随着网络业务量的爆炸性增长、网络技术的飞速发展以及高性能的光网络设备(如OXC、OADM)的出现，波分复用技术成为下一代骨干网络的核心技术。 WDM技术可以大大提高链路的传输容量，同时也使网络的生存性问题日渐突出。在WDM光网络中，网络部件失效时可能遭受比传统网络更大的损失，比如一根光纤断裂将导致所有经过该光纤的光路都失效，而每条光路都能以Gbps的速率传输数据，这样的失效对网络中业务的影响是非常严重的。同时，由于IP业务的不确定性和不可预见性，对网络带宽的动态分配要求也越来越迫切。具有独立控制面的智能光网络应运而生。光网络的智能化给生存性技术提供了更多的选择和方法。对WDM光网络的生存性进行深入研究不仅具有重要的实用价值，而且具有深远的理论意义。本文研究使用GMPLS作为控制平面的智能网状WDM网络中的生存性问题，集中在以下几个方面：SRLG分离约束下的保护设计算法、稀疏波长变换网络中的保护设计问题、设计可行的支持区分可靠性的实现方法、p-cylce的优化设计和ASON下的多层网络动态恢复问题。 SRLG概念的引入，能更灵活地保证网络生存性。第二章研究了SRLG分离约束下的静态共享通路保护设计问题，给出了数学描述。由于该问题是一个NP-C问题，提出了一种简单的启发式算法MSC。该算法的基本思想是通过简单地修改链路权值，使得保护路间尽量共享资源，从而达到所需的备份资源少。结果表明，该算法能有效地提高全网的资源利用率，降低对备份资源的需求。 稀疏波长变换网络通过在网络中合理放置有限数目的波长转换器用较少的代价获得了较高的网络性能，具有很好的应用价值。第三章研究了稀疏波长变换网络的通路保护设计问题，提出了一种新的针对稀疏波长变换网络优化设计的ILP描述方法。并以此方法为基础，建立了稀疏波长转换网的共享通道保护和专用通路保护ILP模型。分别从资源利用率、故障恢复时间和业务可恢复率综合比较这两种保护机制的性能，并分析了具有波长转换能力的节点数对上述性能的影响。结果表明共享通路保护的资源利用率比专用保护要高，但保护切换时间和对双故障的恢复率都不如专用通路保护。同时具有波长转换能力的节点数增加有助于提高资源利用率、保护切换时间。但对恢复率的影响不明朗。 提供不同可靠等级的服务是光网络的趋势。第四章研究了区分可靠性的实现方法。结合SRLG条件故障概率的概念，首次提出部分SRLG分离的思想，并给出了计算公式，指出了在满足用户的可靠性要求前提下哪些SRLG是保护通路与工作通路无需分离的。仿真表明这种方法既可有效利用网络资源又能满足业务可靠性要求。 P-cycle是一种很不错的用于网状网的保护机制，它既有环形保护机制的恢复速度，同时在效率上又可以达到网状保护机制。为进一步提高有效性和降低保护切换时间，第五章提出了用粗粒度光纤级p-cycle而不是用细粒度波长级p-cycle来实现保护，并联合优化工作路由问题和p-cycle放置问题。给出了工作路由和粗粒度p-cycle联合优化的数学模型。为降低计算复杂度，按照某些准则预选择了工作路由和p-cycle候选集。结果表明把所提的预选择策略既能保证性能又能显著提高计算的效率；联合优化相比于非联合优化能显著地提高资源利用率；粗粒度的光纤级p-cycle保护相比于细粒度的波长级p-cycle保护保护切换代价降低了并且具有更好的鲁棒性。 ASON框架下的IPoverWDM多层网络生存性机制是光网络生存性的另一个重要研究领域。由于ASON能灵活、实时地建立和拆除构成IP层虚链路的底层光路连接，IPoverWDM多层网络生存性可采用动态多层恢复机制。与传统静态多层恢复机制相比，动态多层恢复机制可通过对逻辑IP拓扑的重构达到故障的恢复。第六章研究了在网络发生故障环境下动态重构虚拓扑的问题，主要解决光路选择和光路计算问题。分别提出了两种增加和拆除光路的选择方法，和考虑负载均衡的光路计算算法。在此基础上，组合了四种动态重构算法。仿真结果表明增加光路选择算法max-contri比max-load跟进性好；拆除光路选择算法min-max比max-load更能防止虚链路拆除后的“乒乓效应“；在光路计算时考虑负载均衡能有效防止失效扩散现象，避免出现物理链路故障而导致虚拓扑不连通的情况。动态重构算法max-contri&min-load和max-contri&min-max相比于其他两种算法具有更好的虚拓扑调整功能。 为验证和评估所提出的各种算法的性能，作者采用了计算机仿真和整数线性规划法。在第七章，叙述了作者进行生存性研究时开发的仿真软件平台，给出了重要伪码。