一种光网络的集中式动态路由选择方法技术

本发明专利技术公开了一种光网络的集中式动态路由选择方法，所述方法由主节点控制层和从节点数据传输层构成，其中从节点数据传输层从终端获取业务；所述主节点控制层包含第一报文生成与处理模块、路由计算模块、第一存储模块、第一控制模块；从节点数据传输层包含第二报文生成与处理模块、接口检测模块、第二存储模块、波长转换模块、光电转换模块、第二控制模块；终端物理层为用户终端，上传用户间的业务数据。这种方法在光网络中采用集中式管理方式，获取全局拓扑及所有节点链路状态，通过实时监测链路成本cost变化，自适应调整区域内每两两节点间的路由选择，降低光网络的局部链路拥塞，提升全局的资源利用率。局的资源利用率。局的资源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种光网络的集中式动态路由选择方法


[0001]本专利技术涉及网络通信
，具体为一种光网络的集中式动态路由选择方法。

技术介绍

[0002]光网络是各种通信业务是数据承载网络，传统的光网络主要是为话音业务设计。近年来，随着现代通信技术的不断发展，大量个人移动设备及工业系统接入互连网，视频和互联网业务驱动业务流量呈指数级增长，为了满足对容量的不断需求，进而业务流量激增，对光网络光层先进的承载能力提出巨大挑战。此外，传统的光网络设计和建设模式，都是通过静态的方式配置光通道。由于下一代光网络数据业务具有动态突发性，容易造成局部链路拥塞，这对光网络的动态调整提出了新需求。目前光网络控制器和管理器本质上仍是分布式管理方式。其其中分布式管理方案，可有效降低局部网络拥塞，但是设备功耗较大，且容易出现局部链路负载不均衡的情况。传统的架构由于其刚性、复杂性、成本和缺乏定制性而无法满足大规模计算、高资源可用性、动态基础设施定制、自动化、弹性、整体学习和其它需求。然而，受限于分布式设备和技术的能力，分布式配置和维护是复杂切昂贵的，在开放性、可扩展性和灵活性方面受到限制。
[0003]针对以上问题，出现了一些解决方案，未来光系统的管理和控制架构需要集中式的架构，其以敏捷性和灵活性为特点，将控制平面与数据平面分离，为网络的集中控制和动态维护提供了一种新的途径。运营商可以根据用户的不同需求灵活配置网络。此外，集中式控制具有全局的网络视野，可以对网络资源进行集中分布，提高了网络资源的利用效率。集中式的路由已经成为一个很有前途的工业解决方案，可以满足光网络潜在的规模和灵活性要求，以及提供高质量、低延迟、弹性和定制化服务。分布式管理方式。其中分布式管理方案，可有效降低局部网络拥塞，但是设备功耗较大，且容易出现局部链路负载不均衡的情况。因此，本专利技术为了提高网络资源利用率，提升网络的整体性能，基于集中式的路由决策、简化网络管理的研究是十分必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的不足，而提出一种光网络的集中式动态路由选择方法。这种方法在光网络中采用集中式管理方式，获取全局拓扑及所有节点链路状态，通过实时监测链路成本cost变化，自适应调整区域内每两两节点间的路由选择，降低光网络的局部链路拥塞，提升全局的资源利用率。
[0005]实现本专利技术目的的技术方案是：一种光网络的集中式动态路由选择方法，所述方法由主节点控制层和从节点数据传输层构成，其中从节点数据传输层从终端获取业务；所述主节点控制层包含第一报文生成与处理模块、路由计算模块、第一存储模块、第一控制模块，主节点控制层收集存储区域内所有节点的链路状态和计算两两节点间的路由，控制区域内节点间的数据传输路由，降低局部链路拥塞，提升全局的资源利用率；
从节点数据传输层包含第二报文生成与处理模块、接口检测模块、第二存储模块、波长转换模块、光电转换模块、第二控制模块，根据主节点控制层计算的路由传输终端物理层上传的数据；终端物理层为用户终端，上传用户间的业务数据；第一和第二报文生成与处理模块相同：本模块中的报文包括Hello报文、LSR链路状态请求报文、LSA链路状态通告报文、LSAck接收响应报文，本模块主要负责两个方面的工作，首先，根据本节点的状态变化，生成并发送相应的报文；其次，接收其它节点发送的报文，识别该报文类型Type，提取报文的相关信息，将该信息推送至第一和第二存储模块中保存，主、从节点均具备此功能模块，但在功能上有所区别：主节点产生的报文包括Hello报文、LSR链路状态请求报文和LSAck接收响应报文；从节点产生的报文包括Hello报文、LSA链路状态通告报文和LSR链路状态请求报文；第一和第二存储模块相同：各模块采集或计算出的数据，推送至第一和第二存储模块进行保存，此外，第一和第二存储模块将根据数据的新旧程度，保存最新数据，剔除对应的失效数据；路由计算模块：从第一存储模块中读取网络区域中的链路状态，采用Dijkstra算法，以链路成本Cost作为关键指标，计算两两节点间链路总成本最低的路由；第一和第二控制模块相同：第一和第二控制模块识别本节点的状态，控制各模块的执行；接口检测模块：链路成本Cost，指的是接口的带宽使用效率，本模块的作用为实时检测接口带宽的使用情况，及时反馈至第二控制模块；光电转换模块：将第二存储模块中的数据，由电信号转换为光信号进行发送；波长转换模块：依据主节点发送的控制信号，从节点调整本节点发送波长；主节点控制层统筹全局光网络资源，决策路由选择，具体操作步骤为：步骤1.1：周期性发送Hello报文，与直连节点建立并维持邻接状态；步骤1.2：邻接状态建立后，向区域内从节点广播LSR链路状态请求报文，请求从节点发送自身的LSA链路状态通告报文；步骤1.3：收到从节点的LSA链路状态通告报文，向该从节点反馈LSAck接收响应报文，表明主节点已接收到该LSA链路状态通告报文；步骤1.4：第一存储模块保存区域内所有从节点的LSA链路状态通告报文，建立区域数据库，包含每个节点ID号、接口地址、链路成本Cost、接口波长、直连节点的ID号、直连接口的地址，通过以上数据建立拓扑结构；步骤1.5：路由计算模块访问第一存储模块内的数据库，采用Dijkstra算法计算出一条链路总成本最小的路由，因此，链路成本Cost作为最重要的参数指标，将直接决定节点间的路由，且链路成本Cost，指的是接口带宽的使用效率，即Cost=业务数据量/接口速率；从节点层实时检测并上传节点链路成本Cost，根据主节点控制层发布的路由规划传输数据，具体操作步骤为：步骤2.1：周期性发送Hello报文，与直连节点建立并维持邻接状态；步骤2.2：接收主节点发来的LSR链路状态请求报文；步骤2.3：响应主节点请求，封装本节点的LSA链路状态通告报文，报文内容包含本节点ID号、接口地址、链路成本Cost、接口波长、直连节点的ID号、直连节点的地址，发送LSA
链路状态通告报文后，接收主节点的LSAck接收响应报文；步骤2.4：接收主节点计算的路由表，按照路有表传输数据；步骤2.5：判断与直连节点的连接是否断连，进而退出邻接状态；若退出邻接状态，则更新本节点LSA链路状态通告报文，立即向主节点发送LSA链路状态通告报文；步骤2.6：判断本节点链路成本Cost是否发生变化，即接口带宽的使用效率是否发生变化；将接口带宽使用效率划分为A、B、C三个状态，A状态对应的带宽使用效率为[0，0.5]，B状态对应的带宽使用效率为[0.5，0.8]，C状态对应的带宽使用效率为[0.8，1]，若节点中任一接口的Cost状态发生变化，则更新本节点LSA链路状态通告报文，立即向主节点发送此报文；步骤7：接收主节点发送的最新路由表，按照路由表传输数据。
[0006]所述Hello报文与LSR链路状态请求报文具有相同的报文头部，该报文头部由报文类型Type，报文总长度Packet length，本节点标识符Node ID，检验和Checksum组成，其中，报文类型Type=1和2，分别表明报文是Hello报本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光网络的集中式动态路由选择方法，其特征在于，所述方法由主节点控制层和从节点数据传输层构成，其中从节点数据传输层从终端获取业务；所述主节点控制层包含第一报文生成与处理模块、路由计算模块、第一存储模块、第一控制模块，主节点控制层收集存储区域内所有节点的链路状态和计算两两节点间的路由，控制区域内节点间的数据传输路由，降低局部链路拥塞，提升全局的资源利用率；从节点数据传输层包含第二报文生成与处理模块、接口检测模块、第二存储模块、波长转换模块、光电转换模块、第二控制模块，根据主节点控制层计算的路由传输终端物理层上传的数据；终端物理层为用户终端，上传用户间的业务数据；第一和第二报文生成与处理模块相同：模块中的报文包括Hello报文、LSR链路状态请求报文、LSA链路状态通告报文、LSAck接收响应报文，本模块主要负责两个方面的工作，首先，根据本节点的状态变化，生成并发送相应的报文；其次，接收其它节点发送的报文，识别该报文类型Type，提取报文的相关信息，将该信息推送至存储模块中保存，主、从节点均具备此功能模块，但在功能上有所区别：主节点产生的报文包括Hello报文、LSR链路状态请求报文和LSAck接收响应报文；从节点产生的报文包括Hello报文、LSA链路状态通告报文和LSR链路状态请求报文；第一和第二存储模块相同：各模块采集或计算出的数据，推送至第一和第二存储模块进行保存，此外，第一和第二存储模块将根据数据的新旧程度，保存最新数据，剔除对应的失效数据；路由计算模块：从第一存储模块中读取网络区域中的链路状态，采用Dijkstra算法，以链路成本Cost作为关键指标，计算两两节点间链路总成本最低的路由；第一和第二控制模块相同：第一和第二控制模块识别本节点的状态，控制各模块的执行；接口检测模块：链路成本Cost，指的是接口的带宽使用效率，本模块的作用为实时检测接口带宽的使用情况，及时反馈至第二控制模块；光电转换模块：第二存储模块中的数据，由电信号转换为光信号进行发送；波长转换模块：依据主节点发送的控制信号，从节点调整本节点发送波长；主节点控制层统筹全局光网络资源，决策路由选择，具体操作步骤为：步骤1.1：周期性发送Hello报文，与直连节点建立并维持邻接状态；步骤1.2：邻接状态建立后，向区域内从节点广播LSR链路状态请求报文，请求从节点发送自身的LSA链路状态通告报文；步骤1.3：收到从节点的LSA链路状态通告报文，向该从节点反馈LSAck接收响应报文，表明主节点已接收到该LSA链路状态通告报文；步骤1.4：第一存储模块保存区域内所有从节点的LSA链路状态通告报文，建立区域数据库，包含每个节点ID号、接口地址、链路成本Cost、接口波长、直连节点的ID号、直连接口的地址，通过以上数据建立拓扑结构；步骤1.5：路由计算模块访问第一存储模块内的数据库，采用Dijkstra算法计算出一条链路总成本最小的路由，因此，链路成本Cost作为最重要的参数指标，将直接决定节点间的路由，且链路成本Cost，指的是接口带宽的使用效率，即Cost=业务数据量/接口速率；从节点层实时检测并上传节点链路成本Cost，根据主节点控制层发布的路由规划传输
数据，具体操作步骤为：步骤2.1：周期性发送Hello报文，与直连节点建立并维持邻接状态；步骤2.2：接收主节点发来的LSR链路状态请求报文；步骤2.3：响应主节点请求，封装本节点的LSA链路状态通告报文，报文内容包含本节点ID号、接口地址、链路成本Cost、接口波长、直连节点的ID号、直连节点的地址，发送LSA链路状态通告报文后，接收主节点的LSAck接收响应报文；步骤2.4：接收主节点计算的路由表，按照路有表传输数据；步骤2.5：判断与直连节点的连接是否断连，进而退出邻接状态；若退出邻接状态，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊翔，陈奕钊，秦峰，冯楠，葛宏宇，王辉，吴林印，王元，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十四研究所，
类型：发明
国别省市：