针对目前 IP over WDM网络中的路由算法在负载均衡方面存在的问题,提出了一种考虑负载均衡的新型联合路由算法———负载均衡算法(LBA) 。该算法在链路(包括逻辑链路和物理链路)权值分配过程中考虑了节点负载的影响,并且在目标函数的选取中充分考虑了链路资源的利用情况 。通过对节点负载分布的方差和业务阻塞率的仿真分析,验证了该算法在负载均衡和网络资源优化利用及降低端到端时延等方面的优越性 。
### 基于负载均衡的联合路由策略
#### 背景与意义
随着互联网的飞速发展和波分复用（WDM）技术的进步，IP over WDM网络架构成为了下一代光网络的基础框架之一。然而，在这样的网络环境中，如何有效地进行路由选择、优化资源分配以及确保业务的顺畅运行，成为了一个亟待解决的问题。传统的分层独立路由方法虽能满足基本需求，但在资源优化利用和应对动态业务环境方面存在不足。因此，研究一种既能提高资源利用率又能增强网络灵活性和鲁棒性的路由策略至关重要。
#### 负载均衡算法（LBA）
为了解决当前IP over WDM网络中路由算法存在的负载不均等问题，郭秉礼等人在2009年提出了一种考虑负载均衡的新型联合路由算法——负载均衡算法（LBA）。该算法旨在通过更合理的链路权值分配和目标函数设计，实现网络资源的优化利用，同时减少端到端时延，提高网络的整体性能。
#### LBA算法的关键特性
1. **链路权值分配**：LBA算法在分配逻辑链路和物理链路的权值时，考虑了节点负载的影响。这意味着算法不仅关注链路本身的资源状态，还考虑了经过该链路的节点当前的负载情况。
2. **目标函数设计**：LBA算法在设计目标函数时充分考虑了链路资源的利用情况，以实现资源的高效利用。
3. **负载均衡**：通过合理调整链路权值，LBA算法能够有效平衡网络中各个节点的负载，避免某些节点过度拥挤而其他节点资源闲置的情况发生。
4. **网络资源优化利用**：LBA算法通过综合考虑节点负载分布的方差和业务阻塞率等因素，实现了网络资源的更优配置，提高了整体资源利用率。
5. **降低端到端时延**：由于LBA算法能够更好地平衡网络负载，从而减少了数据传输过程中的等待时间，进而降低了端到端时延。
#### 实验验证与结果分析
为了验证LBA算法的有效性，研究人员通过仿真分析了节点负载分布的方差和业务阻塞率等关键指标。结果显示：
1. **节点负载分布方差减小**：采用LBA算法后，网络中各节点的负载更加均衡，节点间的负载差异明显减小，证明了该算法在负载均衡方面的优势。
2. **业务阻塞率显著降低**：LBA算法能够更有效地利用网络资源，减少了因资源不足导致的业务阻塞情况，提升了网络的服务质量和用户体验。
3. **端到端时延减少**：通过优化路由选择，LBA算法有效降低了数据传输过程中的时延，提高了网络的整体效率。
负载均衡算法（LBA）作为一种考虑负载均衡的新型联合路由算法，在提高资源利用率、优化网络性能方面展现出了显著的优势。通过对节点负载分布的方差和业务阻塞率的仿真分析，进一步验证了LBA算法在负载均衡和网络资源优化利用方面的优越性。这一研究成果对于未来IP over WDM网络的发展具有重要的理论意义和应用价值。
