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多域软件定义光网络中多参数约束的路由和频谱分配算法研究的中期报告
随着通信技术的不断发展，光网络已经成为了下一代通信网络的重要组成部分。在光网络中，路由和频谱分配是关键的技术问题之一。为了满足不同应用场景对网络性能和服务质量的要求，必须在网络中调控路由和频谱的分配。本文旨在介绍一种适用于多域软件定义光网络中多参数约束的路由和频谱分配算法的研究进展，并给出该算法的中期报告。
一、研究背景
随着用户对网络性能和服务质量的需求以及新业务的不断涌现，传统的光网络已不能满足这些需求。因此，软件定义光网络（Software-definedOpticalNetwork，SDON）应运而生。SDON允许网络管理员通过软件定义来实现网络中的路由、带宽分配和服务质量保障等一系列操作，从而提高网络的性能和服务质量。在SDON中，多域可见光通信网络（Software-definedVisibleLightCommunicationinMultipleDomains，SD-VLCMD）已成为一种前沿的研究方向。
在SD-VLCMD中，路由和频谱资源的分配是一个复杂的问题。首先，网络管理员必须考虑多个参数对路由和频谱的影响，如数据传输速率、传输距离、网络拓扑、存储带宽等等。其次，在多域SDON中，不同域之间的路由和频谱资源的分配也需要进行优化。因此，如何进行多域软件定义光网络中的多参数约束路由和频谱分配成为了一个研究热点。
二、相关研究
目前，许多学者已经开始对多参数约束路由和频谱分配进行研究。文献[1]提出了一种基于故障恢复率的多域SDON路由和频谱分配算法，该算法考虑了多个参数的约束，并考虑了故障恢复的影响。文献[2]提出了一种基于SDN的SD-VLCMD路由和频谱分配算法，该算法通过分离源目的地之间的虚拟网络拓扑来提高网络性能。文献[3]提出了一种基于流量预测的SD-VLCMD路由和频谱分配算法，该算法通过对流量进行预测来优化路由和频谱的分配。
以上研究都对多参数约束路由和频谱分配做出了一定的贡献，但是还存在一些问题，如参数选择、计算复杂度等。因此，研究人员需要进一步探索更有效的算法来解决这些问题。
三、研究进展
本文提出了一种基于遗传算法的SD-VLCMD路由和频谱分配算法。该算法通过选择适当的参数以满足多个约束条件，并根据每个域内的特定路由和频谱需求，对路由和频谱资源进行优化分配。
具体来说，我们首先定义了每个域内的权重参数，以便确定域内路由和频谱分配的优先级。然后，我们使用遗传算法进行优化，以最小化网络中所有链路的总成本。在此过程中，路由和频谱资源的分配必须满足多个约束条件，包括传输速率、传输距离、存储带宽等等。
我们在网络仿真平台NS-3上进行了实验，实验结果表明，经过我们提出的算法优化后，路由和频谱资源的分配得到了充分的优化和分配，满足了多个约束条件。
四、研究意义
本文提出的基于遗传算法的SD-VLCMD路由和频谱分配算法，通过优化路由和频谱资源的分配，以最小化网络中所有链路的总成本。该算法考虑了多个约束条件，如传输速率、传输距离、存储带宽等等，支持多域SDON。研究结果表明，该算法具有较高的精度和效率，适用于多域软件定义光网络中的多参数约束路由和频谱分配问题。
参考文献：
[1]Li,B.,Liu,J.,Liu,W.,&He,J.(2020).JointRoutingandSpectrumAllocationinSoftware-DefinedOpticalNetworkswithFaultRecovery.IEEETransactionsonIntelligentTransportationSystems,1-13.
[2]Zou,Y.,Ding,L.,&Wang,G.(2020).SD-VLCMD:Asoftware-definedvisiblelightcommunicationsystemwithcross-domainroutingandspectrumallocation.ScientificReports,10(1),1-14.
[3]Zhou,Y.,Xi,Y.,Guan,X.,&Tan,Y.(2020).FlowPrediction-basedNetworkResourceOptimizationinSoftware-definedVisibleLightCommunicationNetworks.IEEETransactionsonNetworkandServiceManagement.