【摘要】：云計算、大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)中心等新型數(shù)據(jù)業(yè)務對網(wǎng)絡服務提出了更多要求:低時延、更高的可用性與保證服務質量的端到端業(yè)務調度,其爆炸式增長趨勢給光網(wǎng)絡的智能化發(fā)展帶來強大的驅動力。由于傳統(tǒng)波分復用光網(wǎng)絡以波長為單位劃分信道,帶寬資源利用率極低。為更有效、靈活地承載數(shù)據(jù)業(yè)務,靈活光網(wǎng)絡被提出并深入發(fā)展。從SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步數(shù)字體系)光網(wǎng)絡到傳統(tǒng)波分復用光網(wǎng)絡再到靈活光網(wǎng)絡,整個歷程均是為滿足數(shù)據(jù)業(yè)務大容量、高效率、多粒度的傳送需求而發(fā)展。隨著光網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴大,全網(wǎng)劃分成眾多子網(wǎng)所構成的多域網(wǎng)絡需要積極響應數(shù)據(jù)業(yè)務中用戶、業(yè)務以及網(wǎng)絡的可控、可管,多業(yè)務差異化承載等管控能力。軟件定義網(wǎng)絡(Software Defined Network,SDN)的新型網(wǎng)絡架構可實現(xiàn)靈活、高效、智能的調度和調節(jié),引入光網(wǎng)絡形成軟件定義光網(wǎng)絡可為其提供開放性、靈活性以及可管可控功能。物理層損傷對于光網(wǎng)絡來說是影響其信號傳輸質量的主要因素。另外,為積極響應構建綠色網(wǎng)絡號召,節(jié)能問題也日益引起關注。本論文以多域軟件定義光網(wǎng)絡(Software Defined Optical Network,SDON)為背景,研究了損傷、能耗、服務質量區(qū)分等多參數(shù)約束的路由和頻譜分配(Routing and Spectrum Assignment,RSA)算法,旨在從多角度提升網(wǎng)絡性能。本文共有以下幾項研究成果:(1)研究多域網(wǎng)絡環(huán)境下的業(yè)務傳輸需求,考慮物理損傷、能耗等參數(shù)的影響,對當前能夠動態(tài)靈活地監(jiān)測底層傳輸設備及鏈路上的傳輸性能的多域軟件定義光網(wǎng)絡的層次化控制架構進行改進,在其控制平面添加相應的信息感知模塊來獲取基礎設施層的基本信息。(2)將多域軟件定義光網(wǎng)絡中以多網(wǎng)絡參數(shù)的約束條件作為切入點,在改進的層次化控制架構的基礎上,提出基于子拓撲圖的多參數(shù)約束的RSA算法。該算法能夠有效規(guī)避多種類型物理損傷、實現(xiàn)節(jié)能目標,另外還可實現(xiàn)服務質量區(qū)分,對不同等級業(yè)務分配不同的路由資源,可從整體上提高網(wǎng)絡的性能。(3)將子拓撲圖應用于多域異構軟件定義光網(wǎng)絡中,同樣考慮多參數(shù)約束條件,并對異構網(wǎng)絡域邊界節(jié)點之間的互操作展開細化研究,從而提出多域異構SDON中的RSA算法。仿真結果表明所提算法在阻塞率、能耗方面的性能均得到提升,實現(xiàn)了網(wǎng)絡優(yōu)化目標。
[Abstract]:Cloud computing, big data, data center and other new data services put forward more requirements for network services: low latency, higher availability and end-to-end service scheduling to ensure quality of service. Its explosive growth trend brings a powerful driving force to the intelligent development of optical networks. Because traditional wavelength division multiplexing (WDM) optical networks divide channels in wavelength units, bandwidth resource utilization is extremely low. In order to carry data service more effectively and flexibly, flexible optical network is proposed and further developed. From SDH (Synchronous Digital Hierarchy, synchronous digital system (SDH (Synchronous Digital Hierarchy,) optical network to traditional WDM optical network to flexible optical network, the whole process is to meet the needs of large capacity, high efficiency and multi-granularity transmission of data services. With the continuous expansion of optical network scale, the multi-domain network, which is divided into many subnets, needs to respond positively to the controllable, manageable and multi-service differentiated carrying capacity of the user, service and network in the data service. The new network architecture of software defined network (Software Defined Network,SDN) can achieve flexible, efficient, intelligent scheduling and adjustment. The introduction of optical network to form software defined optical network can provide open, flexible and controllable functions. Physical layer damage is a major factor affecting the signal transmission quality of optical networks. In addition, in order to respond positively to the call to build a green network, energy-saving issues are also increasingly concerned. Based on the multi-domain software defined optical network (Software Defined Optical Network,SDON), this paper studies the multi-parameter constrained routing and spectrum allocation (Routing and Spectrum Assignment,RSA) algorithms, such as damage, energy consumption, quality of service differentiation, etc. The aim is to improve network performance from multiple angles. This paper has the following research achievements: (1) study the traffic transmission requirements in the multi-domain network environment, consider the physical damage, energy consumption and other parameters, The hierarchical control architecture of the optical network defined by multi-domain software, which can dynamically and flexibly monitor the transmission performance of the underlying transmission equipment and links, is improved. The corresponding information perception module is added to the control plane to obtain the basic information of the infrastructure layer. (2) the constraints of the multi-network parameters are taken as the breakthrough point in the multi-domain software definition optical network. Based on the improved hierarchical control architecture, a multi-parameter constrained RSA algorithm based on subtopological graph is proposed. The algorithm can effectively avoid many kinds of physical damage and achieve the goal of energy saving. In addition, the algorithm can also realize the distinction of quality of service and allocate different routing resources to different classes of services. The performance of the network can be improved on the whole. (3) the sub-topology graph is applied to the multi-domain heterogeneous software definition optical network, and the multi-parameter constraint condition is also considered, and the interoperation between the boundary nodes in the heterogeneous network domain is studied in detail. Thus, the RSA algorithm in multi-domain heterogeneous SDON is proposed. The simulation results show that the performance of the proposed algorithm in blocking rate and energy consumption is improved and the network optimization goal is achieved.
【學位授予單位】：河北工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.1

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本文編號：2378240