IP over WDM光网络生存性路由机制的设计与仿真实现

摘要

近年来Internet业务的爆炸性增长给传统的传送网络带来了前所未有的挑战，推动着电信传送网络向高带宽、多业务方向发展。随着波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)技术的日益成熟，它所能提供巨大传输带宽已成为解决网络高带宽需求的有效解决途径。为了降低网络运营成本，提高带宽资源利用率，将IP这种行之有效的、支持分组化业务的协议与WDM光网直接结合，即IP over WDM已成为光网络发展的趋势。这种高带宽，多层次的网络一旦发生故障，将造成大量数据的流失，带来不可估量的后果。此外，网络规模的不断扩大，多个网络运营商的并存，使得实际的骨干光网络是由多个自治域互联而成。基于此背景，本文提出了IP over WDM光网络生存性路由机制。
　　综合考虑业务请求对延迟的要求、保护等级的要求及网络在遭遇到人为攻击或自然灾害时产生的连续性故障，本文设计了IP over WDM光网络的生存性路由机制。首先，在每个域的边界点上引入边界列表，存放该域到目的域的K个下一跳域间链路，指导业务请求进行域间路由;其次，为各个域设计了多层辅助图，解决了域内IP层与光层的路由计算与波长分配问题，根据业务请求的延迟要求，在多层辅助图上为其计算工作路由并分配波长实现域内路由及波长分配;然后，当域内无满足业务需求的路由时，根据域的边界点上存储的边界列表，对路由进行域内及域间回溯，直至为业务请求找到一条从源节点到目的节点的满足要求的工作路径为止;最后，针对人为攻击或自然灾害发生时，周围链路可能不是全部失效的，引入PSRLG（Probabilistic Shared Risk Link Group）模型的概念到保护路径的计算中，根据边界列表为业务请求寻找域问路由，根据保护等级在各个域的多层辅助图上为其计算保护路由并分配波长。
　　为了验证本文设计机制的可行性和有效性，进行了仿真实现与性能分析。仿真结果表明，本文设计的机制可以有效地解决IP over WDM网路中的路由的生存性问题，具有良好的性能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 IP over WDM光网络概述

1．1．1 WDM技术

1．1．2 IP over WDM

1．2 IP over WDM光网络生存性

1．2．1 IP over WDM光网络的生存性技术

1．2．2 多域光网络的生存机制

1．2．3 IP over WDM的多层生存机制

1．3 课题来源

1．4 本文组织结构

第2章 相关技术与理论

2．1 路由与波长分配

2．1．1 路由选择

2．1．2 波长分配

2．1．3 波长分层图

2．2 PSRLG

2．3 业务量疏导

2．4 本章小结

第3章 IP over WDM光网络生存性路由机制设计

3．1 网络模型

3．1．1 网络节点

3．1．2 物理链路

3．1．3 参数定义

3．2 多层辅助图

3．3 单域多层的路由机制

3．3．1 低延迟要求业务的路由机制

3．3．2 中延迟要求业务的路由机制

3．3．3 高延迟要求业务的路由机制

3．4 单域多层的保护机制

3．4．1 高等级保护机制

3．4．2 中等级保护机制

3．4．3 低等级保护机制

3．5 多域多层路由机制

3．5．1 域问路由

3．5．2 回溯机制

3．5．3 多域路由

3．6 多域多层保护机制

3．6．1 多域多层保护

3．6．2 多域恢复

3．7 本章小结

第4章 仿真实现与性能评价

4．1 仿真环境

4．2 仿真实现

4．2．1 仿真程序的总体框架

4．2．2 重要数据结构与函数

4．3 性能评价

4．3．1 拓扑用例

4．3．2 基准算法

4．3．3 性能评价指标

4．3．4 生存性路由机制的性能评价

4．4 本章小结

第5章 结束语

参考文献

致谢