基于ns2的光突发交换仿真平台设计

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1、http://www.paper.edu.cn基于NS2的光突发交换仿真平台设计贺晴北京邮电大学光通信与光波技术教育部重点实验室，北京(100876)E-mail：heqingbu@gmail.com摘要：光突发交换(OBS)是一种非常有前途的光交换技术。仿真是网络协议设计和验证的重要手段之一，但对于OBS，目前还缺乏一种通用仿真模型。本文在NS2仿真软件的基础上，设计了一个光突发交换的仿真平台OBS-ns，并通过仿真分析了平均时延和丢包率随最大组包时间和最长组包长度的变化，从而给出了比较合理的组包时间和组包长度

2、门限。关键词：光突发交换NS2仿真中图分类号：TP3931．引言光突发交换OBS是近年出现的一种非常有前途的光交换方式。光电路交换因交换粒度大，不够灵活等原因不适于目前高速增长的突发性IP业务；光分组交换因对光缓存器件要求过高，目前很难实现。而OBS结合了光电路交换和光突发交换的优点,同时避免了他们的[1]部分缺点，因此作为一种过渡技术，OBS成为目前光交换领域的重要研究方向之一。仿真是协议研究和分析中的重要工具，为了方便研究，本文采用模拟的方法，通过对NS2网络仿真软件的扩展，实现了光突发交换的仿真平台OBS-

3、ns，用来设计和验证OBS网络。2．仿真软件NS2简介NS是一个由UCBerkeley开发的离散事件驱动的、面向对象的优秀网络仿真器。NS的设计使用了两种程序设计语言，C++和Otcl，他们都是面向对象的。C++程序模块的运行速度快，容易实现精确的、复杂的算法。Otcl是脚本程序编写语言，可以方便的配置参数，容易发现和休整bug.NS集成了多种网络协议，如TCP，UDP；多种业务类型，如FTP、Telnet、Web、CBR和VBR；路由排队管理机制，如DropTail，RED和CBQ；路由算法Dijkstra以及

4、MAC层协议。NS仿真主要针对路由层，传输层，数据链路层，可以支持局域网，广域网，无线移动网，卫星网络的仿真。NS的重要特点是源代码公开，因此用户可以通过对原有NS2系统的扩展，按照仿真条[2]件精确的调节参数和仿真环境。3．OBS工作原理光突发交换网络由中心节点和边缘节点组成。在边缘节点处，来自传统IP网中的IP分组汇聚成一个大的突发数据包（DB:databurst），同时还会生成一个与该突发数据相对应的突发控制分组(BHP:burstheadpacket)。突发控制分组中包含突发数据传输交换所必需的控制信息，

5、如突发数据的长度、偏移时间（offsettime）等。采用一定的资源预留协议,控制包在核心路由器为相应的突发数据包DB预留一定的带宽资源。控制包BHP发送以后,经过一定的偏置时间(offsettime),发送对应的突发数据包DB。由于控制包BHP已经预留了相[3][4]应的带宽资源,突发数据包可以在全光路上传输。OBS网络的最重要特点是将突发数据包(DB:databurst)和控制包(BHP:bursthead[4]packet)分开、数据信道和控制信道分离。突发数据在OBS网中的交换传输完全在光域内完成，不需要

6、进行O/E、E/O的转换。突发控制分组在独立于数据通道的控制信道中传输，突发控制分组在中心节点需要进行光电转换，在电域内进行路由判断，并完成资源预约，保证突发数据在偏移时间内完全在光域内完成交换传输。由于突发数据分组是统计占用带宽资源，因此提高了不同连接之间的传输效率。-1-http://www.paper.edu.cn图1光突发交换原理4.OBS仿真平台设计及仿真验证4.1OBS仿真平台设计由于NS2没有提供对WDM网络仿真的支持，如WDM交换节点、多波长链路、路由和波长分配等，并且NS2对数据包的处理是基于网

7、络层的存储转发，因此不能直接应用于OBS网络的仿真，必须对NS2进行扩展，才能建立OBS仿真平台。本文主要扩展了节点的功能，将节点分成OBS边缘节点和核心节点；扩展了OBS代理，实现数据包组包和解包以及控制包生成。4.1.1OBS节点边缘节点的结构和函数处理流程如图2所示，包含节点分类器、端口分类器以及代理。图2OBS边缘节点边缘节点对包的处理过程如下，首先把包发送到边缘分类器：if(destination){//此节点是包的目的节点if(TCP)SendtoTCPsinke();//将TCP包发到PortCla

8、ssifier，再发送到相应的TCPsinkelse{//若是OBS包if(databurst)DeBurst();//将OBS数据包发送到OBSAgent进行解包elsefree();//将OBS控制包释放}}else//此节点是包的源节点{if(TCP)Bustification();//将TCP包发送到OBSAgent进行组包else{//若是OBS包-2-http