未来网络面临着不断接入的智能设备、不断涌现的新型业务、不断增加的用户网络流量需求和传统企业网络到云计算网络转变等现象。这都需要一个能够承载海量网络数据,提供定制化用户服务,同时具备可靠性高、成本效益好的网络。然而,网络高度异构化、网络规模宏大和底层设备种类繁多等现象使现有的垂直集成网络架构难以实现灵活统一管控。本文研究内容是面向多域网络的协同与重构,实现灵活管控多域(如IP域、传送网络域和无源光网络域)异构网络的目的,改变传统人工修改运营支撑系统(Operation Support System,OSS)方式,完成智能自动化管控,从而提高网络业务部署效率,节约网络运营成本。同时,在网络服务管理中网络故障恢复也是不可忽视的问题,网络故障会给运营商和用户带来巨大损失,而目前光网络故障恢复算法的研究主要是通过提高网络资源利用率为故障业务提供恢复路径。当网络资源不足时,受故障影响的业务不能得到快速有效的恢复。本文针对这两方面进行研究,主要创新性成果如下:(1)针对多域网络协同管控需求及难点,设计以SDN(Software Defined Network,软件定义网络)技术为支撑,易扩展、高效、灵活、开放的层次化多域网络协同管控架构。管控架构由应用平面、控制平面和数据转发平面组成,实现各平面之间的通信接口设计和信息格式统一化。架构具备屏蔽底层设备差异特色,同时支持向应用平面开放接口,实现全网灵活管控。另一方面,制定跨域网络资源协同调度和全局资源优化策略,在网络控制平面上设计协同控制器和分域控制器。协同控制器中的网络信息融合汇聚模块,用于接收各域网络资源信息,同时汇聚收集域间网络资源。同时,架构提供可视化网络全局图,其独特的资源配置策略支持最优的网络资源调度。多域网络管理架构可以自动获取全网拓扑、支持网络资源灵活配置和对虚拟化资源统一管控,例如设置硬件交换机的多个端口匹配到多个虚拟网络域和实时管理监测网络业务等。(2)针对IP+光网络架构中IP网络负载过高,网络资源不足以恢复网络故障的情况,为增强网络生存性和抗毁性,提出通过动态调节光链路,重构网络链路容量恢复网络故障。考虑到受损业务带宽需求量、网络资源剩余量和网络节点扩容成本等因素间的制约,研究以最小扩容成本恢复受损业务的方案。本部分提出两种基于遗传策略的故障恢复算法,分别是“基于路径的恢复算法”和“基于链路的恢复算法”,相对于静态网络扩容恢复算法,这两种算法以其全局资源优化能力和内在并行性等优势实现低成本有效恢复网络故障的目标。