基于路径计算单元（PCE）的多域异构光网络关键技术的研究

论文摘要

目前，光纤网络承载了80%以上的电信业务。随着新型业务和带宽需求的不断增加，网络规模不断扩大，一方面使得集中式的资源管理和调度代价加大，另一方面使多粒度业务的适配和梳理越来越困难。为此，人们提出多域分层光网络的概念来解决大规模光网络资源有效管理和配置问题。路径计算单元是多域分层光网络中的一个核心技术。它的主要功能是通过共享域间部分信息实现域间路由优化。PCE的发展存在如下问题：1.基于策略和约束条件下的路径计算结果不理想； PCE通信协议（PCEP）、基于PCE的GMPLS协议簇在支持多粒度业务、并发业务、1+1保护业务等方面的能力还很不够。本论文围绕多域分层光网络中PCE的上述问题，对域间路由优化算法、路径计算单元通信协议扩展及信令流程展开研究，取得如下成果：1、研究了多域光网络中域间路由优化算法，提出了一种基于分层PCE多域光网络结构的域间路由优化算法。算法通过引入k条随机路径的计算，达到了域间路由优化和域间资源更新代价的平衡。仿真结果表明，所提的新型算法在网络利用率和资源阻塞率等方面都优于传统基于PCE的路由优化算法。2、研究了多域分层光网络中的PCEP协议及信令流程。针对多域异构网络中的实际问题，如并发路由请求、多粒度业务、1+1保护等，对现有PCEP进行扩展，并通过编程实现通信协议的开发，提供了能够应用于多域异构光网络的PCEP通信体系。3、对基于多域分层光网络的PCEP协议进行了实验研究。我们搭建由10个节点组成的多域分层光网络实际设备平台，通过将扩展的PCEP协议应用于平台来验证PCEP的功能。另外，将协议进一步应用于1000个节点组成的多域异构网络模拟平台，验证了扩展后PCEP的可靠性和可扩展性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 研究背景
• 1.1 背景介绍
• 1.2 多域光网络的路由模式
• 1.2.1 逐域路由模式
• 1.2.2 ASON 分层路由模式
• 1.2.3 基于路径计算单元（PCE）的路由模式
• 1.3 PCE 的研究现状
• 1.3.1 标准化工作
• 1.3.2 基于 PCE 分层跨域路由的研究
• 1.3.3 域间路由算法
• 1.3.4 其他研究工作
• 1.4 PCE 的发展趋势
• 1.5 论文研究内容
• 1.6 本章小结
• 第2章 基于分层 PCE 的动态路由算法的研究
• 2.1 域间路由策略研究
• 2.1.1 基于分层 PCE 的网络架构设计
• 2.1.2 基于 KRP 的路由算法
• 2.1.3 网络建模和算法描述
• 2.1.4 网络仿真及结果分析
• 2.2 资源预留及资源更新机制的研究
• 2.2.1 资源预留机制
• 2.2.2 建路和拆路算法
• 2.2.3 资源更新机制研究
• 2.3 本章小结
• 第3章 基于多域异构网络的 PCE 通信协议的研究
• 3.1 PCEP 通道建立流程
• 3.1.1 初始化阶段
• 3.1.2 路径计算请求阶段
• 3.1.3 路径计算响应阶段
• 3.1.4 通告阶段
• 3.1.5 发送错误消息阶段
• 3.1.6 PCEP 通道结束
• 3.2 PCEP 通信流程
• 3.3 消息结构设计
• 3.3.1 消息头结构设计
• 3.3.2 对象头的结构设计
• 3.3.3 PCReq 消息的结构设计
• 3.3.4 PCRep 消息的结构设计
• 3.4 PCEP 协议实现
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于 PCE 的多域异构光网络实验平台
• 4.1 多域异构光网络平台架构设计
• 4.2 网络实验平台
• 4.3 PCEP 协议功能性验证
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 进一步工作
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果