Route planning method and device and storage medium

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。

如背景技术所示，当一个传输路径中断时，同路由的其他传输路径也可能会发生中断，导致网络中业务数据无法传输，影响用户使用体验。

本申请实施例提供了一种路由规划方法，可以基于目标业务的业务服务信息，确定传输网络中，传输目标业务的业务数据的源节点设备和宿节点设备。然后，可以根据传输网络中的网络拓扑信息，确定源节点设备和宿节点设备之间的多个目标路径。接着，可以根据预设的路由规划策略，从多个目标路径中，确定目标业务的业务数据的传输路径。由于多个目标路径分别对应多个不同的路由方向，因此，对应的传输物理介质也不相同，故多个目标路径不存在同路由的情况。同时，传输路径包括主用路径和备用路径，当其中一条传输路径中断时，不会影响其他路由对应的传输路径进行业务数据的传输，保障了业务传输的连续性，进而提高了用户使用体验。

该路由规划方法适用于路由规划系统。图1示出了一种路由规划系统的结构示意图。如图1所示，该路由规划系统包括：路由规划设备101、传输网络中的多个节点设备(包括节点设备102、节点设备103)。

路由规划设备101分别与多个节点设备之间可以通过有线或无线的方式连接。

可选的，路由规划设备101可以是一个功能实体，物理实体可位于某个节点设备上，也可以是一个独立的服务器或者其他形态的物理设备。本申请对于路由规划设备101的具体实体形态不作限定。

当路由规划设备101为独立的物理设备时，该物理设备可以是服务器集群(由多个服务器组成)中的一个服务器，也可以是物理设备中的芯片，还可以是物理设备中的片上系统，还可以通过部署在物理机上的虚拟机实现，本申请实施例对此不作限定。

在一种实施例中，路由规划设备101是在传输网络中进行路由规划所需要的设备，其配置应满足路由规划的所有要求。

在一种实施例中，任意一个节点设备可以是网络中的交换机、路由器、路由交换机、综合接入设备(integrated access device，IAD)、基站等设备，负责传输网络的数据传输。

在一种实施例中，传输网络为任意一种传输网络，例如光纤传输网络，其中可以包括多个传输系统。节点设备之间可以互相连接，两个不相邻的节点设备之间可以有多条传输路径。

传输系统在规划建设时，综合考虑安全风险因素，在同一个节点设备的东西向路由，会从不同方向的光缆局前井进出，为了提高安全性，传输系统一般以环路形式建设，选择承载光缆时，会避免环路上出现光缆同路由段落。

随着传输系统的数量增多，光缆路由资源有限，节点设备可以被多个传输系统覆盖，网络向网状网发展。

示例性的，如图2所示，传输网络中包括：节点设备A、节点设备B、节点设备C、节点设备D、节点设备E、节点设备F、节点设备G、节点设备H。

第一传输系统的系统环包括：节点设备A、节点设备E、节点设备D、节点设备B。

第二传输系统的系统环包括：节点设备A、节点设备H、节点设备F、节点设备E、节点设备C。

第三传输系统的系统环包括：节点设备C、节点设备E、节点设备F、节点设备G、节点设备D、节点设备B。

节点设备A通过路由方向1的路由方向与节点设备B、节点设备C之间连接，通过路由方向2的路由方向与节点设备E、节点设备H之间连接。其中，节点设备A与节点设备B之间的路由长度为40千米(km)，与节点设备C之间的路由长度为88km，与节点设备E之间的路由长度为35km，与节点设备H之间的路由长度为35km。

节点设备B通过路由方向1的路由方向与节点设备C、节点设备D之间连接，通过路由方向2的路由方向与节点设备A之间连接。其中，节点设备B与节点设备C之间的路由长度为35km，与节点设备D之间的路由长度为60km。

节点设备C通过路由方向1的路由方向与节点设备B、节点设备E、节点设备G之间连接，通过路由方向2的路由方向与节点设备A、节点设备D之间连接。其中，节点设备C与节点设备D之间的路由长度为70km，与节点设备E之间的路由长度为28km，与节点设备G之间的路由长度为30km。

节点设备D通过路由方向1的路由方向与节点设备C、节点设备B之间连接，通过路由方向2的路由方向与节点设备E、节点设备G之间连接。其中，节点设备D与节点设备E之间的路由长度为60km，与节点设备G之间的路由长度为40km。节点设备D与节点设备E之间的路由，和节点设备C与节点设备G之间的路由，中间存在交越点。

节点设备E通过路由方向1的路由方向与节点设备A、节点设备C之间连接，通过路由方向2的路由方向与节点设备D、节点设备F之间连接。其中，节点设备E与节点设备F之间路由长度为15km。

节点设备F通过路由方向1的路由方向与节点设备H之间连接，通过路由方向2的路由方向与节点设备E之间连接，通过路由方向3的路由方向与节点设备G之间连接。其中，节点设备F与节点设备G之间路由长度为20km，与节点设备H之间路由长度为45km。

节点设备G通过路由方向1的路由方向与节点设备C、节点设备F之间连接，通过路由方向2的路由方向与节点设备D之间连接。

节点设备H通过路由方向1的路由方向与节点设备A之间连接，通过路由方向2的路由方向与节点设备F之间连接。

结合图1，路由规划系统中的路由规划设备101和任意一个节点设备均包括图3或图4所示通信装置所包括的元件。下面以图3和图4所示的通信装置为例，介绍路由规划设备101和任意一个节点设备的硬件结构。

如图3所示，为本申请实施例提供的通信装置的一种硬件结构示意图。该通信装置包括处理器21，存储器22、通信接口23、总线24。处理器21，存储器22以及通信接口23之间可以通过总线24连接。

处理器21是通信装置的控制中心，可以是一个处理器，也可以是多个处理元件的统称。例如，处理器21可以是一个通用中央处理单元(central processing unit，CPU)，也可以是其他通用处理器等。其中，通用处理器可以是微处理器或者是任何常规的处理器等。

作为一种实施例，处理器21可以包括一个或多个CPU，例如图3中所示的CPU 0和CPU 1。

存储器22可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasable programmable read-only memory，EEPROM)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。

一种可能的实现方式中，存储器22可以独立于处理器21存在，存储器22可以通过总线24与处理器21相连接，用于存储指令或者程序代码。处理器21调用并执行存储器22中存储的指令或程序代码时，能够实现本发明下述实施例提供的路由规划方法。

另一种可能的实现方式中，存储器22也可以和处理器21集成在一起。

通信接口23，用于通信装置与其他设备通过通信网络连接，所述通信网络可以是以太网，无线接入网，无线局域网(wireless local area networks，WLAN)等。通信接口23可以包括用于接收数据的接收单元，以及用于发送数据的发送单元。

总线24，可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，ISA)总线、外部设备互连(peripheral component interconnect，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图3中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

图4示出了本发明实施例中通信装置的另一种硬件结构。如图4所示，通信装置可以包括处理器31以及通信接口32。处理器31与通信接口32耦合。

处理器31的功能可以参考上述处理器21的描述。此外，处理器31还具备存储功能，可以起上述存储器22的功能。

通信接口32用于为处理器31提供数据。该通信接口32可以是通信装置的内部接口，也可以是通信装置对外的接口(相当于通信接口23)。

需要指出的是，图3(或图4)中示出的结构并不构成对通信装置的限定，除图3(或图4)所示部件之外，该通信装置可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合附图对本申请实施例提供的路由规划方法进行详细介绍。如图5所示，该路由规划方法包括：

S501、路由规划设备基于目标业务的业务服务信息，确定传输网络中，传输目标业务的业务数据的源节点设备和宿节点设备。

可选的，业务服务信息可以包括源节点设备的节点标识，以及宿节点设备的节点标识。

可选的，节点标识可以包括：分段标识符(segment identifier，SID)、互联网协议(internet protocol，IP)地址、或者介质访问控制(media access control，MAC)地址等。

在一种可以实现的方式中，传输网络中的任意一个设备(例如终端设备或者服务端设备)可以向建立通信连接的节点设备发送数据传输报文。数据传输报文用于向另一个设备发送目标业务的业务数据。此时，路由规划设备可以接收到该节点设备发送的请求获取传输路径的消息，其中，包括业务服务信息。然后，路由规划设备可以根据业务服务信息，将该节点设备确定为源节点设备，将与另一个设备建立通信连接的节点设备确定为宿节点设备。

S502、路由规划设备根据传输网络中的网络拓扑信息，确定源节点设备和宿节点设备之间的多个目标路径。

其中，多个目标路径分别对应多个不同的路由方向。

可选的，网络拓扑信息可以包括：传输网络中节点设备之间的连接关系、每个节点设备对应的路由方向、传输时延等。

S503、路由规划设备根据预设的路由规划策略，从多个目标路径中，确定目标业务的业务数据的传输路径。

其中，传输路径包括：主用路径和备用路径。

可选的，路由规划策略可以包括：优先选用路径长度短的路径、优先选用节点设备的数量少的路径、优先选用传输时延短的路径中的任意一种。

上述实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：由S501-S503可知，路由规划设备可以基于目标业务的业务服务信息，确定传输网络中，传输目标业务的业务数据的源节点设备和宿节点设备。然后，路由规划设备可以根据传输网络中的网络拓扑信息，确定源节点设备和宿节点设备之间的多个目标路径。接着，路由规划设备可以根据预设的路由规划策略，从多个目标路径中，确定目标业务的业务数据的传输路径。由于多个目标路径分别对应多个不同的路由方向，因此，对应的传输物理介质也不相同，故多个目标路径不存在同路由的情况。同时，传输路径包括主用路径和备用路径，当其中一条传输路径中断时，不会影响其他路由对应的传输路径进行业务数据的传输，保障了业务传输的连续性，进而提高了用户使用体验。

在一种可选的实施例中，结合图5，如图6所示，在网络拓扑信息包括：传输网络中节点设备之间的连接关系、每个节点设备对应的路由方向的情况下，S502中，路由规划设备根据传输网络中的网络拓扑信息，确定源节点设备和宿节点设备之间的多个目标路径的方法包括：

S601、路由规划设备根据节点设备之间的连接关系，确定源节点设备和宿节点设备之间的多个可达路径。

在一种可以实现的方式中，路由规划设备可以采用常用的广度优先(breadthfirst search，BFS)搜索算法，根据节点设备之间的连接关系，确定源节点设备和宿节点设备之间的多个可达路径。

广度优先搜索算法以一种系统的方式探寻节点设备之间的连接关系，从而发现源节点设备可达的多个节点设备，并计算源节点设备到多个节点设备的距离(节点设备的数量)，该算法同时能生成一棵根为源节点设备且包括所有可达的多个节点设备的广度优先树，从广度优先树中确定源节点设备到宿节点设备的最短路径，即包含最小节点设备的数量的路径。

示例性的，结合图2，预设源节点设备为节点设备A，宿节点设备为节点设备G。

其中，路由规划设备根据节点设备之间的连接关系，确定的广度优先树如图7所示，节点设备A可达节点设备B、节点设备C、节点设备E、节点设备H。节点设备B可达节点设备C、节点设备D。节点设备C可达节点设备D、节点设备E、节点设备G。节点设备E可达节点设备D、节点设备F。节点设备H可达节点设备F。节点设备D可达节点设备G。节点设备F可达节点设备G。

由图7可知，路由规划设备可以确定节点设备A与节点设备G之间的多个可达路径包括：可达路径1(A-C-G)、可达路径2(A-B-D-G)、可达路径3(A-H-F-G)、可达路径4(A-E-F-G)、可达路径5(A-E-D-G)、可达路径6(A-C-D-G)。

S602、路由规划设备根据每个节点设备对应的路由方向，将多个可达路径中，路由方向不同的多个路径，确定为多个目标路径。

具体的，为了保证多个目标路径之间不存在同路由，即路由方向相同的情况，需要对多个可达路径进行安全验证。

在一种可以实现的方式中，路由规划设备可以根据路由规划策略，对多个可达路径进行排序，然后依次对单一可达路径进行安全验证，筛除存在路由方向相同的情况的单一路径。再进一步确定可达路径之间是否存在路由方向相同的情况，以得到路由方向不同的多个路径。

结合上述示例，路由规划设备先对单一可达路径进行安全验证，验证结果表示：可达路径5中，节点设备D与节点设备E、节点设备G之间的路由方向相同，具有安全风险。可达路径6中，节点设备C与节点设备A、节点设备D之间的路由方向相同，具有安全风险。

然后，路由规划设备继续对可达路径1、可达路径2、可达路径3、可达路径4进行安全验证，验证结果表示：可达路径1和可达路径2在节点设备A的路由方向相同，可达路径3和可达路径4在节点设备A的路由方向相同，可达路径1分别与可达路径3、可达路径4在节点设备G的路由方向相同。

由此可知，可达路径2与可达路径3的路由方向相同，可达路径2与可达路径4的路由方向相同。因此，路由规划设备确定的多个目标路径可以包括可达路径2和可达路径3，或者可达路径2和可达路径4。

上述实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：由S601-S602可知，路由规划设备可以根据节点设备之间的连接关系，确定源节点设备和宿节点设备之间的多个可达路径。然后，路由规划设备可以根据每个节点设备对应的路由方向，将多个可达路径中，路由方向不同的多个路径，确定为多个目标路径。本申请提供了一种路由规划设备确定多个目标路径的方法，以实现多个目标路径之间的路由方向不同，互不影响。

在一种可选的实施例中，结合图5，如图8所示，S503中，路由规划设备根据预设的路由规划策略，从多个目标路径中，确定目标业务的业务数据的传输路径的方法，包括：

S801、路由规划设备根据路由规划策略，对多个目标路径依次进行资源分配。

可选的，资源包括用于传输业务数据的网络资源，例如波道资源。

在一种可以实现的方式中，路由规划设备可以根据路由规划策略，对多个目标路径进行排序，例如，按照路径长度从小到大排序。然后结合传输系统的资源信息，对序列中的目标路径逐一进行资源分配。

S802、当至少两个目标路径的资源分配成功时，路由规划设备将至少两个目标路径确定为传输路径。

由于主用路径和备用路径至少包括两个路径，因此，当至少两个目标路径的资源分配成功时，可以依次确定为主用路径和备用路径。

在一种可以实现的方式中，当对任意一个目标路径的资源分配失败时，路由规划设备可以对序列中下一个目标路径进行资源分配，直至至少两个目标路径的资源分配成功。

上述实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：由S801-S802可知，路由规划设备可以根据路由规划策略，对多个目标路径依次进行资源分配。当至少两个目标路径的资源分配成功时，路由规划设备可以将至少两个目标路径确定为传输路径。本申请提供一种确定传输路径的方法，以使得主用路径和备用路径均可以实现业务数据的传输，进一步保障了数据传输的安全性。

在一种可选的实施例中，如图9所示，该路由规划方法，还包括：

S901、路由规划设备获取网络拓扑信息。

在一种可以实现的方式中，路由规划设备可以周期性地轮询传输网络中，各个节点设备的网络拓扑信息。

S902、路由规划设备根据网络拓扑信息，建立传输网络中的物理拓扑图。

其中，物理拓扑图用于展示网络拓扑信息。

示例性的，结合图2，路由规划设备可以通过物理拓扑图展示网络拓扑信息。

上述实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：由S901-S902可知，路由规划设备可以获取网络拓扑信息，并根据网络拓扑信息，建立传输网络中的物理拓扑图。本申请提供了一种将网络拓扑信息可视化展示的方法，以使得网络拓扑信息更加直观，便于后续的路由规划。

下面结合图10对本申请实施例提供的路由规划方法进行说明，该路由规划方法包括：

S1001、路由规划设备基于业务服务信息，确定源节点设备和宿节点设备。

S1002、路由规划设备获取网络拓扑信息。

S1003、路由规划设备根据网络拓扑信息，建立传输网络中的物理拓扑图。

S1004、路由规划设备确定源节点设备和宿节点设备之间的多个可达路径。

S1005、路由规划设备基于物理拓扑图，确定可达路径是否通过安全验证。

当可达路径未通过安全验证时，重复执行S1004。

当可达路径通过安全验证时，确定多个目标路径，执行S1006。

S1006、路由规划设备基于传输系统的资源信息，确定资源分配是否成功。

当至少两个目标路径的资源分配成功，执行S1007。

当至少两个目标路径的资源分配失败，重复执行S1004。

S1007、路由规划设备完成路由规划，并更新传输系统的资源信息。

上述主要从方法的角度对本申请实施例提供的方案进行了介绍。为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本申请实施例可以根据上述方法示例对路由规划装置进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。可选的，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

如图11所示，为本申请实施例提供的一种路由规划装置的结构示意图。该路由规划装置可以用于执行图5、图6、图8、图9和图10所示的路由规划的方法。图11所示路由规划装置包括：第一处理单元1101。

第一处理单元1101，用于基于目标业务的业务服务信息，确定传输网络中，传输目标业务的业务数据的源节点设备和宿节点设备。

第一处理单元1101，还用于根据传输网络中的网络拓扑信息，确定源节点设备和宿节点设备之间的多个目标路径；多个目标路径分别对应多个不同的路由方向。

第一处理单元1101，还用于根据预设的路由规划策略，从多个目标路径中，确定目标业务的业务数据的传输路径；传输路径包括：主用路径和备用路径。

可选的，网络拓扑信息包括：传输网络中节点设备之间的连接关系，以及每个节点设备对应的路由方向；第一处理单元1101，具体用于：根据传输网络中的网络拓扑信息，确定源节点设备和宿节点设备之间的多个目标路径，包括：根据节点设备之间的连接关系，确定源节点设备和宿节点设备之间的多个可达路径；根据每个节点设备对应的路由方向，将多个可达路径中，路由方向不同的多个路径，确定为多个目标路径。

可选的，第一处理单元1101，具体用于：根据路由规划策略，对多个目标路径依次进行资源分配；当至少两个目标路径的资源分配成功时，将至少两个目标路径确定为传输路径。

可选的，该路由规划装置，还包括：第二处理单元1102。

第二处理单元1102，用于获取网络拓扑信息；第二处理单元1102，还用于根据网络拓扑信息，建立传输网络中的物理拓扑图；物理拓扑图用于展示网络拓扑信息。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括计算机执行指令，当计算机执行指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述实施例提供的路由规划方法。

本申请实施例还提供一种计算机程序，该计算机程序可直接加载到存储器中，并含有软件代码，该计算机程序经由计算机载入并执行后能够实现上述实施例提供的路由规划方法。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机可读存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对通常技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。