一种面向电力通信网的业务运行的业务路由寻址方法技术

本发明专利技术公开了一种面向电力通信网的业务运行的业务路由寻址方法，首先对电力通信网进行建模，并采用基于优先权的染色体编码方式，对通信网的业务运行状态进行编码，接着采用与编码对应的译码方式进行解码，可以得出业务路径集合，然后对节点与链路在物理层、网路拓扑层和业务组织层的脆弱性因素进行联合分析，得到电力通信网的综合脆弱性评估指标，再根据电力通信网的综合脆弱性评估指标，设置目标函数和约束条件；最后将设置的目标函数作为遗传算法的目标优化函数，根据约束条件采用遗传算法对业务路由进行优化，从业务路径集合中选择出符合条件的业务路径。本发明专利技术可以提高寻址效率，并改善寻址效果。

A service routing addressing method for service operation of power communication network

【技术实现步骤摘要】
一种面向电力通信网的业务运行的业务路由寻址方法
本专利技术涉及电力通信
，具体涉及一种面向电力通信网的业务运行的业务路由寻址方法。
技术介绍
随着电力通信网络结构复杂化和业务多元化，电力通信网的高效、安全、稳定运行越来越重要。针对电力通信网不同的应用场景，传统的方法是以增加基础设施冗余度的方式，对重要业务经过的设备进行双设备保护甚至多设备保护，或者对电力通信网进行新增站点与光纤链路建设，提高网络连通性，但是需要巨额的资金投入；因此，需要对电力通信网业务路由寻址进行优化。本申请专利技术人在实施本专利技术的过程中，发现现有技术的方法，至少存在如下技术问题：由于电力通信网规模不断扩大，网络结构复杂度不断提高，现有的路由优化算法无法适应电力网络的变化，因而存在寻址效果不佳的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种面向电力通信网的业务运行的业务路由寻址方法，用以解决或者至少部分解决现有技术中存在的寻址效果不佳的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种面向电力通信网的业务运行的业务路由寻址方法，包括：步骤S1：对电力通信网的物理层、网络拓扑层与业务组织层进行联合建模，业务集合为S＝{s1,s2,…,sh}，电力通信网包括n个节点，h条业务路径，其中，n和h为正整数；步骤S2：采用基于优先权的染色体编码方式，对通信网的业务运行状态进行编码，染色体中每个基因位表示网络中的节点，节点对应的数值表示节点的优先权，网络节点的总数作为一个独立编码段，代表网络中一个业务的染色体独立编码，其中，每一个独立编码段代表一个业务路径，将所有独立编码段汇总到一起组成一个完整的染色体个体，代表电力通信网所有的业务部署；步骤S3：采用与染色体编码相对应的译码方法对编码后的网络进行译码，获得业务路径集合；步骤S4：对节点与链路在物理层、网路拓扑层和业务组织层的脆弱性因素进行联合分析，得到电力通信网的综合脆弱性评估指标；步骤S5：根据电力通信网的综合脆弱性评估指标，设置目标函数和约束条件；步骤S6：将设置的目标函数作为遗传算法的目标优化函数，根据约束条件采用遗传算法对业务路由进行优化，从业务路径集合中选择出符合条件的业务路径。在一种实施方式中，步骤S2具体包括：步骤S2.1：建立h*n的二维数组，h代表网络中业务路径的数量，n代表网络的节点数；步骤S2.2：将二维数组的每一行的每一位随机产生1～n不重复的数值，代表不同节点的优先权，得到新的二维数组；步骤S2.3：将新的二维数组转化成为长度为h*n的一维数组，并删除在同一业务路径中重复出现的节点，保证每个节点业务路径中仅出现一次，其中，数组中每个元素的地址表示染色体中每个基因位，对应的数值代表节点的优先权。在一种实施方式中，步骤S3具体包括：对于每一个独立编码段，从起点开始进行路由寻找，若遇到多节点相邻时，选择优先权高的节点进行寻路，直到业务寻路到终点，其中，每个节点仅允许在路径中存在一次。在一种实施方式中，所述方法还包括：通过引入拦截数组，将出现死路的节点返回到上一节点，并加入到其上一节点的拦截数组中。在一种实施方式中，步骤S4具体包括：步骤S4.1：分别对节点与链路在物理层、网路拓扑层和业务组织层的脆弱性因素进行分析，获得物理层节点脆弱性评估指标、物理层链路脆弱性评估指标、网路拓扑层节点脆弱性评估指标、网路拓扑层链路脆弱性评估指标、业务组织层节点脆弱性评估指标和业务组织层链路脆弱性评估指标；步骤S4.2：根据物理层节点脆弱性评估指标、物理层链路脆弱性评估指标、网路拓扑层节点脆弱性评估指标、网路拓扑层链路脆弱性评估指标、业务组织层节点脆弱性评估指标和业务组织层链路脆弱性评估指标，获得电力通信网的综合脆弱性评估指标。在一种实施方式中，步骤S4.1具体包括：步骤S4.1.1：根据设备与链路的浴盆效应、人员失误与自然因素等导致的故障概率，确定物理层节点物理脆弱性NPV与链路物理脆弱性EPV：其中，为节点vi在t时刻的故障概率，为边eij在t时刻的风险概率，pi(t)为设备与链路的浴盆效应：在时间区间(0,t)内设备因素i的发生概率；步骤S4.1.2：根据经过链路的最短路径在网络中所有最短路径中的占比，确定网路拓扑层节点物理脆弱性NTV与链路物理脆弱性ETV：其中，V是节点的集合，σ(m,n)是节点(m,n)之间最短路径的个数，σ(m,n|eij)节点(m，n)之间，通过边e的最短路径的个数，σ(m,n|vi)表示从节点m到n的所有最短路径中经过结点i的数目与网络中所有最短路径数目之比；步骤S4.1.3：根据流经节点和链路的业务承载数量、业务等级重要度确定业务组织层节点物理脆弱性NP与链路物理脆弱性EP：其中，D为业务的种类，nk(vi)为节点vi上业务类型为k的业务数量；ns(eij)为边eij承载的业务类型为k的业务数量；Ck为业务类型为k的业务重要度。在一种实施方式中，步骤S4.2具体包括：步骤S4.2.1：根据各层级的脆弱性指标，获得节点综合脆弱性评价指标NV、链路综合脆弱性评价指标EV和网络平均脆弱度NAV；其中，ω1和ω4表示物理层脆弱性影响因素的权重，ω2和ω5表示网络拓扑层脆弱性影响因素的权重，ω3和ω6表示业务组织层脆弱性影响因素的权重，可以根据各评价指标对网络的效能的影响程度进行设定，M表示链路数量，N表示节点数量；步骤S4.2.2：将节点综合脆弱性的标准差和链路综合脆弱性的标准差之和，作为衡量网络整体脆弱性的指标，称为电力通信网脆弱性均衡度NBV，表达式如下：其中，表示节点综合脆弱性评价指标，表示链路综合脆弱性评价指标，表示节点综合脆弱性评价指标的平均值，表示链路综合脆弱性评价指标的平均值；步骤S4.2.3：将网络平均脆弱度NAV和电力通信网脆弱性均衡度NBV作为电力通信网的综合脆弱性评估指标。在一种实施方式中，步骤S5中的目标函数为公式(11)，f＝min(f1,f2)(11)其中：约束条件为：deley光纤＝l*n/c(18)其中，f1表示网络平均脆弱度NAV，f2表示电力通信网脆弱性均衡度NBV，Ω表示允许的时延最大值，l表示传输距离，n表示光纤芯折射率，c表示光速，表示复用、解复用的处理时延，deleySDH表示SDH设备的传输时延，deley光纤表示光纤的传输时延、表示为中间节点设备时延光纤的传输时延。本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：本专利技术提供了一种面向电力通信网的业务运行的业务路由寻址方法，对电力通信网进行建模后，采用基于优先权的染本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向电力通信网的业务运行的业务路由寻址方法，其特征在于，包括：/n步骤S1：对电力通信网的物理层、网络拓扑层与业务组织层进行联合建模，业务集合为S＝{s1,s2,…,sh}，电力通信网包括n个节点，h条业务路径，其中，n和h为正整数；/n步骤S2：采用基于优先权的染色体编码方式，对通信网的业务运行状态进行编码，染色体中每个基因位表示网络中的节点，节点对应的数值表示节点的优先权，网络节点的总数作为一个独立编码段，代表网络中一个业务的染色体独立编码，其中，每一个独立编码段代表一个业务路径，将所有独立编码段汇总到一起组成一个完整的染色体个体，代表电力通信网所有的业务部署；/n步骤S3：采用与染色体编码相对应的译码方法对编码后的网络进行译码，获得业务路径集合；/n步骤S4：对节点与链路在物理层、网路拓扑层和业务组织层的脆弱性因素进行联合分析，得到电力通信网的综合脆弱性评估指标；/n步骤S5：根据电力通信网的综合脆弱性评估指标，设置目标函数和约束条件；/n步骤S6：将设置的目标函数作为遗传算法的目标优化函数，根据约束条件采用遗传算法对业务路由进行优化，从业务路径集合中选择出符合条件的业务路径。/n...

【技术特征摘要】
1.一种面向电力通信网的业务运行的业务路由寻址方法，其特征在于，包括：
步骤S1：对电力通信网的物理层、网络拓扑层与业务组织层进行联合建模，业务集合为S＝{s1,s2,…,sh}，电力通信网包括n个节点，h条业务路径，其中，n和h为正整数；
步骤S2：采用基于优先权的染色体编码方式，对通信网的业务运行状态进行编码，染色体中每个基因位表示网络中的节点，节点对应的数值表示节点的优先权，网络节点的总数作为一个独立编码段，代表网络中一个业务的染色体独立编码，其中，每一个独立编码段代表一个业务路径，将所有独立编码段汇总到一起组成一个完整的染色体个体，代表电力通信网所有的业务部署；
步骤S3：采用与染色体编码相对应的译码方法对编码后的网络进行译码，获得业务路径集合；
步骤S4：对节点与链路在物理层、网路拓扑层和业务组织层的脆弱性因素进行联合分析，得到电力通信网的综合脆弱性评估指标；
步骤S5：根据电力通信网的综合脆弱性评估指标，设置目标函数和约束条件；
步骤S6：将设置的目标函数作为遗传算法的目标优化函数，根据约束条件采用遗传算法对业务路由进行优化，从业务路径集合中选择出符合条件的业务路径。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
步骤S2.1：建立h*n的二维数组，h代表网络中业务路径的数量，n代表网络的节点数；
步骤S2.2：将二维数组的每一行的每一位随机产生1～n不重复的数值，代表不同节点的优先权，得到新的二维数组；
步骤S2.3：将新的二维数组转化成为长度为h*n的一维数组，并删除在同一业务路径中重复出现的节点，保证每个节点业务路径中仅出现一次，其中，数组中每个元素的地址表示染色体中每个基因位，对应的数值代表节点的优先权。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3具体包括：
对于每一个独立编码段，从起点开始进行路由寻找，若遇到多节点相邻时，选择优先权高的节点进行寻路，直到业务寻路到终点，其中，每个节点仅允许在路径中存在一次。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过引入拦截数组，将出现死路的节点返回到上一节点，并加入到其上一节点的拦截数组中。


5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S4具体包括：
步骤S4.1：分别对节点与链路在物理层、网路拓扑层和业务组织层的脆弱性因素进行分析，获得物理层节点脆弱性评估指标、物理层链路脆弱性评估指标、网路拓扑层节点脆弱性评估指标、网路拓扑层链路脆弱性评估指标、业务组织层节点脆弱性评估指标和业务组织层链路脆弱性评估指标；
步骤S4.2：根据物理层节点脆弱性评估指标、物理层链路脆弱性评估指标、网路拓扑层节点脆弱性评估指标、网路拓扑层链路脆弱性评估指标、业务组织层节点脆弱性评估指标和业务组织层链路脆弱性评估指标，获得电力通信网的综合脆弱性评估指标。


6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S4.1具体包括：
步骤S4.1.1：根据设备与链路的浴盆效...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯健，江昊，吴静，张庚，王亚男，汪洋，丁慧霞，张颉，柴继文，刘曦，常晓青，闫龙川，
申请(专利权)人：武汉大学，中国电力科学研究院有限公司，国网四川省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司信息通信分公司，中国信息通信研究院，
类型：发明
国别省市：湖北;42