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

1、隨著因特網(wǎng)業(yè)務(wù)迅猛增長而帶來的對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)和波長路由選擇在物理網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)架光層或虛拓撲,對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,由于每個波長承載的傳輸容量可高達吉比特每秒,網(wǎng)絡(luò)故障(如光纖鏈路斷裂、節(jié)點失效等)會導(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)計就顯得異常重要。抗毀策略主要包括保護和恢復(fù)兩大類。保護是指,事先為業(yè)務(wù)分配好預(yù)留的保護資源,當(dāng)故障發(fā)生后,業(yè)務(wù)可以由預(yù)留的保護資源承載。恢復(fù)是指,并不事先為業(yè)務(wù)分配預(yù)留的保護資源,當(dāng)故障發(fā)生后,再動態(tài)地尋找網(wǎng)絡(luò)中富余資源來承載受故障影響的業(yè)務(wù)。基于抗毀設(shè)計思想,本文研究了網(wǎng)狀WDM網(wǎng)中的抗毀設(shè)計有關(guān)問題,集中在這幾個方面：單鏈路失效的混合保護、時變可用性保證機制,和三連通WDM網(wǎng)絡(luò)中的三鏈路失效的保護問題。 以前的文獻都

3、是基于單一業(yè)務(wù)和單一抗毀機制進行討論,隨著業(yè)務(wù)的增多,優(yōu)先級業(yè)務(wù)的出現(xiàn)在所難免。對高優(yōu)先級業(yè)務(wù)采用保護機制,對低優(yōu)先級業(yè)務(wù)采用恢復(fù)機制,而且高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的備份路徑能與低優(yōu)先級的工作路徑共享網(wǎng)絡(luò)資源?；旌媳Ｗo有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源對業(yè)務(wù)進行抗毀保護設(shè)計?；旌媳Ｗo結(jié)合了保護機制和恢復(fù)機制的特點,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的文獻只是采用整數(shù)線性規(guī)劃對問題進行描述和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源,但是沒有提出具體的啟發(fā)式算法。針

4、對上述問題,本文的第二章研究了抗毀WDM網(wǎng)狀光網(wǎng)絡(luò)中的混合保護算法設(shè)計問題,主要貢獻包括：1)提出了詳細的基于優(yōu)先級的啟發(fā)式算法。2)提出新的備份資源共享策略,來進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資源共享保護算法,該算法采用了新的路由策略,盡力尋找低優(yōu)先級的業(yè)務(wù)資源作為高優(yōu)先級的備份路資源。最后作者通過仿真分析了算法的性能。 可用性定義為在某個時間段內(nèi),系統(tǒng)或連接正常工作的概率。根據(jù)不同的可用性等級來為用

5、戶提供保護,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制問題,主要貢獻包括了：1)分析了隨時間不改變的可用性保證機制問題及其計算模型。2)提出了一種動態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的時變可用性保證機制,該機制的核心思想是從業(yè)務(wù)連接持續(xù)時間的角度出發(fā),針對在業(yè)務(wù)持續(xù)時間內(nèi)出現(xiàn)的不同可用性要求,通過對備份資源的調(diào)整,來達到用戶可用性要求保證。仿真結(jié)果表明了該機制比時不變可用性保證機制能節(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)模的逐漸擴大,光骨干網(wǎng)承載的業(yè)務(wù)種類越來越趨于多樣化。雙鏈路失效的保護已經(jīng)不能滿足于一些客戶。這些客戶需要能對三鏈路失效的抗毀能力。現(xiàn)有文獻已經(jīng)提出了對于雙鏈路失效,通常的方法是先計算出工作通路,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)中計算兩條風(fēng)險分離的保護通路。同樣的道理,對于三鏈路失效問題,我們要找出一條工作路和三條保護路。但是這對于三連通波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)是不可行的,因為我們無法在一個