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端口模块化的OBS调度策略与光多播关键器件放置问题研究

作　者: 王靖
导　师: 王晟
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 光突发交换交换节点结构调度算法光网络多播分光节点波长变换节点
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

本文就光网络设计中两个不同领域的问题进行了探讨。在光突发领域,本文提出了一种包含一定的波长调度算法和交换节点结构的调度策略用于改进现有的OBS网络丢包率。在光网络多播方面,本文探讨了粗粒度的关键节点放置背景下,关键节点数量对动态多播业务阻塞率的影响;并给出了一些用于降低动态多播业务阻塞率的关键节点放置策略。本文中在两个领域中的工作分别源于作者在硕士研究生期间参与的两个不同项目。光突发交换的基本思想是充分利用光纤的巨大带宽和电控制的灵活性,将控制信息与数据信息分离,交换节点根据控制信息动态地为数据信息建立全光通路。由于光突发交换以突发数据作为基本的传输单位,突发数据的丢失率是衡量光突发交换网络性能的重要指标。在光突发交换网络中,交换节点结构和波长调度算法都会极大地影响突发数据丢失率。本文提出了一种端口模块化的调度策略以优化光突发交换网络的分组丢失率性能。针对端口模块化的交换节点结构,设计了可预先避免冲突的调度策略。其中严格的端口模块化策略可以避免M×P×P交换结构的内部阻塞,在单核心节点的网络上使丢失率降到0,但不适用于多核心节点的多跳网络;修改的端口模块化算法通过设置合适的参数,平衡各个节点上调度资源的使用,在全网达到较低的丢失率。本文对端口模块化的调度策略进行了仿真分析,仿真显示:通过设置合理的参数,端口模块化的调度可以有效地降低光突发交换网络的分组丢失率。光网络多播为高效地运行视频会议和网络电视等业务提供了可能性。无论是动态多播业务还是静态多播业务,为了建立优化的多播树,需要分光节点和波长变换节点的支持。由于成本等问题,往往不可能在整个网络的所有节点上都配置分光器件和波长变换器件;那么在哪些节点提供分光和波长变换功能就是一个重要问题。这个问题被称为粗粒度的关键节点放置问题。现在已经有大量文献提出静态多播业务下粗粒度放置问题的解决方案,大都以最大化网络容量为优化目标。据我们所知,本文是第一次在动态多播业务背景下,评估关键节点数量对于多播业务阻塞率的影响。更进一步地,本文还第一次提出了以降低阻塞率为目标的一组关键节点放置策略。我们的仿真结果表明:1)增加波长变换节点和分光节点的数目都可以从总体上降低多播业务阻塞率。但是在放置少量分光节点的情况下,如果分光节点放置策略选择不当(如随机放置的策略),可能会造成比不配置分光

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
简略字表  8-9
目录  9-11
第一章引言  11-15
  1.1 光突发交换技术背景  11-12
  1.2 光网络多播技术以及其中的关键节点放置问题  12-14
  1.3 本文章节安排  14-15
第二章 OBS 技术简述  15-28
  2.1 全光交换网络  15-16
  2.2 光突发交换关键技术  16-17
  2.3 光突发交换网络结构  17-18
  2.4 光突发交换网络边缘节点  18-22
    2.4.1 突发排队策略  20
    2.4.2 突发包汇聚算法  20-21
    2.4.3 调度模块  21-22
  2.5 光突发交换网络核心节点  22-28
    2.5.1 关键光器件与常见交换结构  23-26
    2.5.2 常用调度算法  26-28
第三章端口模块化的调度策略  28-42
  3.1 端口模块化的引入  28-29
  3.2 名词定义  29
  3.3 端口模块化的交换结构  29-32
  3.4 端口模块化的调度算法  32-37
    3.4.1 修改的端口模块化调度算法  35-37
  3.5 仿真分析与结果  37-41
    3.5.1 OPNET 仿真环境  37
    3.5.2 端口模块化调度策略的仿真建模  37-39
    3.5.3 仿真结果及分析  39-41
  3.6 对于端口模块化调度策略的总结  41-42
第四章光网络多播技术概述  42-50
  4.1 常见MC-RWA 算法  46-49
  4.2 关键器件放置问题的研究现状  49-50
第五章关键器件数量对阻塞率的影响  50-58
  5.1 问题描述  50-52
    5.1.1 MemberOnly 稀疏配置网络多播算法  50-52
  5.2 仿真设定  52-57
    5.2.1 波长变换关键节点对阻塞率的影响  53-55
    5.2.2 分光关键节点对阻塞率的影响  55-57
  5.3 总结  57-58
第六章关键节点的放置策略  58-77
  6.1 WDM 网络针对多播业务的关键节点放置  58-59
  6.2 关键节点的放置策略  59-60
    6.2.1 基本放置策略  59-60
    6.2.2 组合放置策略  60
  6.3 仿真与结果分析  60-76
    6.3.1 出度优先的放置策略  61-63
    6.3.2 最短路长度和优先的放置策略  63-65
    6.3.3 最短路中心位置优先的放置策略  65-68
    6.3.4 出度+最短路长度和的放置策略  68-70
    6.3.5 最短路中心位置+最短路长度和的放置策略  70-72
    6.3.6 各种放置策略的比较  72-76
  6.4 结论  76-77
第七章光网络动态多播仿真平台的设计与实现  77-82
  7.1 概述  77
  7.2 仿真平台总体框架  77-78
  7.3 各模块功能和关键数据结构介绍  78-81
    7.3.1 事件驱动仿真框架模块  78-79
    7.3.2 多播算法与资源操作模块  79-80
    7.3.3 外围服务模块  80-81
  7.4 总结  81-82
第八章结论  82-83
致谢  83-84
参考文献  84-87
本文作者在攻读硕士学位期间已录用的文章  87
本文作者在攻读硕士期间参加的科研项目  87
本文作者在攻读硕士期间获奖情况  87

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