光網(wǎng)絡(luò)中保護(hù)和業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)問題的研究.pdf

1、光網(wǎng)絡(luò)中的波分復(fù)用技術(shù)(WDM)不僅滿足了現(xiàn)有因特網(wǎng)中對(duì)于帶寬的需求，也為將來可能在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)中出現(xiàn)的具有巨大帶寬需求的新應(yīng)用提供支持?，F(xiàn)在一條光纖鏈路利用波分復(fù)用技術(shù)能成倍的支持互不重疊的波長(zhǎng)數(shù)目，其中每個(gè)波長(zhǎng)都具有10G-40G的帶寬容量。同時(shí)光網(wǎng)絡(luò)中的資源分配問題越來越得到重視，即如何在相對(duì)有限的資源下提供更多的服務(wù)，并且能滿足業(yè)務(wù)的QoS需求，其中路由和波長(zhǎng)分配問題是資源分配中的主要問題。 本文第二、三章介紹光網(wǎng)絡(luò)中

2、保護(hù)的資源分配問題，第四章介紹光網(wǎng)絡(luò)的資源分配問題。 由于光網(wǎng)絡(luò)的巨大傳輸容量，光纖的斷裂或其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的失效勢(shì)必將會(huì)使得大量的業(yè)務(wù)丟失，可能遭受比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)更大的損失。光網(wǎng)絡(luò)中的保護(hù)機(jī)制可以使得在發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)的切換到備用資源，確保網(wǎng)絡(luò)信息的順利傳輸。本文的第二章建立了靜態(tài)路由和波長(zhǎng)分配問題的保護(hù)模型，同時(shí)針對(duì)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的路由和波長(zhǎng)分配問題提出了分解機(jī)制。本文利用Bender分解算法對(duì)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的整數(shù)線性規(guī)劃ILP模型進(jìn)行

3、了分解求解。求解ILP模型可以得到資源分配的最優(yōu)解，但是該問題是NP—C問題，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大的時(shí)候求解時(shí)間較長(zhǎng)，甚至可能造成計(jì)算機(jī)內(nèi)存資源消耗殆盡而找不到可行解。在數(shù)學(xué)理論上，通過數(shù)學(xué)的分解方法對(duì)ILP模型進(jìn)行分解后求解，可以降低問題規(guī)模并得到和原模型相同的最優(yōu)解。通過此類方法。本文將模型進(jìn)行了分解，仿真結(jié)果說明，分解算法可以得到接近于原問題的解，且求解時(shí)間和內(nèi)存消耗都較少。 在時(shí)隙WDM網(wǎng)絡(luò)中，信息在光信道中均以“幀”的方式進(jìn)

4、行傳輸，每一幀又進(jìn)一步劃分成多個(gè)“時(shí)隙”。顯然，相對(duì)于以波長(zhǎng)為粒度的非時(shí)隙WDM網(wǎng)絡(luò)而言，利用相同數(shù)目的光信道，時(shí)隙WDM網(wǎng)絡(luò)可以建立更多的連接。本文的第三章在靜態(tài)業(yè)務(wù)請(qǐng)求下，提出了時(shí)隙分配的ILP模型。文中的仿真在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)，直接求解將得不到最優(yōu)解，只有通過分解方法才能得到最優(yōu)解，同時(shí)也驗(yàn)證了ILP模型的正確性。 在實(shí)際應(yīng)用中，每個(gè)業(yè)務(wù)的通信速率往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一個(gè)波長(zhǎng)的最高傳輸速率。顯然，為每個(gè)業(yè)務(wù)提供一個(gè)專用波長(zhǎng)或者端到端

5、的獨(dú)立光路連接，資源利用率低且不經(jīng)濟(jì)。在WDM光網(wǎng)絡(luò)中，需要研究如何有效地為這些低速業(yè)務(wù)建立連接。業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)是將多個(gè)低速業(yè)務(wù)連接聚合起來用一個(gè)光路傳輸，可以有效地解決這類問題。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，很多業(yè)務(wù)并不僅僅是點(diǎn)到點(diǎn)之間的連接而且還會(huì)有其他各種不同的物理約束。本文的第四章對(duì)于具有復(fù)雜物理約束的業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)問題，提出了基于部分組合和最大收益的捆綁算法。測(cè)試結(jié)果表明，利用捆綁算法可以有效的解決具有復(fù)雜物理約束的業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)問題，并且消耗的總的網(wǎng)絡(luò)