面向虚拟专用网的光传送网流量疏导及组播保护方法研究

摘要

随着全球企业间的合作更加频繁，企业与客户间的联系更加广泛、紧密，需要更方便、经济的网络支持。虚拟专用网VPN技术的成功引入可以从根本上满足企业用户的低通信费和高灵活性的双重需求。在同一光传送网络环境承载多业务VPN，如何实现资源的优化利用是十分重要的课题。 光网络中，高性能光网络设备（OXC、OADM）的出现，使波分复用技术成为下一代骨干网络的核心技术。智能光网络的产生使每个波长上传输的通信速率越来越高，而实际应用中，VPN业务的通信速率大多低于一个波长的最高速率。为VPN中每个连接提供一个专用波长，资源利用率低且不经济。同时，由于网络资源的限制：如光纤波长数目、网络节点中光收发器数等，不可能为每个VPN业务建立独立光路连接。研究怎样在WDM光网络为各种低速带宽粒度业务建立有效连接是十分必要的。可以采用流量疏导方法来解决这类问题。另外，随着流媒体、视频会议和分布式计算等应用的开展，组播在光网络中将得到普及。提供生存性得到保障的光网络组播通信相比于单播通信显得尤为重要和迫切。本文主要针对上述问题做了如下研究： （1）对VPN静态流量疏导方法进行了研究。详细介绍了应用于流量疏导环境的网络节点及网络环境。对已有的静态流量疏导方法平面构造算法PCA进行了分析，指出其不足。提出一种新的静态流量疏导方法：改进的平面构造流量疏导方法MPCA。MPCA定义了综合图，综合图是把网络中剩余的波长链路和光路链路映射到同一个平面上。当连接请求不能在前面的虚拓扑建立、虚拓扑疏导两步中建立路由，则继续在综合图中进行疏导，这样就更加充分地利用了网络资源。经过仿真验证，MPCA的请求阻塞率总是低于PCA方法，其网络吞吐量也明显大于PCA。 （2）对VPN动态流量疏导方法进行了研究。详细介绍了用于流量疏导的辅助图模型，以及基于已知持续时间的动态流量疏导算法HTA。且分析了HTA算法的不足，提出了一种改进的新方法：MHTA。当为新的带宽连接请求寻找路由时，在对已建光路的选择上，MHTA在HTA的基础上考虑了已建光路的剩余容量，还为已建光路相比于连接请求需要延长的时间乘上一个平衡因子，以尽量避免请求在建立连接时的绕路。由仿真结果可知，MHTA算法比HTA算法的有更低的阻塞率。 （3)研究了网络生存性中组播的保护问题。针对VPN组播可靠性及时延性的高要求，提出了一种新的VPN组播树保护方法：组播树子树自保护方法。此方法的创新点在于：在组播树建立之初，即为两两用户计算好最小代价路径并存储在节点信息中；当组播树中某链路出现故障时，在分成的两棵子树间寻找最小代价路径进行恢复。这样既节约了恢复时间，也优化了网络资源。本文给出具体的实施方法。

目录

文摘

英文文摘

论文说明;缩略词表、图表目录

声明

第一章绪论

1.1研究背景与意义

1.2光网络基本知识概述

1.2.1光网络的发展

1.2.2.通用多协议标签交换(GMPLS)

1.2.3光网络生存性

1.3 VPN概述

1.3.1 VPN的产生及前景

1.3.2 VPN的参考结构和分类

1.4全文的研究思路及内容安排

第二章WDM网络中的流量疏导问题

2.1流量疏导概述

2.1.1流量疏导定义

2.1.2 WDM网络中流量疏导节点

2.2流量疏导研究现状

2.3 VPN资源提供模型

2.4流量疏导在多业务VPN资源配置中的应用

第三章基于平面构造的VPN静态流量疏导算法

3.1研究背景

3.2问题描述和建模

3.2.1网络模型

3.2.2性能评价指标

3.3静态流量疏导算法

3.3.1基于平面构造的静态流量疏导算法

3.3.2改进的平面构造静态流量疏导算法

3.4仿真分析

3.5小结

第四章基于光路容量和时间的VPN动态流量疏导算法

4.1研究背景

4.2辅助图模型

4.3疏导策略

4.4考虑持续时间的动态流量疏导算法

4.4.1最新动态疏导算法HTA

4.4.2 MHTA算法

4.4.3 MHTA算法仿真分析

4.5小结

第五章VPN的组播树自保护研究

5.1基于光网络的VPN组播树概念

5.2基于光网络的组播保护当前相关研究

5.3一种VPN组播树的子树自保护方法

5.3.1 VPN子树保护方法

5.3.2具体实施方式

5.4本章小结

第六章结论与展望

致谢

参考文献

个人简历

攻硕期间取得的研究成果