论文题目: 光突发交换网络中路由和波长分配问题的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 张奭
导师: 刘增基
关键词: 光突发交换,波长转换器,路由,波长分配,蚂蚁系统,偏射路由
文献来源: 西安电子科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 光突发交换(OBS:Optical Burst Switching)是一种介于光路交换和光分组交换之间的光交换技术。与光路交换相比,OBS采用的单向预留协议提高了波长带宽的利用率,可以更好的支持突发性很强的IP业务;与光分组交换相比,OBS为用户提供“光路”服务,避免使用复杂的光存储器件和光逻辑器件,更易于利用现有的技术实现。 本文研究OBS网络中的路由和波长分配(RWA)问题,主要工作包括: ● 波长转换范围受限条件下OBS网络中的RWA算法 在波长转换范围受限的OBS网络中,波长使用范围限制是造成突发阻塞的主要因素。针对OBS的分布式控制特点和单向预留协议所固有的盲目性,本文提出了一种波长转换范围受限条件下OBS网络的RWA算法,称之为基于指定光路的RWA(PL-RWA)。PL-RWA预先为每一个源宿结点对指定备选的光路集合,任意两个备选光路没有公共的波长链路。源宿结点对(s,d)的数据突发(DBs)尽可能的使用其备选光路集合中的光路,从而使DBs的传输尽可能的“各行其道”,以削弱OBS网络光路建立过程中的盲目性,减少波长使用范围限制造成的突发阻塞。当没有空闲的备选光路可用时,再实时按照常规RWA算法为DBs分配其它的光路。备选光路的选择和网络拓扑、可用波长数以及网络中突发业务的分布有关,本文分别用一个整数非线性规划和一个整数线性规划模型描述备选光路的选择问题,并给出了一种基于禁忌搜索的求解大规模问题的启发式算法。 ● 全范围波长转换条件下OBS网络中的路由算法 当OBS网络具备全范围波长转换能力时,光路的波长一致性限制被完全消除,路由算法成为影响OBS网络阻塞性能的主要因素。现有的路由算法通常以源宿结点对间的最短路径作为DBs的路由。这种路由算法存在两个问题:一、如果多个源宿结点对间的路由存在公用链路,在非对称的网络中,或网络业务量分布不均匀时,容易造成链路负载不均衡,加大突发阻塞概率。二、现有的路由算法很少考虑网络的失效保护问题,当发生网络故障时,无法及时调整DBs的路由,容易造成大量DBs丢弃。针对这两个问题,本文提出了两种分布式路由算法:基于蚂蚁系统的路由算法AS-R和基于概率的路由算法PR。 - 基于蚂蚁系统分布式路由算法AS-R:宿结点通过BCP-ACK消息指示一次成功的DB传输,BCP-ACKs按突发控制分组(BCP)相同的路径返
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 光通信网络概述
1.1.1 光通信网络背景
1.1.2 IP over WDM
1.2 WDM光网络交换方式的演进
1.3 光突发交换
1.3.1 光突发交换概念的提出
1.3.2 光突发交换的网络体系结构
1.3.3 光突发交换结点结构
1.3.4 光突发交换的控制结构
1.3.5 光突发交换中需要研究的关键问题
1.4 本文主要工作和组织结构
1.4.1 本文的主要工作
1.4.2 本文的章节安排
第二章 波长转换范围受限条件下OBS网络中的RWA算法
2.1 需要考虑的问题
2.1.1 OBS网络中的波长一致性限制
2.1.2 波长转换器
2.1.3 OBS网络中RWA算法的特点
2.2 基于指定路径的RWA
2.2.1 基本思想
2.2.2 符号定义
2.2.3 整数非线性规划模型
2.2.4 整数线性规划模型
2.3 一个简单的应用实例
2.4 利用禁忌搜索算法求解整数线性规划
2.4.1 关于禁忌搜索算法
2.4.2 禁忌搜索算法中的关键元素
2.4.3 禁忌搜索算法的实现
2.5 PL-RWA的算法描述
2.6 数值结果和分析
2.7 本章小结
第三章 一种基于蚂蚁系统的路由算法
3.1 蚂蚁系统简介
3.1.1 蚂蚁寻路的原理
3.1.2 蚂蚁系统的数学模型
3.1.3 蚂蚁系统的应用
3.2 基于蚂蚁系统的路由算法
3.2.1 前人的工作
3.2.2 算法设计
3.2.3 算法模型
3.2.4 算法描述
3.3 仿真和数值结果分析
3.3.1 在非对称鱼型网络中的仿真结果分析心
3.3.2 在NSFNET中的仿真结果分析
3.4 本章小结
第四章 一种基于概率的的路由算法
4.1 AS-R路由算法中存在的缺陷
4.2 新的思路
4.3 利用RLFP求解OBS网络的阻塞概率
4.4 基于概率的路由算法
4.4.1 数学模型
4.4.2 算法描述
4.4.3 简单实例
4.5 数值结果分析
4.6 本章小结
第五章 一种采用偏射路由的RWA算法
5.1 偏射路由
5.1.1 突发竞争的解决策略
5.1.2 偏射路由
5.2 JET协议和跳数优先级效应
5.2.1 JET协议
5.2.2 JET协议的跳数优先级效应
5.3 采用偏射路由的RWA算法
5.3.1 波长分配策略
5.3.2 初始时偏的确定
5.3.3 两种偏射路由算法
5.4 仿真和数值分析
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要工作和结论
6.2 有待进一步研究的问题
附录
附录A 基于NS-2的光突发交换仿真平台的设计
A.1 引言
A.2 NS-2平台简介
A.3 基于NS-2的OBS仿真平台OBSns设计
附录B 利用LINGO求解非线性规划问题
B.1 关于LINGO
B.2 LINGO的函数
B.3 利用LINGO求解非线性规划问题
索引
致谢
参考文献
攻读博士学位期间完成的论文
攻读博士学位期间参加的科研项目
发布时间: 2007-01-10
参考文献
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