OBS组装算法的研究

论文摘要

光突发交换（OBS）结合了电路交换和分组交换,带宽利用率高,交换粒度介于两者之间。相比分组交换,OBS 提高了交换粒度,比分组交换易于实现,它是一种很有前途的交换技术。光突发交换的组装机制是光突发交换中的一项关键技术,它极大影响OBS 网络的性能。OBS 边缘路由器是OBS 组装的核心。到达的网络业务根据其目的地址和服务质量QoS 到达不同的组装器组装成突发,然后突发数据和控制分组分离分别转交到全光数据信道和光电转换的控制信道。国外学者研究表明网络业务流呈现自相似性（self-similarity）,即长相关性（LRD, Long-Range Dependence）。这种特性对网络性能有一定的影响,会导致小的缓存系统中出现较高的业务丢失率和大的缓存系统中出现较大排队延时。光突发交换的组装机制对网络自相似性及性能有一定的影响。合适的OBS 组装算法在一定程度上能降低网络自相似性,减少平均分组丢失率,提高OBS 网络性能。本文主要研究各种OBS 组装算法对网络自相似性及性能的影响,分析研究了影响自相似性及网络性能的因素,在网络业务与组装算法之间的联系方面做了一定深度的理论探讨以及仿真验证。在以前几种OBS 组装算法的基础上,对长度自适应门限统装算法进行了改进,并对几种常见的算法进行了综合,提出了一种OBS 时间自适应门限统装算法。该算法能根据到达的网络业务自适应地改变组装时间门限值,能更大程度地降低自相似性和平均分组丢失率。

论文目录

• 第一章 引言
• 1.1 光网络的发展趋势
• 1.2 光突发交换技术
• 1.3 网络自相似性
• 1.4 课题的提出及意义
• 1.5 课题研究内容
• 第二章 光突发交换的网络体系结构
• 2.1 边缘路由器
• 2.1.1 入口边缘路由器
• 2.1.2 出口边缘路由器
• 2.2 核心路由器
• 2.2.1 光纤延迟线
• 2.2.2 光交换矩阵
• 2.2.3 交换控制单元
• 2.2.4 路由信令处理器
• 2.3 光突发
• 2.3.1 突发数据的格式
• 2.3.2 光突发的传送
• 2.4 小结
• 第三章 自相似理论
• 3.1 自相似的描述
• 3.2 网络自相似产生的机理
• 3.2.1 文件内在的特性产生自相似性
• 3.2.2 重传机制产生自相似特性
• 3.3 自相似业务流模型
• 3.3.1 分形高斯噪声（FGN）模型
• 3.3.2 FGN 序列产生方法
• 3.4 自相似的H 参数时间-方差检测方法
• 3.5 小结
• 第四章 常见的OBS 组装算法
• 4.1 OBS 固定时间门限组装算法
• 4.2 OBS 固定长度门限组装算法
• 4.3 OBS 统装算法
• 4.5 小结
• 第五章 OBS 组装算法对自相似的影响
• 5.1 网络业务流的自相似性
• 5.2 网络字节流与自相似的关系
• 5.2.1 网络字节流与自相似性关系的理论分析
• 5.2.2 仿真结果
• 5.3 分组流和突发数据流的关系
• 5.3.1 分组流和突发数据流关系的理论分析
• 5.3.1.1 OBS 固定时间门限组装算法
• 5.3.1.2 OBS 固定长度门限组装算法
• 5.3.1.3 OBS 统装算法
• 5.3.2 OBS 网络突发数据流与自相似的关系仿真
• 5.3.2.1 OBS 固定时间门限组装算法
• 5.3.2.2 OBS 固定长度组装算法
• 5.3.2.3 OBS 统装算法
• 5.4 小结
• 第六章 OBS 组装算法与网络性能关系仿真
• 6.1 调度算法与平均分组丢失率的定义
• 6.2 仿真模型
• 6.3 OBS 组装算法对网络性能的影响
• 6.3.1 OBS 组装算法对平均排队等待延时及吞吐量的影响
• 6.3.2 OBS 组装算法对平均分组丢失率影响
• 6.4 小结
• 第七章 OBS 长度自适应门限统装算法
• 7.1 OBS 长度自适应门限统装算法
• 7.2 OBS 长度自适应门限统装算法的改进
• 7.3 改进前后的OBS 长度自适应门限统装算法对丢失率的影响分析
• 7.4 仿真结果
• 7.4.1 改进前后长度自适应门限统装算法突发数据流的H 参数检测
• 7.4.2 改进前后长度自适应门限统装算法与分组丢失率关系仿真
• 7.5 小结
• 第八章 OBS 时间自适应门限统装算法
• 8.1 OBS 时间自适应门限统装算法思想萌芽
• 8.2 OBS 时间自适应门限统装算法的理论分析
• 8.3 OBS 时间自适应门限统装算法描述
• 8.4 OBS 时间自适应门限统装算法参数优化
• 8.4.1 确定时间门限值变化步长
• 8.4.2 确定组装时间门限穿越计数器变化步长
• 8.4.3 确定突发数据中分组个数门限值变化步长
• 8.4.4 确定初始突发数据中分组个数下限值
• 8.5 两种统装算法与自相似性关系的比较
• 8.6 两种统装算法对网络性能的影响比较
• 8.6.1 两种统装算法与吞吐量及平均排队等待延时的关系比较
• 8.6.2 两种统装算法与平均分组丢失率关系的比较
• 8.7 小结
• 第九章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 部分程序源代码
• 1. 在MATLAB 平台下的OBS 长度自适应门限统装算法程序
• 2. 在MATLAB 平台下的OBS 时间自适应门限统装算法程序
• 个人简历