CN1642120A - 光网络的路由选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光网络的路由选择方法，应用于包括网管、传统网元和智能网元的光网络，以选择源网元和宿网元之间的路由，其包括步骤：网管查找传统网元与智能网元之间的光纤作为边际边，查找边际边上的智能网元作为边际点；网管组建包括边际点的虚拟子网；网管统一计算源网元和宿网元之间的路由；智能网元根据前述路由查找边际点之间的路由；网管根据边际点之间的路由调整源网元和宿网元之间的路由。本发明能有效地实现传统网元与智能网元统一组网时端到端业务的创建，快速、高质量地为用户提供各种服务与应用。

Description

光网络的路由选择方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种光通信网络中的路由选择方法。

背景技术

请参阅图1，一种传统的光网络800包括网管810、多个子网820、830和840；其中，所述网管810创建光纤连接、保护等信息，并负责选择路由和创建业务；所述子网820、830和840均由传统网元850及连接传统网元850的光纤860组成，传统网元850用于实现具体交叉功能，即每个传统网元850仅知道自身的交叉信息，对整个子网的拓扑结构没有了解。

传统光网络800中，如果创建从源网元851到宿网元852的一条业务路径，需要由网管810根据每个网元的资源情况及用户需求，计算出一条从源网元851到宿网元852的路由来，并对每个网元下发创建相关交叉的命令，这样一条业务路径才算创建成功。由于这种连接建立后的服务时间相对较长，不是频繁地更改连接状态，所以，这种连接方式又称为硬永久性连接。具体步骤包括：

1)网管810查找所有光纤860的信息，将传统网元850之间的光纤860连接作为边(Link)，而传统网元850作为点(Point)，在网络800内部构成一个图；

2)采用图论中的相应算法，选择源网元851和宿网元852之间最适宜的路由；

3)再根据路由经过的所有传统网元850，对每个传统网元850中的信息作比较分析判断，确定具体的时隙；

4)根据经过的每个传统网元850两端的光纤860及时隙信息，生成每个传统网元850的交叉并下发连接建立消息来实现各网元的连接。

在所述传统光网络800中，网络管理为集中方式，即各网元850不具有智能，不掌握整个光网络800的信息，显然无法适应网络动态性的要求，由于采用固定的光链路连接模式，对高速带宽的指配基本上是静态的，光网络800缺少实时的业务供给能力，显然比较低效、复杂，且易发生错误，限制了光网络的灵活性、可靠性和可扩展性。

针对传统光网络800的缺陷，自动交换光传输网(Auto Switch TransferNetwork，ASTN)应运而生。自动交换光传输网也称为自动交换光网络(AutoSwitch Optic Network，ASON)或智能光网络(Intelligence Optical Network，ION)，是指在光路由和信令控制下完成自动交换连接功能的新一代光网络，是一种具备标准化智能的光传送网。

智能光网络基于分布式控制原理，光路路由的建立基于标准的信令来实现。每个网元中均内嵌有控制功能模块而成为智能网元，各个智能网元间能实时、动态地交换相关路由和节点信息，可从动态路由协议中了解到整个网络的拓扑结构，能够发起创建业务的申请，并且能监控业务的状态，以及根据业务状态的变化进行重路由。

当需要建立业务时，网管只需要将用户请求下发给其中任一个智能网元，即可由该智能网元选择最佳的路由，并上报给网管。智能网元可以依据标准建议来实现路由选择。

相对传统光网络800来说，智能光网络在灵活性、效率和可扩展性方面具有较大的优势，可以提高电信运营商在激烈的市场竞争中的地位。但是传统网元850要加上智能特性成本很高，因此一般智能网元主要用于核心层和骨干网，在可见的一段时期内边际网与接入网仍将以传统网元为主。所以迫切需要一种光网络的路由选择方法，实现智能网元与传统网元统一组网时创建端到端业务的路由选择。

请参阅图2，是一种现有技术在智能网元与传统网元统一组网时进行路由选择的流程图。所述现有技术采用分段处理方法来实现智能网元与传统网元统一组网时的路由选择。

首先实施步骤D1，由人工判断来确定源网元端的第一边缘节点和宿网元端的第二边缘节点，所述边缘节点是与智能网元相连的传统网元；其次实施步骤D2，由网管创建从源网元到第一边缘节点业务；然后实施步骤D3，在智能网元中由智能网元创建两个边缘节点之间的业务并上报到网管；最后实施步骤D4，再由网管创建从第二边缘节点到宿网元的业务。

所述现有技术的不足之处在于：首先，从网管上看整个网络中具有三条独立的业务，并没有连接起来，造成源网元和宿网元之间的路由可能不是最佳路由，而且整个路由的选择过程较为复杂，效率有待提高；其次，只能依靠人工判断来确定边缘节点，不能快速、高质量地为用户提供各种服务与应用，且易发生错误。

发明内容

由于现有技术在智能网元与传统网元统一组网时的路由选择效率较低，本发明解决的技术问题在于提供一种光网络的路由选择方法，可以有效实现传统网元与智能网元统一组网时端到端业务的创建。

为此，本发明解决技术问题的技术方案是：提供一种一种光网络的路由选择方法，应用于包括网管、传统网元和智能网元的光网络，以选择源网元和宿网元之间的路由，其包括步骤：

1)网管查找传统网元与智能网元之间的光纤作为边际边，查找边际边上的智能网元作为边际点；

2)网管组建包括边际点的虚拟子网；

3)网管统一计算源网元和宿网元之间的路由；

4)智能网元根据前述路由查找边际点之间的路由；

5)网管根据边际点之间的路由调整源网元和宿网元之间的路由。

本发明进一步的改进在于，所述步骤2)具体包括：网管将所有边际点串起来组成环网。

其中，所述步骤2)具体包括：网管将所有边际点和边际边串起来组成虚拟子网。

其中，所述步骤2)具体包括：网管创建任意两边际点间都有光纤连接的虚拟子网。

其中，所述步骤4)具体包括：

41)网管向虚拟子网中任一个边际点下发命令，要求建立边际点之间的路由；

42)边际点首先判断自己是否是该业务的源，如果不是，则将请求转发给虚拟子网中业务的源，并进入步骤43)；如果是，直接进入步骤43)；

43)边际点根据路由信息，查找边际点之间的路由，并上报给网管。

其中，所述步骤4)具体包括：

44)网管确定虚拟子网中业务的源；

45)网管向虚拟子网中作为业务的源的边际点下发命令，要求建立边际点之间的路由；

46)边际点根据路由信息，查找边际点之间的路由，并上报给网管。

其中，所述步骤3)具体包括：网管将网元之间的光纤连接作为边、网元作为点构成网状图，然后计算网状图中源网元和宿网元之间的路由。

其中，所述步骤4)中，边际点采用开放最短路径优先协议、或者流量工程扩展的中间系统-中间系统路由协议、或者受限最短路径优先协议计算路由。

其中，所述步骤5)中，具体调整过程就是将所述边际点间的路由用智能网元的查找结果替换，并上报给用户或者下发创建命令。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：首先，由于本发明通过网管建立包括边际点在内的虚拟子网，与传统网元进行统一的路由计算，并由智能网元选择边际点之间的路由，再经过网管根据智能网元上报的路由对整个路由进行调整，因此在网管上看源网元和宿网元之间的路由形成一个整体，有效地实现传统网元与智能网元统一组网时端到端业务的创建。其次，边际点和边际边均通过网管进行判断，相对现有技术依靠人工判断来确定边缘节点而言，其可靠性可以得到有效的保证，且减少人力成本，能快速、高质量地为用户提供各种服务与应用。

附图说明

图1是传统网元的光网络示意图；

图2是一种现有技术的光网络路由选择方法的流程图；

图3是智能网元与传统网元统一组网时光网络的的原理图；

图4是本发明光网络的路由选择方法的流程图；

图5是本发明第一实施方式中组建虚拟子网的示意图；

图6是本发明第二实施方式中组建虚拟子网的示意图。

具体实施方式

本发明光网络的路由选择方法用于实现智能网元与传统网元统一组网时创建端到端业务的路由选择。

请参阅图3，是智能网元与传统网元统一组网时光网络的的原理图。所述光网络100包括网管101、第一子网110、第二子网120和第三子网130。其中，第一子网110和第三子网130包括传统网元140和连接传统网元140的光纤150，第二子网120包括智能网元160和连接智能网元160的光纤150。

第二子网120具有分布式智能，以替代传统采用集中网络管理实现的智能，分布式智能达到网络拓扑发现、电路自动配置等功能。

为了实现第二子网120的智能化，每个智能网元160都内嵌有控制单元(图未示)，从而具备一定的智能，即智能网元160能够发起创建业务的申请，并且能监控业务的状态，以及根据业务状态的变化进行重路由的功能。

智能网元160支持链路管理协议(LMP)、光路由和信令协议，例如可以采用OSPF动态路由协议、RSVP-TE信令协议或MPLS CR-LDP信令协议。光路由协议和信令协议相结合来决定如何优化配置光路和如何选择路径传送网络管理信息。其中，OSPF动态路由协议是IP网络中的OSPF协议的扩展，负责提供光通路的相关参数，包括通道类型、FEC、传送格式等，这些参数被用来进行路由计算；用户光路的建立通过标准的MPLS信令协议进行，这就是CR-LDP。

每个智能网元160中还具有路由表和标记交换表，所述路由表中均存有各个智能网元160的路由走向，每个智能网元160都可以了解智能网元160之间的光纤150，即每一个智能网元160上都保留了整个第二子网120的拓扑结构图，为第二子网120实现分布式智能提供了基础。所述第二子网120能提供的网络智能和功能为：

通过单个智能网元160可以看到全网的拓扑结构，可以监视网络的情况；

智能网元160之间可以通过协议建立电路，也可以通过配置单个智能网元160，实现端对端电路的配置；

在端对端电路恢复中实现路径查找，一旦需要对端对端的电路实现恢复时，智能网元160可以根据拓扑结构和带宽情况查找路径实现恢复。

所述智能网元160的一种实施方式可以是具有OXC结构的波长路由器，同时具备MPLS信令功能，也就是说是结合第三层IP路由与第一层光交换功能的网元，可以对路由功能和转发功能进行分离。

请参阅图4，是本发明光网络的路由选择方法的流程图。包括建立光网络中的光纤连接的步骤S1、确定边际边和边际点的步骤S2、组建虚拟子网的步骤S3、网管计算源网元与宿网元间路由的步骤S4、智能网元计算边际点间路由的步骤S5和网管调整路由的步骤S6。

其中，步骤S2中，网管根据光网络中所有光纤的两端网元属性查找出所有传统网元与智能网元之间的光纤连接，称之为边际边(Edge Link)，并因此列出所有处于边际边上的智能网元，称之为边际点(Edge Point)。

步骤S3中，网管将组建一个包括边际点的虚拟子网。

步骤S4中，网管在计算源网元与宿网元之间的路由时，将虚拟子网作为普通网元与传统网元一并进行路由计算。

步骤S5中，虚拟子网中的智能网元即边际点再根据路由信息，查找边际点之间的路由，并对这条路由调用网元侧的路由计算命令进行计算，具体计算过程可以采用不同的协议，如RSVP-TE或者CR-LDP。

由于原来网管计算的是一条端到端的业务路由，只不过经过智能网元的路由是经过抽象处理的，因此在步骤S6中，网管根据智能网元的计算结果对整条电路进行调整，具体调整过程就是将智能网元的路由用智能网元的计算结果替换过来，并上报给用户或者下发创建命令。

请一并参阅图3和图5，下面以创建源网元111和宿网元131之间的业务为例对本发明光网络的路由选择方法进行详细描述，其中，源网元111位于第一子网110中，宿网元131位于第三子网130中。

请参阅图3，首先实施步骤S1：建立传统网元140之间的光纤连接；网管101可以通过向智能网元160查询得到智能网元160之间的光纤连接，具体的查询过程与普通的网管与网元之间的通讯相同，即网管101向智能网元160下发查询命令，由智能网元160返回结果；然后根据实际的光纤连接情况，通过手工创建传统网元140与智能网元160之间的光纤连接，即在网管101上建立第二子网120的边缘节点与传统网元140之间的光纤连接。

请参阅图5，其次实施步骤S2：网管101根据所有光纤150的两端网元属性查找出所有传统网元140与智能网元160之间的光纤连接，即在网管101上判断出光纤150两端的网元中是否分别为智能网元160和传统网元140，如果是则称之为边际边151，并相应确定所有处于边际边151上的智能网元160，称之为边际点161。

然后实施步骤S3：网管101将组建一个包括边际点161的虚拟子网121，本实施方式中，虚拟子网121是一个将所有作为边际点的智能网元160串起来的环网。

随后实施步骤S4：网管101集中计算源网元111和宿网元131之间的路由，一般可以采用图论中的相关算法来实现，具体而言就是将网元之间的光纤连接作为边(Link)，而网元作为点(Point)，然后采用图论中计算一个网状图中两点间路由的算法来实现。其中，将虚拟子网121视为传统网元参与路由计算。

接下来实施步骤S5：网管101向虚拟子网121中任一个边际点161下发命令，要求建立边际点161之间的路由；边际点161首先判断自己是否是该业务的源，如果不是，则将请求转发给虚拟子网121中路由的源；如果是，则根据路由信息，计算边际点161之间的路由，并上报给网管。其中，路由算法有多种，如开放最短路径优先协议OSPF-TE、或者流量工程扩展的中间系统-中间系统路由协议IS-IS-TE、受限最短路径优先协议CSPF等。当然，判断过程也可以网管101上实现，直接下发给虚拟子网121中业务的源。

最后实施步骤S6：网管101根据虚拟子网121中的智能网元即边际点161的计算结果对整条电路进行调整。由于原来网管101计算的是一条端到端的业务路由，只不过经过虚拟子网121的路由是经过抽象处理的，调整的过程就是将虚拟子网121这一段路由用智能网元即边际点161的计算结果替换过来，并上报给用户或者下发创建命令。

本发明并不限于上述描述，还可以有其他替换或改进。如前述实施方式中，在网管101将边际点161组建成一个环网来实现统一路由的计算。在组建虚拟子网121时，也可以将所有边际点161之间的光纤150都加入进来；或者将边际点161创建成任意两点间都有光纤连接的虚拟子网来进行路由计算。

请一并参阅图3和图6，下面以创建源网元162和宿网元131之间的业务为例对本发明光网络的路由选择方法进行详细描述，其中，宿网元131位于第三子网130中，源网元162位于第二子网120中，即源网元162是智能网元。

请参阅图3，首先实施步骤S1：建立传统网元140之间的光纤连接；网管101可以通过向智能网元160查询得到智能网元160之间的光纤连接；然后根据实际的光纤连接情况，通过手工创建传统网元140与智能网元160之间的光纤连接。

请参阅图6，其次实施步骤S2：网管101根据光网络100中光纤150的两端网元属性查找出所有传统网元140与智能网元160之间的光纤连接，确定边际边151和边际点161，其中，源网元162亦作为边际点。

然后实施步骤S3：网管101将组建一个包括边际点161的虚拟子网121，本实施方式中，虚拟子网121是一个将所有作为边际点的智能网元160包括源网元162串起来的环网。

随后实施步骤S4：网管101集中计算源网元162和宿网元131之间的路由，一般可以采用图论中的相关算法来实现，其中，将虚拟子网121视为传统网元参与路由计算。

接下来实施步骤S5：网管101确定边际点161之间业务的源，并向其下发命令，建立边际点161之间的路由。

最后实施步骤S6：网管101根据虚拟子网121中的智能网元即边际点161的计算结果对整条电路进行调整。由于原来网管101计算的是一条端到端的业务路由，只不过经过虚拟子网121的路由是经过抽象处理的，调整的过程就是将虚拟子网121这一段路由用智能网元即边际点161的计算结果替换过来，并上报给用户或者下发创建命令。

本发明并不限于上述描述，还可以有其他替换或改进。如前述实施方式中，在网管101将边际点161组建成一个环网来实现统一路由的计算。在组建虚拟子网121时，也可以将所有边际点161之间的光纤150都加入进来；或者将边际点161创建成任意两点间都有光纤连接的虚拟子网来进行路由计算。

同理，如果宿网元就在第二子网120内，则将该充当宿网元的智能网元也作为边际点加入进来。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1、一种光网络的路由选择方法，应用于包括网管、传统网元和智能网元的光网络，以选择源网元和宿网元之间的路由，其特征在于包括步骤：

1)网管查找传统网元与智能网元之间的光纤作为边际边，查找边际边上的智能网元作为边际点；

2)网管组建包括边际点的虚拟子网；

3)网管统一计算源网元和宿网元之间的路由；

4)智能网元根据前述路由查找边际点之间的路由；

5)网管根据边际点之间的路由调整源网元和宿网元之间的路由。

2、根据权利要求1所述的光网络的路由选择方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：网管将所有边际点串起来组成环网。

3、根据权利要求1所述的光网络的路由选择方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：网管将所有边际点和边际边串起来组成虚拟子网。

4、根据权利要求1所述的光网络的路由选择方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：网管创建任意两边际点间都有光纤连接的虚拟子网。

5、根据权利要求1至4任一项所述的光网络的路由选择方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括：

41)网管向虚拟子网中任一个边际点下发命令，要求建立边际点之间的路由；

42)边际点首先判断自己是否是该业务的源，如果不是，则将请求转发给虚拟子网中业务的源，并进入步骤43)；如果是，直接进入步骤43)；

43)边际点根据路由信息，查找边际点之间的路由，并上报给网管。

6、根据权利要求1至4任一项所述的光网络的路由选择方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括：

44)网管确定虚拟子网中业务的源；

45)网管向虚拟子网中作为业务的源的边际点下发命令，要求建立边际点之间的路由；

46)边际点根据路由信息，查找边际点之间的路由，并上报给网管。

7、根据权利要求1所述的光网络的路由选择方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括：网管将网元之间的光纤连接作为边、网元作为点构成网状图，然后计算网状图中源网元和宿网元之间的路由。

8、根据权利要求1所述的光网络的路由选择方法，其特征在于：所述步骤4)中，边际点采用开放最短路径优先协议、或者流量工程扩展的中间系统-中间系统路由协议、或者受限最短路径优先协议计算路由。

9、根据权利要求1所述的光网络的路由选择方法，其特征在于：所述步骤5)中，具体调整过程就是将所述边际点间的路由用智能网元的查找结果替换，并上报给用户或者下发创建命令。

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