随着万物互联进程的一步步推进,现有的骨干网架构面临着巨大的挑战。基于光正交频分复用技术的弹性光网络采用灵活的频谱分配方式和调制格式,提高了带宽资源利用率,成为了光网络智能化的重要方向。通信网络中超过80%的信息在光网络中传输,网络中的光纤链路故障会造成巨大的经济损失。为提高网络的可靠性,研究弹性光网络的生存性问题十分必要。相比于恢复策略,弹性光网络的保护策略具有较快的故障恢复速度,且能够提供可靠性保证。因此,弹性光网络中提高可靠性的保护方法是本文研究的重点。为解决单链路故障p圈保护中的频谱碎片严重和高保护资源冗余度问题,论文第三章提出了基于改进遗传算法的遗传p圈组合保护策略。该策略通过改进型遗传算法优化网络中的基本圈,找到能够保护整个拓扑的高效率p圈组合;为减少频谱碎片,提出了链路频谱分区与p圈配置策略,预先配置好保护圈上的保护资源;同时,为了获得高的资源效率,提出了感知链路频谱资源使用情况和路径长度的最低流量优先与首次命中策略,为业务进行工作路由与频谱分配。仿真结果表明,论文所提策略不仅有效地降低了带宽阻塞率,还提高了网络的频谱资源利用率。为降低弹性光网络中多链路故障100%保护的高资源消耗冗余度,论文第四章提出最小故障风险损失的概率保护策略,在多链路故障时为业务提供高效率的概率保护。在该策略中,综合考虑链路负载和故障风险设计了链路代价函数,优先为业务选择故障风险小且频谱资源消耗少的传输光路。当最小故障风险路径无法传输时,为进一步降低概率保护光路的故障风险损失,设计了一种非对称业务流分流的最小故障风险损失概率保护路由机制,以便选择故障风险损失最小的分流路径组作为传输光路。同时,提出了基于最大频谱重合度的频谱分配策略,以减少频谱碎片的产生。仿真结果表明所提策略不仅有效地提升了频谱利用率,还较好地实现了带宽阻塞率与故障风险性能的平衡。为提高网络发生多链路故障时的可靠性,论文第五章提出了面向可靠性的多链路故障概率保护与保护重配置策略。该策略综合考虑频谱资源消耗和链路故障概率,分别设计了工作路径与保护路径链路代价函数,以较小代价分别选择业务可靠性高且频谱资源消耗少的工作与保护光路。为满足业务差异化的可靠性需求,该策略设计了一种面向可靠性的概率保护机制,在满足业务可靠性需求的限制下灵活地配置概率保护路径。当业务将要被阻塞时,提出了一种基于极大团的保护重配置方法,对网络中业务的保护资源进行重配置,使网络中有充足的频谱资源来服务后续业务。仿真表明,论文所提策略兼顾了带宽阻塞率与可靠性性能,有效地降低了保护资源冗余度。