基于分布式蟻群系統(tǒng)的全光網(wǎng)動(dòng)態(tài)RWA算法研究.pdf

1、智能光網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是下一代高速廣域骨干網(wǎng)的最具競爭力的候選方案，代表了下一代光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。路由選擇和波長分配(RWA)是智能光網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，它是指網(wǎng)絡(luò)某對(duì)節(jié)點(diǎn)間有光路建立請(qǐng)求時(shí)，如何尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路由并在該路由上分配波長。優(yōu)化光通道的選路和波長分配(RWA)是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的核心問題，其主要任務(wù)是尋找一條合適的光路并為之合理地分配波長，使有限的資源充分發(fā)揮作用，以提供盡可能大的通信容量。RWA算法的研究對(duì)提高光網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用性

2、具有重要意義。一個(gè)好的RWA算法能實(shí)時(shí)地探測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，進(jìn)而合理而高效地分配各種網(wǎng)絡(luò)資源，促進(jìn)全網(wǎng)負(fù)載均衡，從而有效地降低全網(wǎng)平均阻塞率，提高網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。 隨著光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度的靈活性提出了很高的要求，同時(shí)又要保證滿足實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的低阻塞率要求。但是由于一系列新技術(shù)如波長轉(zhuǎn)換、光交換、光存儲(chǔ)的應(yīng)用，使得智能光網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算環(huán)境遠(yuǎn)比傳統(tǒng)的光傳送網(wǎng)要復(fù)雜。而當(dāng)前的一系列RWA策略是針對(duì)傳統(tǒng)光傳送網(wǎng)設(shè)計(jì)的，故存在一些問題，如不

3、能全面考慮網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配、優(yōu)化目標(biāo)過于單一、算法靈活性不夠等問題。 蟻群算法是一種啟發(fā)式搜索算法，具有正反饋、較強(qiáng)的魯棒性，分布式等特點(diǎn)，特別適用于解決組合優(yōu)化問題。而動(dòng)態(tài)RWA本質(zhì)上也是組合優(yōu)化問題，因此作為試探性的研究，本文基于分布式蟻群算法基本原理設(shè)計(jì)了一種適合于全光網(wǎng)的動(dòng)態(tài)RWA算法。目標(biāo)是使RWA算法能充分考慮全光網(wǎng)的要求，更合理地分配網(wǎng)絡(luò)資源，從而降低網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的阻塞概率。 論文圍繞全光網(wǎng)中動(dòng)態(tài)RWA問題展

4、開論述，主要完成的工作和取得的成果如下： (1)分析和歸納了光網(wǎng)絡(luò)的路由體系和路由技術(shù)。包括多域分層路由、分布式波長分配、信令路由協(xié)議、路由分發(fā)拓?fù)涞扰cRWA有關(guān)的功能模塊，以及光網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)RWA的相關(guān)影響因素及關(guān)鍵技術(shù)。 (2)研究了蟻群算法的基本思想，提出了一種分布式蟻群系統(tǒng)的路由和波長分配結(jié)合考慮的動(dòng)態(tài)RWA算法。該算法在運(yùn)行中能綜合考慮網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)和不同業(yè)務(wù)的需求優(yōu)先等級(jí)，分布式動(dòng)態(tài)RWA算法創(chuàng)新點(diǎn)在于引入提

5、前釋放機(jī)制和超時(shí)釋放機(jī)制能更有效地釋放波長資源。較之傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)RWA策略，該算法能取得更優(yōu)異的全網(wǎng)平均阻塞性能。 (3)分析和歸納了蟻群算法在運(yùn)行中的不穩(wěn)定因素及執(zhí)行效率的影響因素，引入了變異思想、局部搜索優(yōu)化和調(diào)整信息量的更新策略，相應(yīng)改進(jìn)了原始算法的搜索效率和收斂時(shí)間，防止算法陷于早熟陷阱。并在仿真平臺(tái)上仿真測試了運(yùn)行性能。結(jié)果表明，改進(jìn)措施能在一定程度上提高算法性能。 (4)為驗(yàn)證評(píng)估本文及文獻(xiàn)中提出的各種算法的性