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随着网络中业务的增多,网络流量需求的激增,基于波长的频谱分配方式已经遇到了网络容量和资源利用率的瓶颈,未来网络需要一种更精细、更灵活的频谱资源使用和分配方式。可变栅格弹性光网络就是这样一种符合光网络发展方向的新型网络,它可以实现多种速率数据流量的有效承载、高效弹性的频谱资源分配。然而,现在网络中IP层和光层分离的控制和结构造成了网络资源极大的浪费,网络中的资源没有得到充分的利用。针对以上问题与挑战,本文以软件定义网络控制的IP网和光网络的联合优化技术为研究核心,提出基于SDN的IP网和光网络的联合控制网络构架,特别是对弹性光网络中的支持,通过扩展PCEP及OpenFlow协议,搭建网络平台,验证了该网络构架的可行性,同时提出优化的路由和频谱分配算法,提高了网络中资源的利用率,从网络中的频谱利用率及阻塞率两方面对该算法进行了验证,优化了IP网和光网络的性能。本文对基于SDN控制的IP网和光网络的联合优化技术进行了研究,主要的研究及工作包括如下内容：(1)研究IP网和光网络的发展和融合技术,调研软定义光网络思想的实现方式及其应用。(2)深入调研了弹性光网络的优势及其发展方向,研究了在SDN思想下以OpenFlow为基础和以PCE技术为基础的两种弹性光网络的网络结构体系,并且针对大规模多域光弹性光网络,提出了基于有状态PCE的集中和分布式相结合的网络控制平面。(3)提出基于SDN控制的IP网和光网络的网络构架。结合网络的现状,提出一种基于有状态的层次PCE的控制构架,实现了IP网和光网络的联合控制,为网络的优化提出了新的解决方案。通过扩展PCEP, OpenFlow协议及GMPLS协议,搭建了实验平台,从而实验验证了该网络构架的可行性。(4)结合本文基于SDN控制的网络构架,提出基于虚拓扑的RSA优化算法。在基本的路由和频谱分配算法下,结合弹性光网络中频谱的资源分配的特点,在网络中的中心控制器构建虚拓扑,从IP层和光层联合优化网络中的资源,从而使网络中的性能得到优化。