分层自动交换光网络中的路由算法探讨

孙亮

摘 要：

在G.8080/Y.1304的基础上讨论几种最新的路由算法，具有较出色的性能和切实可行的复杂度，为新型自动交换光网络带来了突破与改变。

关键词：

自动交换光网络；路由算法；资源负载均衡

中图分类号：

TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2014）06018502

1 引言

目前ITU-T、IETF和OIF三大国际组织都提出了关于ASON路由的相关草案。为了适应未来规模日益巨大的网络的发展要求，解决单一路由域（RA）成千上万的设备对路由以及连接管理带来的诸多问题，迫切需要对网络分域，实现分层的网络路由体系，ITU-T提出了G.8080/Y.1304，阐述了ASON的路由结构与需求，OIF则在OIF2002.23中给出了ASON分层路由的一种实现思想和相应的域间路由协议（DDRP），同时，IETF也对ASON的域间路由体系进行了明确的解释。

随着网络的增大，整体控制信息的收集与保护，比如说路由规划，将变得相当困难。对于大型网络而言，解决方案就是将大网络分裂成子域，再将子域分裂成更小的子域，直至子域仅由子网络构成。所以，分层网络结构能够避免拓扑结果中的复杂性，是这类比例缩放问题的有效解法。ITU-T在G.8080/Y.1304中推荐ASON采用分层结构，所以我们要寻求分层结构中的路由机制与算法。分层路由可以通过减少高层的通信量并提供有效的路由来最优化网络性能。许多路由算法基于传统的最短路径问题，可视作Dijkstra最短路径算法的离散实现。这类算法常常引入“最少通过域”算法，所以会忽视路由的最优化，从而带来巨大的限制。

2 分层ASON结构

在分层路由规划中，网络用有向图G表示。从控制层面上看，ASON通过某些判据和准则被分成了许多路由区（RA）。这些RA通过拓扑集的方法（节点集与连线集）构成了分层结构。节点集是由RA抽象而来，代表下一层中的“逻辑节点”，而连线集是由一组RA之间平行的两两联系构成，代表单一的逻辑连接。多域和分层结构正是建立在这样的基础之上的。每个RA中的路由表都可表征为T={S，D，r（S，RA，D）}，并根据相应的RA进行自底向上的初始化。某一层中的逻辑节点代表了下一层中的RA。S代表了起点RA，D代表了终点RA，r（S，RA，D）代表了一个路由向量。如果S到D有K种可选路由，那么相应的路由向量可表示为

r（S，RA，D）=[I1，I2，……，Ik]。与单个域中明显的点对点路由不同，路由向量的分量Ik在上层中只包含概要的路由信息，具体的信息要从下层中获得。

图1是分层路由机制。25个节点被分为4层，第i层的第j个节点表示为RAji。代表每个RA的逻辑节点要进行路由计算和信息传送。图1中，路由计算请求被逐层传递，直至其可在某一具体的RA中被计算。最高层送出具体路由信息和路由片段给底下的各个相关RA。下层指定路由片段，返回高层的逻辑节点结果并最终将具体路由传送给源节点。

3 MLLR

在MLLR中，对于层中每一个S-D连接请求，K个最短链路不相交路径按拥塞链路上空闲波长数量降序排列。l，p和Ψ分别代表一条链路，当前的S-D抽象路径和当前链路状态，c（Ψ，l，ω）代表在当前状态Ψ下，链路l在波长为ω的情况下所能获得的带宽。在整个路由被指定之后，所有的空闲波长也按其在每个波长下的负荷进行排序。而后，MLLR再根据（1）式进行当前层的路由规划。