基于制造技术

本发明专利技术公开了一种基于

【技术实现步骤摘要】
基于SDN的电力通信网共模风险搜索方法


[0001]本专利技术涉及电网业务传输技术，具体涉及一种基于
SDN
的电力通信网共模风险搜索方法
。

技术介绍

[0002]电力通信网作为电力通信和智能控制的重要组成部分，支撑着电网的调度
、
生产
、
使用等核心业务，是电网稳定可靠运行的基础
。
随着业务需求的不断丰富和网络拓扑的不断发展，链路所承载的业务类型也变得更加多样化，电力调度
、
继电保护
、
生产管理等多种信息的安全传输完全依赖于网络性能和硬件设备
。
[0003]目前对电力通信网风险控制的相关研究，主要集中在维护系统的稳定性和可靠性上：一方面，电力通信业务的不断扩大，使得一些核心的通信站点或光纤链路承载过多业务，出现网络阻塞
、
业务传输时延过大
、
带宽资源分配不均等状况，进而增加网络的共模失效风险，降低通信网系统稳定性；另一方面，电力通信网因其业务的快速的动态变化区别与其他网络，如何根据业务的实时变化，为网络选择一条高可靠且稳定运行的低共模风险路由，是提高业务的服务质量和系统可靠性的重要前提
。
[0004]因此，共模风险问题已经成为影响电力通信网实现业务安全传输的首要问题，并需要针对电力通信的业务特点设计一种合适的路由搜索算法，降低系统共模风险
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的基于
SDN
的电力通信网共模风险搜索方法搜索出来的传输路径能够大幅降低共模风险问题
。
[0006]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]提供一种基于
SDN
的电力通信网共模风险搜索方法，其包括：
[0008]S1、
获取业务请求，并将业务请求中的源节点和目的节点添加至业务节点对集中，将网络拓扑结构
G
中处于工作状态的链路存储至工作状态集；
[0009]S2、
判断业务节点对集是否为空，若是，则完成搜索，否则在网络拓扑结构
G
中删除工作状态集中的链路，生成子图
G'
；
[0010]S3、
选取业务节点对集中业务重要度最高的业务请求
H
，搜索子图
G'
中是否有满足业务请求
H
的最低共模风险路径，若存在，进入
S7
，否则进入
S4
；
[0011]S4、
搜索网络拓扑结构
G
中是否有满足业务请求
H
的最低共模风险路径，若有，则进入
S5
，否则进入
S6
；
[0012]S5、
判断最低共模风险路径是否满足共模风险优化模型，若是，则进入
S7
；否则进入
S6
；
[0013]S6、
返回业务请求
H
未找到最低共模风险路径，并将业务请求
H
从工作状态集中删除，之后返回
S2
；
[0014]S7、
将最低共模风险路径添加到工作状态集中，分配带宽，并将业务请求
H
从工作
状态集中删除，之后返回
S2。
[0015]本专利技术的有益效果为：本方案在进行业务请求传输时，首先在不包括已工作状态的链路的基础上进行搜索，可以大幅降低存在共模风险的情况；在未搜索到最低共模风险路径时，再在初始网络拓扑结构
G
搜索满足共模风险优化模型的最低共模风险路径，通过共模风险优化模型对风险进行控制，使电力通信网络在业务传输时具有更低的共模风险
。
[0016]进一步地，搜索最低共模风险路径的方法包括：
[0017]A1、
创建一个数组
visited
，其大小为节点个数，
visited
(i)
表示节点
i
是否被访问，访问过为
true
，未访问为
false
，从源节点
s
出发，标记当前节点为
N
c
，
[0018]A2、
判断
N
c
是否为目的节点
d
，若是，输出最低共模风险路径，否则进入
A3
；
[0019]A3、
根据拓扑结构图
G
或子图
G'
，获取
N
c
的所有下一跳节点
v
x
，保存到
list
集合中；
[0020]A4、
计算影响因子剩余带宽利用率
η
、
节点风险度
R
N
和链路风险度
R
L
，并对三个影响因子加权得到共模风险度的评价指标权重因子
λ
；
[0021]A5、
根据集合
list
中的站点经纬度信息，计算
N
c
的所有
v
x
的代价函数值
cost
：
[0022]cost
＝
f(s,v
x
)+
λ
×
g(v
x
,d)
[0023]其中，
f(s,v
i
)
为源节点
s
到
v
x
的距离权重之和；
g(v
x
,d)
为
v
x
到目标节点
d
的经纬度的预估距离；
[0024]A6、
选择所有
v
x
中代价函数值
cost
最小的节点记为
Node
，并判断
Node
是否已访问，若是，则将
Node
从集合
list
中删除，继续执行
A6
，否则进入
A7
；
[0025]A7、
将
Node
添加至最低共模风险路径中，更新
N
c
为
Node
，返回
A2。
[0026]上述技术方案的有益效果为：建立以源节点与目标节点的方向特性的代价函数，通过选择具有最低代价的节点作为下一跳节点，避免了遍历所有广度优先搜索的可能
。
在搜索实现中，以源节点和目标节点的相对位置关系，大大降低了搜索的冗余路径，降低了算法在搜索过程中的时间复杂度
。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
SDN
的电力通信网共模风险搜索方法，其特征在于，包括：
S1、
获取业务请求，并将业务请求中的源节点和目的节点添加至业务节点对集中，将网络拓扑结构
G
中处于工作状态的链路存储至工作状态集；
S2、
判断业务节点对集是否为空，若是，则完成搜索，否则在网络拓扑结构
G
中删除工作状态集中的链路，生成子图
G'
；
S3、
选取业务节点对集中业务重要度最高的业务请求
H
，搜索子图
G'
中是否有满足业务请求
H
的最低共模风险路径，若存在，进入
S7
，否则进入
S4
；
S4、
搜索网络拓扑结构
G
中是否有满足业务请求
H
的最低共模风险路径，若有，则进入
S5
，否则进入
S6
；
S5、
判断最低共模风险路径是否满足共模风险优化模型，若是，则进入
S7
；否则进入
S6
；
S6、
返回业务请求
H
未找到最低共模风险路径，并将业务请求
H
从工作状态集中删除，之后返回
S2
；
S7、
将最低共模风险路径添加到工作状态集中，分配带宽，并将业务请求
H
从工作状态集中删除，之后返回
S2。2.
根据权利要求1所述的电力通信网共模风险搜索方法，其特征在于，搜索最低共模风险路径的方法包括：
A1、
创建一个数组
visited
，其大小为节点个数，
visited
(i)
表示节点
i
是否被访问，访问过为
true
，未访问为
false
，从源节点
s
出发，标记当前节点为
N
c
，
A2、
判断
N
c
是否为目的节点
d
，若是，输出最低共模风险路径，否则进入
A3
；
A3、
根据拓扑结构图
G
或子图
G'
，获取
N
c
的所有下一跳节点
v
x
，保存到
list
集合中；
A4、
计算影响因子剩余带宽利用率
η
、
节点风险度
R
N
和链路风险度
R
L
，并对三个影响因子加权得到共模风险度的评价指标权重因子
λ
；
A5、
根据集合
list
中的站点经纬度信息，计算
N
c
的所有
v
x
的代价函数值
cost
：
cost
＝
f(s,v
x
)+
λ
×
g(v
x
,d)
其中，
f(s,v
i
)
为源节点
s
到
v
x
的距离权重之和；
g(v
x
,d)
为
v
x
到目标节点
d
的经纬度的预估距离；
A6、
选择所有
v
x
中代价函数值
cost
最小的节点记为
Node
，并判断
Node
是否已访问，若是，则将
Node
从集合
list
中删除，继续执行
A6
，否则进入
A7
；
A7、
将
Node
添加至最低共模风险路径中，更新
N
c
为
Node
，返回
A2。3.
根据权利要求2所述的电力通信网共模风险搜索方法，其特征在于，剩余带宽利用率
η
、
节点风险度
R
N
和链路风险度
R
L
的计算公式分别为：
R
N
＝
f
·
p
N(i)
,i
＝
1,2,3,4
，
R
L
＝
f
·
A
0l
其中，
R
N
为节点风险度；
R
L
为共模链路风险；
p
N(i)
为不同电压等级变电站的故障概率；
f
为业务请求的重要度因子；
l
为链路长度；
B
max
为链路的最大带宽容量；
S
为该条链路上所有处于工作中的业务集合；
B
i
为该条链路上第
i
次业务请求对应的带宽；
A0为单位长度光纤可
用率
。4.
根据权利要求1所述的电力通信网共模风险搜索方法，其特征在于，步骤
S6
和步骤
S7
中在返回
S2
之前还包括：
B1、
根据添加的时间戳，判断下一时刻在工作状态集中是否有已完成业务请求传输的路由，若有，进入
B2
，否则，直接返回
S2
；
B2、
释放工作状态集中已完成业务请求传输的链路，并采用共模风险检测方法更新网络拓扑结构
G
下一时刻的共模风险值和工作状态集，之后返回
S2。5.
根据权利要求1所述的电力通信网共模风险搜索方法，其特征在于，当业务请求
H
需要备份路由时，还包括备份路由搜索方法：
C1、
计算最低共模风险路径的共模风险值作为参考共模风险；
C2、
采用
k
路径搜索算法搜索网络拓扑结构
G
中所有共模风险值小于参考共模风险的备选路径，并保留满足共模风险优化模型的备选路径；
C3、
判断保留的备选路径的数量是否大于等于两条，若是，则进入
C4
...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖丹，蒋天洋，李慧，金海焱，张明，陈雪，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：