端口模块化的obs调度策略与光多播关键器件放置问题研究

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1、摘要本文就光网络设计中两个不同领域的问题进行了探讨。在光突发领域，本文提出了～种包含一定的波长调度算法和交换节点结构的调度策略用于改进现有的OBS网络丢包率。在光网络多播方面，本文探讨了粗粒度的关键节点放置背景下，关键节点数量对动态多播业务阻塞率的影响；并给出了一些用于降低动态多播业务阻塞率的关键节点放置策略。本文中在两个领域中的工作分别源于作者在硕士研究生期间参与的两个不同项目。光突发交换的基本思想是充分利用光纤的巨大带宽和电控制的灵活性，将控制信息与数据信息分离，交换节点根据控制信息动态地为数据信息建立全光通路。由于光突发交换

2、以突发数据作为基本的传输单位，突发数据的丢失率是衡量光突发交换网络性能的重要指标。在光突发交换网络中，交换节点结构和波长调度算法都会极大地影响突发数据丢失率。本文提出了一种端口模块化的调度策略以优化光突发交换网络的分组丢失率性能。针对端口模块化的交换节点结构，设计了可预先避免冲突的调度策略。其中严格的端口模块化策略可以避免M×P×P交换结构的内部阻塞，在单核心节点的网络上使丢失率降到0，但不适用于多核心节点的多跳网络；修改的端口模块化算法通过设置合适的参数，平衡各个节点上调度资源的使用，在全网达到较低的丢失率。本文对端口模块化的调

3、度策略进行了仿真分析，仿真显示：通过设置合理的参数，端口模块化的调度可以有效地降低光突发交换网络的分组丢失率。光网络多播为高效地运行视频会议和网络电视等业务提供了可能性。无论是动态多播业务还是静态多播业务，为了建立优化的多播树，需要分光节点和波长变换节点的支持。由于成本等问题，往往不可能在整个网络的所有节点上都配置分光器件和波长变换器件；那么在哪些节点提供分光和波长变换功能就是一个重要问题。这个问题被称为粗粒度的关键节点放置问题。现在已经有大量文献提出静态多播业务下粗粒度放置问题的解决方案，大都以最大化网络容量为优化目标。据我们所

4、知，本文是第一次在动态多播业务背景下，评估关键节点数量对于多播业务阻塞率的影响。更进一步地，本文还第一次提出了以降低阻塞率为目标的一组关键节点放置策略。我们的仿真结果表明：1)增加波长变换节点和分光节点的数目都可以从总体上降低多播业务阻塞率。但是在放置少量分光节点的情况下，如果分光节点放置策略选择不当(如随机放置的策略)，可能会造成比不配置分光摘要节点时更大的阻塞率。2)本文中提出的五种关键节点放置策略在放置分光节点和波长变换节点时相对随机放置策略都可以有效地降低多播业务阻塞率。尤其是将本文中提出的关键节点放置策略用于放置分光节点

5、时，可以缓解放置少量分光节点时阻塞率比没有分光节点放置时升高的现象。关键词：光突发交换、交换节点结构、调度算法、光网络多播、分光节点、波长变换节点ⅡAbstractABSTRACTThispaperdiscussedtwodifferenttopicsinthedomainofopticalnetwork．ForOBStechnology,wepresentedanewschedulingpolicycontainingbothcertainswitchingnodearchitectureandschedulingalgorit

6、hm．ThisschedulingpolicycanreducepacketlossrateinanOBSnetwork．Formulticastinginopticalnetwork，thispaperfocusedonplacementofkeynodessuchaswavelengthconversionnodesandsplittingnodes．Itinvestigatesintotheaffairofhowthemulticasttrafficblockingrateisinfluencedbythenumberofk

7、eynodesinaWDMnetwork．Italsoproposedseveralpoliciesforplacingkeynodeswiththeaimofreducingblockingratefordynamicmulticasttraffic．ThebasicideaofOBSistointegratethehugebandwithinafiberandtheconvenienceofelectronicprocessing．Datapacketandcontrolpacketaresentindifferentchan

8、nels．Whileacontrolpacketisprocessedateachswitchingnode，anallopticallightpathissetupdynamicallyforthecorrespondingdatapacket．