多域光网络中基于优先级的波长路由分配算法

多域光网络中基于优先级的波长路由分配算法

田相轩;杨君刚;车雅良;牛俊勇;刘故箐;王新桐

【摘要】本文提出一种在多域光网络中基于优先级的路由波长分配算法。算法设

计旨在解决复杂网络拓扑下，多任务请求路由波长分配问题。本文首先根据复杂网络拓扑情况与任务请求状况，完成多域的划分，对跨域任务的最短路由进行路由分裂；其次依据域内与域间优先级设定策略，完成多任务请求优先级设定；按照优先级顺序，采用模糊优化波长分配算法完成波长分配。仿真结果表明本算法在处理复杂网络拓扑、多任务路由波长分配问题上效果明显，有效的降低了网络请求阻塞率，提高了光网络资源利用率。%We present an effective algorithm for solving multi-requests’routing and wavelength assignment in multi-domains networks based on priority algorithm (MD-PRWA) .We partition the multi-domain according to the state of the complex networks and multi-requests and divide the shortest route of the inter-domain route .Secondly ,we use the priority algorithm of inner-domain and inter-domain to determine the priority of the multi-requests ;at last RWA (routing and wavelength assignment) in the whole net-work is solved in the light of the multi-

re quests’ priority .The simulation results show that MD-PRWA algorithm performances well , reduces the network request blocking rate effectively and improves the optical network resource utilization greatly in solving the multi-requests RWA problems in complex networks .

【期刊名称】《电子学报》

【年(卷),期】2014(000)004

【总页数】8页(P625-632)

【关键词】多域;多任务;优先级;路由波长分配

【作者】田相轩;杨君刚;车雅良;牛俊勇;刘故箐;王新桐

【作者单位】西安通信学院信息传输系，陕西西安 710106;西安通信学院信息传

输系，陕西西安 710106;西安通信学院信息传输系，陕西西安 710106;西安通信

学院信息传输系，陕西西安 710106;西安通信学院信息传输系，陕西西安 710106;西安通信学院信息传输系，陕西西安 710106

【正文语种】中文

【中图分类】TN913.7

1 引言

光网络是实现“宽带中国”战略的基础平台，近几年随着大数据以及云计算的迅速发展，光网络传输数据量呈现爆炸式的增长，在提高带宽的同时，针对光网络资源分配的要求越来越高.简单的说即是多任务请求下的波长路由分配的问题，其目的

是为不同请求选择最佳路由并分配合适的波长,尽可能的降低网络阻塞率,提高资源

的利用率[1～4].

目前针对于多任务请求的处理方法性能较好的为基于优先级的多任务处理算法，其基本思想是首先通过一定的策略对到达网络的多个任务请求设定优先级[5～8].该

类算法将多任务请求问题通过优先级划分的方式转换为单任务请求处理问题，因此，算法复杂度低，对网络适应性好，具有良好的发展前景.在文献[5]中提出了一种基

于离线波长分配优先级算法，但是该算法的优先级算法没有涉及任务请求建立的本质——路由跳数和负载容量，任务请求的优先级划分不够合理导致光网络资源利

用率较低；在文献[6]中主要依据任务请求服务等级的高低和任务请求到达时网络

的流量速度情况来判定多晌务请求建立光路的顺序，但是到达任务请求的总体阻塞率会较高，光网络资源利用效率相对较低.在文献[7]中提出了基于流量疏导的优先级算法(PRWATG)，该算法在多任务请求下，区分直通路由与非直通路由，依据任务请求的负载容量设定多任务请求的优先级.该算法对请求路由类型的分类过于粗糙，使得在网络规模较大，请求数量较多的情况，网络请求阻塞率上升，算法性能难以满足要求.文献[8]提出基于优先级的路由波长分配算法，该算法对到达的各任务请求按照其请求类型和实际网络状态进行影响权重的设定优先级；但是当网络拓扑比较复杂，负载容量、路由跳数与实际的网络状态的关系难以准确的定量计算. 对于大规模网络拓扑，多任务请求同时到达网络，分层划域是其路由波长分配复杂度降低的有效方法，能够解决由于目前光传送网规模不断扩大导致的扩展性问题.

分层划域的算法降低了拓扑的规模，通过划域的方式很大程度上降低路由选择波长分配的计算复杂度[9～11].目前关于多域的复杂网络拓扑的路由选择多为基于确定的域顺序，实现路由的选择[12～14].文献[12]在设定的域顺序前提下实现路由的

选择，分析了基于PCE (Path Computation Element)架构的路由选择模式，但是该模式的复杂度较大，花费时间较长，并且容易出现CAC(Call Admission Control)错误.文献[13]在路由选择模式上提出MLP算法(Most Leisure Path Algorithm)，该算法在选择路由时仅考虑瓶颈链路的剩余波长数忽略了任务请求

本身的特性，算法有一定的局限性.文献[14]从路由模式出发，着重描述了层次路由、源路由和逐跳路由的连接建立和实际操作过程，但是该论文未能够做出详细的仿真验证，其算法的准确性有待检验.

本文提出的MD-PRWA(Priority based Routing and Wavelength Assignment in Multiple Domains for multi-requests)算法旨在解决复杂拓扑网络下的多任务请求RWA问题.对复杂的拓扑网络进行划域，并根据网络状态与任务请求的特点，