光网络虚拟化中的拓扑研究

发布时间：2020-04-01 23:23

【摘要】：光网络虚拟化作为解决当前网络容量不足和“网络僵化”问题的关键技术,在网络资源利用中发挥着重要的作用。虚拟光网络VON(Virtual Optical Network)故障恢复作为光网络虚拟化应用中的一个关键功能,对光网络虚拟化的工作效率有着很大的影响。此外,随着自动驾驶、车联网等对网速和网络时延具有极高要求的新型业务的发展,虚拟光网络故障恢复时长变得更加重要。本文重点围绕虚拟光网络故障恢复的问题,对虚拟化光网络的底层拓扑进行了研究,基于拓扑分析提出了两种无备份资源的虚拟光网络故障恢复算法,P-cycle保护虚拟光网络恢复算法PP-VON-RA(P-cycle Protection Virtual Optical Network Recovery Algorithm)和P-cycle优先重路由协同保护虚拟光网络恢复算法 PPRCP-VON-RA(P-cycle Priority Rerouting Collaborative Protection Virtual Optical Network Recovery Algorithm),解决了故障VON恢复时长的问题。相较于典型的无备份资源的重路由恢复算法,恢复时长缩短了60%以上,极大的减小了网络的整体时延。本文的主要工作及创新成果包括以下四个方面:第一,提出了一种基于深度优先搜索的拓扑分析算法DFSTAA(Depth-first Search Topology Analysis Algorithm)。通过分析光网络虚拟化过程中的底层拓扑特性,将其抽象成环、链模型的简单组合,设计了基于DFS的拓扑分析算法DFSTAA。该算法可以高效的搜索网络中的环链结构,用于复杂拓扑结构的清晰再现。第二,提出了一种基于P-cycle保护的虚拟光网络恢复算法PP-VON-RA。通过DFSTAA算法进行预计算,对底层网络SN(Substrate Network)中的每条链路预先进行P-cycle机制保护,快速恢复虚拟光网络中的链路故障。该算法极大的减少了故障虚拟光网络的恢复时长,降低了网络时延。第三,提出了 P-cycle优先重路由协同保护的虚拟光网络恢复算法PPRCP-VON-RA。该算法权衡了恢复时长和恢复成功率。在保证较高恢复成功率的同时,将恢复时长缩短了61%。第四,针对不同业务的虚拟光网络请求,提出了业务恢复容忍时长BRT(Business Recovery Tolerance)的概念,针对不同BRT的VON业务,给出了一个应用保护恢复算法的指导方案,优化了用户体验。
【图文】：

力不足等方面的问题，因此无论是ＳＤＨ网络还是ＷＤＭ网络，当其面临庞大网络流量挑战时，很大程度上均不能满足日趋增加的业务传输需求，下一代的网络技术ＯＴＮ技术应运而生。逡逑ＯＴＮ光传送网技术作为传统光网络技术和智能光网络技术间的过度技术具有ＳＤＨ网络和ＷＤＭ网络可运行管理和高速大容量等优点。逡逑近年来，伴随着用户对智能化和自动化网络需求越来越高，光网络技术朝能化方向不断发展，自动交换光网络ＡＳＯＮ技术如期而至［２］。ＡＳＯＮ网络能够能化的自动完成光网络交换功能，相比传统光网络只包括传送平面和管理平ＡＳＯＮ技术最大的特点拥有功能强大的控制平面，且控制平面相对独立，可以能的实现诸如路由设置、网络自动恢复和业务调度等功能操作，具有分布式处能力和端到端的网络监控保护恢复能力。随着分组业务的出现，ＰＴＮ分组传送技术应运而生。ＰＴＮ是一种多业务的统一传送技术，是基于分组交换、面向连的。有可靠性高、可用性强、安全性高等特点，可以满不同力度和不同类型的务需求。当然，ＰＴＮ技术也有一些不足之处，如不支持很复杂的业务需求，目还没有被广泛的商用。逡逑』＆设备演进逡逑

目前对虚拟网络生存性保护方式可以从多个角度进行分类，例如按照有无备逡逑份资源分类，按照保护故障类型进行分类等。根据备份资源使用情况分类，可以逡逑进行如图１－２所示的分类；根据保护故障类型分类，可分为针对单链路故障保护、逡逑针对单节点保护、针对多链路故障保护等不同保护方式。逡逑文献［９］主要针对的是单节点故障，提出了一种轻量级的虚拟网络可靠映射逡逑算法，，当节点出现故障时，保证除故障节点外虚拟网络其他部分仍然保持连通，逡逑以期将损失降到最小［９］；文献［１０］重点关注单条链路发生故障，提出了两种不同逡逑备份资源的保护机制，共享按需备份保护机制，以及共享预先备份保护机制，目逡逑的是提高底层网络资源利用率［１％文献［１１］首次考虑位置约束条件，提出了位置逡逑限制的可生存性虚拟网络映射模型［１１］；文献［１２］从大规模区域性故障角度分析逡逑ＳＶＮＥ中资源分配的效率问题［１２］；文献［１３］重点解决单链路故障问题，基本思想逡逑是利用路径切割方法，将虚拟链路上的所需资源量分布于多条物理网络路径之上，逡逑寻求最佳路径分割数量
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.1

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本文编号：2611097