毕业答辩-灵活栅格光网络中的资源优化技术研究.ppt

1,灵活栅格光网络中的资源优化技术研究,指导教师：,答辩人：,2,目,录,1,2,3,4,5,研究内容,研究背景和意义,实现目标,实现途径,结束语,3,研究内容,针对灵活栅格光网络中出现的频谱碎片问题提出一种资源优化技术基于频谱碎片感知的路由频谱分配算法。提出一种新的基于业务感知的频谱碎片评估方案最终得出两种优化的RSA算法：路径频谱碎片感知的PFA-RSA网络频谱碎片感知的NFT-RSA,1,4,截止2014年12月，中国网民规模达6.49亿，全年共计新增网民3117万人。互联网普及率为47.9%，较2013年底提升了2.1个百分点。手机网民规模达5.57亿，较2013年底增加5672万人，提升至85.8%。,研究背景和意义,2,5,三种栅格模式,灵活栅格和传统WDM网络在频谱利用方面区别,研究背景和意义,2,6,灵活栅格光网络中，其灵活地为业务分配频谱资源，但在提高了频谱利用率的同时，也使得业务的动态拆除和建立不可避免的会产生大量的频谱碎片，从而使新来的业务由于无法分配可用的频谱资源而产生阻塞，影响网络性能。,资源优化技术研究,研究背景和意义,2,7,提出的频谱碎片评估方案能够对碎片程度进行量化体现，为路由与频谱资源分配提供依据。提出的两种优化的RSA算法进行路由于频谱资源的分配能够有效抑制频谱碎片的产生从而降低网络阻塞率。,实现目标,3,8,一：提出创新型碎片评估方案,二：提出基于新碎片评估方案的路由与频谱分配算法,实现途径,4,三：仿真分析,9,两种典型碎片评估方案,基于链路状况的碎片评估方案：主要考虑了资源占用与空缺的比例，没有考虑频谱资源连续性的问题,基于频隙状态的碎片评估模型：视频谱占用变化频率并将频谱的连续性作为碎片评估的重要标准，但是没有考虑频谱资源的分布及占用状况。,一：基于业务感知的碎片评估方案TAFD模型,10,一：基于业务感知的碎片评估方案TAFD模型,对于同一个网络拓扑，当请求的业务粒度的大小不同时会对网络造成不同的阻塞程度。所以网络面对不同粒度的业务时，它们对碎片的容忍程度是不同的；同时，由于业务是动态的，所以网络对碎片的容忍程度也应该随时间产生动态的变化。一种新的基于考虑动态业务的频谱碎片评估方案基于业务感知的碎片评估（FragmentTrafficDegree,FTD）模型。,业务概率的动态计算模型,1,路径对业务的承载能力,2,网络对业务的承载能力,3,11,业务概率的动态计算模型,1,任务请求队列具体变化,业务概率的计算方法Pr,一：基于业务感知的碎片评估方案TAFD模型,12,1,更新业务出现概率Pr,2,得出路径频谱使用状况,路径P由链路se1,se2,se3组成，“或运算”得出路径频谱使用状况,链路频谱使用状态的数组Sel=ue,1,ue,2,ue,s，被使用则为1,空闲则为0,示例,路径对业务的承载能力,2,一：基于业务感知的碎片评估方案TAFD模型,FTD-P,13,3,路径对不同粒度业务承载能力的计算,用APr表示,以上边路径P为例，路径P对业务粒度r为1的分配方式有五种，即相应的业务承载能力AP1=5/12；路径P对业务粒度R为2的分配方式有3种，即相应的业务承载能力AP2=3/11,以此类推，得出路径P对业务r的承载能力公式：,路径对业务的承载能力,2,一：基于业务感知的碎片评估方案TAFD模型,FTD-P,14,4,计算FTD_P,其值越大表示对业务的承载能力越强，反之表示对业务承载能力越差，随后进行路径分配时，我们优先将业务安排到承载能力较强的路径中。,路径对业务的承载能力,2,一：基于业务感知的碎片评估方案TAFD模型,FTD-P,15,1,节点对业务的承载能力的计算,Tv，表示与节点v相连接的链路集合中，由两两链路组成的所有路径集合。,网络对业务的承载能力,3,一：基于业务感知的碎片评估方案TAFD模型,FTD-NW,16,2,网络对业务的承载能力的计算,网络对业务的承载能力,3,一：基于业务感知的碎片评估方案TAFD模型,FTD-NW,17,一：提出创新型碎片评估方案,二：提出基于新碎片评估方案的路由与频谱分配算法,实现途径,4,三：仿真分析,18,二：基于碎片感知的动态路由频谱分配,路径碎片感知的PFT-RSA,1,网络碎片感知的NFT-RSA,2,我们由浅入深地分别得出了基于业务的路径碎片评估模型，节点碎片评估模型以及网络碎片评估模型，接下来，我们将以上评估模型应用到路由与频谱的分配算法中。,仿真分析,3,19,1,构建最简可用网络拓扑,将网络拓扑中无法承载粒度为r的任务的链路去掉，这样便可初步除去多余节点和链路，得到更为简化的网络拓扑G(V,E)。，目的是提高后续计算效率，从而提高资源分配效率。,2,计算最短路径,用KSP算法得出k条最短路径。,二：基于碎片感知的动态路由频谱分配,路径碎片感知的PFT-RSA,1,20,3,计算路径的业务承载能力FTD_P，得出最优路径,4,对业务请求队列进行更新操作,二：基于碎片感知的动态路由频谱分配,路径碎片感知的PFT-RSA,1,21,与路径碎片感知的FA-RSA相似，网络碎片感知的FA-RSA是将前者计算过程中所依据的碎片评估模型由FTD_P换成FTD_NW,从而能够更全面迎合整体网络的具体情况,二：基于碎片感知的动态路由频谱分配,网络碎片感知的NFT-RSA,2,22,整体框架,基于碎片感知的FT-RSA算法流程图,二：基于碎片感知的动态路由频谱分配,23,一：提出创新型碎片评估方案,二：提出基于新碎片评估方案的路由与频谱分配算法,实现途径,4,三：仿真分析,24,1.介绍：,网络拓扑仿真,请求粒度大小从1到8，每个节点连接请求出现概率按照=4.5的泊松分布，频隙资源数组的数组元素初始值均为0。,三：仿真分析,25,2.仿真1：,TAFD与频谱使用率随业务处理数量增加曲线关系,三：仿真分析,26,3.仿真2：,三种算法在NSFNET和COST239仿真拓扑下的阻塞率,三：仿真分析,27,创新点：1.应用任务请求队列动态更新业务到达概率；*2.网络状态相同时区别对待不同粒度的业务；*3.提出对路径、节点、网络对业务的承载能力的新模型；*4.应用基于对业务承载能力的模型实现碎片程度的量化。总结：通过仿真结果，可以看到FTD模型实现了将网络对碎片的可容忍程度量化体现的目标；提出的路由与频谱