WDM光纤网故障的光路恢复策略

　　恢复策略主要分为两大类：主动恢复方法(proactive)和被动(reactive)恢复方法。

　　被动恢复方法是最简单的，当一条光路(lightpath)出现故障后，寻找一条新光路以绕过故障的过程才开始进行。这种方法在系统没有故障时开销很低，单不能保证恢复成功，在分布式控制协议的情况下，同时为不同的失效光路进行恢复的尝试可能因为冲突要重复好几次才会成功，从而导致网络流量的增加和恢复时间的延长。

　　主动式恢复可以克服以上缺点，在这种方法中，用标记符标明备用光路(backup pash)的同时，相应的设备光路的资源被预留，从而使主光路出现故障时备用光路随时可用，使故障恢复率达到100%。

　　主动恢复方法包括：

　　 *备用专用预留方法 每一条光路均有一条专用的备用光路。它的优点是恢复时间短，因为它在建立主光路的同时分配了备用路径，但它保留了过多的资源，也不被看好，本文不做重点介绍。

　　 *备用复用 如果两主光路在链路上是分离的，那么它们不会同时失效(在单链路故障模型的条件下)，因而它们的备用光路可以共享一个波长通道(wavelength channel)，能使资源利用率得以提高。

　　 *主/备用复用 这种技术允许一个波长通道被一个主光路和一个或多个备用光路所共享，在动态业务量的环境下，可以进一步的提高资源利用率，降低客户请求的阻塞率，但恢复保证率下降。

　　主动恢复方法和被动恢复方法又可以进一步分为基于链路(link-based)的和基于路径(path-based)的方法。基于路径的方法采用源、目的端节点之间重新路由，而基于链路的方法则是把通过失败元件的业务量在失效元件的两个邻接节点间重新路由。

　　在基于链路的方法中，当一条链路出现故障时，经过这条链路的主光路在这条链路两端的节点之间选择一条新的路径以绕过失效链路。这条新的路径与主光路的没有失效的工作部分形成一条备用路径。在波长选择的网络中因为主光路的一部分被保存下来，所以备用光路必须采用与主光路相同的波长，这样备用路径的选择受到了限制，而且当一个节点失效时，这种方法实现起来十分困难，因而不被看好。在基于路径的方法中，一条备用路径不再保留主光路的工作部分，因而可用与主光路不同的波长，使资源利用率得以提高。

　　这种方法采用启发式算法，恢复问题被分成独立的子集，每个子集对应着一个需求，对应着一个需求的主/备光路对被赋予一个代价值。具体实现有两种：(1)从一个需求的初始可行解法开始，可用作主光路的候选路径按代价的升序排列，对于每条候选主光路，选择一条最好的路径作为备用光路，这一过程继续下去直到主/备用光路对的代价值不再改善。对每一个需求应用上述过程，最终形成对初始问题的解法。(2)从每个满足需求的分离的、最短的主/备用光路对开始，对每个连续需求，先确定主光路，再选择最好的备用光路。这两种算法在一些随机网络的模拟实现显示，第一种算法比第二种算法性能稍好，两种算法都优于基于最短路径的算法，并可以通过备用复用的技术进一步提高它们的性能。

　　 4 动态业务量的光路恢复

　　与静态业务量不同，动态业务量的光路故障恢复要求计算简单的算法，算法的目标是选择最好的主/备用光路对以改善网络的阻塞性能(阻塞性能指的是连接请求被阻塞的可能性)，也就是说利用固定的资源提供尽可能多的恢复光路。下面介绍两种为动态业务量提供路由的算法，它们均是主动式、与故障无关的、基于路径的方法。

　　 4.1 基于备用光路复用的路由算法

　　这种算法采用一种更替路由的方法。首先为每一个节点计算一个候选路径集，一个源、目的节点的候选路径应是链路分离的。当一个新的连接请求到达时，最小代价的主/备用光路对被选择。这一对光路所需求的空闲通道应是最少的。一条波长通道如果既没有被主光路又没有被备用光路使用，则它是空闲的。当一条波长通道已经被一条或多条备用光路使用，则它也能被一条新的备用光路使用，而不需要新的空闲的波长通道，因而不需要多余的代价。这个算法的目标是确保为一条新光路提供路由时，网络进入的一个新状态使网络的总的空闲通道数量最大。