动态光网络中基于预测的路由及资源分配算法的研究

摘要

随着互联网技术的飞速发展，传送网规模不断扩张，组网形式更加复杂，网络所承载的业务从单一转向多样。在此背景下，光网络的业务承载从技术上被垂直地分成多个层次，本文研究的 IP/WDM光网络通过有效地结合 IP技术和基于波分复用的光传送技术，实现高速传输业务和带宽的高效利用。因此，它成为通信网的一个重要发展方向。传统意义的WDM网络只能提供以单个波长为最小粒度的带宽，但实际的通信需求通常小于单个波长而造成带宽资源部分浪费，因此，在IP/WDM光网络中如何更好地使用疏导策略，以提高带宽利用率就成为一个重要的研究课题。
　　本文简要介绍IP/WDM光网络、光网络中业务疏导和业务预测技术及其发展状况；概述业务疏导及关键基础技术，光网络中选路与波长分配问题中采用的疏导解决方案，介绍ARMA预测技术在业务预测领域的发展和应用，重点研究所提出一种新的基于预测的动态业务流选路及资源分配算法。
　　本文针对IP/WDM光网络中的动态业务流，提出一种新的利用业务历史信息进行预测的业务疏导算法DWL-HTA-Prediction。该算法在使用疏导策略时，使用历史信息，建立预测模型，对下一时刻业务请求进行预测，预先获知其请求带宽、请求持续时间等信息，为下一时刻的业务请求选择选择优化路径，并预留资源用于承载新到业务。承载业务的路径选择所有候选路径中具有最小折合加权值的路径，该折合加权值考虑了时间重合率与其光路权重。最终通过高效的疏导策略，使业务丢弃率最低，尽可能充分利用波长资源。
　　本文采用C语言完成对所提算法的性能评估，在拓扑为19个结点和31条双向光纤链路的电信骨干网中进行仿真，将仿真结果与其他相关算法进行对比，验证本文所提算法的可行性与有效性，并研究所提算法中的重要参数对仿真结果的影响。
　　最后，进行全文总结，并提出进一步研究方向。

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第一章 绪 论

1.1 IP/WDM光网络概述

1.2 业务预测概述

1.3 研究意义及内容安排

第二章 IP/WDM光网络中业务疏导与预测的原理及研究现状

2.1 IP/WDM光网络结构

2.2 业务疏导与RWA

2.3 动态业务疏导算法研究

2.4 业务预测及时间序列分析法的原理及研究概况

第三章 IP/WDM光网络中基于预测的RWA算法设计

3.1 IP/WDM光网络分层图模型

3.2 DWL-HTA-Prediction算法的数学模型

3.3 DWL-HTA-Prediction算法总体流程

3.4 DWL-HTA-Prediction算法的核心要素

第四章 算法性能仿真及结果分析

4.1 算法性能仿真程序的功能

4.2 算法性能仿真程序的设计与实现

4.3 算法性能仿真及结果比较

第五章 结束语

5.1 全文总结

5.2 展望

参考文献

致谢

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