基本信息
- 項目名稱：
- IP/WDM光網(wǎng)絡(luò)中生存性路由的研究
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 本作品針對當前光網(wǎng)絡(luò)生存性技術(shù)中的多種生存性策略共存技術(shù)、區(qū)域分段生存性技術(shù)、以及多域光網(wǎng)絡(luò)生存性技術(shù)做了深入研究，提出了恢復增強型保護（Enhanced Shared-Path Protection，ESPP）算法、增強型區(qū)分服務(wù)保護（Enhanced Differentiated Services Protection，EDSP）算法、虛拓撲保護（Virtual Topology Protection，VTP）算法和區(qū)分域保護（Differentiated Domain Protection，DDP）算法。與傳統(tǒng)算法相比，本作品所提出的算法提高了光網(wǎng)絡(luò)的保護能力、資源利用率、以及管理性能。本作品在研究的過程中共申請了國家發(fā)明專利3項，發(fā)表了學術(shù)論文8篇，其中4篇已經(jīng)被EI和ISTP收錄。本作品既能夠提高我國在光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域前沿的國際研究地位，也能為國內(nèi)外光網(wǎng)絡(luò)的學術(shù)研究同行提供非常有意義的參考，在光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域，具有實際的應(yīng)用價值，在適當?shù)臅r間會產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。
- 詳細介紹：
- 在波分復用光網(wǎng)絡(luò)中，每個波長承載的傳輸容量達吉比特每秒，光纖鏈路的故障可能導致巨大的影響和損失。因而波分復用光網(wǎng)絡(luò)的一個關(guān)鍵問題是如何保證它具有強壯的生存性。針對當前光網(wǎng)絡(luò)生存性存在的問題，我們發(fā)現(xiàn)了三個目前沒有解決而又需要盡快解決的生存性問題，即在多鏈路失效的情況下區(qū)分服務(wù)等級的問題，多域光網(wǎng)絡(luò)保護的問題，以及由于恢復時間約束而導致保護失敗的子通路虛拓撲問題。 本作品針對這些問題做了深入研究，分別提出了恢復增強型保護（Enhanced Shared-Path Protection，ESPP）算法、增強型區(qū)分服務(wù)保護（Enhanced Differentiated Services Protection，EDSP）算法、虛拓撲保護（Virtual Topology Protection，VTP）算法和區(qū)分域保護（Differentiated Domain Protection，DDP）算法。簡要介紹如下： 1.恢復增強型保護算法(ESPP)有效地增強了光網(wǎng)絡(luò)的保護能力,降低了網(wǎng)絡(luò)的阻塞率,提高了網(wǎng)絡(luò)的恢復率以及資源利用率。 2.結(jié)合ESPP提出的區(qū)分服務(wù)等級保護的算法（EDSP）,有效地解決了光網(wǎng)絡(luò)中針對多鏈路失效時不同服務(wù)等級服務(wù)的生存性,在多鏈路失效的情況下能夠有效地提供較高的恢復率。 3. 虛拓撲保護算法（VTP）是一種基于約束時間限制的的算法，有效地解決了光網(wǎng)絡(luò)中路由時間過長且恢復時間導致路由不成功的問題,并且有效的降低了路由算法的時間復雜度,把由于約束時間限制造成的路由不成功減小到零。 4.區(qū)分域保護算法（DDP）,該算法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的劃分區(qū)域情況,采用子虛拓撲的方法,通過三層抽象,形成路由虛拓撲,有效的解決了光網(wǎng)絡(luò)區(qū)分區(qū)域管理時的保護問題。 總的來說，本作品提出的算法與傳統(tǒng)算法相比，提高了光網(wǎng)絡(luò)的保護能力、資源利用率、以及管理性能。 本作品在研究的過程中以申請了三項國家發(fā)明專利（均為項目組成員為第一發(fā)明人）；發(fā)表了8篇學術(shù)論文（項目組成員為第一作者），其中已有四篇英文論文被EI和ISTP收錄，可以檢索到EI和ISTP檢索號。具體列表見附加材料。 本作品具有一定的實際應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義： 1.本作品提出的算法能夠綜合考慮網(wǎng)絡(luò)中的各種因素，并能夠有效提高光網(wǎng)絡(luò)的生存性能。根據(jù)該作品提出的生存性算法，我們根據(jù)實際的應(yīng)用需要，提出了相應(yīng)的具體實現(xiàn)方法，并根據(jù)提出的算法用VC++編寫程序仿真，結(jié)果顯示和理論值能夠很好的符合。申請了三項國家發(fā)明專利，在光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域，具有實際的應(yīng)用價值，在適當?shù)臅r間會產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。 2.該作品在研究過程中發(fā)表的8篇學術(shù)論文中，目前已有四篇英文論文被EI和ISTP收錄，這既能夠提高我國在光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域前沿的國際研究地位，也能為國內(nèi)外光網(wǎng)絡(luò)的學術(shù)研究同行提供有意義的參考。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 在波分復用光網(wǎng)絡(luò)中，每個波長承載的傳輸容量達吉比特每秒，光纖鏈路的故障可能導致巨大的影響和損失。因而波分復用光網(wǎng)絡(luò)的一個關(guān)鍵問題是如何保證它具有強壯的生存性。針對光網(wǎng)絡(luò)生存性現(xiàn)狀，我們發(fā)現(xiàn)了三個沒有解決又需盡快解決的生存性問題：多鏈路失效的情況下區(qū)分服務(wù)等級，多域光網(wǎng)絡(luò)保護以及由于恢復時間約束而導致保護失敗的子通路虛拓撲。針對這些問題，本作品進行研究并提出了相應(yīng)的啟發(fā)式算法，有效地解決了這些問題。
科學性、先進性及獨特之處
- 1恢復增強型算法增強光網(wǎng)絡(luò)的保護能力,降低網(wǎng)絡(luò)的阻塞率,提高網(wǎng)絡(luò)的恢復率以及資源利用率. 2區(qū)分服務(wù)等級保護的算法解決了多鏈路失效時不同服務(wù)等級服務(wù)的生存性,能提供較高的恢復率. 3基于約束時間限制的虛拓撲算法解決了路由時間過長且恢復時間導致路由失敗的問題,降低路由算法的時間復雜度,消除約束時間限制的路由失敗. 4區(qū)分域算法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域情況,進行三層拓撲抽象,解決了區(qū)分域管理的保護問題.
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 作品提出的算法綜合考慮網(wǎng)絡(luò)中的各種因素，提高光網(wǎng)絡(luò)的生存性能。根據(jù)作品提出的生存性算法和實際需要，提出了具體實現(xiàn)方法，并進行仿真，結(jié)果顯示和理論符合。申請了三項國家發(fā)明專利，具有實際應(yīng)用價值，在適當?shù)臅r間會產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。研究過程中發(fā)表的8篇學術(shù)論文，已有四篇英文論文被EI和ISTP收錄，這能提高我國在光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域國際研究地位，也能為國內(nèi)外的學術(shù)研究同行提供有意義的參考。
學術(shù)論文摘要
- 本文針對當前光網(wǎng)絡(luò)生存性技術(shù)中的多種生存性策略共存技術(shù)、區(qū)域分段生存性技術(shù)、以及多域光網(wǎng)絡(luò)生存性技術(shù)做了深入研究，提出了恢復增強型保護（Enhanced Shared-Path Protection，ESPP）算法、增強型區(qū)分服務(wù)保護（Enhanced Differentiated Services Protection，EDSP）算法、虛拓撲保護（Virtual Topology Protection，VTP）算法和區(qū)分域保護（Differentiated Domain Protection，DDP）算法。與傳統(tǒng)算法相比，本文所提出的算法提高了光網(wǎng)絡(luò)的保護能力、資源利用率、以及管理性能。
獲獎情況
- 國際會議：1.EI檢索號：083811577634，在作品中的位置(作品第2節(jié))，2.EI檢索號：20084311659181, ISTP檢索號：BIJ96，在作品中的位置(作品第3節(jié))，3.EI檢索號：20091712051849，在作品中的位置(作品第5節(jié))，4.EI檢索號：20090111824243，ISTP檢索號：BIR65，在作品中的位置(作品第4節(jié)) 國際期刊：《International Journal of Intelligent Information Technology Application 》的論文網(wǎng)站在作品中的位置(作品第3節(jié)) (詳見附加材料)
鑒定結(jié)果
- 無。
參考文獻
- [1] 王燁, 李樂民, 王晟. 考慮鏈路負載均衡和容量限制的WDM光傳送網(wǎng)保護設(shè)計. 電子學報, 2001, 29(10): 1319-1323. [2] E. Mannie. “Generalized multi-protocol label switching (GMPLS) architecture,” in: IETF RFC 3945, 2004. [3] 何榮希, 王晟, 李樂民. 光網(wǎng)絡(luò)中支持多粒度的子通路保護算法. 電子科技大學學報, 2003, 32(3): 245-250
同類課題研究水平概述
- 生存性技術(shù)主要包括保護、恢復、重配置、再路由、等措施，其中最常用的是保護和恢復措施。保護措施具有較快的故障恢復時間，但資源利用率不高；而恢復措施具有較高的資源利用率，但故障恢復時間慢。隨著通用多協(xié)議標簽交換(Generalized Multi-Protocol Label Switching，GMPLS)技術(shù)的出現(xiàn)，實現(xiàn)了IP網(wǎng)和WDM光網(wǎng)的融合，而GMPLS技術(shù)也為光網(wǎng)絡(luò)的生存性提供了有力的支持。下面，對國內(nèi)外光網(wǎng)絡(luò)生存性技術(shù)的研究現(xiàn)狀做詳細介紹： 1、多種生存性共存技術(shù)：這種技術(shù)是指IP/WDM網(wǎng)中可能同時存在這些機制：無保護、1：1/1＋1專用保護、共享保護、基于優(yōu)先級保護、保護和恢復共存等。求解這一問題的最優(yōu)解，可通過整數(shù)線性規(guī)劃，也可采用某些技巧的啟發(fā)式算法來接近最優(yōu)解。 2、區(qū)域分段生存性技術(shù)：這種技術(shù)是介于端到端的通路和基于鏈路的保護/恢復技術(shù)之間，能很好地達到資源利用率和恢復時間的折中。目前的大多數(shù)文獻的研究重點都集中在如何對工作路進行區(qū)域分段和如何計算保護子通路，有些文獻考慮了動態(tài)環(huán)境下的子通路計算問題。有些文獻分別考慮了在靜態(tài)環(huán)境下和采用分布式的方法來計算保護子通路。有些文獻根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)來進行子通路。還有些文獻考慮SRLG和部分波長轉(zhuǎn)換能力的子通路計算。 3、多域生存性技術(shù)：由于多域網(wǎng)絡(luò)拓撲是一個虛拓撲結(jié)構(gòu)，該類生存性技術(shù)是基于多域虛拓撲為業(yè)務(wù)計算工作路由和保護路由。目前的多域生存性方法主要有基于跨域通路的保護算法和基于域內(nèi)子通路的保護算法。 目前，IP/WDM光網(wǎng)絡(luò)生存性存在如下不足： 1) 支持不同服務(wù)等級的多種生存性共存技術(shù)方面：沒有提出更好的支持不同服務(wù)等級的生存性方案，沒有解決多故障和雙故障的保護問題。 2) 區(qū)域分段生存性技術(shù)方面：目前的算法大多是采用基于物理拓撲的等分段方法，沒有考慮基于輔助圖的保護切換時間約束的方法。 3) 多域網(wǎng)生存性技術(shù)方面：只考慮了域內(nèi)故障的保護，沒有解決域間故障的保護問題。
