OBS系统核心节点调度算法的仿真研究

论文摘要

在当今信息社会,因特网的规模迅速扩大,对网络带宽的需求不断上升。波分复用(Wavelength Division Multiplexing, WDM)技术被广泛采用。随着IP 业务在网络上越来越占主导地位,传统的分层网络结构已经不再适应网络的发展,而IP over WDM 被认为是下一代因特网最有前途的方案。光突发交换是一种实现IP over WDM 的极有希望的全光交换技术,也是目前的研究热点。本文概括介绍了光突发交换的原理、网络结构和模块功能。结合国际国内的研究成果,总结和讨论了光突发交换的多种关键技术,包括控制分组的处理方案、数据信道的调度算法、资源预约机制和冲突解决机制等。在此基础上,本文提出了一种光突发交换网络核心节点解决光资源冲突的方案。采用OPNET系统仿真工具搭建了仿真平台,在此平台的基础上,实现了本文提出的调度算法及几种现有的算法和交换结构。通过仿真,分析了系统参数对网络性能的影响,该设计获得了较好的网络性能。第一章介绍了光网络的发展背景、课题的主要任务以及论文的章节安排。第二章对光突发网络的基本原理、网络节点结构,包括核心节点和边缘节点进行了叙述。并阐述了核心节点的基本结构和主要模块的功能及实现。第三章首先介绍光突发交换网络中控制分组的处理方案,然后综述了几种数据信道调度算法。最后详细描述了预约机制和冲突解决机制。第四章提出了一种光突发交换网络核心节点资源调度方案以及其所采用的交换结构、资源调度算法、多抽头光纤延迟器的结构和对光开关的建模,并对方案进行了分析。第五章用网络仿真工具OPNET 设计了光突发网络核心节点的仿真平台。第六章,在仿真平台上对光突发交换网络的性能进行了仿真。着重分析了光纤延迟器的参数和光突发参数对光突发丢失率的影响,以及光突发的平均延迟性能。并比较了本方案和几种现有算法及交换结构在性能方面的差异。仿真结果表明本文提出的调度方案能获得较好的网络性能。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 目录
• 简略字表
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题研究的主要任务
• 1.3 论文章节安排
• 第二章 光突发交换网络
• 2.1 OBS 基本原理
• 2.2 OBS 网络节点结构
• 2.2.1 OBS 网络核心节点
• 2.2.2 OBS 网络边缘节点
• 第三章 光突发交换网络关键技术
• 3.1 BHP 的处理方案
• 3.1.1 BHP 缓存方式
• 3.1.2 BHP 交换仲裁算法
• 3.2 数据信道调度算法
• 3.2.1 LAUC 算法
• 3.2.2 LAUC-VF 算法
• 3.2.3 FF 算法
• 3.2.4 最少波长变换算法
• 3.3 预约机制
• 3.4 冲突解决机制
• 3.4.1 偏移时间随机化
• 3.4.2 光缓存
• 3.4.3 波长变换
• 3.4.4 偏折路由
• 3.4.5 光突发分割
• 第四章 光突发交换网络核心节点调度方案
• 4.1 交换结构
• 4.2 资源调度算法
• 4.3 多抽头结构的光纤延迟器
• 4.4 光开关建模
• 4.5 调度方案的特点
• 第五章 光突发交换网络核心节点仿真模型
• 5.1 OPNET 仿真软件介绍
• 5.2 仿真环境设置
• 5.3 仿真模块设计
• 5.3.1 业务源模型
• 5.3.2 control 模型
• 5.3.3 FDLs 模型
• 5.3.4 spswitch 模型
• 5.3.5 sink 模型
• 5.4 性能统计方法
• 第六章 仿真实验及结果分析
• 6.1 光突发丢失率仿真分析
• 6.1.1 FDLs 级数与光突发丢失率
• 6.1.2 FDLs 延迟粒度与光突发丢失率
• 6.1.3 FDLs 控制延迟与光突发丢失率
• 6.1.4 光突发保护带与光突发丢失率
• 6.1.5 光突发偏移时间与光突发丢失率
• 6.2 光突发平均时延仿真分析
• 6.3 其他几种算法及交换结构下的仿真分析
• 6.3.1 LAUC 算法
• 6.3.2 采用 32×32 光空分交叉矩阵,全波长变换
• 6.3.3 采用 32×32 光空分交叉矩阵,部分波长变换
• 第七章 结 论
• 参考文献
• 致 谢
• 个人简历、研究成果及获奖情况