光網(wǎng)絡(luò)虛擬化中的拓?fù)溲芯?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2020-04-01 23:23
【摘要】：光網(wǎng)絡(luò)虛擬化作為解決當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)容量不足和“網(wǎng)絡(luò)僵化”問題的關(guān)鍵技術(shù),在網(wǎng)絡(luò)資源利用中發(fā)揮著重要的作用。虛擬光網(wǎng)絡(luò)VON(Virtual Optical Network)故障恢復(fù)作為光網(wǎng)絡(luò)虛擬化應(yīng)用中的一個(gè)關(guān)鍵功能,對(duì)光網(wǎng)絡(luò)虛擬化的工作效率有著很大的影響。此外,隨著自動(dòng)駕駛、車聯(lián)網(wǎng)等對(duì)網(wǎng)速和網(wǎng)絡(luò)時(shí)延具有極高要求的新型業(yè)務(wù)的發(fā)展,虛擬光網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)時(shí)長(zhǎng)變得更加重要。本文重點(diǎn)圍繞虛擬光網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)的問題,對(duì)虛擬化光網(wǎng)絡(luò)的底層拓?fù)溥M(jìn)行了研究,基于拓?fù)浞治鎏岢隽藘煞N無備份資源的虛擬光網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)算法,P-cycle保護(hù)虛擬光網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)算法PP-VON-RA(P-cycle Protection Virtual Optical Network Recovery Algorithm)和P-cycle優(yōu)先重路由協(xié)同保護(hù)虛擬光網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)算法 PPRCP-VON-RA(P-cycle Priority Rerouting Collaborative Protection Virtual Optical Network Recovery Algorithm),解決了故障VON恢復(fù)時(shí)長(zhǎng)的問題。相較于典型的無備份資源的重路由恢復(fù)算法,恢復(fù)時(shí)長(zhǎng)縮短了60%以上,極大的減小了網(wǎng)絡(luò)的整體時(shí)延。本文的主要工作及創(chuàng)新成果包括以下四個(gè)方面:第一,提出了一種基于深度優(yōu)先搜索的拓?fù)浞治鏊惴―FSTAA(Depth-first Search Topology Analysis Algorithm)。通過分析光網(wǎng)絡(luò)虛擬化過程中的底層拓?fù)涮匦?將其抽象成環(huán)、鏈模型的簡(jiǎn)單組合,設(shè)計(jì)了基于DFS的拓?fù)浞治鏊惴―FSTAA。該算法可以高效的搜索網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)鏈結(jié)構(gòu),用于復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的清晰再現(xiàn)。第二,提出了一種基于P-cycle保護(hù)的虛擬光網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)算法PP-VON-RA。通過DFSTAA算法進(jìn)行預(yù)計(jì)算,對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)SN(Substrate Network)中的每條鏈路預(yù)先進(jìn)行P-cycle機(jī)制保護(hù),快速恢復(fù)虛擬光網(wǎng)絡(luò)中的鏈路故障。該算法極大的減少了故障虛擬光網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)時(shí)長(zhǎng),降低了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。第三,提出了 P-cycle優(yōu)先重路由協(xié)同保護(hù)的虛擬光網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)算法PPRCP-VON-RA。該算法權(quán)衡了恢復(fù)時(shí)長(zhǎng)和恢復(fù)成功率。在保證較高恢復(fù)成功率的同時(shí),將恢復(fù)時(shí)長(zhǎng)縮短了61%。第四,針對(duì)不同業(yè)務(wù)的虛擬光網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求,提出了業(yè)務(wù)恢復(fù)容忍時(shí)長(zhǎng)BRT(Business Recovery Tolerance)的概念,針對(duì)不同BRT的VON業(yè)務(wù),給出了一個(gè)應(yīng)用保護(hù)恢復(fù)算法的指導(dǎo)方案,優(yōu)化了用戶體驗(yàn)。
【圖文】：
力不足等方面的問題，因此無論是ＳＤＨ網(wǎng)絡(luò)還是ＷＤＭ網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)其面臨龐大網(wǎng)絡(luò)流量挑戰(zhàn)時(shí)，很大程度上均不能滿足日趨增加的業(yè)務(wù)傳輸需求，下一代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ＯＴＮ技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。逡逑ＯＴＮ光傳送網(wǎng)技術(shù)作為傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)間的過度技術(shù)具有ＳＤＨ網(wǎng)絡(luò)和ＷＤＭ網(wǎng)絡(luò)可運(yùn)行管理和高速大容量等優(yōu)點(diǎn)。逡逑近年來，伴隨著用戶對(duì)智能化和自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)需求越來越高，光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)朝能化方向不斷發(fā)展，自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)ＡＳＯＮ技術(shù)如期而至［２］。ＡＳＯＮ網(wǎng)絡(luò)能夠能化的自動(dòng)完成光網(wǎng)絡(luò)交換功能，相比傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)只包括傳送平面和管理平ＡＳＯＮ技術(shù)最大的特點(diǎn)擁有功能強(qiáng)大的控制平面，且控制平面相對(duì)獨(dú)立，可以能的實(shí)現(xiàn)諸如路由設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)恢復(fù)和業(yè)務(wù)調(diào)度等功能操作，具有分布式處能力和端到端的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控保護(hù)恢復(fù)能力。隨著分組業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，ＰＴＮ分組傳送技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。ＰＴＮ是一種多業(yè)務(wù)的統(tǒng)一傳送技術(shù)，是基于分組交換、面向連的。有可靠性高、可用性強(qiáng)、安全性高等特點(diǎn)，可以滿不同力度和不同類型的務(wù)需求。當(dāng)然，ＰＴＮ技術(shù)也有一些不足之處，如不支持很復(fù)雜的業(yè)務(wù)需求，目還沒有被廣泛的商用。逡逑』＆設(shè)備演進(jìn)逡逑
目前對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)生存性保護(hù)方式可以從多個(gè)角度進(jìn)行分類，例如按照有無備逡逑份資源分類，按照保護(hù)故障類型進(jìn)行分類等。根據(jù)備份資源使用情況分類，可以逡逑進(jìn)行如圖１－２所示的分類；根據(jù)保護(hù)故障類型分類，可分為針對(duì)單鏈路故障保護(hù)、逡逑針對(duì)單節(jié)點(diǎn)保護(hù)、針對(duì)多鏈路故障保護(hù)等不同保護(hù)方式。逡逑文獻(xiàn)［９］主要針對(duì)的是單節(jié)點(diǎn)故障，提出了一種輕量級(jí)的虛擬網(wǎng)絡(luò)可靠映射逡逑算法，，當(dāng)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，保證除故障節(jié)點(diǎn)外虛擬網(wǎng)絡(luò)其他部分仍然保持連通，逡逑以期將損失降到最�。郏梗�；文獻(xiàn)［１０］重點(diǎn)關(guān)注單條鏈路發(fā)生故障，提出了兩種不同逡逑備份資源的保護(hù)機(jī)制，共享按需備份保護(hù)機(jī)制，以及共享預(yù)先備份保護(hù)機(jī)制，目逡逑的是提高底層網(wǎng)絡(luò)資源利用率［１％文獻(xiàn)［１１］首次考慮位置約束條件，提出了位置逡逑限制的可生存性虛擬網(wǎng)絡(luò)映射模型［１１］；文獻(xiàn)［１２］從大規(guī)模區(qū)域性故障角度分析逡逑ＳＶＮＥ中資源分配的效率問題［１２］；文獻(xiàn)［１３］重點(diǎn)解決單鏈路故障問題，基本思想逡逑是利用路徑切割方法，將虛擬鏈路上的所需資源量分布于多條物理網(wǎng)絡(luò)路徑之上，逡逑尋求最佳路徑分割數(shù)量
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN929.1
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本文編號(hào)：2611097
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【圖文】：
力不足等方面的問題，因此無論是ＳＤＨ網(wǎng)絡(luò)還是ＷＤＭ網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)其面臨龐大網(wǎng)絡(luò)流量挑戰(zhàn)時(shí)，很大程度上均不能滿足日趨增加的業(yè)務(wù)傳輸需求，下一代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ＯＴＮ技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。逡逑ＯＴＮ光傳送網(wǎng)技術(shù)作為傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)間的過度技術(shù)具有ＳＤＨ網(wǎng)絡(luò)和ＷＤＭ網(wǎng)絡(luò)可運(yùn)行管理和高速大容量等優(yōu)點(diǎn)。逡逑近年來，伴隨著用戶對(duì)智能化和自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)需求越來越高，光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)朝能化方向不斷發(fā)展，自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)ＡＳＯＮ技術(shù)如期而至［２］。ＡＳＯＮ網(wǎng)絡(luò)能夠能化的自動(dòng)完成光網(wǎng)絡(luò)交換功能，相比傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)只包括傳送平面和管理平ＡＳＯＮ技術(shù)最大的特點(diǎn)擁有功能強(qiáng)大的控制平面，且控制平面相對(duì)獨(dú)立，可以能的實(shí)現(xiàn)諸如路由設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)恢復(fù)和業(yè)務(wù)調(diào)度等功能操作，具有分布式處能力和端到端的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控保護(hù)恢復(fù)能力。隨著分組業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，ＰＴＮ分組傳送技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。ＰＴＮ是一種多業(yè)務(wù)的統(tǒng)一傳送技術(shù)，是基于分組交換、面向連的。有可靠性高、可用性強(qiáng)、安全性高等特點(diǎn)，可以滿不同力度和不同類型的務(wù)需求。當(dāng)然，ＰＴＮ技術(shù)也有一些不足之處，如不支持很復(fù)雜的業(yè)務(wù)需求，目還沒有被廣泛的商用。逡逑』＆設(shè)備演進(jìn)逡逑
目前對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)生存性保護(hù)方式可以從多個(gè)角度進(jìn)行分類，例如按照有無備逡逑份資源分類，按照保護(hù)故障類型進(jìn)行分類等。根據(jù)備份資源使用情況分類，可以逡逑進(jìn)行如圖１－２所示的分類；根據(jù)保護(hù)故障類型分類，可分為針對(duì)單鏈路故障保護(hù)、逡逑針對(duì)單節(jié)點(diǎn)保護(hù)、針對(duì)多鏈路故障保護(hù)等不同保護(hù)方式。逡逑文獻(xiàn)［９］主要針對(duì)的是單節(jié)點(diǎn)故障，提出了一種輕量級(jí)的虛擬網(wǎng)絡(luò)可靠映射逡逑算法，，當(dāng)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，保證除故障節(jié)點(diǎn)外虛擬網(wǎng)絡(luò)其他部分仍然保持連通，逡逑以期將損失降到最�。郏梗�；文獻(xiàn)［１０］重點(diǎn)關(guān)注單條鏈路發(fā)生故障，提出了兩種不同逡逑備份資源的保護(hù)機(jī)制，共享按需備份保護(hù)機(jī)制，以及共享預(yù)先備份保護(hù)機(jī)制，目逡逑的是提高底層網(wǎng)絡(luò)資源利用率［１％文獻(xiàn)［１１］首次考慮位置約束條件，提出了位置逡逑限制的可生存性虛擬網(wǎng)絡(luò)映射模型［１１］；文獻(xiàn)［１２］從大規(guī)模區(qū)域性故障角度分析逡逑ＳＶＮＥ中資源分配的效率問題［１２］；文獻(xiàn)［１３］重點(diǎn)解決單鏈路故障問題，基本思想逡逑是利用路徑切割方法，將虛擬鏈路上的所需資源量分布于多條物理網(wǎng)絡(luò)路徑之上，逡逑尋求最佳路徑分割數(shù)量
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