通信網絡的業(yè)務規(guī)劃及保護關鍵技術研究.pdf

1、在近幾年中,隨著云計算技術和移動終端服務的快速發(fā)展,通信網絡承載的業(yè)務流量迅速增多,通信網絡在人們日常的生活工作中扮演的角色越來越重要,用戶也對通信網絡的承載能力、穩(wěn)定性和健壯性提出了更高的要求。業(yè)務的路由規(guī)劃和保護這一通信網絡中的關鍵問題,對通信網絡的承載能力、穩(wěn)定性和健壯性有著極為重要的影響。對業(yè)務的路由規(guī)劃直接影響到通信網絡的業(yè)務接納能力和資源利用狀況,而對業(yè)務的路由提供保護則可以有效的提高通信網絡的穩(wěn)定性和健壯性。本文著眼于通信

2、網絡的業(yè)務路由規(guī)劃和保護問題,重點關注了IP網絡的業(yè)務路由保護問題和彈性光傳輸網絡的業(yè)務規(guī)劃問題。
　　IP快速重路由是互聯網工程任務組提出的快速響應IP網絡的元件失效的框架標準。在網絡發(fā)生失效后,IP快速重路由框架可以把業(yè)務恢復時間縮短至數十毫秒,從而保護業(yè)務不受失效的影響。在近十年內已出現了很多IP快速重路由機制,在這其中,無環(huán)保護路最簡單最易于部署,但無法保證覆蓋所有的失效場景。而另一方面,最大冗余樹可以實現對單元件失效的1

3、00％保護,但是最大冗余樹提供的保護路由更長,更容易引起流量集中和過載,引發(fā)網絡擁塞。本文在分析對比了無環(huán)保護路和最大冗余樹的優(yōu)缺點后,提出了結合這兩種機制的IP快速重路由機制MRT+LFA,以利用這兩種機制的優(yōu)點提高保護質量。仿真實驗的結果顯示,本文提出的IP快速重路由機制MRT+LFA,與無環(huán)保護路相比可以保護更多的業(yè)務不受失效影響,與最大冗余樹相比可以有效的縮短保護路由、減少流量集中、避免網絡擁塞。
　　頻譜彈性分切光路網絡

4、(SLICE networks)是一種可以實現靈活的頻譜帶寬分配的彈性光網絡結構。與傳統(tǒng)的波分復用(WDM)光網絡相比,SLICE網絡可以實現對頻譜帶寬的靈活分配,從而有效的提高頻譜資源的利用率,增大網絡容量,提高網絡承載業(yè)務的能力。SLICE網絡中的一個基礎問題,是在業(yè)務請求接入網絡時為業(yè)務計算路由和分配頻譜資源,即路由與頻譜分配(RSA)問題。本文關注SLICE網絡在動態(tài)業(yè)務和靜態(tài)業(yè)務兩種場景下的路由與頻譜分配問題,并提出相應的RS

5、A算法。
　　在解決動態(tài)RSA問題時,本文提出將動態(tài)RSA問題分解成路由問題與頻譜分配問題兩個子問題。本文提出一個多約束路由算法SFPS來解決路由問題,并證明了算法的正確性,分析了算法的時間復雜度。而在考慮頻譜分配問題時,本文設計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。仿真實驗的結果顯示,本文提出的動態(tài)RSA算法(SFPS+FS和SFPS+AS)與已有的動

6、態(tài)RSA算法相比,可以有效的提高計算效率,降低網絡阻斷率,減少頻譜碎片,提高資源利用率。
　　在解決靜態(tài)RSA問題時,本文提出將批量業(yè)務按照某種順序逐個規(guī)劃,從而將靜態(tài)RSA問題轉化成動態(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)務路由的