全光网络中监测迹原理和应用

1.该书的作者都是多年从事通信网络研究的学者，对光网络的构架和监测保护恢复方法具有非常深厚的积累，并且在本研究领域有自己独到的见解，能对光网络的关键问题进行深入的剖析和挖掘，能针对这些问题提出自己的解决方案。 2.市面缺乏类似专业图书。 3.本书其中一个作者为光监测的提出者。

 

本书探讨了监测迹技术在光网络故障监测中的应用。全书共分为6章。第1章介绍光纤通信系统、波分复用网络、光网络生存性等相关基础知识以及基于通道的监测方法，尤其是监测迹的基本概念和研究现状。第2章介绍监测迹的基本原理，包括监测迹结构的理论分析、监测迹的整数线性规划模型以及对监测迹的数值计算结果。第3章针对监测迹整数线性规划模型过于复杂的问题，介绍两种可以在大规模网络中实现监测迹设计的启发式算法。第4章针对节点失效引起的多链路失效问题，介绍一种基于组合分组测试的监测迹设计方法。第5章介绍一种联合监测迹分配和业务路由的优化算法，从而在网络监测资源不足时，在保障业务需求的前提下，利用受限的资源，尽可能多地监控承载业务*多的链路。第6章在监测迹的基础上介绍一种新的监测结构，即监测森林，该结构采用多播树结构为树上的所有链路分配相同的波长，从而大大降低所需监测迹和监测波长的数量。 本书适合从事网络故障监测、网络生存性技术研究和开发的读者阅读。

任婧 电子科技大学信息与通信工程学院讲师。分别于2007年和2015年在电子科技大学获得工学学士学位和工学博士学位。主要研究方向为下一代网络体系和协议设计、软件定义网络关键技术、网络优化与规划技术。在IEEE Network、IEEE Wireless Communications等期刊发表论文多篇。 王雄 电子科技大学信息与通信工程学院副教授。2003年在重庆邮电大学获得电子信息工程学士学位，2008年在电子科技大学获得通信与信息系统博士学位。 2013—2014年在美国加州大学戴维斯分校进行SDN网络测量方面的访问研究。长期从事下一代互联网体系结构及关键技术、SDN网络关键技术、网络优化与规划、网络测量等方面的研究工作。近年来，在IEEE Network、IEEE Journal of Lightwave Technology、IEEE Journal of Optical Communication and Networking等期刊上发表论文20余篇，在IEEE INFOCOM、IEEE GLOBECOM、IEEE ICC，ACM SOSR等重要国际学术会议发表论文50余篇，其中SCI检索20余篇，EI检索30余篇。担任IEEE Transaction on Networking、IEEE Network、Photonic Network Communication等期刊审稿人。 赵阳明 纽约州立大学布法罗分校研究科学家（research scientist）。分别于2008年和2015年在电子科技大学获得工学学士学位和工学博士学位。主要研究方向为数据中心网络资源分配和调度、博弈理论在通信网络中的应用、网络功能虚拟化等。发表论文20余篇，其中SCI检索5篇，EI检索10余篇。 徐世中 电子科技大学信息与通信工程学院教授、博士生导师。分别于1994年、1997年和2000年在电子科技大学获得工学学士学位、工学硕士学位和工学博士学位。先后主持和参与国家级、省部级和企业合作项目10余项（包括国家“973”项目课题2项、国家“863”项目课题1项、国家自然科学基金项目3项）。发表论文50余篇，参与申请国内、国际发明专利10余项、ITU-T标准5项。主要研究方向为下一代网络体系结构与关键技术，网络资源优化的研究与应用，物联网设备、平台及应用，电子政务数据交换及海量数据处理和挖掘技术的研究与应用。 吴斌 天津大学计算机科学与技术学院教授、博士生导师。分别于1993年、1996年和2007年获得浙江大学获得工学学士学位、电子科技大学工学硕士学位和香港大学博士学位。从事通信领域研究工作近20年，主持和参与相关科研项目10余项。在IEEE Communication Surveys and Tutorials、IEEE Transactions on Networking、IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology、IEEE Transactions on Wireless Communications等重要国际学术期刊和IEEE GLOBECOM、IEEE ICC、InfoCom等重要国际学术会议上发表论文近70篇，申请国家发明专利近10项，并出版英文专著一部。多次受邀参加国际学术交流活动，担任会议技术委员会成员，并兼职多家机构的技术专家。担任ToN、JOCN、JSAC、TWC、TVT等10余份期刊审稿人以及International Journal of Computer Networks期刊编辑。

第 1章 概述 1

1.1 点到点光纤通信系统 1

1.2 波分复用网络 2

1.2.1 光波长交换技术 3

1.2.2 光分组交换技术 4

1.2.3 光突发交换技术 6

1.2.4 光交换技术的比较 7

1.3 光网络的生存性 7

1.4 网络监测方法综述 9

1.4.1 上层协议监测技术 9

1.4.2 光层/物理层监测技术 9

1.5 基于通道的监测方法 10

1.5.1 监测环 10

1.5.2 监测迹的基本概念 14

1.5.3 监测迹的研究现状 15

1.6 本书的主要内容及章节安排 16

参考文献 17

第 2章 监测迹设计基本原理 22

2.1 监测迹结构的理论分析 22

2.1.1 迹的数学表达 23

2.1.2 精确的链路故障定位 27

2.1.3 监测迹的最大数量 28

2.1.4 监测代价的下界 29

2.2 监测迹建模 30

2.2.1 建模所用符号及含义解释 30

2.2.2 ILP建模 31

2.3 数值计算结果分析 33

2.3.1 仿真条件 33

2.3.2 结果分析 33

2.4 本章小结 37

参考文献 38

第3章 单链路失效的监测迹启发式算法 39

3.1 RCA RCS算法分析 39

3.2 MTA算法 41

3.2.1 MTA算法涉及的重要概念 41

3.2.2 MTA算法原理 42

3.2.3 MTA算法理论分析与讨论 47

3.2.4 仿真实验设计及结果分析 48

3.2.5 本节小结 50

3.3 RNH-MTA算法 51

3.3.1 RNH-MTA算法的设计动机和核心思想 51

3.3.2 RNH-MTA算法理论分析与讨论 53

3.3.3 仿真实验设计及结果分析 57

3.3.4 本节小结 61

3.4 本章小结 61

参考文献 61

第4章 针对节点失效引起的多链路失效的监测迹设计方法 63

4.1 节点失效引起的多链路失效情况分析 63

4.2 组合分组测试 64

4.2.1 组合分组测试的规范形式 65

4.2.2 组合分组测试在监测迹部署场景的适用性分析 66

4.3 基于组合分组测试的监测迹设计 67

4.3.1 待测节点集合最优分组策略 67

4.3.2 HN-DS算法涉及的重要概念 68

4.3.3 HN-DS算法 70

4.4 仿真实验设计及结果分析 75

4.4.1 仿真实验设计及对比算法 75

4.4.2 结果分析 76

4.5 本章小结 79

参考文献 79

第5章 波长资源不足时的监测迹设计方法 80

5.1 问题描述和建模 80

5.1.1 问题描述 81

5.1.2 联合优化建模 81

5.1.3 模型分析 85

5.2 算法设计 86

5.2.1 业务需求预路由 86

5.2.2 基于组合分组测试的监测迹部署 88

5.2.3 业务路由调整 91

5.2.4 讨论 91

5.3 仿真实验设计及结果分析 92

5.3.1 仿真实验设计 92

5.3.2 结果分析 92

5.4 本章小结 96

参考文献 96

第6章 监测森林 98

6.1 M-forest的基本概念 98

6.1.1 M-tree基本概念 99

6.1.2 M-forest基本概念 100

6.2 M-forest建模 100

6.2.1 符号列表 100

6.2.2 报警码的表示 101

6.2.3 M-forest方案建模 102

6.3 求解监测森林的MFF算法 104

6.3.1 术语解释 104

6.3.2 MFF算法 104

6.3.3 算法分析 107

6.4 仿真设计及结果分析 108

6.4.1 网络规模的影响 108

6.4.2 网络连通性的影响 109

6.5 本章小结 109

参考文献 110

名词索引 111