分波多任务网络的区域资源信息路由与波长指配算法改进
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摘要：分波多工网络如何在实际控制网络有可能出错或迟延的情况下提供上层网络适当的服务质量并以新型的路由与波长指配算法来配合是一个相当重要的议题。在本论文中，首先找出影响控制面效能的主要因素，在所有已知因素中，区域资源信息（local resource information）是一个可以加以利用但从未有研究探讨的有利因素。因此根据这个新的控制模型并利用一些可套用区域资源信息的路由与波长指配算法来改进在控制面发生迟延时可能造成的额外服务阻断。发现透过局限区域资源信息的范围，不但可以有效降低讯号网络的负载，还可以适当的改善在不可靠控制面的情况下所造成的效能损失。
中图分类号：TN929.11 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 21-0000-02
1 前言
随着因特网的蓬勃发展，网络服务供应者所提供的应用与服务种类更加繁多，网络流量也持续急速攀升，分波多任务（Wavelength Division Multiplexing，WDM）因而成为扩充光纤网络频宽的最重要技术。
在分波多任务网络研究中，路由与波长指配（Routing and Wavelength Assignment，RWA）机制是一个提升网络效能的关键性程序，它是用于分配端对端的通道联机给将要进来任务。从来源节点到终端节点，被指派的光路径（light path）可能由多个光纤链接所串接而成。然而光路径必须符合在一条路径只能使用一个波长的限制，这种限制称为波长连续性限制（wavelength continuity constraint）。
由于集中式的供装管理方式受限于网络扩充性与服务可靠性的限制，对于具有相当规模的网络来说，分布式的供装系统已成为不可避免的趋势。然而分布式算法都假设控制讯号（例如GMPLS）可把相关网络信息正确无误的发散到各个网络设备，再据此进行相关的路由计算与波长资源指配，因此对于所有网络节点而言，此假设可保证网络信息正确性与实时性，进而使得网络可以达到相当好的供装（provisioning）效能。然而，事实上网络信息的正确与否，无可避免的将受到迟延与传输错误因素影响，进而造成网络效率的降低。而控制机制的设计，讯号网络的规划，讯号协议的规范，网络负载与变动，都会使得网络信息的正确性产生相当大的变异性。
本论文的主要目的在于如何在一个可能发生错误与迟延的控制讯号网络下，提出一个实务上的控制面错误模型，并针对此模型设计出一个可以容延误的路由与波长指配算法。首先，采用区域资源信息的论点来设计模型。其次，根据此模型，设计了具有效率的路由与波长指配算法并以仿真来验证此方法的效率与有效性。
2 问题描述与研究方法
一个完备的网络设计需考虑数据面（data plane）、管理面（management plane）与控制面（control plane）。然而在分波多任务网络，数据面与管理面是依循传统传输网络模式进行管理，而在早期控制面则比较不受重视。随着光化因特网（IPover WDM）以及MPLS（Multi protocol Label Switching）技术的兴起，对于大部分的设备与服务供货商来说，GMPLS（Generalized Multi protocol Label Switching）应该是一个整合异质网络的控制面利器。它是采用扩充传统因特网协议中的OSPF（Open Shortest Path First）与RSVP（Resource ReSer Vation Protocol）协议，来支持传统电信网络中以电路交换（circuit switching）为主的数据面；其扩充协议分别为OSPF-TE 与RSVP-TE。OSPF-TE透过泛流（flooding）来散布网络状态信息；RSVP-TE则用来进行相关资源的配置。然而由于所需要交换信息相当多，以至于在大型网络的情况下，需要一些妥协的措施来进行相关的控制面运作。
然而大部份的路由与波长指配算法均需要全域资源信息（Global Resource Information），只利用区域信息的算法并不多，目前找到具代表性的算法为FPLC[1]，它可以只利用起点距离k hop的信息来绕路，这个FPLC 的变型被称为FPLC-k，当然如果k 大于网络拓扑的diameter，那FPLC 的效果当然等同于FPLC，但在此要探讨的是固定且小量的k 在不可靠控制面下的影响。
3 路由算法设计