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1、電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文抗毀WDM網(wǎng)狀光網(wǎng)絡(luò)中的保護(hù)算法研究姓名：曹勁申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)指導(dǎo)教師：李樂民20070613中文摘要恢復(fù)時(shí)間，因?yàn)闃I(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間不僅與保護(hù)分段的跳數(shù)有關(guān)，也與工作分段的跳數(shù)有關(guān)，因此本章又提出了一種共享分段保護(hù)算法，該算法采用了保護(hù)圈的概念，通過對每個保護(hù)圈跳數(shù)的限制來達(dá)到對工作分段和保護(hù)分段總跳數(shù)的限制，這樣就能更加有效地縮短業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間。最后作者通過大量的仿真分析了算法的性能?？煽啃远x為在某個時(shí)間段內(nèi)，系統(tǒng)或連接正常工作的概率。根據(jù)不同的可靠性等級來為用戶提供保護(hù)，可以更加合理地分
2、配網(wǎng)絡(luò)資源，因此本文的第三章研究了WDM網(wǎng)狀光網(wǎng)絡(luò)中支持區(qū)分可靠性的專用保護(hù)問題，主要貢獻(xiàn)包括了：1)分析了專用通路保護(hù)和專用分段保護(hù)模型下的可靠性計(jì)算問題，分析了專用保護(hù)模型下的業(yè)務(wù)恢復(fù)過程。2)提出了一種動態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的啟發(fā)式專用保護(hù)算法，該算法的核心思想是從目的節(jié)點(diǎn)出發(fā)，反向逐跳計(jì)算保護(hù)分段，通過僅對工作通路上的某段進(jìn)行保護(hù)來提高整個連接的可靠性，以達(dá)到用戶要求。仿真結(jié)果表明了該算法對比通路保護(hù)可以節(jié)約更多的網(wǎng)絡(luò)資源并進(jìn)一步縮短業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間。3)針對前面提出的算法，本文作者又提出了一種改進(jìn)算法，主要針對分段的方式進(jìn)行了改進(jìn)，該
3、算法的核心思想是從網(wǎng)絡(luò)中可靠性最低的鏈路開始，并向兩側(cè)擴(kuò)展，找到工作通路上最需要被保護(hù)的分段，再為該分段計(jì)算保護(hù)路，試圖利用最少的保護(hù)資源來使整個連接的可靠性達(dá)到要求。通過仿真對比，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)算法可以進(jìn)一步縮短保護(hù)路的跳數(shù)，降低阻塞率并縮短業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，光纖鏈路問由于共享了某些相同的物理設(shè)備(如光纜，隧道，旁路等)而具有了故障的關(guān)聯(lián)性，這點(diǎn)可以利用共享風(fēng)險(xiǎn)鏈路組SRLG(SharedRiskLinkGroups)來表示?，F(xiàn)有文獻(xiàn)已經(jīng)證明了為源宿節(jié)點(diǎn)計(jì)算SRLG分離路徑對的問題是NP．C的，因此通常的做法都是先計(jì)算工作通路
4、，然后再把工作通路上的所有鏈路以及網(wǎng)絡(luò)中所有與工作通路具有相同SRLG的鏈路刪除掉，再在剩余的網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算保護(hù)通路。在某些特定的情況下，即使網(wǎng)絡(luò)中存在SRLG分離的路徑對時(shí)，采用上面的方法也無法找到SRLG分離的路徑對，這就是所謂的“陷阱”問題。本文的第四章研究了抗毀WDM網(wǎng)狀光網(wǎng)絡(luò)中SRLG分離約束下的保護(hù)設(shè)計(jì)問題，作者采用了兩點(diǎn)措施來解決“陷阱”問題：1)利用K路由算法來計(jì)算多條候選工作通路，并試圖尋找與工作通路完全SRLG分離的保護(hù)通路，通過仿真分析得到在一般規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中，通常選取K=3就可以成功地計(jì)算出完全SRLG分離的路徑對
5、。2)在滿足足夠低的同時(shí)失效概率下，允許工作通路和對應(yīng)的保護(hù)通路之問有部分SRLG重疊，這點(diǎn)對于網(wǎng)絡(luò)中根本不存在完全SRLG分離路徑對時(shí)更加有效。保護(hù)通路之間的資源共享也考慮了同時(shí)失效的概率，即只要工作通路之間同時(shí)失效的概率足夠低，即使它們并不完全SRLG分離，也允許它們各自對應(yīng)的保護(hù)通路共享兒中文摘要保護(hù)資源，這樣可以進(jìn)一步提高資源共享度，節(jié)約網(wǎng)路資源。在WDM網(wǎng)狀光網(wǎng)絡(luò)中，保護(hù)設(shè)計(jì)的主要目的就是為了實(shí)現(xiàn)高效快速的業(yè)務(wù)恢復(fù)，一些實(shí)時(shí)性要求較高的業(yè)務(wù)對故障后的業(yè)務(wù)恢復(fù)速度要求很高，因此業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間成為了衡量一個保護(hù)算法的重要性能指標(biāo)
6、。對比端到端的通路保護(hù)，分段保護(hù)可以通過限制保護(hù)路的長度來縮短業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間，而目前的很多文獻(xiàn)也都是通過對保護(hù)路的跳數(shù)進(jìn)行限制來控制業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間的，但這種處理只是一種盡力而為的方法，不能嚴(yán)格準(zhǔn)確地限制業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間。因此，本文的第五章研究了WDM網(wǎng)狀光網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)聞嚴(yán)格受限的保護(hù)設(shè)計(jì)問題。主要貢獻(xiàn)在于：1)詳細(xì)分析了共享保護(hù)模型下的業(yè)務(wù)恢復(fù)過程。導(dǎo)出了業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間的計(jì)算公式，通過對網(wǎng)絡(luò)鏈路時(shí)延的特殊設(shè)置，并利用一種時(shí)延受限的最短路徑算法來計(jì)算候選保護(hù)分段，利用這些候選保護(hù)分段所實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間嚴(yán)格滿足要求。2)在計(jì)算候選保護(hù)分段的
7、同時(shí)考慮了保護(hù)資源的共享和SRLG分離的約束。3)結(jié)合已經(jīng)找到的候選保護(hù)分段，設(shè)計(jì)出一種輔助圖，利用該輔助圖計(jì)算出具有最小代價(jià)和的保護(hù)分段集合。綜合上述三點(diǎn)，本章提出了一種在動態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的啟發(fā)式算法，用于計(jì)算業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間嚴(yán)格受限且代價(jià)和最小的保護(hù)路，作者對算法進(jìn)行了仿真并分析了其性能。關(guān)鍵詞：波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)，抗毀性，保護(hù)算法，分段保護(hù)，共享風(fēng)險(xiǎn)鏈路組，區(qū)分可靠性，業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)問111AbstractAbs仃actWitlltherapiddevelopmentofIntemet．thetremendousrequireddemandi
8、nband、^，idthissuearealchallengetoourcommunicationnetworks．TheWavelengthDivisionMultiplexing(W-DM)technologyhasmadeitp
