IP over EON網絡中跨層流量疏導算法研究.pdf

1、云計算、物聯(lián)網等新興網絡技術的不斷深入發(fā)展，給骨干傳送網絡中的流量傳輸帶來了巨大挑戰(zhàn)。IP over WDM光網絡憑借波分復用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)技術承載IP業(yè)務的優(yōu)勢成為下一代骨干網的核心技術。然而WDM技術已經不能滿足日益增長的帶寬需求。為了解決這一問題，IP over EON(Elastic Optical Networks，EON)網絡體系結構是未來通信的主流發(fā)展方向;與此

2、同時，IP層業(yè)務帶寬粒度的多樣性以及光通道容量的不斷增大，使得“業(yè)務流”與“光流”存在嚴重的不匹配現象，進而造成網絡資源的浪費。因此，將光層和IP層進行協(xié)作，并且通過自適應地配置光網絡資源以應對IP層流量的變化非常重要。為了解決上述問題，通過流量疏導可以將不同類型的多個低速率業(yè)務流匯聚到一個高速率的光通道上進行傳輸，可有效解決低速的數據流與大容量的光通道之間的適配問題，提高網絡帶寬資源利用率，優(yōu)化網絡性能。因此，在IP層和光層進行跨層路

3、由和資源分配過程中，引入流量疏導技術可實現網絡資源的聯(lián)合優(yōu)化。
　　目前，隨著數據業(yè)務的迅速增長，網絡的能耗問題日益突出，并且光網絡中物理損傷是影響信號傳輸質量的主要因素。本論文針對流量疏導過程中業(yè)務的傳輸質量需求，分析了能耗和損傷多參數約束的網絡環(huán)境，深入研究了業(yè)務連接提供問題，從網絡全局的角度對網絡流量進行疏導，在保證業(yè)務傳輸質量的同時，降低了網絡的能耗，提高了頻譜資源利用率，旨在從多角度提升網絡的疏導性能。主要研究工作如下:

4、
　　(1)在IP over EON網絡背景下，主要針對流量疏導過程中頻譜資源優(yōu)化問題，設計了基于拓撲融合和調制格式自適應的跨層路由頻譜分配(Cross-layer routing spectrum allocation，CL-RSA)算法，該算法融合了物理拓撲及其抽象出來的虛擬拓撲，利用最小權重優(yōu)先方法進行選路，實現了使用現存虛擬拓撲中虛擬鏈路和物理拓撲中新建光路的方式來共同承載網絡業(yè)務，其中融合拓撲時物理拓撲和虛擬拓撲疊加而成

5、;同時，考慮了物理層損傷(physical-layer impairments，PLI)對信號傳輸的影響，利用自適應調制方案對頻譜資源進行分配。這樣既滿足了業(yè)務的傳輸質量(Quality of Transmission，QoT)需求，降低了網絡阻塞率，同時提高了頻譜資源利用率。
　　(2)主要對IP over EON網絡中能耗及光層物理損傷等網絡參數進行了研究，通過對跨層網絡中能耗參數和物理損傷鏈路模型的分析，設計了損傷-能耗綜合

6、鏈路狀態(tài)評估模型，將損傷和能耗作為判斷網絡資源狀態(tài)的有效依據，利用最小權重優(yōu)先的方法進行能源有效地選路。
　　(3)在IP over EON網絡背景下，主要針對流量疏導過程中能耗優(yōu)化問題，綜合考慮物理層損傷和能耗因素對跨層網絡路由過程的影響，基于綜合鏈路狀態(tài)評估模型，設計了損傷-能耗多參數約束的CL-RSA算法。該算法在選路的同時，將能耗與損傷作為多參數約束條件，在所選路徑中的每個節(jié)點處進都會估計QoT，判斷其是否滿足傳輸需要，在