[发明专利]一种多域光网络安全组播波长分配方法及系统

说明书

本发明公开了一种多域光网络安全组播波长分配方法及系统，引入带内串扰攻击传播半径ICAPR的概念，用来定量描述了光网络的带内串扰攻击传播的最坏情况的程度，然后在此基础上将多个组播请求的波长分配问题转化为经典指派问题，通过匈牙利方法对该问题进行求解。该方法可在多项式时间内获得安全性较高的波长分配方案，同时可降低连接阻塞率和提高系统波长资源的利用率。

技术领域

本发明属于光网络技术领域，涉及一种多域光网络安全组播波长分配方法及系统。

背景技术

当前，互联网技术发展日新月异，光网络的应用也越来越广泛，其规模也在不断的增大，具有分层分域结构特征的智能光网络ASON开始被广泛应用。但是透明光网络中使用的主要部件存在较多的弱点，如光纤中的衰减和非线性效应，特别是光放大器的增益竞争以及开关中的串扰，一旦发生故障或有恶意信号进行攻击就可能会导致多个连接的中断，使得大量数据丢失或损坏。恶意用户可以利用这些漏洞创建针对服务质量(QoS)恶化或服务拒绝，流量分析或窃听实现恶意的物理层攻击，从而严重损害网络的正常运行。此外，由于没有光-电-光(OEO)转换，网络中的中间节点不能告知传输通信量，这使得恶意信号可能通过网络传播而不能被有效检测。因此，在组播路由和波长分配(MC-RWA，MulticastRouting and Wavelength Assignment)中，如何保证数据传输的安全性是实现光层组播的关键问题。一般我们将该问题分为路由子问题和波长分配子问题，如果在光网络中波长分配不当，将会引起阻塞率升高以及网络容量降低等衍生问题。

根据处理组播连接请求数的不同，我们把MC-RWA方法分为以下两种类型：基于单个组播请求和多个组播请求的MC-RWA方法。单个组播请求的MC-RWA方法的主要目标是实现其自身的优化，而在多个组播请求的MC-RWA问题中，我们不但需要考虑满足单个组播的需求，并且需要考虑对整个光网络的影响，对组播请求组合实现最优化。

许多文献介绍了基于多组播请求的MC-RWA波长分配问题的解决方法，现有方法中的基于整数线性规划的基于ILP的整数方法，在波长利用率和方面相比于其他波长分配方法有明显优势，但是该方法并未考虑为光网络提供足够的安全性保护；现有的将组播波长分配子问题描述为顶点着色问题，但是该方法仅考虑了节点只有预先给定的静态业务的情形；基于IRES策略的波长分配方法，该方法根据预定时间段内到达各等级业务的比例不同更新各等级业务的预留波长数,并与引入不同等级业务剩余波长率后的改进ERLH方法相结合，能够使方法在波长分配时兼顾考虑相应等级业务的网络资源使用情况，可以有效降低网络阻塞率,使资源得以更为充分的利用，但是并未考虑在多域环境下运行的情况；高功率光串扰约束的IRC_RWA方法，能够将光交换机中发生的串扰的危害减轻到最低，在面临攻击情况下，在阻塞率上具有优于经典方法的性能，但是在多层多域光网络环境中，由于域间业务量多于域内业务量，串扰攻击对于域间和域内链路的影响则区别很大。因此，文献中介绍的组播波长分配方法需要经过修改才可以应用到多域光网络。

在多组播请求未预先给定情况下，可根据优化目标将组播波长分配方法分为以下两类：波长使用数量最小化与网络容量最大化。由于这些波长分配方法以逐个的形式处理多个同时到达的组播请求，因此这很难在静态业务和动态业务同时存在的多组播请求光网络中获得整体最优的波长分配方案。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于，提供一种多域光网络安全组播波长分配方法，该方法可在多项式时间内获得安全性较高的波长分配方案，同时可降低连接阻塞率和提高系统波长资源的利用率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多域光网络安全组播波长分配方法，包括以下步骤：

步骤一，无向赋权图G中包括多个原有的组播树，获取无向赋权图G中的所有的可用波长；给定k个新加入的组播树；

步骤二，计算无向赋权图G中可用波长的波长使用率；