·步骤(4) 根据公式(3)调整链路代价,用Dijkstra算法在网络拓扑图上为业务请求寻找一条SRLG分离的保护路由bp2n,若没有找到,转步骤(6),否则转步骤(5)。
·步骤(5) 记录下此时的工作路由,保护路由和资源占用情况,并用First-Fit算法分配波长,同时更新工作路由,保护路由和资源占用情况,返回步骤(1)。
·步骤(6) 阻塞该业务,更新网络状态,返回步骤(1)。
DLF-SPP算法的时间复杂度主要取决于使用Dijkstra算法的次数,寻找工作路径时,Dijkstra算法的时间复杂度近似为O(|N|2),两次寻找SRLG分离的保护通路时的时间复杂度近似为O(2|N|2),因此 DLF-SPP算法总的时间复杂度近似为O(3|N|2)。
5.仿真与分析
5.1 仿真性能评价指标
阻塞率(BP)定义为:BP=阻塞的业务请求数目与业务请求总数之比。阻塞定义为不论是工作通路还是保护通路发生阻塞,都视为该业务阻塞。
资源利用率(RUR)定义为:预留资源总数与工作资源总数的比值。RUR越小表明资源利用率越高。
负载平衡度(BD)定义为:BD= 公式(4)
其中αk为链路k上已经占用是波长总数,(包括工作波长和保护波长),BD越接近1,表示全网负载越趋于均衡,负载越均衡,网络性能越好。
5.2 仿真模型与数据分析
仿真时假设所有业务请求的到达速率服从均值为β的泊松分布,,建立的业务连接持续时间服从均值为1∕μ的负指数分布,即全网总负载为β∕μ爱尔兰(Erlang),仿真时取μ=1。到达业务请求的源,宿节点在所有的节点对之间随机选择,如果业务连接建立失败,则立即丢弃该业务,即无等待队列。
图1 USA network 拓扑图
仿真网络拓扑图采用USA network,如图1所示,其中每条链路为一根双向光纤,两条失效链路在链路集中随机选取,每根光纤支持20个波长,每个业务请求的带宽都是一个波长粒度,且假设节点具有完全波长转换能力。仿真时,取每根链路的基本代价为1,与DLF-SPP算法比较的是SPP算法,仿真所得结果是在模拟105业务请求后得到的平均值。
图2 阻塞率随网络负载变化曲线图 图3 资源利用率随网络负载变化曲线图
图2,图3和图4分别就SPP算法与DLF-SPP(0.7,0.3),DLF-SPP(0.5,0.5),DLF-SPP(0.3,0.7)在阻塞率,资源利用率和负载均衡度方面作比较,从图2可以看出,随着网络负载的不断增大,不同λ和μ的DLF-SPP算法在阻塞率方面都明显低于SPP算法,这是因为通过fl,λ和μ对网络代价进行了动态的调整,合理的利用网络中的波长带宽,而SPP算法需要预留的波长资源多,从而导致全网业务请求的阻塞率增大;图3是两种算法在资源利用率方面的比较,显然DLF-SPP(λ,μ)算法要比SPP算法低,因为DLF-SPP(λ,μ)算法在分配新的波长时,将已有的波长分配情况也考虑其中了,所以提高了资源利用率;
图4 负载均衡度随网络负载变化曲线图
从图4可以看出,随着网络负载的的增大,DLF-SPP(λ,μ)算法比SPP算法具有稍好的负载均衡度,这是由于λ和μ对网络的路由跳数进行了调整,而且和fl一起调整了网络代价,使得网络发生故障的几率减小,提高了网络的负载均衡度。
6.结束语
由于网络用户的不断增多,网络容量的不断增大,网络结构的更加复杂,双链路失效已经成为一个不能忽略的问题。本文研究了WDM光网络中基于共享通路保护的双链路失效保护算法DLF-SPP,仿真表明,此算法在考虑双链路失效保护的情况下具有较低的阻塞率,较好的负载均衡度和更优的资源利用率,因此DLF-SPP算法可以为双链路失效提供有效的保护,提高网络生存性。
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