【摘 要】
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近年来,随着无人驾驶、虚拟现实、在线游戏等新型业务的不断涌现,给传输能力有限的通信骨干网带来了严峻的挑战。基于正交频分复用技术的弹性光网有着更灵活的频谱资源分配方式,可以有力缓解当前网络频谱资源使用紧张问题。与此同时,为了解决网络存在的结构僵化、可扩展性差等问题,网络虚拟化作为关键技术被提出。网络虚拟化允许多个相互分离且异构的虚拟网络共享底层物理网络资源,极大地提高了网络的灵活性和频谱资源使用效率
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近年来,随着无人驾驶、虚拟现实、在线游戏等新型业务的不断涌现,给传输能力有限的通信骨干网带来了严峻的挑战。基于正交频分复用技术的弹性光网有着更灵活的频谱资源分配方式,可以有力缓解当前网络频谱资源使用紧张问题。与此同时,为了解决网络存在的结构僵化、可扩展性差等问题,网络虚拟化作为关键技术被提出。网络虚拟化允许多个相互分离且异构的虚拟网络共享底层物理网络资源,极大地提高了网络的灵活性和频谱资源使用效率。然而,网络虚拟化在具体实施过程中需要解决的难题也是多种多样的,其中虚拟网络映射问题最为棘手。此外,弹性光网络中光纤链路一旦受到光纤老化、自然灾害和人为破坏等因素的影响,极易发生故障,这将会给运营商和网络租户带来巨大经济损失。因此,怎样有效地将虚拟网络映射在弹性光网络上并保证其生存性具有非常重要的研究意义。针对单链路故障场景下虚拟网络映射时频谱资源消耗严重、频谱碎片化程度高的问题,论文在第3章提出了一种基于相关光路资源感知的生存性虚拟网络映射算法。首先,根据节点的多维属性,分别设计了虚拟节点和物理节点的重要性排序公式,以此增加节点映射与链路映射的关联性,减少链路映射的带宽消耗;其次,在工作光路的频谱分配过程中,结合相关光路的频谱碎片化程度改变量和资源减少量这两个因素,设计了频谱块匹配度公式,目的在于优化网络频谱资源分配;最后,为了提高网络在单链路故障下保护资源的共享度和频谱分配的成功率,提出了基于最小空闲频隙消耗的相关光路频谱分配方法。仿真结果表明,与对比算法相比,所提算法请求接受率最高提升14.7%,频谱利用率最高提升13.8%。针对多链路故障场景下虚拟网络映射时虚拟链路映射过长、频谱资源利用率低的问题,论文在第4章提出了一种基于可靠性和时频资源感知的生存性虚拟网络协同映射算法。首先,为了提高频谱资源利用率,实现对不同虚拟链路所映射工作光路的差异化保护,设计了用于路由的物理组件可靠性度量公式;其次,为了减少网络中频谱碎片的产生,根据频谱资源的时域和频域特性,设计了频谱块匹配度公式,用于在不同候选频谱块间选择出对网络频谱资源整合性影响最小的频谱块;最后,设计了用来提高可行解质量并降低算法时间复杂度的虚拟节点排序公式,以及用来增强节点和链路映射关联程度的启发式信息。仿真结果表明,与对比算法相比,所提算法平均映射跳数最多降低17.6%,频谱利用率最高提升7.8%。
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