论文：光网络分布式故障恢复技术研究

《论文：光网络分布式故障恢复技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、上海交通大学博士学位论文光网络分布式故障恢复技术研究姓名：贺辉申请学位级别：博士专业：通信与信息系统指导教师：范戈20050701摘要光网络分布式故障恢复技术研究网络生存性技术是网络正常运营和发展的基础和保障，人们对信息网络的依赖使得网络对生存性的要求也越来越高，因此世界各国都投入巨资在此领域进行广泛的研究。网络生存性技术是伴随着网络的发展而发展的，目前网络规模的增大、拓扑复杂度的增加以及网络管理的智能化都使得原有采用集中式控制的生存性技术日渐不济，以分布式控制为主的智能管理方式成为人们研究的热点。无论是从理论指导还是从实际工程应用的角度看，分布

2、式故障恢复的研究对于网络故障的快速修复、智能网络的设计、网络运营的成本管理以及动态业务的支持等众多方面都显得尤为重要。本文在总结已有的生存性技术的基础上，提出了一套比较完整的分布式子系统控制与恢复体系，其中涉及网络构建、保护技术、恢复技术、预留资源、动态恢复等多项生存性技术的研究。首先，本文提出了将工作通路分段进行子通路恢复的方案，并将各类共享恢复技术统一至一个数学模型之中，随后在实验研究中发现每段子通路在链路长度为二或三时可以较好地兼顾恢复时间和占用资源这两个最为重要的生存性技术指标，据此本文进一步提出--_-分段共享恢复方案，并通过理论分析和

3、仿真实验研究了该方案的恢复效果。这种按既定规则进行分段处理的设计理念是本文总体规划思想一“分而冶之"的一种体现。接着，本文提出一种全新的分布式子系统一车轮子网，它具有良好的控制与恢复能力。本文先从宏观层面对车轮子网进行了介绍和分析。每个车轮子网有一个中心节点和一个外环通路，这种多胚结构使其具有丰富的环路资源，且不同的链路之间可以互为备用资源，从而使这种子网拓扑具有灵活多样的故障恢复方式。文中在给出车轮子网的数学模型、理论分析及仿真实验之后，改变原有网络恢复与管理技术的顺向思维，反其道而行之，提出了以车轮子网为基本网络单元构建具有高度生存性的大型通

4、信网络的设计方案。具体的工作涉及对网摘要络架构、网络管理、路由技术以及网络业务支持等方面的研究，其中最为重要的是提出了一种分级虚拟节点的管理思想，它通过对子网内的集中控制与子网间的分布控制二者的融合实现了对网络的分级管理，通过这种管理模式及相应的路由和信令协议可以为网络业务提供“点击"式的通路配置。随后，本文施以重墨从微观层面对车轮子网的网络划分和车轮子网具体的恢复方案进行了较系统的阐述。本文根据不同的网络管理体制，分别提出了子网的集中式划分算法和子网的分布式划分算法。在集中式划分算法中本文通过对网络拓扑的BFS遍历实现了子网的全覆盖，在分布式划

5、分算法中本文则提出一种细胞繁殖仿生的设计策略，并以此实现了子网的分布式生长(即划分)。为使车轮子网不仅可以应对网络业务的动态变化，还可以适应网络拓扑的动态变化，本文提出了细胞生长与分裂的仿生策略，使车轮子网在链路或是节点发生变化时可以自适应地调节自己的网络拓扑，这为智能网络的研究开辟了一条新的道路。因为网络生存性技术是与网络拓扑密切相关的，所以本文结合车轮子网的拓扑特点提出了适用于多胚网络结构的环路分流恢复方案，它可以基于链路实施，也可以基于通路实施。文中给出了具体的工程化算法及ILP数学模型，并进一步通过仿真实验证明了环路分流恢复方案具有高效的

6、资源利用率，接近于(甚至有时在网络重负载情况还优于)传统的基于通路的共享恢复方案，同时值得关注的是它还具有几十毫秒量级的恢复速度，这是其它同类算法所无法比拟的。最后，本文对于多点多类型的重度故障给出了子网间协同恢复方案，并从全网资源配置的角度分析并提出了将环路分流技术与PWCE技术相结合的可行性及具体实施方法。本文还利用ARM7软硬件系统作为网络节点构建了一个车轮子网的实验平台，并在此平台上对网络拓扑的自动发现、故障的定位、环路分流恢复方案的备用资源配置及受损业务切换等方面进行了硬件实验仿真，实验结果表明了车轮子网体系与嵌入式设备相融合的可行性。

7、关键词：光网络，网络生存性，分布式恢复，网络划分，子网恢复，网络业务分流，动态恢复，网络设计AbstractSTUDYONDISTRIBUTEDRU_LURESRESTORATIONINOPTICALNETWORKSNetworksurvivabilitytechnologyisfoundationandsafeguardofnetwork’Soperationanddevelopment．Alongwiththeincreasingofdependenceofpeopleforinformationnetwork,survivabilityte

8、chnologywasrequestedmorecredibleandmoreeffective．ThereforelargefundW