⑦这样，通过阈值限定的保护段检测方法，网络能够检测出端到端连接请求上的关键路径，进而为关键路径提供专有保护，从而有效地降低用于专有保护的网络资源。
第三节 低开销的动态1+N保护策略
网络编码是一种融合了路由和编码的信息交换技术，它的核心思想是在网络中的各个节点上对各条信道上收到的信息进行线性或者非线性的处理，然后转发给下游节点，中间节点扮演着编码器或信号处理器的角色。通过网络编码，信息的传输效率得到了有效的提高。DSDP策略主要包含线性编码专有保护方法、动态资源回收机制和保护门限调整机制3部分。
传统专有保护策略需要针对每个工作路径建立相应的备份路径，网络资源开销较大。本文采用1+N网络编码保护模型对Ｎ条工作路径的保护路径进行合并，其原理如图3所示。通过单条备份路径对多个工作路径提供专有保护。完成保护段的建立后，备用路径的源节点称为段首节点，而目的节点称为段尾节点。段首节点将段内所有工作路径上传输的数据以网络编码的方式沿着备用路径发送至段尾，有效地降低了保护开销。编码过程为
?dn??dn dc?d1?d2?d....31若第i个工作路径出现故障，则节点Im可以根据其他工作路径消息以及编码后的消息完成对di数据的正确解码，近似实现零倒换时间。解码过程为
di?dc?d1?d2?L?di??di??...?dn??1dn 11
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d1d2INdn-1dnIMdc
图3 1+N 的保护原理 Fig.3.3 Principle of 1+N Protection
与端到端专有保护方法相比，本文方法只针对部分路径提供保护，较大程度上节省网络资源开销；同时，在保护段内还能够实现采用单条备用路径为多条工作路径提供专有保护，更进一步地减少了用于保护过程的网络资源。与共享护方法相比，备份路径上承载多个工作路径的传输数据，段尾节点可以根据这些数据以及未故障工作路径上的信息，以线性运算的方式获得故障路径上所传输的数据，此种方式下，保护倒换时间即为段尾节点解码时间，因此可以实现近似零故障保护倒换时间。
并且，网络中的连接动态到达、持续时间也并不相同，因此在连接持续时间内，各个节点处波长占用数量也将发生变化。为了避免浪费网络资源，设计了动态资源回收机制。在端到端连接拆除后，该业务请求各个中间节点处的波长将相应释放，进而节点间所占用的波长数量也将随之发生变化。此时，源节点对当前所建立的保护段进行检测，判断在当前网络状态下，保护段中工作路径数量与保护门限值M间的关系，若低于保护门限值，则表明连接拆除后，根据预先设定的标准，无需对原有保护段中的部分网元提供保护，则段首发送信令通知段尾节点保护段拆除，完成资源回收。其具体检测步骤与保护段建立过程中的检测步骤相同，在此不再重复。同时，在一定的时间间隔内，为了有效地提高路径可靠性设
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计了保护门限调整机制。当大量的端到端连接建立或拆除后，网络整体负载将发生变化，此时如果不及时调整保护门限M，将有可能会出现低网络负载、高保护门限的大量无保护业务状态，所以在网络运行过程中需要根据网络的实际负载，对保护门限Ｍ 进行动态调整，以更加有效地为网络业务提供可靠的保护。
令上一个监测周期内的业务总波长数为Wi，?wi表示当前网络业务占用的总波长数，如果在各检测周期内，都有?wi＝Wi，i??1,2,...,n?，则网络业务变化情况处于相对稳定状态，无需调整保护门限，否则，按
Ni?t?1???Ni?t??rg? ??w?t??W???ii调整保护门限。其中，r?0为调整步长。显然，若实际网络负载?wi超出Wi，则保护门限提高，反之门限降低。这样，通过在一定时间间隔内动态调整保护门限M，DSDP机制能为网络业务提供有效的保护，同时极大地减少网络用于保护的资源消耗。
第四节 基于单链路故障的新的1+N的保护思想
针对传统的1：1保护、1：N保护和其它共享保护思想，美国Ahmed E．Kamal提出了1+N共享保护机制，但是并未用于实际的网络环境中进行仿真分析．本文选用新的核心节点选取办法，只分配一个波长资源进行保护信息的传输，与传统光网络保护相比，能达到有效节省波长资源消耗的目的．
假设源节点至目的节点的各工作路径相互独立(不相交)，保护路径和工作路径也相互独立，每条工作路径的容量为1且1条链路1次只能传送1个数据单元；源节点同时发送数据，N(N≥2)条不相交的工作路径由一条保护路径保护；各个中间节点都具有编码功能．如图2的1:N保护模式下,Sj (j =1，2，3)发送数据单元x(y，z )至目的节点Dj (j =1，2，3)，若源节点．S2至目的节点D2之间的路径发生故障，该故障需用监测器监测，然后向源节点回执1条信息，通过使用保护
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路径， S2发送的数据必须重新路由．1：N保护是1：1保护的一般化。不足的是，在共享保护线路中不同数据单元的简单传送将导致冲突，因此可能丢失数据．为了克服该问题，本文在保护线路中用网络编码的技术联合多数据单元．如图3中的网络模型，为了简单起见，用了3条单向连接的路由，用1条保护路径保护3条工作路径．节点Sj同时发送相应的数据单元x(y，z )至Dj和A，源节点发送至A节点的数据单元通过模-an进行线性组合(文章中所有编码均采用异或编码，即模二加，然后将结果发送至另一节点B ． 以现有光网络中的保护机制为背景，探讨设计同时兼顾故障倒换时间和耗费资源的网络保护方法，提出了一种低开销的DSDP策略。通过动态感知网络负载状况及时发现影响网络可靠性的关键链路，进而对多个关键链路组成的保护段实施重点保护，并利用网络编码技术对保护数据流进行融合，从而有效减少保护资源使用量。
XS1YS2YD1yD21YZ图3.4 1：N 保护图列2S3D3S1xS2yyx⊕y⊕zzS3图3.5 基于1+N的保护图列D1D2++zD3
假设B节点收到目的节点的数据先于A节点传送至该节点的数据，Dj收到从
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Sj发送的数据后，将其继续发送至B节点进行线性组合，计算结果与A节点发送
至B节点的数据再重新组合，若S2—D2的路径发生故障，则收到目的节点传送的数据为x和z，其组合为x?z，在B 节点收到A节点传送的数据为x?z?y，最终恢复出丢失数据Y并发送到D2，若无故障，则和为0．光纤中，链路可以进行双向传输，图3中目的节点至B节点之间的链路均为双向传输，通过引进节点A和B，将节省昂贵的保护资源． 核心节点A 、B的选取过程如下：
通信网络可以用一个有向赋权图Q =(V ,E)来表示，其中V表示网络中的所有节点(或路由器)的集合，E表示任意两相邻节点x 、y之间通信链路( x，y)的集合，本文作如下定义：
● C(x ，y)表示链路(x ，y)的代价； ● 对s,d?V,P?s,d?表示s、d间的路径； ● P(a，b)的代价为：
Cost(s,d)=
?x,y??P?s,d??C?x,y?
①计算每个中间节点到各源节点的最小代价和，设某中间节点A(B)，源节点集合为S，T 代表源节点，T?S，A 到T的最小代价用min(Cost(A，T))表示，最小代价和记为： Smin?T???Cost?AT,?? ?minT?S②从最小代价和中选出最小者对应的中间节点作为核心节点，即为编码节点A和B。
第五节 本章小结
本章介绍了网络保护的意义，根据现有的保护方法提出了一种新的1+N分段保护法，并重点介绍了1+N分段保护的原理和操作过程在此方法中，应用的关键
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