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(fù)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(fù)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(dǎo)致巨大的影響和損失。因而波分復(fù)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(fù)時間約束而導(dǎo)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)時間導(dǎo)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(fù)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(fù)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(dǎo)致巨大的影響和損失。因而波分復(fù)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(fù)時間約束而導(dǎo)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)時間導(dǎo)致路由失敗的問題,降低路由算法的時間復(fù)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(fù)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(fù)、重配置、再路由、等措施，其中最常用的是保護和恢復(fù)措施。保護措施具有較快的故障恢復(fù)時間，但資源利用率不高；而恢復(fù)措施具有較高的資源利用率，但故障恢復(fù)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(fù)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(fù)技術(shù)之間，能很好地達到資源利用率和恢復(fù)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。
