SDON中路由和波长分配问题的全局优化算法研究

摘要

软件定义光网络可以促进复杂网络操作的自动化，并为用户提供了对网络的更多控制功能，从而使新服务和协议的部署更加灵活。同时由于软件定义光网络结构中光网络的中心管理器架构，使得软件定义光网络结构非常适合进行全局并发优化。在这种新的结构下，如何为运营商并发请求的多条业务请求分配路由和波长资源成为关乎网络资源配制高效性的重要问题。 首先对通信网络中的路由波长分配问题算法进行了调研，并对不同的算法及其业务场景进行了分述。使用数学模型从已知、约束、目标、决策等方面对问题进行了精确定义，将问题转化为带波长转换器的路由波长分配问题。然后对传统的迪杰特斯拉算法进行改进，加入启发信息，使用启发式寻路算法对单业务的路由和波长分配方案进行求解，同时加入了波长代表和波长分批策略进行加速。并首次将单业务求解策略作为一种邻域动作，使用带扰动的迭代局部搜索算法对多业务同时并发的情况进行全局优化，在考虑网络中原有的光路连接同时，得到一组全局相对更优的路径集合。 生成了大量不同规模的算例对运营商的需求进行仿真测试，对算法的求解时间，业务请求的阻塞率进行了测试，并将启发式寻路求解单业务的算法与业界通常使用的yen-k短路算法从算法优度和求解时间两方面进行了对比，证明了本算法更能在计算时间和求解质量上达到一种平衡，在可接受的范围内找到一种比较优的解法。最后使用带扰动的迭代局部搜索算法分别与贪心构造和该算法的下界进行对比，展示了带扰动的迭代局部搜索算法对多业务并发优化的目标结果可以起到良好的优化效果。

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