通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)規(guī)劃及保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在近幾年中,隨著云計(jì)算技術(shù)和移動(dòng)終端服務(wù)的快速發(fā)展,通信網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)流量迅速增多,通信網(wǎng)絡(luò)在人們?nèi)粘５纳罟ぷ髦邪缪莸慕巧絹碓街匾?用戶也對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的承載能力、穩(wěn)定性和健壯性提出了更高的要求。業(yè)務(wù)的路由規(guī)劃和保護(hù)這一通信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵問題,對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的承載能力、穩(wěn)定性和健壯性有著極為重要的影響。對(duì)業(yè)務(wù)的路由規(guī)劃直接影響到通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)接納能力和資源利用狀況,而對(duì)業(yè)務(wù)的路由提供保護(hù)則可以有效的提高通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和健壯性。本文著眼于通信

2、網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)路由規(guī)劃和保護(hù)問題,重點(diǎn)關(guān)注了IP網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)路由保護(hù)問題和彈性光傳輸網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)規(guī)劃問題。
　　IP快速重路由是互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組提出的快速響應(yīng)IP網(wǎng)絡(luò)的元件失效的框架標(biāo)準(zhǔn)。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生失效后,IP快速重路由框架可以把業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間縮短至數(shù)十毫秒,從而保護(hù)業(yè)務(wù)不受失效的影響。在近十年內(nèi)已出現(xiàn)了很多IP快速重路由機(jī)制,在這其中,無環(huán)保護(hù)路最簡(jiǎn)單最易于部署,但無法保證覆蓋所有的失效場(chǎng)景。而另一方面,最大冗余樹可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單元件失效的1

3、00％保護(hù),但是最大冗余樹提供的保護(hù)路由更長(zhǎng),更容易引起流量集中和過載,引發(fā)網(wǎng)絡(luò)擁塞。本文在分析對(duì)比了無環(huán)保護(hù)路和最大冗余樹的優(yōu)缺點(diǎn)后,提出了結(jié)合這兩種機(jī)制的IP快速重路由機(jī)制MRT+LFA,以利用這兩種機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)提高保護(hù)質(zhì)量。仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示,本文提出的IP快速重路由機(jī)制MRT+LFA,與無環(huán)保護(hù)路相比可以保護(hù)更多的業(yè)務(wù)不受失效影響,與最大冗余樹相比可以有效的縮短保護(hù)路由、減少流量集中、避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。
　　頻譜彈性分切光路網(wǎng)絡(luò)

4、(SLICE networks)是一種可以實(shí)現(xiàn)靈活的頻譜帶寬分配的彈性光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的波分復(fù)用(WDM)光網(wǎng)絡(luò)相比,SLICE網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)頻譜帶寬的靈活分配,從而有效的提高頻譜資源的利用率,增大網(wǎng)絡(luò)容量,提高網(wǎng)絡(luò)承載業(yè)務(wù)的能力。SLICE網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)基礎(chǔ)問題,是在業(yè)務(wù)請(qǐng)求接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)為業(yè)務(wù)計(jì)算路由和分配頻譜資源,即路由與頻譜分配(RSA)問題。本文關(guān)注SLICE網(wǎng)絡(luò)在動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)和靜態(tài)業(yè)務(wù)兩種場(chǎng)景下的路由與頻譜分配問題,并提出相應(yīng)的RS

5、A算法。
　　在解決動(dòng)態(tài)RSA問題時(shí),本文提出將動(dòng)態(tài)RSA問題分解成路由問題與頻譜分配問題兩個(gè)子問題。本文提出一個(gè)多約束路由算法SFPS來解決路由問題,并證明了算法的正確性,分析了算法的時(shí)間復(fù)雜度。而在考慮頻譜分配問題時(shí),本文設(shè)計(jì)了兩種基于頻譜分段的頻譜分配策略,固定分段(FS)和自適應(yīng)分段(AS)頻譜分配策略,以減少頻譜碎片,提高資源利用率。仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示,本文提出的動(dòng)態(tài)RSA算法(SFPS+FS和SFPS+AS)與已有的動(dòng)

6、態(tài)RSA算法相比,可以有效的提高計(jì)算效率,降低網(wǎng)絡(luò)阻斷率,減少頻譜碎片,提高資源利用率。
　　在解決靜態(tài)RSA問題時(shí),本文提出將批量業(yè)務(wù)按照某種順序逐個(gè)規(guī)劃,從而將靜態(tài)RSA問題轉(zhuǎn)化成動(dòng)態(tài)RSA問題加以解決。按照這種思路,本文提出靜態(tài)RSA算法SA-mMRSA。該算法包括子算法SASP和子算法mMRSA。SASP算法采用模擬退火的搜索框架,搜索使得接納業(yè)務(wù)最多的規(guī)劃順序。而mMRSA算法則在最大重用頻譜分配算法框架中加入業(yè)務(wù)路由的