CN100574269C - 用于鉴于最优化的业务分配来匹配链路权重的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于为了在通信网内最优化地分配业务而对链路权重或者链路成本(LK)进行匹配的方法。在该方法中，进行循环，直到满足中断准则。单个迭代包含以下步骤：基于链路成本(LK)，计算用于在通信网内路由业务的路径(P(LK))。借助于所计算的路径(P(L))和所期望的业务量(VM)为单条路径(L)确定针对优化所使用的参数(V(L))、例如与所述链路有关的业务量的值，并且确定所述参数(V(L))具有最高值(Vmax，n)的链路(L(Vmax，n))。如果所确定的最高值(Vmax，n)不大于前一步骤中的值(Vmax，n-1)(中断准则)，那么使所确定的链路(L(Vmax，n))的链路成本(LK(L(Vmax，n)))增加。该方法允许低花费地为最优化的业务分配确定链路成本(LK)和路径(P(LK))。

Description

用于鉴于最优化的业务分配来匹配链路权重的方法
本发明涉及一种方法，该方法用于在由链路构成的通信网中匹配链路权重，以便鉴于通信网所期望的业务量并根据与链路使用有关的参数在通信网中最优化地分配业务。
本发明属于通信技术的领域，并且尤其论述通过面向分组的网络的数据传输。
目前，对经由面向分组的网络、尤其经由基于IP(因特网协议(Internet Protocol))的网络的数据传输进行优化是网络技术领域中的最重要的工作范围。首先，传输对业务质量具有不同要求的数据是提供新业务的前提，所述新业务例如是通过面向分组的网络来传输实时业务。为了达到尽可能最优化的传输，必须考虑各种参数、例如延迟、易受干扰性或者业务分配。
尽可能好地分配通过通信网引导的业务是重要的，一方面，鉴于此来避免过载情况，另一方面，好的业务分配是极好地利用现有资源和尤其极好地利用可供使用的带宽的前提。在通信网内的业务分配取决于在网络或者路径内的路由，其中在所述路径上引导业务通过网络。基于IP协议的面向分组的网络中的可能最流行的路由方法是所谓的OSPF(开放式最短路径优先(Open Shortest Path First))方法或者协议。这里，针对要在两个节点之间路由的业务确定所述两个节点之间在度量标准的意义上的最短路径。在通常情况下借助于所谓的链路成本进行所述的路径确定。下面，也使用与链路成本同义的、在学术界中普遍的概念“链路权重”。链路成本或者链路权重是行政性地分配给链路的值，该值表示使用相应链路的有利程度。在最简单的情况下，每条链路的链路成本同为1，也就是说，所有链路被相同对待。因此，在使链路成本最小化的路由中，自动地确定两个节点之间就链路或者跳点的数目而言的最短路径。通过改变链路成本，可以影响路由的确定并且从而影响在通信网内的业务分配。通常在借助于度量标准或者借助于链路成本的分配而工作的路由方法中，例如在IS-IS(中间***-中间***(Intermediate System-Intermediate System))协议或者例如已在OSPF协议的范围内被定义的并且规定为在两个节点之间的路由而使用多条借助于OSPF确定的路径的ECMP(等价多径(Equal Cost Multipath))方法中，可以借助于链路成本的匹配来控制业务分配。
传统的用于通过对链路成本进行匹配来优化业务分配的方法相对比较复杂。通常，进行链路成本的整体优化，其中反映网络拓扑的目标函数被优化。由于该方法的复杂性，目前通常不进行链路成本的优化。通常手动地进行链路成本的绝对必要的匹配，这带来高的错误风险。因此，在实际网络中容忍次优化的业务分配。
本发明的任务是，给出一种用于鉴于最优化的业务分配在通信网中确定链路成本的简单方法。
该任务通过权利要求1来解决。
本发明基于下述思想，即应该增加承受重负荷的链路的链路成本或者链路权重，以便减小这些链路上的业务负荷。将表示单条链路的负荷程度的参数用于所述优化。优选地，通过单条链路的业务负荷给出该参数。其他的可能性是与链路带宽有关的相对业务负荷、可能在链路使用时出现的依赖于业务的成本(甚至可能以实际出现的费用的形式)、链路的可用性、在单条链路上的运行时间或者相应链路的终端节点的承载能力。本发明的出发点是，要由网络承载的业务量是已知的或者至少存在对此的估计。在通信业务理论中，通常使用所谓的业务矩阵，以便更准确地说明业务量。该业务矩阵给出在源和目标节点对之间要传输的业务容量。在通过通信网引导业务时，源节点例如对应于入口节点，以及目标节点例如对应于出口节点，因此鉴于这两个节点，该业务矩阵具有针对在这两个节点之间传输的业务的项。
如下进行在参数方面的优化。首先初始化单条链路的链路成本，也就是说，为其分配起始值。在链路中，优选地在两个方向上进行区分，即两个节点之间的连接对应于两个有方向的链路，这两个有方向的链路分别一次从第一节点向第二节点传输业务，而一次以反方向传输业务。于是，可以如下改进本发明，即尤其针对对称的业务矩阵同时进行两个方向的链路成本的优化。在为链路成本分配了起始值之后，借助于路由协议(例如OSPF或者IS-IS)为在通信网内路由业务而计算路径。借助于所假设的业务量，可以计算或者确定在这些路径上运送的业务，并且从而可以计算或者确定在单条链路上的业务量。于是，确定例如业务量等参数具有最高值的链路。接下来，增加所确定的链路的链路成本的值、例如增加1。一直作为循环进行路径的计算、参数的值的确定、参数具有最高值的链路的确定和所确定的链路的链路成本值的增加，直到在某一步骤中所确定的具有最高参数值的链路的参数值大于在前一步骤或者运行中所确定的具有最高参数值的链路的参数。如果满足该中断准则，那么确定在倒数第二步骤中所确定的链路成本值和用于在通信网内路由的所属的路径。
通过本发明，通过增加承受重负荷的链路的链路成本来实现改善的或者最优化的业务分配。与传统方法相比，本发明方法更简单，并且可以毫无问题地被实现。在ECMP(等价多径)方法的范围内确定路径时，在所述方法中以整数的链路成本或者链路成本的整数增加工作是有意义的，因为以这种方式更可能得出用于连接两个节点的、具有相同累计成本的替代路径，所以如在ECMP方法中规定的那样，可以在不同的等价路径上进行业务分配。作为起始点，以相同的值、例如1来初始化所有的链路成本是有意义的。
可以借助于集中的或者分布式的计算容量来执行本发明方法。对于其中的部分、例如路径计算，可以动用传统方法(所述方法例如在OSPF或者IS-IS协议的范围内被定义)。
下面，在实施例的范围内，借助于流程图对本发明主题进行更详细的描述。
在本实施例中出发点是，通信网是用节点和链路构成的IP网络，以及应该在ECMP原理的范围内进行用于路由的路径确定。开始时，以值1来初始化链路成本LK。然后，基于该链路成本LK，计算ECMP路径P(LK)。通过以下方式进行所述计算，即如在OSPF协议中规定的那样为在两个节点之间进行路由而确定具有最小累计链路成本LK的路径。
可以例如按照下述方式确定到目标节点的最小成本路径。首先，确定目标节点的所有相邻节点，并且将链路成本作为节点成本分配给这些相邻节点。因此，针对在目标节点周围的节点的第一环来确定路由。随后，逐环地进行，其中分别从一个环行进到下一较高的环。这里，环的特征在于，必须至少经过一定数目的链路，以便到达目标节点。逐环地逐步计算单条路径的成本。这里，在每个步骤中，路径成本是作为链路成本和节点成本的和而组成的，其中链路成本是相应的离开的链路的当前成本，而节点成本是该链路的相应终端节点的当前成本。然后，比较如此计算出的路径的成本，并且只保留具有最小路径成本的路径(如也在OSPF原理中规定的那样)。经常找到多条具有最小路径成本的路径，这些路径根据ECMP原理为业务分配而保留。也同样可以很好地使用用于确定最小成本路径的其他方法、例如Dijkstra算法。
在本发明方法所规定的迭代的范围中重新确定路径时，可以使用上述方法。在根据链路成本计算了路径P(LK)之后，借助于业务矩阵VM确定单条链路的业务容量V(L)。识别具有最高或者最大业务量Vmax，n的链路L(Vmax，n)，并且将在该步骤中的最大业务量Vmax，n与前一步骤中的最大业务量Vmax，n-1进行比较。如果当前步骤中的最大业务量Vmax，n比前一步骤中的最大业务量Vmax，n-1少，那么具有最大业务量Vmax，n的链路L(Vmax，n)的链路成本LK(L(Vmax，n))增加1，并且根据改变了的链路成本LK重新计算路径P(LK)。于是，将重新运行循环。否则，即如果最大业务负荷Vmax，n大于前一步骤中的最大业务负荷，那么将在前一步骤中确定的链路成本LK用作最优化的链路成本LKopt，并且将与之有关的路径P(LK)用作针对最优化的业务分配为路由所确定的路径P(LKopt)。

Claims (8)

1.用于在用链路(L)构成的通信网中匹配链路权重(LK)以便鉴于所述通信网所期望的业务量(VM)并根据与链路使用有关的参数(V(L))在所述通信网中最优化地分配业务的方法，因此，借助于计算机：
a)将所述链路权重(LK)的起始值分配给所述通信网的链路(L)，
b)一直重复步骤b1)、b2)、b3)和b4)，直到在步骤b3)的第n次循环中所确定的具有最高参数值(Vmax，n)的链路(L(Vmax，n))的参数(V(L))的值(Vmax，n)比在步骤b3)的第(n-1)次循环中所确定的具有最高参数值的链路的参数值(Vmax，n-1)大，其中步骤b1)、b2)、b3)和b4)包括：
b1)基于所述链路权重(LK)，计算用于在所述通信网内路由业务的路径(P(LK))，
b2)采用在所计算的路径(P(L))上针对所述通信网所期望的业务量(VM)来确定单条链路(L)的参数(V(L))的值，
b3)确定所述参数(V(L))具有最高值(Vmax，n)的链路(L(Vmax，n))，
b4)增加所确定的链路(L(Vmax，n))的链路权重(LK(L(Vmax，n)))，以及在根据b)中给定的中断准则中断b)中的循环之后，提供在已经进行过的前一个循环的步骤b1)中采用的链路权重(LK)和用该链路权重确定的路径(P(LK))来用于所述通信网中的路由。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数(V(L))表示绝对业务负荷、与链路带宽有关的相对业务负荷、在链路使用时出现的依赖于业务的成本、链路可用性、相应链路的运行时间或者相应链路的终端节点的承载能力。
3.按照权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，将所有链路(L)的所述链路权重(LK)的起始值选择成相同的。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于OSPF协议或者IS-IS协议来计算所述路径(P(LK))。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在满足所述中断准则时，将所计算的路径用于在ECMP原理的范围内的路由，ECMP是指等价多径。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，总是通过整数来表示所述链路权重(LK)及其增加。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，针对所确定的链路(L(Vmax，n))的两个传输方向执行所述链路(L(Vmax，n))的链路权重(LK(L(Vmax，n))的增加。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于业务矩阵来描述所期望的业务量(VM)。
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