有負載限制的SONET環(huán)上的路由.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)傳輸和多媒體數(shù)據(jù)通信的飛速發(fā)展，同步光學(xué)網(wǎng)絡(luò)(SONET)作為一種更快，更有效和更低費用的傳輸技術(shù)現(xiàn)逐漸為更多的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商所采用。同步光學(xué)網(wǎng)絡(luò)(SONET)的基本結(jié)構(gòu)是SONET環(huán)，它通過安裝在環(huán)節(jié)點上的加減多路器(ADMs)來發(fā)送、接受和中繼信息。這些多路器的容量決定了SONET環(huán)實際的帶寬，即一般情況下，每個SONET環(huán)都存在一個帶寬限制(容量)C，使得環(huán)上每個鏈接都不能夠通過多于C單位的需求傳送。 在SONE

2、T環(huán)的設(shè)計和應(yīng)用中出現(xiàn)了許多富有挑戰(zhàn)的問題，例如環(huán)負載問題，逆向旋轉(zhuǎn)環(huán)上負載平衡的路由問題和節(jié)點容量有限的環(huán)上路由問題。這些問題實質(zhì)上都是組合優(yōu)化中經(jīng)典的整數(shù)多商品流問題，一般是NP-困難的，但在一些特殊情形下是多項式時間可精確求解的。當SONET環(huán)是無向環(huán)時，截準則在問題求解和近似算法設(shè)計中起到了關(guān)鍵作用；但當SONET環(huán)是有向環(huán)時，這個準則失去了效用，此時，基于線性規(guī)劃的舍入技術(shù)成為算法設(shè)計的重要方法，在逆向旋轉(zhuǎn)SONET環(huán)負載平衡

3、問題的算法研究中采用這個方法獲得了一些好的結(jié)果。 本文主要考慮SONET環(huán)應(yīng)用過程中提出的一個組合最優(yōu)化問題：在有負載限制的逆向旋轉(zhuǎn)環(huán)上，給定一組信息發(fā)送需求，每個需求都可以沿其發(fā)點和收點之間的兩個可能的路徑之一(順時針或逆時針)進行傳送，我們需要確定一個路由方案，即確定哪些需求被傳送以及沿哪個方向傳送，使其滿足環(huán)容量限制并使得被傳送的需求數(shù)目(通過量)達到最大。我們把這個問題稱為有負載限制的逆向旋轉(zhuǎn)SONET環(huán)上的路由問題(簡

4、記為LRRR)。 通過對線性規(guī)劃舍入技術(shù)的精巧應(yīng)用，我們給出了SONET環(huán)上LRRR問題的一個多項式時間算法。該算法在至多超出環(huán)容量一個單位的前提下，得到了一個需求通過量不少于最優(yōu)值的路由方案。對這一算法的進一步修改，可以得到LRRR問題的一個性能比為1-2/c+1的近似算法，這一結(jié)果符合應(yīng)用的要求。就我們所知，目前對LRRR問題的研究很少。根據(jù)該問題的特點，我們在算法設(shè)計中對現(xiàn)有的算法技術(shù)做了許多修改和推廣，并使用了無向環(huán)中的