光网络中基于SRLG通路保护的动态RWA算法

基于共享风险链路组SRLG(shared risk link group)的通路保护策略是光网络中的一种重要的生存性机制,而合理的通路保护路由与波长分配RWA(routing and wavelength assignment)算法是实现该生存性机制的一个关键.研究了基于SRLG通路保护的动态RWA算法,包括专用通路保护和共享通路保护算法;使用了不同的选路和波长分配算法分别实现了基于这两种通路保护策略的RWA算法,并对其性能进行了计算机仿真,研究了不同路由和波长分配算法对通路保护算法性能的影响.从仿真结果可以看出:通过使用更好的选路和波长分配算法可以进一步提高基于SRLG通路保护的动态RWA算法的性能.     

一种跨层共享保护单播路由机制

为了减少IP over WDM光互联网中发生故障时受影响的业务数,提出了一种跨层共享保护单播路由机制.该路由机制可以在稀疏波长转换和光收发器数等多约束条件下,通过建立多层辅助图将多约束问题转换为图论问题,为业务在IP层提供保护,同时为重负载工作光路提供WDM层保护.此外,为了提高资源的利用率,提出了一种资源共享策略.根据共享资源的粒度,该资源共享策略可以分为逻辑链路保护资源共享策略和波长链路保护资源共享策略.基于欧洲教育科研网GEANT拓扑的仿真结果表明,与专用保护单播路由机制相比,所提路由机制具有更低的阻塞率和更高的负载均衡度,能够有效解决光网络生存性问题.     

波长可变光网络中支持QoS的动态RWA算法

首先研究了部分波长可变WDM网状网中的网络生存性,而后结合分层图模型提出了一种在动态业务情况下的支持不同服务质量(QoS,Quality of Service)要求的路由波长分配算法,仿真结果表明该算法具有很好的性能,提高了全网的资源利用率,满足了客户层业务在建立光通路时不同的QoS要求对网络阻塞率的要求.     

多纤光网络的光纤物理路由最大不相关算法

由于外力施工和自然灾害等原因,往往会造成同一物理路由的多根光纤同时断裂,因此在多纤光网络中,确定工作通道和保护通道,仅与链路无关还不够,必须要求物理路由不相关.基于这一观点,从提高网络生存性的角度出发,提出了一个适合于多纤光网络的路由波长分配算法———光纤物理路由最大不相关算法.文中介绍了算法的基本思想、实现方法、仿真模型及结果示例.     

WDM网络中带有时延感知的混合区分保护策略

针对WDM光网络中为业务提供恢复时延保证造成网络开销过大的问题,提出一种带有时延感知的混合区分保护策略.该策略感知不同业务的时延要求从而划分业务优先级,然后充分利用P圈恢复速度快和共享通路保护资源利用率高的优点,分别对不同优先级业务进行混合区分保护,从而保证高低优先级业务不同的恢复时延要求;同时,采用遗传-整数线性规划算法选择覆盖全网的最优P圈,并通过链路代价函数均衡网络负载,从而进一步提升P圈的保护性能.仿真结果表明:所提区分保护策略具有较低的网络阻塞率,有效地提升了资源保护效率.     

一种基于邻居路由表的Chord改进算法

利用空间换取时间的基本思想,提出一种基于邻居路由表的Chord改进算法NRToChord,该算法中每一个节点都维护一个具有更多节点信息的感知表,在路由过程中能够获取到与目标更加接近的下一跳节点,以提高路由效率,满足对路由时延有着更为苛刻要求的应用需要(如紧急通信,实时语音业务等).通过仿真实验证明:该算法在少量增加节点路由表容量的前提下,资源查找过程中的逻辑路由路径长度和物理路由时延都能缩短30%以上.     

NGI中反应式一体化容错QoS单播路由机制

在IP/DWDM光Internet中,如何提高其容错能力同时改善其QoS(qualityofservice)是需要解决的主要问题.容错QoS路由是解决该问题的一个有效方法.采用反应式容错策略,基于启发式A算法,设计了一种一体化容错QoS单播路由机制,在寻找路由的同时进行波长分配.该机制以网络延迟、负载、波长转换代价达到平衡的最佳值为目标,兼顾波长资源的高效利用和故障恢复率的提高.仿真研究表明,该机制是可行和有效的.     

一种分布式局部时延受限的多播路由算法

时延受限多播技术对网络中的实时业务非常重要。为保证受限多播树的服务质量，提出了一种利用局部信息的时延受限多播路由算法。算法要求源节点具有局部信息，即源节点到每个目的节点的时延最短路径信息。此外，其他节点要保存相邻节点和链路的信息。仿真实验结果表明，该算法要好于最短时延树的性能。     

基于ACO和AODV的Ad Hoc网络低时延路由算法

针对Ad Hoc网络中按需路由AODV算法具有较大时延和低能节点死亡,而需频繁路由发现的问题,提出了使用ACO优化AODV的低时延路由算法。首先,加入信息素、节点剩余能量和路径时延,对节点路由表进行改进。通过前向蚂蚁和后向蚂蚁进行路由发现。设计了伪随机分配法选择下一跳节点。在蚂蚁行进的过程中进行局部信息素更新。当前向蚂蚁到达信宿节点时对全局信息素进行更新。同时选择总时延较小的路径分配后向蚂蚁并作为最终路由。仿真实验证明能正确地进行路由发现和路由维护,且与AODV和DSR方法相比,具有较高的数据投递正确率和较小的平均端到端延迟。     

弹性光网络中负载均衡的优先共享通路保护

为在弹性光网络中实现最大化的备份频谱资源共享,提出了一种基于负载均衡的优先共享通路保护算法.在降低网络的阻塞率和保护开销时,综合考虑业务的传输距离、频谱资源利用率及链路状态等因素,建立整数线性规划模型确立优化目标,并提出启发式算法对路由和频谱分配联合优化选路,从而提供100%的单链路故障保护.仿真结果表明,与传统共享通路保护算法相比,所提算法在降低网络阻塞率的同时更有效地降低了保护开销,最大限度地实现备份频谱资源的共享.     

DWDM网状网中的路径保护算法

为满足在网络生存性要求的同时提高网络资源的利用率,提出一种区分服务路径保护算法。在基于GMPLS(Generalized Mu lti-Protocol Label Sw itch ing)的DWDM(Dense W avelength D ivision Mu ltip lexing)网络中,当网络节点不具备波长变换能力且只配备有限对光收发器时,该算法针对网络中的高可靠性业务、中等可靠性业务及可抢占式业务对可靠性的不同要求,为其选择不同的保护方案。仿真结果表明:在3种类型业务等概率出现的情况下,可抢占式业务的平均阻塞率增加幅度最小,使带宽碎片造成的资源浪费减少了50%;高可靠性业务的共享程度比,随着连接请求的增加而降低;当网络达到动态平衡时,网络中各链路的总保护通路带宽与总工作通路带宽之比,在0.8~1之间;可抢占式业务所占带宽中属于保护通路的带宽与可抢占式业务所占带宽之比,随着网络负载的增大而增加缓慢。因此该算法在保证业务服务质量要求的同时达到了充分利用网络资源、平衡网络负载的目的。     

A Distributed Routing and Wavelength Assignment Algorithm for Online Muiticast in All-Optical WDM Networks

Routing and wavelength assignment for online real-time multicast connection setup is a difficulttask due to the dynamic change of availabilities of wavelengths on links and the consideration of wave-length conversion delay in WDM networks. This paper presents a distributed routing and wavelength as-signment scheme for the setup of real-time multicast connections. It integrates routing and wavelength as-signment as a single process, which greatly reduces the connection setup time. The proposed routingmethod is based on the Prim's MST (Minimum Spanning Tree) algorithm and the K-restricted breadth-first search method, which can produce a sub-minimal cost tree under a given delay bound. The wave-length assignment uses the least-conversion and load balancing strategies. Simulation results show that theproposed algorithm is suitable for online multicast connection establishment in WDM networks.     

WDM光网络的动态路由等效算法与仿真

针对WDM光网络的特点,提出一种动态的路由和波长分配的等效算法,适用于各个节点不同且具有部分或全部波长转换能力的光网络。采用波长图技术和增加虚拟源节点和目的节点的方法,把WDM网络转化为等效的单波长网络,从而把路由和波长分配问题转化为等效的单波长网络的路由问题,大大简化了算法的程序。最后采用了最短径算法对WDM网络进行了路由选择和波长分配的仿真。     

A distributed routing and wavelength assignment algorithm for online multicast in all-optical WDM networks

Routing and wavelength assignment for online real-time multicast connection setup is a difficult task due to the dynamic change of availabilities of wavelengths on links and the consideration of wavelength conversion delay in WDM networks. This paper presents a distributed routing and wavelength assignment scheme for the setup of real-time multicast connections. It integrates routing and wavelength assignment as a single process, which greatly reduces the connection setup time. The proposed routing method is based on the Prim’s MST (Minimum Spanning Tree) algorithm and the K-restricted breadth-first search method, which can produce a sub-minimal cost tree under a given delay bound. The wave-length assignment uses the least-conversion and load balancing strategies. Simulation results show that the proposed algorithm is suitable for online multicast connection establishment in WDM networks. Biography: Huang Chuan-he(1963-), male, Associate professor, research direction: computer networks, distributed computing systems, quantum computation.     

恢复时间敏感的光网络混合通路保护算法

针对波分复用(wavelength division multiplexing,WDM)光网络中双链路失效的抗毁需求,研究并提出一种恢复时间敏感的混合通路保护算法.该算法通过引入业务连接的恢复时间约束,利用专用保护业务切换时间快而共享保护资源利用率高的特点,采用专用通路保护(dedicated path protection,DPP)与共享通路保护(shared path protection,SPP)相结合的方式,解决业务切换时间与网络资源利用率之间的矛盾,根据服务等级协定(service level agreement,SLA),在网络资源较少的情况下,优先保证高等级业务的保护资源分配,从而为不同等级业务提供灵活的区分业务恢复度的资源配置方案.仿真结果表明,与传统的DPP和SPP相比,恢复时间敏感的混合通路保护算法在满足业务恢复时间门限的前提下,能够在平均恢复时间、网络资源利用率以及业务连接恢复度性能上获得较好地折中.     

Dynamic routing and wavelength assignment algorithm of optical satellite networks based on cross-layer design

In order to overcome the adverse effects of Doppler wavelength shift on data transmission in the optical satellite networks, a dynamic routing and wavelength assignment algorithm based on cross-layer design ( CL-DRWA) is introduced which can improve robustness of the network.Above all, a cross-layer optimization model is designed, which considers transmission delay and wavelength-conti-nuity constraint, as well as Doppler wavelength shift.Then CL-DRWA is applied to solve this mod-el, resulting in finding an optimal light path satisfying the above constraints for every connection re-quest.In CL-DRWA, Bellman-Ford method is used to find an optimal route and a distributed rela-tive capacity loss method is implemented to get an optimal wavelength assignment result on the opti-mal route.Moreover, compared with the dynamic routing and wavelength assignment algorithm based on minimum delay strategy ( MD-DRWA) , CL-DRWA can make an improvement of 5.3%on the communication success probability.Meanwhile, CL-DRWA can meet the requirement of trans-mission delay for real-time services.     

部分波长可变WDM网中支持优先级的波长分配算法

基于链路波长占用独立性假设,改进了在部分波长转换WDM网中已有的RWA算法,提出了一种支持优先级的动态波长分配算法。该算法保证了较高优先级的光路建立请求具有较低的阻塞率,比原有算法更加适合现代光网络中不同业务请求对应不同服务等级的要求：同时该方法适用于链路上配置任意数目转换器的情况。     

基于网络编码的共享链路路径保护机制

网络编码(network coding,NC)方法能够有效地提高路径保护技术的保护效率.但目前提出的基于网络编码的保护机制要求工作路径链路分离,限制了保护机制的性能和应用范围.为此提出一种基于网络编码的有共享链路的路径保护机制(shared-link network coding path protection,SNCPP).该机制将共享链路的端节点加入到保护路径源目的节点集中,采用改进的ASTAR算法建立经过节点集中所有节点的最短保护路径,并利用网络编码实现对有共享链路的路径进行保护.仿真表明所提出的机制在工作路径出现共享链路故障的情况下,能够对网络提供保护,并提高了保护效率.     

面向多播请求的虚拟网络嵌入保护算法

针对弹性光网络(elastic optical networks,EONs)中提高虚拟请求的生存性问题,提出一种基于节点关联度的双树嵌入保护DEP-NCD(dual-tree embedding protection based on node correlation degree) 算法.该算法采用预先规划的方法为工作树分配链路分离的保护树,在发生故障时,能够尽快利用网络中的空闲资源,为中断的请求重新选定路径,保证请求能够不间断传输,减少因故障造成的损失,避免对用户造成严重的影响.仿真结果表明,该算法能最大限度地减少资源的使用,避免冗余多播请求在底层光网络中的传输.     

A Novel Dynamic Routing and Wavelength Assignment Integrate Algorithm in WDM Optical Network

Dynamic routing and wavelength assignment in the wavelength division multiplex optical networks with both dynamic service tragic and limited-range wavelength conversion have been discussed. Based on Moone-Dijkstra algorithm, a novel heuristic dynamic mincost ＆ optimal virtual wavelength path （DMC-OVWP） algorithm is proposed, in which the probability and limitation of wavelength conversion are taken into account. With separation and combination of routing and wavelength assignment sub-problems, RWA problem is optimized. The simulation results for the topology like China Education and Research Network using the algorithm show that low blocking probability is obtained.