多層多域WDM光網(wǎng)絡(luò)流量疏導(dǎo)算法設(shè)計(jì).pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的不斷增大，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)類(lèi)型和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量爆炸性增長(zhǎng)，為了更好的滿足網(wǎng)絡(luò)發(fā)展對(duì)于帶寬資源的需求，基于光交叉連接器OXC和光分叉復(fù)用器OADM等高性能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)WDM成為了新一代核心傳輸網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)方案。在 WDM光網(wǎng)絡(luò)中，由于波長(zhǎng)通道帶寬與典型業(yè)務(wù)帶寬粒度上的差異性，若為每一業(yè)務(wù)分配單一的波長(zhǎng)通道會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)波長(zhǎng)和端口等資源的因?yàn)楠?dú)占而浪費(fèi)。流量疏導(dǎo)技術(shù)將多個(gè)低速的次波長(zhǎng)業(yè)務(wù)通過(guò)聚合復(fù)用到一條高速的波長(zhǎng)通道中，來(lái)實(shí)

2、現(xiàn)不用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流共享網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行傳輸，以達(dá)到對(duì)波長(zhǎng)通道的帶寬資源的充分利用。目前對(duì)于流量疏導(dǎo)的算法和網(wǎng)絡(luò)模型已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，但隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演變，新業(yè)務(wù)類(lèi)型的出現(xiàn)以及網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程中所面臨的新問(wèn)題，也促進(jìn)了關(guān)于WDM光網(wǎng)絡(luò)中流量疏導(dǎo)新的研究。
　　本文主要研究了 WDM網(wǎng)狀網(wǎng)中動(dòng)態(tài)流量疏導(dǎo)的路徑選擇策略以及多層多域光網(wǎng)絡(luò)流量疏導(dǎo)中路徑計(jì)算以及層次化流量疏導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)模型。研究過(guò)程中吸取了傳統(tǒng)研究的理論思想和方法，對(duì)它們加以分析總結(jié)并

3、確定本文的研究方向和出發(fā)點(diǎn)。
　　首先，第一章介紹了該研究方向的所基于的背景、出發(fā)點(diǎn)和需求性，給出了WDM光網(wǎng)絡(luò)中流量疏導(dǎo)的定義，通過(guò)對(duì)目前已有的對(duì)流量疏導(dǎo)問(wèn)題的研究加以總結(jié)說(shuō)明，引出本文的研究方向和需解決的問(wèn)題。
　　然后，本文對(duì)流量疏導(dǎo)過(guò)程中所采用的網(wǎng)絡(luò)模型，流量疏導(dǎo)的類(lèi)型加以說(shuō)明，并分析了流量疏導(dǎo)技術(shù)過(guò)程中所需要的物理器件和網(wǎng)絡(luò)控制平面的支持，結(jié)合目前光網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的技術(shù)說(shuō)明了在WDM光網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行流量疏導(dǎo)的可行性。

4、>　　基于前面對(duì)于流量疏導(dǎo)問(wèn)題的研究背景以及所涉及的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的介紹，認(rèn)識(shí)到基于兩層網(wǎng)絡(luò)模型的疏導(dǎo)路徑計(jì)算對(duì)于解決網(wǎng)絡(luò)中流量疏導(dǎo)的重要性。介紹了現(xiàn)有的兩種流量疏導(dǎo)路徑選擇策略：IP/MPLS層路由優(yōu)先機(jī)制（ILF）和光層路由優(yōu)先機(jī)制（OLF），并通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)這兩種算法都將網(wǎng)絡(luò)兩層網(wǎng)絡(luò)資源分開(kāi)考慮，不能將網(wǎng)絡(luò)資源作為一個(gè)整體，從而影響網(wǎng)絡(luò)流量疏導(dǎo)路由性能，不能為 LSP請(qǐng)求優(yōu)化地選擇路徑。然后提出了一種改進(jìn)方案：混合平面模型（Hybrid-

5、Layer, HL），將兩層網(wǎng)絡(luò)模型作為一個(gè)整體作為路徑計(jì)算算法的輸入來(lái)為次波長(zhǎng)的 LSP請(qǐng)求尋求最優(yōu)的路徑。并通過(guò)仿真結(jié)果證明了HL的有效性。另外，分析了網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行流量疏導(dǎo)路由的過(guò)程匯中可能導(dǎo)致的擁塞擴(kuò)散問(wèn)題，通過(guò)提出一種自適應(yīng)的疏導(dǎo)路徑選擇算法來(lái)控制或抑制擁塞擴(kuò)散問(wèn)題。仿真結(jié)果說(shuō)明了APSWPIC對(duì)于流量疏導(dǎo)性能的提升。
　　在本文工作的第二部分，研究了多層多域光網(wǎng)絡(luò)中的動(dòng)態(tài)流量疏導(dǎo)問(wèn)題，主要是跨域的疏導(dǎo)路由計(jì)算問(wèn)題。分析了跨域

6、路徑計(jì)算與單域情況的不同特點(diǎn)，所要面臨的挑戰(zhàn)與難點(diǎn)。雖然PCE的出現(xiàn)較好的解決多層多域光網(wǎng)絡(luò)的路徑計(jì)算問(wèn)題，但是基于PCE的多域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由計(jì)算時(shí)所涉及的域序列確定問(wèn)題還沒(méi)有得到過(guò)多的研究，Hierarchical-PCE的出現(xiàn)很好的解決了跨域路徑計(jì)算問(wèn)題，而且還很好地滿足了網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性和保密性的約束要求。在本文中將層次化流量疏導(dǎo)（ Hierarchical traffic grooming， HTG）流量疏導(dǎo)機(jī)制應(yīng)用到配置有Hierar

7、chical-PCE結(jié)構(gòu)的多域光網(wǎng)絡(luò)中，探究HTG方案在多域網(wǎng)絡(luò)中所表現(xiàn)出來(lái)的特性，通過(guò)仿真證明了利用Hierarchical-PCE結(jié)構(gòu)確定域序列的方案比其它方案在阻塞率和網(wǎng)絡(luò)資源利用率方面有所提升，而且采用HTG方案也比一般的方案有較好的網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)。
　　本文的主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新包括兩個(gè)方面。首先研究了流量疏導(dǎo)路徑選擇問(wèn)題，包括兩個(gè)子方面：一是進(jìn)行疏導(dǎo)路由計(jì)算時(shí)將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淦矫嬲掀饋?lái)，二是將擁塞擴(kuò)散因素在進(jìn)行路徑計(jì)算時(shí)得到有效的控制