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随着移动互联网的日益普及和云计算等新技术的不断涌现,大量数据传输需求给骨干传送网络带来了更大的带宽压力和更多样的服务质量需求。然而,由于传统的电信网络IP层和光传送层各自采用不同的管理控制体系,势必导致网络的资源利用率低、服务动态性差。为此,基于软定义网络(Software Defined Network,SDN)的IP+Optical统一控制平面技术被广泛研究,该技术通过对全网资源的动态优化调整,可以有效缓解带宽利用率低等问题。 本论文基于SDN统一控制平面架构,分别从建立统一的IP+Optical跨层资源信息模型,基于该模型设计高效的跨层资源调度算法,以及对各种跨层资源调度算法进行仿真分析等三方面开展研究。 本文的主要工作和创新点可以归纳为以下几点: 1)针对IP+Optical网络建立了统一的跨层资源信息模型。该信息模型根据网络中IP层和Optical层资源所支持的分组、时隙、波长、波带和光纤等各种交换粒度,相应地构建可以涵盖各层和各种交换粒度的辅助图,并通过在辅助图的边的属性中体现不同层和不同粒度资源间的关联和约束关系,从而实现IP+Optical多层网络的统一描述。 2)基于跨层资源信息模型设计了多种跨层统一资源调度算法。算法的核心思想在于可以根据具体的选路策略,对辅助图中的边进行合理的权重设计,再基于所设计的权重进行最短路径计算以便直接求出最佳的跨层交换路径。为此,本论文提出并重点讨论了跨层IP优先、跨层光优先、考虑流量均衡的跨层IP优先和考虑流量均衡的跨层光优先等四种选路策略。 3)搭建软件仿真平台对本论文所提出的各种跨层统一资源调度算法进行全面的性能分析。仿真分析中,分别采用了NSFNET、Ring和Grid等三种网络拓扑,并考虑大粒度业务为主和小粒度业务为主两种场景,重点分析了各种算法在阻塞率、平均路径长度、以及层间适配端口的能耗等三方面的性能。