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软件定义光网络中资源虚拟化映射算法研究

喻玥  
【摘要】:近年来,由于人-机-物信息交互量与日俱增,光网络不仅需要大容量和长距离的传输,而且还需要动态和灵活的控管,传统自动交换光网络架构的通信模式很难满足这一需求。软件定义光网络可以为各种光层资源提供统一的调度和控制能力,利用软件编程方式进行动态定制,满足业务多样化复杂化的需求。基于软件定义光网络的虚拟化平台,通过采用优化的虚拟网络映射算法对网络资源进行高效合理的映射分配,可以提高整个网络的运营收益,实现基础架构提供商和服务提供商的共同利益最大化。 本文基于863的项目平台,对软件定义光网络虚拟化映射算法和虚拟子网资源重构机制,以及多域光网络的虚拟化服务提供机制进行了较为深入的研究,主要完成的工作和创新点如下: 一、针对软件定义弹性光网络中,虚拟光网络映射和资源分配问题,基于虚拟化映射ILP模型和随机路由映射算法的对比,提出了负载均衡和链路分离两种启发式动态映射算法。仿真结果表明,负载均衡和链路分离映射算法均能明显提高业务映射成功率,其中链路分离映射算法最多可以将频谱资源利用率提高13.7%。 二、针对虚拟子网业务动态分配导致的频谱碎片化问题,提出了相应的业务重构触发机制以及重路由并发和原路由标记两种在线的资源重构算法。仿真数据表明,两种重构算法在一定程度上优化了业务阻塞率和资源利用率的性能。其中重路由并发重构算法考虑对业务中断次数的优化,从而比原路由标记重构算法具有更好的业务传输服务质量。 三、基于软件定义多域光网络体系架构,提出了一种面向数据中心间互联的跨域虚拟化服务提供机制,设计并完成了软件定义光网络控制器中虚拟化管理模块的开发工作。


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