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云计算、物联网等新兴网络技术的不断深入发展,给骨干传送网络中的流量传输带来了巨大挑战。IP over WDM光网络凭借波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)技术承载IP业务的优势成为下一代骨干网的核心技术。然而WDM技术已经不能满足日益增长的带宽需求。为了解决这一问题,IP over EON(Elastic Optical Networks,EON)网络体系结构是未来通信的主流发展方向;与此同时,IP层业务带宽粒度的多样性以及光通道容量的不断增大,使得“业务流”与“光流”存在严重的不匹配现象,进而造成网络资源的浪费。因此,将光层和IP层进行协作,并且通过自适应地配置光网络资源以应对IP层流量的变化非常重要。为了解决上述问题,通过流量疏导可以将不同类型的多个低速率业务流汇聚到一个高速率的光通道上进行传输,可有效解决低速的数据流与大容量的光通道之间的适配问题,提高网络带宽资源利用率,优化网络性能。因此,在IP层和光层进行跨层路由和资源分配过程中,引入流量疏导技术可实现网络资源的联合优化。目前,随着数据业务的迅速增长,网络的能耗问题日益突出,并且光网络中物理损伤是影响信号传输质量的主要因素。本论文针对流量疏导过程中业务的传输质量需求,分析了能耗和损伤多参数约束的网络环境,深入研究了业务连接提供问题,从网络全局的角度对网络流量进行疏导,在保证业务传输质量的同时,降低了网络的能耗,提高了频谱资源利用率,旨在从多角度提升网络的疏导性能。主要研究工作如下:(1)在IP over EON网络背景下,主要针对流量疏导过程中频谱资源优化问题,设计了基于拓扑融合和调制格式自适应的跨层路由频谱分配(Cross-layer routing spectrum allocation,CL-RSA)算法,该算法融合了物理拓扑及其抽象出来的虚拟拓扑,利用最小权重优先方法进行选路,实现了使用现存虚拟拓扑中虚拟链路和物理拓扑中新建光路的方式来共同承载网络业务,其中融合拓扑时物理拓扑和虚拟拓扑叠加而成;同时,考虑了物理层损伤(physical-layer impairments,PLI)对信号传输的影响,利用自适应调制方案对频谱资源进行分配。这样既满足了业务的传输质量(Quality of Transmission,QoT)需求,降低了网络阻塞率,同时提高了频谱资源利用率。(2)主要对IP over EON网络中能耗及光层物理损伤等网络参数进行了研究,通过对跨层网络中能耗参数和物理损伤链路模型的分析,设计了损伤-能耗综合链路状态评估模型,将损伤和能耗作为判断网络资源状态的有效依据,利用最小权重优先的方法进行能源有效地选路。(3)在IP over EON网络背景下,主要针对流量疏导过程中能耗优化问题,综合考虑物理层损伤和能耗因素对跨层网络路由过程的影响,基于综合链路状态评估模型,设计了损伤-能耗多参数约束的CL-RSA算法。该算法在选路的同时,将能耗与损伤作为多参数约束条件,在所选路径中的每个节点处进都会估计QoT,判断其是否满足传输需要,在保证服务质量(Quality of Service,QoS)的同时降低网络能耗。