自感知的光交換網(wǎng)絡抗毀技術研究.pdf

1、以波分復用技術為基礎的光交換網(wǎng)絡在整個信息網(wǎng)絡中處于核心骨干地位，是網(wǎng)絡業(yè)務進行端到端傳輸?shù)摹按髣用}”，承擔著業(yè)務高速可靠傳輸?shù)闹厝?。特別是隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，海量不同粒度的異構(gòu)業(yè)務數(shù)據(jù)將涌入起骨干核心作用的光交換網(wǎng)絡中來承載。此時光交換網(wǎng)絡的任意一條鏈路發(fā)生故障，都將導致業(yè)務大量丟失，從而帶來通信的大面積癱瘓或長時間中斷?？梢?，高抗毀性能和動態(tài)可重構(gòu)能力對寬帶網(wǎng)絡的建設及應用至關重要。網(wǎng)絡的抗毀能力直接決定了網(wǎng)絡傳輸?shù)男阅?，抗毀技術

2、是現(xiàn)代計算機及通信網(wǎng)絡重要而具有現(xiàn)實意義的基礎性、前沿性課題，其研究的突破將會極大地推動相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
　　為此，本文圍繞網(wǎng)絡故障后業(yè)務恢復的全過程，瞄準抗毀技術的共性關鍵問題，面向以自感知為底層技術的新型光交換網(wǎng)絡，對快速單故障定位、準確多故障定位、關鍵鏈路動態(tài)保護、業(yè)務感知區(qū)分保護等開展了深入地研究，其具體研究成果包括以下幾方面內(nèi)容：
　　(1)針對現(xiàn)有研究中存在故障定位時間長和對業(yè)務分布依賴高等問題，提出一種光路狀態(tài)

3、感知下的單故障快速定位機制。該機制綜合考慮光交換網(wǎng)絡的長距離、高速率以及透明特性，根據(jù)網(wǎng)絡分簇約束條件，以最小支配集理論為基礎，建立兩級網(wǎng)絡模型。并根據(jù)算法特點，定義了適用于該算法的“矩陣與”運算，故障后簇頭節(jié)點以及匯聚節(jié)點通過對各節(jié)點發(fā)送的矩陣進行“矩陣與”運算，從而實現(xiàn)快速準確的故障定位。仿真實驗表明，該機制在不同業(yè)務分布模型下，能以較低的復雜度和資源開銷，有效降低對業(yè)務分布的依賴，極大地提升了故障定位率，減少了故障定位時間。

4、>　　(2)為解決骨干光網(wǎng)絡中多故障并行準確定位難題，提出一種多纖中斷感知的故障定位機制。首先根據(jù)騎士巡游理論建立網(wǎng)絡模型，采用帶有約束條件的網(wǎng)元抽象方法將網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)映射到有洞棋盤上；然后通過周期性發(fā)送探測信號動態(tài)地感知收集有效光路的路徑信息；最后迭代地進行鏈路匹配判定故障鏈路。理論分析以及仿真實驗表明，所提出的機制能夠準確地定位網(wǎng)絡中多個并發(fā)的鏈路故障，且時間復雜度較低，具有較強的擴展性。
　　(3)為對網(wǎng)絡中動態(tài)的關鍵鏈路提供快

5、速低開銷保護，提出一種融合網(wǎng)絡編碼理論的關鍵鏈路感知智能 p圈保護策略。該策略聯(lián)合關鍵鏈路產(chǎn)生的靜態(tài)和動態(tài)因素，通過圈上節(jié)點對備用數(shù)據(jù)的線性編碼，建立整數(shù)線性規(guī)劃模型選擇出靜態(tài)環(huán)境下的最優(yōu)保護圈，并根據(jù)網(wǎng)絡中鏈路關鍵性的動態(tài)變化，使用啟發(fā)式的圈構(gòu)造算法生成、擴張、收縮保護圈，從而對感知到的關鍵鏈路提供智能自適應的高可靠保護。仿真實驗表明，所提策略通過貢獻因子的調(diào)節(jié)能盡可能地將待保護關鍵鏈路置為 p圈的跨接鏈路，從而獲得較低的阻塞率，能極

6、大地提升資源保護效率，有效地降低故障恢復時間。
　　(4)為將IP業(yè)務準確分類，并根據(jù)所分優(yōu)先級類別進行高效合理的區(qū)分保護，提出一種業(yè)務屬性感知的區(qū)分保護策略。定義信息重要度來評估業(yè)務特征對業(yè)務分類的貢獻大小，并將其與貝葉斯理論相結(jié)合建立業(yè)務優(yōu)先級分類模型，然后考慮不同級別業(yè)務的服務質(zhì)量參數(shù)，采用波長分層拓撲合理調(diào)用波長分配，提供高質(zhì)量的差異化區(qū)分保護。仿真實驗表明，所提策略實現(xiàn)了高精度的業(yè)務分類，能對受損業(yè)務進行均衡分配，且比傳