網(wǎng)狀WDM光網(wǎng)絡(luò)中的抗毀保護(hù)算法研究.pdf

1、隨著因特網(wǎng)業(yè)務(wù)迅猛增長(zhǎng)而帶來(lái)的對(duì)帶寬和容量的巨大需求,波分復(fù)用WDM(Wavelength Division Multiplexing)技術(shù)成為下一代骨干網(wǎng)絡(luò)的核心傳輸技術(shù)。利用WDM傳輸技術(shù)和波長(zhǎng)路由選擇在物理網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)架光層或虛拓?fù)?對(duì)高層提供大容量且結(jié)構(gòu)可變的傳輸通道,將成為下一代骨干網(wǎng)絡(luò)的核心傳輸方式。然而,由于每個(gè)波長(zhǎng)承載的傳輸容量可高達(dá)吉比特每秒,網(wǎng)絡(luò)故障(如光纖鏈路斷裂、節(jié)點(diǎn)失效等)會(huì)導(dǎo)致大量業(yè)務(wù)中斷。因此,WDM光網(wǎng)絡(luò)的抗

2、毀性設(shè)計(jì)就顯得異常重要。抗毀策略主要包括保護(hù)和恢復(fù)兩大類(lèi)。保護(hù)是指,事先為業(yè)務(wù)分配好預(yù)留的保護(hù)資源,當(dāng)故障發(fā)生后,業(yè)務(wù)可以由預(yù)留的保護(hù)資源承載?；謴?fù)是指,并不事先為業(yè)務(wù)分配預(yù)留的保護(hù)資源,當(dāng)故障發(fā)生后,再動(dòng)態(tài)地尋找網(wǎng)絡(luò)中富余資源來(lái)承載受故障影響的業(yè)務(wù)。基于抗毀設(shè)計(jì)思想,本文研究了網(wǎng)狀WDM網(wǎng)中的抗毀設(shè)計(jì)有關(guān)問(wèn)題,集中在這幾個(gè)方面：?jiǎn)捂溌肥У幕旌媳Ｗo(hù)、時(shí)變可用性保證機(jī)制,和三連通WDM網(wǎng)絡(luò)中的三鏈路失效的保護(hù)問(wèn)題。 以前的文獻(xiàn)都

3、是基于單一業(yè)務(wù)和單一抗毀機(jī)制進(jìn)行討論,隨著業(yè)務(wù)的增多,優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的出現(xiàn)在所難免。對(duì)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)采用保護(hù)機(jī)制,對(duì)低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)采用恢復(fù)機(jī)制,而且高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的備份路徑能與低優(yōu)先級(jí)的工作路徑共享網(wǎng)絡(luò)資源?；旌媳Ｗo(hù)有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行抗毀保護(hù)設(shè)計(jì)?；旌媳Ｗo(hù)結(jié)合了保護(hù)機(jī)制和恢復(fù)機(jī)制的特點(diǎn),它可以在資源利用率和擁塞率上取得良好的性能。目前一些研究混合保護(hù)的文獻(xiàn)只是采用整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃對(duì)問(wèn)題進(jìn)行描述和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源,但是沒(méi)有提出具體的啟發(fā)式算法。針

4、對(duì)上述問(wèn)題,本文的第二章研究了抗毀WDM網(wǎng)狀光網(wǎng)絡(luò)中的混合保護(hù)算法設(shè)計(jì)問(wèn)題,主要貢獻(xiàn)包括：1)提出了詳細(xì)的基于優(yōu)先級(jí)的啟發(fā)式算法。2)提出新的備份資源共享策略,來(lái)進(jìn)一步提高資源利用率和降低擁塞率。因此本章又提出了一種加強(qiáng)資源共享保護(hù)算法,該算法采用了新的路由策略,盡力尋找低優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)資源作為高優(yōu)先級(jí)的備份路資源。最后作者通過(guò)仿真分析了算法的性能。 可用性定義為在某個(gè)時(shí)間段內(nèi),系統(tǒng)或連接正常工作的概率。根據(jù)不同的可用性等級(jí)來(lái)為用

5、戶(hù)提供保護(hù),可以更加合理地分配網(wǎng)絡(luò)資源,因此本文的第三章研究了WDM網(wǎng)狀光網(wǎng)絡(luò)中支持可用性保證機(jī)制問(wèn)題,主要貢獻(xiàn)包括了：1)分析了隨時(shí)間不改變的可用性保證機(jī)制問(wèn)題及其計(jì)算模型。2)提出了一種動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的時(shí)變可用性保證機(jī)制,該機(jī)制的核心思想是從業(yè)務(wù)連接持續(xù)時(shí)間的角度出發(fā),針對(duì)在業(yè)務(wù)持續(xù)時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的不同可用性要求,通過(guò)對(duì)備份資源的調(diào)整,來(lái)達(dá)到用戶(hù)可用性要求保證。仿真結(jié)果表明了該機(jī)制比時(shí)不變可用性保證機(jī)制能節(jié)約更多的網(wǎng)絡(luò)資源,降低阻塞率并

6、提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中,隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大,光骨干網(wǎng)承載的業(yè)務(wù)種類(lèi)越來(lái)越趨于多樣化。雙鏈路失效的保護(hù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足于一些客戶(hù)。這些客戶(hù)需要能對(duì)三鏈路失效的抗毀能力?，F(xiàn)有文獻(xiàn)已經(jīng)提出了對(duì)于雙鏈路失效,通常的方法是先計(jì)算出工作通路,然后再把工作通路上的所有鏈路刪除掉,再在剩余的網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算兩條風(fēng)險(xiǎn)分離的保護(hù)通路。同樣的道理,對(duì)于三鏈路失效問(wèn)題,我們要找出一條工作路和三條保護(hù)路。但是這對(duì)于三連通波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)是不可行的,因?yàn)槲覀儫o(wú)法在一個(gè)