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电信级以太网技术使以太网具备电信级的可扩展性、可管理性和服务质量保障等能力。以太网技术在电信级网络中的应用推动了传统电信网络向分组化网络的转型。然而以太网的分组化特性和自身机制导致可靠性问题难以有效解决,从而影响了以太网在电信级网络上的规模应用。传统的刚性保护不利于根据用户的实际需求和分组业务的特性来提供差异化的保护策略和优化网络资源。而弹性保护带来了保护质量不确定的问题。一种基于多业务环MSR(Multiple Services Ring)的保护质量模型采用在故障前后业务的可用带宽来衡量保护质量,并引入保护质量因子进行定量评估业务的保护质量。在此模型下,一种面向收益的MQoP(MSR Quality of Protection)差异化保护机制根据业务不同的保护需求和收益情况对多业务实施差异化保护。在商用系统平台上的实验分析表明该机制在MSR弹性管道中为多业务提供的差异性保护质量可以得到量化保证。现有以太网保护机制无法发挥以太网简单高效的特性,难以满足电信级50ms保护倒换要求或存在拓扑结构的局限性。一种基于预配置弹性自愈回路R-cycle(Resilientcycle)的快速保护技术和以此技术为基础的弹性以太环网RER(Resilient Ethernet Ring)保护控制协议在不改变以太网标准转发方式的前提下可在任意网络拓扑下实现快速保护倒换。该技术和协议采用分布式检测和控制机制在R-cycle内实施简单高效的自动保护倒换操作。针对R-cycle间共享链路的归属问题,一种结点关联链路归属R-cycle数量的约束方法可避免在网络规划中超环问题的出现。通过在商用系统上与现有环网保护标准的对比实验验证,RER可实现分布式电信级50ms保护,在可扩展性和网络普适性方面该技术相对现有环网标准亦有较大优势。基于以太网层进行保护的现有协议均要求在出现故障后网络中所有结点都需进行地址表更新。这个操作所导致的业务流量洪泛会极大地影响业务自愈时间。目前的解决方法需要引入大量的协议开销,占用较多带宽。一种基于通路触发的刷新机制PBTF(Path-based Trigger Flushing)可在不增加协议开销的情况下有效减少网络中进行地址刷新的结点数量。通过与最新协议标准在理论和实验方面的对比分析,该机制可有效避免单点故障导致的全网结点地址刷新造成大规模流量洪泛的问题。在商用平台上的实验对比数据表明,采用PBTF机制的RER协议在业务自愈时间上优于G.8032协议。而且随着网络规模增大、业务数量增多,优化效果愈加明显。实验数据显示在城域网典型的三级环网级联组网模式下,该机制在业务数量较多(超过1.6万条)的情况下可使业务自愈时间缩短接近50%。在多个以太环网互联的网状网中不同环间层次化关系和阻塞端口的位置会导致不同的带宽需求和流量分布。为了优化网络结构和流量分配,一种基于R-cycle的网络规划模型可对网络的链路带宽、保护容量分配、负载均衡、最小成本和最大收益等优化目标及其约束条件进行分析和网络设计。一种启发式的HRNPA组网规划算法及其子算法可在多项式时间内对该模型下的规划问题进行计算。通过在经典网络模型上的仿真实验结果与通过穷举法得到的最优解进行对比,HRNPA在多项式时间内得到的优化解与最优解差异小于10%。