OBS边缘节点突发包组装算法实现

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。传统的分层结构已经不再适应网络的发展。IP over WDM 由于没有中间层,避免了中间层SONET/SDH 和ATM 层的功能冗余,被认为是下一代因特网最有前途的解决方案。光路由器可以充分利用先进的光技术,在交换容量方面比电路由器拥有更好的扩展性在光交换技术方面,目前主要有三种可能的解决方案:光电路交换、光分组交换和光突发交换。光突发交换指的是将具有相同目的地址和一些相同属性的IP 分组组装成一个突发包,作为网络的一个基本转发单元。与光电路交换和光分组交换相比,具有中间交换粒度,吸取了它们的优点,同时避免了它们的缺点,是目前最有竞争力的解决方案。本文介绍了光突发交换网络中边缘节点突发包组装算法的硬件实现方法。文中介绍的网络模型中,外部业务包括接口包括千兆以太网和SDH,其中SDH不需要经过组装。因此组装算法的实现针对千兆以太网。以太网数据进入边缘节点后,首先经过10B/8B解码、去除以太网帧头,然后加上标签并分类组装成突发包。采用的算法为最小长度最大组装时间算法,即当累积同类IP分组的长度超过预设的门限或组装时间超时,就形成突发包并发出发送请求。文中还给出了最后的实现和仿真结果,包括时钟频率和资源占用情况;介绍了用Xilinx ISE和ModelSim对边缘节点发送方设计实体进行联合仿真的方法,主要是数据源的产生及其与设计实体的连接方法。本文还介绍了边缘节点发送方的原理图设计和电路板的调试方法,确保实验能够安全、顺利地进行。本文的独创性包括: 1. 在组装算法中提出了一种动态分配缓存的思路。2. 最小长度最大组装时间算法的硬件实现。3. 突发包的组装与存储在同一个缓存中实现。4. 在边缘节点的调试中,采用了一种可以在示波器上观察丢包情况的办法

论文目录

• 简略字表
• 物理量
• 第一章 引言
• 1.1 光网络的发展趋势
• 1.2 IP over WDM
• 1.3 全光通信网
• 1.4 光交换技术
• 1.4.1 光路交换
• 1.4.2 光分组交换
• 1.4.3 光突发交换
• 1.5 本章小结
• 第二章 光突发交换技术
• 2.1 OBS 网络结构
• 2.2 突发包和BHP 的格式
• 2.3 光核心路由器
• 2.4 边缘路由器
• 2.5 JET 协议
• 2.6 本章小结
• 第三章 OBS 边缘节点发送方汇聚方案设计
• 3.1 IP 分组的排队
• 3.1.1 集中排队
• 3.1.2 独立排队
• 3.1.3 混合排队
• 3.1.4 共享缓存
• 3.2 组装算法
• 3.2.1 固定组装时间算法
• 3.2.2 自适应组装时间算法
• 3.2.3 最小长度最大组装时间算法
• 3.3 组装参数的选择
• 3.4 本章小结
• 第四章 组装算法实现及边缘节点仿真调试
• 4.1 组装算法的实现
• 4.1.1 突发包净荷的组装
• 4.1.1.1 端口信号说明
• 4.1.1.2 参数选择
• 4.1.1.3 组装过程
• 4.1.2 突发包头的组装
• 4.1.3 请求FIFO
• 4.1.4 实现结果
• 4.1.5 仿真结果
• 4.2 边缘节点发送方的联合仿真模型
• 4.3 边缘节点发送方的调试
• 4.4 本章小结
• 第五章 边缘节点发送方电路板的设计与调试
• 5.1 电路板的设计
• 5.1.1 边缘节点发送方总框架
• 5.1.2 数据及BHP 接口电路
• 5.1.3 配置电路
• 5.1.4 网管接口电路
• 5.1.5 电源与时钟
• 5.2 电路板的调试
• 5.3 本章小结
• 第六章 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录A XC2VP50 引脚分布
• 附录B RocketIO 功能结构个人简历
• 个人简历
• 在学期间研究成果及论文