OBS网络中突发组装算法的研究

论文摘要

随着社会的进步,宽带视频、多媒体业务、基于IP（Internet Protocol）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,建立高速宽带的波分复用（Wavelength Division Multiplexing, WDM）全光网络已成为本世纪通信网络的发展趋势。作为实现全光网络的一种可供选择的交换技术,光突发交换（Optical Burst Switching, OBS）是指将具有相同目的地址和一些相同属性的IP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,充分结合了光分组交换（Optical Packet Switching, OPS）和波长路由（Wavelength Routing, WR）交换方式的优点,并避免了两者的不足,为当前实现全光通信网络提供了一种可行和有效的方式。 OBS网络由边缘路由器和核心光交换节点（Optical Switching Node, OSN）组成。基本交换单元突发,由控制分组（Burst Head Packet,BHP,作用相当于分组交换中的分组头）与数据突发两部分组成。入口边缘路由器主要负责将来自IP网的数据封装成数据突发,然后按照数据包的目的地址和服务质量（Quality of Service, QoS）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。 为了适应将来大数据量的实时和准实时性业务,降低突发延迟成为OBS网络设计中要解决的一个重要问题。前向资源预留（Forward Resource Reservation, FRR）算法虽然有效地减小了OBS网络中突发组装延迟,但却存在带宽利用率方面的缺陷。 本文针对FRR算法中存在的问题,在以下几方面进行了改进和创新: （1） 提出了精确组装FRR算法（Precision Assembly with Forward Resource Reservation, PA-FRR）。通过采用双缓冲器和提前预测、精确组装的方法,在保持有效的端到端传输延迟降低的前提下,避免了FRR方案中由于BHP提前预留失败造成的资源闲置而产生的带宽浪费:

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 全光网络的必然趋势
• 1.2 OBS提出的背景
• 1.3 课题研究的目的和意义
• 1.4 论文主要完成的工作
• 第二章 OBS网络概述
• 2.1 OBS中的基本概念
• 2.2 OBS网络系统结构
• 2.3 OBS中的信令协议
• 2.4 OBS中的关键技术
• 第三章 一种新的基于FRR的OBS突发组装算法
• 3.1 OBS网络中的突发组装机制
• 3.2 OBS中的延迟问题及FRR方案
• 3.3 带宽利用率及PA-FRR算法
• 第四章 NS2的OBS扩展设计
• 4.1 NS2简介
• 4.2 NS2的OBS扩展-obs-0.9b
• 4.3 obs-0.9b的内部模块设计
• 4.4 FRR和PA-FRR算法的仿真实现
• 第五章 仿真结果分析
• 5.1 PA-FRR和FRR的带宽利用率分析
• 5.2 PA-FRR相对于FRR的带宽利用率提高
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 附录 PPBP输入下PA-FRR延迟均值的推导
• 致谢
• 攻读硕士研究生期间发表的论文