1.一种基于距离自适应路由与频谱分配的预计算恢复方法,其特征在于:该方法包括:
首先,设计软件定义弹性光互联数据中心网络架构,实现将网络控制平面和数据转发平面分离,并对控制器功能模块和OpenFlow协议进行扩展,从而实现快速灵活地定制网络功能;
其次,根据链路上频谱隙数量对网络拓扑划分层次,构建频谱窗口分层辅助图模型,并通过距离自适应选择合适的调制格式,利用频谱窗口分层辅助图模型对业务进行路由和频谱分配,在保证频谱双重约束条件的同时,保证业务的服务质量要求;最后,在对故障业务进行恢复时,使用预计算恢复技术提前为业务计算恢复路由,当业务发生故障后,直接使用预计算恢复方案为中断业务开通网络资源,快速地建立恢复路由,从而实现受故障影响的业务快速恢复;
所述路由和频谱分配的方法为:首先根据链路上频谱隙数量创建频谱窗口(Spectrum Window,SW),每个SW包括一个频谱隙,基于SW提出一种频谱隙窗口平面(Spectrum slot Window Plane,SWP)分层辅助图模型,每一层代表一个频谱隙,分层图中以频谱隙剩余量矩阵记录频谱资源剩余容量;其次,根据业务的实际传输距离自适应选择调制格式,计算业务所需要的频谱系数量,并利用SWP分层辅助图模型创建多频谱宽度的频谱隙窗口平面(Multiple Spectrum slot Window Plane,MSWP)分层辅助图模型,实现不同业务的路由和频谱分配一步算法,具体包括以下步骤:步骤1:创建SWP分层辅助图模型,计算每一层对应的频谱隙剩余量矩阵
矩阵中的元素mij值为1时,表示链路(i,j)上有可用频
谱资源,mij值为0时,表示链路(i,j)上无可用频谱资源;
步骤2:从16QAM到BPSK,对每个调制格式,计算业务请求r所需的频谱隙个数;若所有调制格式都被遍历过,则阻塞业务,转到步骤8;
步骤3:根据公式 计算MSWP对应的剩余量矩阵,创建MSWP分层辅助图模型,ni代表业务所需的频隙个数;
步骤4:从索引值最低索开始,对每个MSWP,通过Dijkstra最短路径算法为业务选择最短路径pw;
步骤5:如果路径pw找到,则记录路由信息和MSWP索引值,并跳到步骤7;否则,执行下一步;
步骤6:若索引值未达到最大值,移至下一个MSWP,重复步骤4到5,否则返回步骤2;
步骤7:如果路由信息w_route=NULL,则将pw→w_route,当前MSWP的起始索引值→w_index;否则,如果pw的跳数小于w_route的跳数,则将pw→w_route,当前MSWP的起始索引值→w_index;
步骤8:算法结束。
2.根据权利要求1所述的一种基于距离自适应路由与频谱分配的预计算恢复方法,其特征在于:所述软件定义弹性光互联数据中心网络架构的设计为:通过软件定义网络技术,将网络的控制平面和数据转发平面分离,控制器通过扩展的OpenFlow协议对数据转发平面进行集中控制;对控制器的功能模块进行扩展,在控制器中添加了故障检测模块和预计算模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于距离自适应路由与频谱分配的预计算恢复方法,其特征在于:所述的预计算恢复方法为:首先,在网络发生故障前,控制器通过网络状态数据库以及网络拓扑抽象模块对网络进行实时更新,通过预计算功能模块提前为业务计算恢复路由,并将结果存储在控制器中,以备业务中断后使用;其次,当网络发生故障后,控制器中的故障检测模块很快能够接收到故障节点返回的信息,此时控制器会启用预计算功能模块提前计算好的备用恢复路由信息,通过OpenFlow协议将恢复路由流表信息下发到底层的带宽可变光交换机(bandwidth variable optical switch,OF-BVOS)中,各OF-BVOS为其进行频谱资源预留和交叉连接;与此同时,控制器会发送Flow-Mod消息删除源、目的节点中的原工作路由流表项,在备用恢复路径被建立之后,就完成了恢复业务的故障恢复过程。