采用路径搜索算法获得一条从上游节点到下游节点的域内路径；将所述的域内路径作为恢复路径输出后，结束；步骤3、判断上游节点所在域与下游节点所在域之间是否存在域间直连路径，若存在执行步骤4；否则判断上游节点所在域与下游节点所在域之间是否存在间接路径，如存在执行步骤5，否则输出无恢复路径后，结束；所述的间接路径经过除上游节点所在域与下游节点所在域外的其他域；步骤4、采用路径搜索算法获得一条从上游节点到域间直连路径起点的域内路径；采用路径搜索算法获得一条从域间直连路径终点到下游节点的域内路径；将两条域内路径以及域间直连路径进行拼接，获得由上游节点到下游节点之间的恢复路径；将所述的恢复路径输出后，结束；步骤5、依次获得所述间接路径经过的多个域；依次获得相邻两个域之间的域间直连路径，获得多条域间直连路径；采用路径搜索算法获得间接路径经过的每个域的域内路径，所述域内路径的起点为与当前域连接的一条域间直连路径的终点，终点为与当前域连接的下一条域间直连路径的起点，获得多条域内路径；其中采用路径搜索算法获得由上游节点到第一条域间直连路径的起点之间的域内路径；采用路径搜索算法获得由最后一条域间直连路径的终点到下游节点之间的域内路径；将所述的多条域间直连路径以及多条域内路径进行拼接，获得由上游节点到下游节点之间的恢复路径；将所述的恢复路径输出后，结束。...

【技术特征摘要】
1.一种基于n人非合作博弈的多域光网络组播路由恢复方法，其特征在于，当多域光网络组播的路由从上游节点到下游节点之间的原始路径出现故障时，执行以下步骤获得恢复路径：步骤1、判断原始路径所在位置，若原始路径在域内，执行步骤2；否则执行步骤3；步骤2、采用路径搜索算法获得一条从上游节点到下游节点的域内路径；将所述的域内路径作为恢复路径输出后，结束；步骤3、判断上游节点所在域与下游节点所在域之间是否存在域间直连路径，若存在执行步骤4；否则判断上游节点所在域与下游节点所在域之间是否存在间接路径，如存在执行步骤5，否则输出无恢复路径后，结束；所述的间接路径经过除上游节点所在域与下游节点所在域外的其他域；步骤4、采用路径搜索算法获得一条从上游节点到域间直连路径起点的域内路径；采用路径搜索算法获得一条从域间直连路径终点到下游节点的域内路径；将两条域内路径以及域间直连路径进行拼接，获得由上游节点到下游节点之间的恢复路径；将所述的恢复路径输出后，结束；步骤5、依次获得所述间接路径经过的多个域；依次获得相邻两个域之间的域间直连路径，获得多条域间直连路径；采用路径搜索算法获得间接路径经过的每个域的域内路径，所述域内路径的起点为与当前域连接的一条域间直连路径的终点，终点为与当前域连接的下一条域间...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴启武，姜灵芝，陈浩，
申请(专利权)人：中国人民武装警察部队工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61