光网络虚拟化作为解决当前网络容量不足和“网络僵化”问题的关键技术,在网络资源利用中发挥着重要的作用。虚拟光网络VON(Virtual Optical Network)故障恢复作为光网络虚拟化应用中的一个关键功能,对光网络虚拟化的工作效率有着很大的影响。此外,随着自动驾驶、车联网等对网速和网络时延具有极高要求的新型业务的发展,虚拟光网络故障恢复时长变得更加重要。本文重点围绕虚拟光网络故障恢复的问题,对虚拟化光网络的底层拓扑进行了研究,基于拓扑分析提出了两种无备份资源的虚拟光网络故障恢复算法,P-cycle保护虚拟光网络恢复算法PP-VON-RA(P-cycle Protection Virtual Optical Network Recovery Algorithm)和P-cycle优先重路由协同保护虚拟光网络恢复算法 PPRCP-VON-RA(P-cycle Priority Rerouting Collaborative Protection Virtual Optical Network Recovery Algorithm),解决了故障VON恢复时长的问题。相较于典型的无备份资源的重路由恢复算法,恢复时长缩短了60%以上,极大的减小了网络的整体时延。本文的主要工作及创新成果包括以下四个方面:第一,提出了一种基于深度优先搜索的拓扑分析算法DFSTAA(Depth-first Search Topology Analysis Algorithm)。通过分析光网络虚拟化过程中的底层拓扑特性,将其抽象成环、链模型的简单组合,设计了基于DFS的拓扑分析算法DFSTAA。该算法可以高效的搜索网络中的环链结构,用于复杂拓扑结构的清晰再现。第二,提出了一种基于P-cycle保护的虚拟光网络恢复算法PP-VON-RA。通过DFSTAA算法进行预计算,对底层网络SN(Substrate Network)中的每条链路预先进行P-cycle机制保护,快速恢复虚拟光网络中的链路故障。该算法极大的减少了故障虚拟光网络的恢复时长,降低了网络时延。第三,提出了 P-cycle优先重路由协同保护的虚拟光网络恢复算法PPRCP-VON-RA。该算法权衡了恢复时长和恢复成功率。在保证较高恢复成功率的同时,将恢复时长缩短了61%。第四,针对不同业务的虚拟光网络请求,提出了业务恢复容忍时长BRT(Business Recovery Tolerance)的概念,针对不同BRT的VON业务,给出了一个应用保护恢复算法的指导方案,优化了用户体验。