WDM光網(wǎng)絡(luò)中關(guān)于容量設(shè)計(jì)的魯棒研究.pdf

1、隨著全球“信息高速公路”的發(fā)展,以及寬帶視頻、多媒體、網(wǎng)絡(luò)游戲等業(yè)務(wù)的日益興起,特別是Internet業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng),對(duì)光域骨干網(wǎng)的帶寬提出了越來越高的要求。由于IP業(yè)務(wù)的不確定性和不可預(yù)見性,對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的動(dòng)態(tài)分配要求也越來越迫切。在有限的網(wǎng)絡(luò)資源下,如何合理的配置,有效的利用網(wǎng)絡(luò)資源,適應(yīng)新業(yè)務(wù)的需求是當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)面臨的一個(gè)重要問題。同時(shí),WDM技術(shù)可以大大提高鏈路的傳輸容量,也使網(wǎng)絡(luò)的生存性問題日漸突出。在wDM光網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)部件失

2、效時(shí)可能遭受比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)更大的損失。因此對(duì)WDM光網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)量不確定下的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和生存性問題進(jìn)行深入研究不僅具有重要的實(shí)用價(jià)值,而且具有深遠(yuǎn)的理論意義。 近年來,在許多研究領(lǐng)域,如IP網(wǎng)絡(luò)中VPN資源配置、可擴(kuò)展大規(guī)模交換結(jié)構(gòu),以及并行計(jì)算機(jī)互聯(lián)的研究人員陸續(xù)提出了許多新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法或者資源配置方法。其目標(biāo)是在業(yè)務(wù)量矩陣不確定或者鏈路失效狀態(tài)不確定的情況下,如何配置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的路由和帶寬資源,使得全網(wǎng)絡(luò)資源得到最佳利用,并盡可

3、能滿足各種業(yè)務(wù)請(qǐng)求。這種在業(yè)務(wù)量矩陣不確定或者鏈路狀態(tài)不確定情況下的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法被稱為“魯棒設(shè)計(jì)”(Robust Design)。本文的研究工作主要有以下三個(gè)方面的內(nèi)容：基于業(yè)務(wù)量不確定模型的WDM網(wǎng)絡(luò)魯棒資源配置,在鏈路狀態(tài)不確定下的WDM網(wǎng)絡(luò)抗毀魯棒設(shè)計(jì),以及WDM光網(wǎng)路中各種保護(hù)手段的線性規(guī)劃模型設(shè)計(jì)。 第一章是緒論和本文研究背景的介紹,以及本論文的章節(jié)安排。 第二章研究了業(yè)務(wù)量不確定模型下的WDM光網(wǎng)絡(luò)魯棒設(shè)計(jì)問

4、題。本章從資源配置的角度出發(fā),首先以最小化全網(wǎng)的平均阻塞率為目標(biāo)提出一種新的資源重配置RR(Resource Reconfiguration)算法；其次,在網(wǎng)絡(luò)的建立階段考慮業(yè)務(wù)量的不確定性,提出一種針對(duì)業(yè)務(wù)量不確定模型的兩階段魯棒資源配置TPRP(Two-PhaseRobust Provisioning)算法,該算法引入后悔度來衡量網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)劃的過欠配置情況,即配置方案的魯棒優(yōu)劣性。仿真表明,RR算法能有效利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源,降低全網(wǎng)

5、的平均阻塞率；TPRP算法設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)除了全網(wǎng)阻塞率小,而且在各種業(yè)務(wù)請(qǐng)求下都具有較少的資源開銷,魯棒性能好。 第三章研究了鏈路失效不確定情況下的WDM網(wǎng)絡(luò)的魯棒抗毀設(shè)計(jì)問題。本章從恢復(fù)的角度出發(fā),提出了RRO(Resilient Robust Optimization),SP(StochasticProgramming),WCP(Worst Case Programming)三種魯棒抗毀算法,使得所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò),無論在哪條鏈路失效

6、出現(xiàn)的情況下,都能夠以一種相對(duì)最佳的服務(wù)質(zhì)量,即最好的魯棒性來承載網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)請(qǐng)求。仿真結(jié)果驗(yàn)證了這三種算法的正確性和可靠性,特別是RRO算法通過兩階段優(yōu)化的方法使得設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)魯棒性最好,能夠以最好的服務(wù)質(zhì)量承載鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)需求。第四章研究了WDM光網(wǎng)絡(luò)生存性問題中的保護(hù)機(jī)制。常見的保護(hù)手段包括專用保護(hù)和共享保護(hù)。本章主要的研究方向是共享保護(hù)和P-Cycle保護(hù),針對(duì)目前已提出的多種共享保護(hù)機(jī)制(共享通路保護(hù),共享鏈路