一种基于业务定制需求感知的光网络故障恢复方法转让专利
申请号 : CN202111363681.4
文献号 : CN114095075B
文献日 : 2023-03-17
发明人 : 马润 , 李晓波 , 冯国礼 , 华荣锦 , 吴双 , 哈欣楠 , 魏文彬 , 王宁 , 王圣杰 , 温兴贤 , 丰田 , 陈丽洁 , 郑媛媛 , 王晓芳 , 孙倩
申请人 : 国网宁夏电力有限公司信息通信公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种基于业务定制需求感知的光网络故障恢复方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、获取待恢复的光网络故障业务,对所述故障业务划分定制维度,生成业务类型;
S2、采用KSP算法计算所述故障业务的备选恢复路径;
S3、根据所述故障业务物理链路的资源信息,计算所述备选恢复路径权重;所述物理链路的资源信息包括:可用波长数目和路径跳数;
S4、依据所述备选恢复路径权重,降序遍历所述备选恢复路径中的N条路径,完成故障业务恢复的路由选择,为所述故障业务分配路径及波长切片资源,完成基于业务定制需求感知的光网络故障恢复;所述N条路径的选择由所述步骤S1生成的业务类型决定;
所述步骤S1中业务类型包括:时延敏感带宽最大化业务、时延敏感带宽固定化业务、时延不敏感带宽最大化业务和时延不敏感带宽固定化业务;
所述S4中,N条路径的选择由所述步骤S1生成的业务类型决定,包括:
若所述业务类型为时延敏感带宽最大化业务,则在所述备选恢复路径中筛选出路径可用波长数目百分比大于预设阈值μ的路径,设定可遍历的路径数目N=a,筛选出N条路径;
若所述业务类型为时延敏感带宽固定化业务,则在所述备选恢复路径中设定可遍历的路径数目N=a,筛选出N条路径;
若所述业务类型为时延不敏感带宽最大化业务,则在所述备选恢复路径中筛选出路径可用波长数目百分比大于预设阈值μ的路径,设定可遍历的路径数目N=K,筛选出N条路径;
所述K的取值大于所述a的取值;
若所述业务类型为时延不敏感带宽固定化业务,则在所述备选恢复路径中设定可遍历的路径数目N=K,筛选出N条路径;所述K的取值大于所述a的取值;
所述步骤S3备选恢复路径权重值与可用波长数目百分比成正比,与路径跳数成反比。
2.如权利要求1所述的一种基于业务定制需求感知的光网络故障恢复方法,其特征在于,所述步骤S2包括:采用KSP算法计算所述故障业务的源宿节点之间的多条路径作为备选恢复路径。
3.如权利要求1所述的一种基于业务定制需求感知的光网络故障恢复方法,其特征在于,所述S4中,为所述故障业务分配路径及波长切片资源,包括:根据所述故障业务波长切片的相关参数权重,构造网络切片并进行资源分配,为所述故障业务划分不同等级的波长切片。
4.如权利要求3所述的一种基于业务定制需求感知的光网络故障恢复方法,其特征在于,所述相关参数包括:波长调谐成本和最大负载差。
5.如权利要求1所述的一种基于业务定制需求感知的光网络故障恢复方法,其特征在于,所述S4中,降序遍历所述备选恢复路径中的N条路径,完成故障业务恢复的路由选择,包括:降序遍历所述备选恢复路径中的N条路径,查看每条路径中的波长资源是否满足所述业务类型的定制需求,若满足,则完成故障业务恢复的路由选择。
说明书 :
一种基于业务定制需求感知的光网络故障恢复方法
技术领域
背景技术
域,具有各自不同的特点和要求。例如,超高清视频、虚拟现实等业务对带宽具有高要求;无
人驾驶、智能制造等业务对时延具有高要求;智慧农业、传感网络等业务对连接密度具有高
要求而对带宽和时延要求不高。即便对于同一业务,不同用户的真实需求也千差万别。因
此,用户对网络性能的需求是个性化、多维度的。采用多维度通信业务定制模式可以让每一
位用户根据自己的实际需要,在多个业务性能维度上自由地进行业务定制,同时也可以按
照用户的定制细则提供个性化服务。
性能要求是不一样的。目前的研究仅在不区分业务类型的情况下,针对网络中的故障提出
相应的保护或恢复策略,然而不同业务或同一业务的不同用户对网络的带宽、时延、连接密
度等方面的性能要求是不一样的。在网络故障发生后,若在不考虑业务类型及资源需求特
性的情况下对故障业务进行恢复,会引入一定的时间消耗、资源浪费及链路成本,同时提高
网络的阻塞率。在网络故障发生后,如何感知不同类型业务的定制需求,针对不同类型业务
的故障提供相应的故障业务恢复方案亟待相关技术人员进行解决。
的故障恢复方法,成为本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
方法。
需求感知的光网络故障恢复;所述N条路径的选择由所述步骤S1生成的业务类型决定。
径;
路径;所述K的取值大于所述a的取值;
不同等级的波长切片。
源是否满足所述业务类型的定制需求,若满足,则完成故障业务恢复的路由选择。
务的备选恢复路径;根据故障业务物理链路的资源信息,计算备选恢复路径权重;物理链路
的资源信息包括:可用波长数目和路径跳数;依据备选恢复路径权重,降序遍历备选恢复路
径中的N条路径,完成故障业务恢复的路由选择,为故障业务分配路径及波长切片资源,完
成基于业务定制需求感知的光网络故障恢复;N条路径的选择由业务类型决定。该方法可针
对不同的业务定制需求,提供不同的故障恢复方法,提高了网络资源利用率,降低了网络的
阻塞率,减少了网络的时间消耗、资源浪费及链路成本。
书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
具体实施方式
所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围
完整的传达给本领域的技术人员。
网络故障恢复;N条路径的选择由步骤S1生成的业务类型决定。
务定制需求,从而提供不同的故障恢复方法,此方法可以在故障业务恢复时充分利用网络
资源,高效完成基于业务定制需求感知的智能化网络故障处理,降低网络阻塞率、资源消耗
及链路成本。
切分出多个虚拟的端到端网络,形成网络切片,每个网络切片均在设备、接入网、传输网以
及核心网方面实现了逻辑隔离,以适配不同类型的业务并满足用户的不同需求。由于网络
切片之间相互隔离,一个切片的错误或故障不会影响到其它切片的通信。通过网络切片技
术在一个独立的物理网络上切分出多个虚拟网络,可以避免为每一种业务分别建设一个专
用的物理网络,有利于运营商部署新的业务,提高物理网络资源的利用率,降低资本支出和
运营支出。
在故障发生时实时倒换至备选路径,从而达到快速恢复的目的。保护方案通常分为提供路
径或链路保护的共享或专享保护方法。路径保护意味着为每个连接的工作路径保留一条链
路(可能还有节点)不相交的备用路径,而链路保护则意味着为每个链路保留一条备用路
由。专享保护方法在不共享资源的情况下保留了保护路径,或者在工作路径和备用路径上
同时进行业务传输(1+1保护),或者仅在主路径上进行传输,将保留的备用资源保持在冷备
用状态,直到发生故障(1:1保护)。恢复技术采取的策略则是在故障发生后重新为业务分配
资源,由于算路和可能发生的资源冲突,其时延更大,失败率也更高,但对次重要的非核心
区域使用,可以缓解资源紧张的情况。
感)两种维度分为四类:第一种是不进行业务定制,此情况下若要为所有网络业务提供服
务,只能按照用户对业务不同要求中的最高等级设置网络性能参数,此时可将业务类型设
定为时延敏感带宽最大化业务。第二种是仅在带宽维度进行业务定制,网络带宽按照业务
需求分配网络资源,而时延设定为业务最高等级要求,此时可将业务类型设定为时延敏感
带宽固定化业务。第三种是仅在时延维度进行业务定制,带宽设定为业务最高等级要求,此
时可将业务类型设定为时延不敏感带宽最大化业务。第四种是在带宽和时延两个维度均进
行业务定制,此时可将业务类型设定为时延不敏感带宽固定化业务。
业务定制等级越低的业务出现概率越高。
越低)等资源信息,计算备选恢复路径权重,权重值与路径可用波长数目百分比成正比,与
路径跳数成反比。路径权重值在业务到达时更新。
网络故障恢复;N条路径的选择由步骤S1生成的业务类型决定。(遍历路径选择路由以及资
源分配)
务恢复的路由选择(4.3),为业务分配路径及波长切片资源,若不满足,则服务阻塞,相应流
程图参照图3所示。其中,遍历N条路径的条件及数目由定制业务类型决定,根据四种业务类
型的时延及带宽属性确定故障业务恢复可遍历路径的条件及数目。具体包括:若为时延敏
感带宽最大化业务(此项业务基于对路径跳数的要求,可遍历的恢复路径条数较少;且需要
选择可用带宽百分比最高的路径),则在降序选择路由时,在备选恢复路径中筛选出路径可
用波长数目百分比大于阈值μ的路径,并设定在筛选出的备选恢复路径集合(可用波长数目
百分比大于阈值μ的路径)中可遍历的路径数目N=a(a为较小值,本实施例对其不作限定);
若为时延敏感带宽固定化业务(此项业务基于对路径跳数的要求,可遍历的恢复路径条数
较少;且带宽只要满足业务传输需求即可),则设定在备选恢复路径集合中可遍历的路径数
目N=a(a为较小值,本实施例对其不作限定),对路径可用波长数目百分比没有要求;若为
时延不敏感带宽最大化业务(此项业务需要选择可用带宽百分比最高的路径),则在降序选
择路由时,在备选恢复路径中筛选出路径可用波长数目百分比大于阈值μ的路径,并设定在
筛选出的备选恢复路径集合(可用波长数目百分比大于阈值μ的路径)中可遍历的路径数目
N=K(K为较大值,本实施例对其不作限定);若为时延不敏感带宽固定化业务(此项业务只
要带宽满足业务传输需求即可),则不添加其余约束条件,设定在备选恢复路径集合中可遍
历的路径数目N=K(K为较大值,本实施例对其不作限定),对路径可用波长数目百分比没有
要求。
的是为了在备选恢复路径集合中根据业务的需求(波长、时延方面)找到满足要求的最优恢
复路径。在实施例中对相关参数的取值只作为一个示例,本实施例对其不作限定。
差等)权重来构造网络切片并进行资源分配,通过计算来划分若干个不同等级的波长切片。
进一步地,同一波长或多个波长形成的网络切片,同时根据策略可以动态地改变切片组成
方式,以实现平衡网络负载的目的。根据业务需求分配波长切片资源,完成基于业务定制需
求感知的光网络故障恢复,在业务离去后更新网络的路由及波长切片资源状态。
信网络的不断扩大,电力通信系统日趋复杂,对不同类型服务的传输方式和延时可靠性的
要求也越来越多样化。例如,电网调度服务的继电保护等电网控制信号类服务是保证电网
安全稳定运行不可或缺的传输信号,需要高可靠性和短的传输时延。电网调度服务的调度
系统管理服务和生产营销服务对数据到达时间和准确性有更高的要求,但对传输延迟的要
求比较宽泛。电网调度服务的企业管理服务没有关于传输延迟的要求,但对安全性和可靠
性的要求非常高,必须保证这些服务有足够的带宽资源。在这种情况下,电力光通信网的服
务配置变得越来越复杂和个性化。由于电力光通信网承载着大量的运行、维护数据和提供
各类服务,生存能力成为一个重大问题,因为电网故障会导致巨大的数据丢失,这将极大地
影响电网服务质量。因此可根据电网链路故障后影响重路由选择的两个参数,即信息传输
时延和带宽,分别对时延敏感带宽最大化业务、时延敏感带宽固定化业务、时延不敏感带宽
最大化业务、时延不敏感带宽固定化业务四种类型的业务故障进行不同的恢复算法设计。
具体步骤如下:
源为B,业务类型可能有四种,①时延敏感带宽最大化业务,②时延敏感带宽固定化业务,③
时延不敏感带宽最大化业务,④时延不敏感带宽固定化业务。
业务恢复的备选路径集PathSet(l1,l2,l3…lK)。备选恢复路径集中的路径有[1,3,6,13,
14]、[1,2,8,11,14]、[1,3,6,9,11,14]、[1,2,8,11,12,13,14]等。
的路由选择,为故障业务分配路径及波长切片资源,若不满足,则服务阻塞。遍历路径条件
及数目N由定制业务类型决定,根据四种类型业务的时延及带宽属性确定故障业务恢复可
遍历路径的条件及数目。若为时延敏感带宽最大化业务,则在降序选择路由时在备选恢复
路径中筛选出路径可用波长数目百分比NumWavespercent(i‑j)大于阈值μ的所有路径,在符合条件的路径序列(即路径可用波长数目百分比NumWavespercent(i‑j)大于阈值μ的备选恢复路
径集合)中设定可遍历的路径数目N=a,此处设定a=2;若为时延敏感带宽固定化业务,则
在符合条件的路径序列(即备选恢复路径集合)中设定可遍历的路径数目N=a(a=2);若为
时延不敏感带宽最大化业务,则在降序选择路由时在备选恢复路径中筛选出路径可用波长
数目百分比NumWavespercent(i‑j)大于阈值μ的路径,在符合条件的路径序列(即路径可用波长数目百分比NumWavespercent(i‑j)大于阈值μ的备选恢复路径集合)中设定可遍历的路径数目N=K,此处设定K=3;若为时延不敏感带宽固定化业务,则不添加其余约束条件,在符合条件
的路径序列(即备选恢复路径集合)中设定可遍历的路径数目N=K(K=3),即找到满足业务
传输波长需求的路径即可。根据业务请求的定制需求进行故障业务恢复的四种情况如下:
业务恢复路径的可遍历的路径数目N=a=2。假设遍历的备选路径为l1‑3‑6‑13‑14,l1‑2‑8‑11‑14,若两条备选路径中有一条路径的波长资源满足业务传输需求,则故障业务恢复成功,否则,
服务阻塞。
的可遍历的路径数目N=a=2。假设遍历的备选路径为l1‑3‑6‑13‑14,l1‑2‑8‑11‑14,若两条备选路径中有一条路径的波长资源满足业务传输需求,则故障业务恢复成功,否则,服务阻塞。
NumWavespercent(i‑j)大于阈值μ的所有路径,然后在符合约束条件的路径序列PathSet(l1,l2,l3…lK)中,设定可选作故障业务恢复路径的可遍历的路径数目N=K=3。假设遍历的备选路
径为l1‑3‑6‑13‑14,l1‑2‑8‑11‑14,l1‑4‑5‑7‑8‑11‑14,若三条备选路径中有一条路径的波长资源满足业务传输需求,则故障业务恢复成功,否则,服务阻塞。
(l1,l2,l3…lK)中,设定可选作故障业务恢复路径的可遍历的路径数目N=K=3。假设遍历
的备选路径为l1‑3‑6‑13‑14,l1‑2‑8‑11‑14,l1‑4‑5‑7‑8‑11‑14,若三条备选路径中有一条路径的波长资源满足业务传输需求,则故障业务恢复成功,否则,服务阻塞。
制需求感知的智能化网络故障处理,提高了网络资源利用率,降低了网络的阻塞率,减少了
网络的时间消耗、资源浪费及链路成本。
之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。