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1、VF论文需求定制：光突发交换基本原理以及数据信道调度算法-->Abstract:Theincreaseinthedemandoftransportcapacityduetotheexplosivegroentofhigh-speedtransmissionsystems,andaneedatechannelschedulingalgorithmsforOBSsuchasLAUC,LAUC-VF,andFF.)以它的传输容量大,对高层协议和技术适应性强,以及易于扩展等优点而备受青睐。因此,采用波长分配和路由选择的光传送网被认为是
2、下一代高速广域骨干网的最具竞争力的候选者。在IPover网络中,光交换机(路由器)的核心作用是实现光域的数据交换。基于传统电域中的交换技术,在光域中也实现或正在实现相应的交换技术,主要有三种光交换技术,即光电路交换(OCS:Opti-calCircuitSe),即BHP与相应的DB出发时间的间隔(如图1)。通过设置恰当的时间间隔,可以保证一定的QoS并且不需要光存储和执行光同步。BHP中包含DB传输交换所必需的控制信息(如图2)。其中,SRC和DEST是光网络的入口边缘路由器地址和出口边缘路由器地址,核心路由器根据这些信息将对
3、应的DB发送到目的边缘路由器。BHP还包含光突发交换过程中所需要的其他信息,如DB偏移时间(OffsetTime),DB的持续时间/长度(BurstLength),承载突发的数据信道/波长(DBFlag),以及QoS参数(COS)等。BHP在中间节点需要进行光电转换,在电域内进行路由判断,保证DB在偏离时间内完全在光域内完成交换传输。由于DB是统计占用带宽资源,从而提高了不同连接之间的传输效率。在系统中,BHP占用一个波长或者几个波长,DB占用其他波长;对于多光纤系统也可以是BHP占用一根光纤,而其它光纤用于DB的传输。因此O
4、BS网络可以看作两个相互联系的重叠网络:一个光网络传送DB,一个混合的控制网络传输BHP。控制网络可以看作传统的分组交换网络,它根据BHP中携带的信息来控制数据在光网络中的传输。由此可见,OBS能够将成熟的电技术和先进的光技术有效的结合起来。3数据信道调度算法在OBS网络中,数据信道调度就是指为到达的DB选择一条输出数据信道,即当相应的BHP到达核心路由器后,选择一条在DB到达光交换矩阵时可用的数据信道作为输出信道;当没有可用信道时,DB以及相应的BHP将被丢弃。设计调度算法需要考虑DB的丢失率以及执行时间等重要因素,DB的丢
5、失率、算法的执行时间是衡量调度算法性能的两个-->主要指标。一个理想的调度算法应该在DB到达之前,能够尽快地处理相应的BHP,并尽可能为该DB找到一个合适的信道,如果在DB到达之前预留还来不及完成,则该DB将被丢弃(也就是说调度时间应当尽可能的短)。总的来说,一个有效的调度算法就是可以通过快速地调度DB来降低数据包的丢失率,并且能提高网络带宽的利用率。3.1最近可用信道算法(LAUC)假设每个光核心路由器有B个FDL(FiberDelayLine),第i个FDL能延迟Qi(1≤i≤B,Q0=0),其中Qi=i×D(D为延迟单元
6、)。如不考虑交换时间,在不使用FDL的情况下,DB到达光交换矩阵的时间等于其离开交换矩阵的时间。在最近可用信道算法(LAUC:LatestAvailableUnusedChannel)中,核心路由器为每个数据信道提供一个变量———最近使用时间(LUT,LastUsedTime),假设每根光纤有k个数据信道,tj表示第j个信道的LUT。LAUC算法的基本思想是为每个到达的DB选择最近可用的空闲数据信道。假定DB到达核心节点的时刻为t,DB长度为L(用时间表示),调度器首先寻找在t时刻空闲的数据信道(即LUT例如,图3(a)中数据
7、信道D1、D2和D3的LUT分别为t1、t2和t3,由于t1>t,t2B,到达的DB将被丢弃。如图3(b),所有的信道在时刻t都已被使用,但信道D1和D3将在t+D被释放。由于t+D-t3图4中数据信道组有5条数据信道,其中D1,D2,D3和D5在t时刻未被使用。因为数据信道D3空隙太小,无法容纳下一个DB。由t-t2如果所有的信道在t时刻都被占用,到达的DB将被i个FDL单元延迟,直到至少一条可以使用的信道出现。如果1≤i≤B(B是最大的FDL单元),调度器将选择首先释放出来的信道。如果i>B,到达DB将被丢弃。相对于最近可
8、用信道算法来说轮询算法更具有简单易实现的特点,这种算法只需获得各信道的占用情况,而不需要记录任何值就可以实现;但它的缺点是数据信道的使用情况不平均,导致其链路利用率不高。可以加入插空(FillingVoid)的功能来提高这种算法的性能,其扩展方法与上面的LAUC-VF算法类似
