obs网络的tcp性能分析及拥塞控制策略研究

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1、重庆邮电大学硕士论文第一章绪论1．1研究背景第一章绪论近年来，随着Internet技术的普及和发展，全球数据业务量呈现出爆炸式增长趋势。宽带视频、多媒体业务、基于IP(InternetProtoc01)的实时／准实时业务等占用带宽资源较多的新兴数据业务需求不断增长，这就对通信网的带宽和容量提出了更高的要求．光纤有着巨大的频带资源和优异的传输性能，是实现高速率、大容量传输的最理想物质媒质，所以人们把目光投向了光领域，建立高速宽带的WDM(波分复用)全光网络己成为本世纪通信网络的发展趋势【l】。全光网络是指在光域上实现交换和传输的网络f2】。信息流在网络中传输和交换时始终以光的形式存

2、在，而不需要经过O／E，E／O变换。由于全光网络具有良好的信号透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性，因此成为建造下一代高速(超高速)宽带网络的首选【jJ。目前主要有三种光网络交换技术，分别是光电路交换(OCS—OpticalCircuitSwitching)，光分组交换(OPS—OpticalPacketSwitching)以及前两种的折衷方案光突发交换(OBS—OpticalBurstSwitching)。OBS是指将具有相同目的地址和一些相同属性的Ⅲ分组组装成的突发，作为网络基本传输单元的一种交换方式。它考虑到当前技术的局限性，充分结合了OPS和OCS交换方式的优点，并避免

3、了两者的不足，为当前实现全光通信网络提供了一种可行和有效的方式。从长期来看，OPS是发展方向，但没有合适的光缓存器且存在多个分组精确同步困难，因而在短时期内的商用前景并不乐观。OBS就是这样一种新技术，交换的带宽粒度介于一个波长带宽和一个分组所需的带宽之间，比光线路交换带宽利用率高，又比光分组交换更贴近实用【4】。可以说，它结合了两者的优点且克服了两者的部分缺点，是两者之间的平衡选择，因而逐渐引起了众多学者的重视。OBS网络由边缘路由器和OSN(核心交换节点)组成。基本交换单元突发，由BI-IP(控制分组)与DB(数据突发)两部分组成。入口边缘路由器主要负责将来自口网的数据封装成

4、数据突发，然后按照数据包的目的地址和Qos(服务质量)类型等指标进行分类和优先级排队。出口边缘路由器则负责相反的拆封工作。核心OSN用来进行突发的路由选择、转发和交换。OBS网络中的关键技术主要包括突发组装、突发路由、资源预留算法、竞争解决机制、QoS支持等几个方面。OBS具有以下几个特点：重庆邮电大学硕士论文第一章绪论(1)OBS交换机结合了OCS和OPS的优点，交换粒度介于OCS的波长交换和OPS的分组交换之间，提供可变长度的突发流量(可以是一个分组或者多个分组不等)。(2)使用带外信令控制机制，DB和BHP分离的异步传输交换机制。(3)单向预留机制，使用TAG(Tell．A

5、nd．Go)或者ABT-IT(ATMBlockTransferwithImmediateTransmission)类似协议，DB在BHP发出后不用等待确认消息即可发出，减小端到端时延f51。(4)offset-time的机制，DB在BI-IP发出后等待offsettime后发出。(5)BHP在网络中间节点需要进行O／E转换，在电域进行处理，然后再进行E／O转换。而DB以cut-through的方式通过中间节点完成端到端的透明传输。网络中间节点不需要缓存。TCP协议作为目前互联网传输层的主要协议，而且在未来可以预见的时间内也不会有所改变。它在OBS-传送网中的性能也自然受到越来越多

6、的关注。近年来，已有不少文献对OBS网络环境下的TCP性能问题做了深入的研究。他们主要研究了OBS网络不同的组装时延，组装策略，突发丢包率，以及OBS网络核心节点的无缓存特性对TCP性能的影响。．因此，通过深入地研究TCP拥塞控制协议在OBS特殊环境下的各种性能表现，结合TCP协议以及OBS网络的特性，找到一种能够较好地适用于OBS网络的TCP拥塞控制策略，无论在理论上还是应用价值上都有非常重要的意义。1．2研究现状下面从以下三个方面来介绍与本文研究内容相关的国内外研究现状与趋势。(1)OBS交换技术有以下一些重要的研究课题：突发数据封装、突发偏置时延的设置与管理、数据和控制信道

7、的分配、端到端QoS的支持、交换节点光缓存的配置、边缘节点光接收机上的突发快速同步对网络效率影响等【6】。这些问题是相互关联的，如光缓存(如光纤延迟线)的配置与BDP长度的统计分布相关，而BDP长度又取决于突发封装算法；突发数据封装、光路由器的规模、数据和控制信道的分配又影响突发偏置时延的设置；交换节点的分配器和控制器运行快慢以及网络规模又会反过来影n晌]BDP封装。所有的这些问题都须综合考虑。为了提高带宽利用率，OBS网络通过波分复用和波长时分复用来实现统计复用．如何在OBS网