彈性光網(wǎng)絡(luò)中的帶寬去碎片算法研究.pdf

1、現(xiàn)在，彈性光網(wǎng)絡(luò)由于具有靈活的頻譜管理特性吸引了很多研究者的目光。但是與此同時，由于頻譜分配粒度變小，使得頻譜碎片問題變得嚴重，該問題已經(jīng)成為公認的影響彈性光網(wǎng)絡(luò)性能的因素之一。目前有很多工作開始研究怎樣較小帶寬碎片化程度。
　　然而，解決該問題有很多方面的挑戰(zhàn)。第一，是算法擴展性問題。很多現(xiàn)有工作，并沒有對所設(shè)計的算法進行可行性分析。而在實際中，頻譜去碎片問題通常規(guī)模較大，需要在合理的時間內(nèi)得到解決。第二，除了去碎片性能，在去碎

2、片過程中發(fā)生的延時和流量打斷等也同樣需要考慮，因為這些因素是決定一種去碎片方案是否在實際中可行的判斷標準，而現(xiàn)在缺少量化這些物理量的模型。第三，我們不但要關(guān)心怎樣整理頻譜，還要同時注意所設(shè)計方案的可行性。可行性指的是雖然我們可以按照設(shè)計的算法進行頻譜整理，但是如果這種方案會造成大量的流量打斷也是不可接受的。綜上，本課題除了考慮去碎片算法在減小阻塞率方面的性能，同時盡量最小化去碎片帶來的延時和流量打斷。
　　首先，本課題提出了系統(tǒng)的

3、串行去碎片流程，包括去碎片對象選擇算法，基于碎片避免的路由和頻譜分配算法，請求遷移算法。仿真結(jié)果表明，我們的算法不但在減小阻塞率方面具有較好的性能，同時能夠有效的減小流量打斷的比例。
　　其次，本課題對基于軟件定義彈性光網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)下的去碎片延時和流量打斷進行了建模，分別給出了并行和串行去碎片的延時和流量打斷的量化分析方法。
　　再次，本課題研究了并行去碎片算法。首先，我們證明被動并行去碎片問題是一個strong NP-ha

4、rd問題，并且需要最優(yōu)解。因此我們主要研究主動并行去碎片問題。盡管這個問題為APX-hard問題，但是不需要求得最優(yōu)解。我們設(shè)計了基于拉格朗日松弛的啟發(fā)式算法。仿真結(jié)果表明，我們的算法能夠在較少的迭代次數(shù)內(nèi)得到高質(zhì)量的解。
　　通過比較串行和并行去碎片方案，我們發(fā)現(xiàn)串行去碎片可以更好的整理頻譜從而更大程度的減小阻塞率。相比之下，并行去碎片算法犧牲了一些去碎片的性能，卻能夠取得最小的去碎片延時和流量打斷。服務(wù)提供商可以根據(jù)我們的算法