端口模塊化的OBS調度策略與光多播關鍵器件放置問題研究.pdf

1、本文就光網絡設計中兩個不同領域的問題進行了探討。在光突發(fā)領域，本文提出了一種包含一定的波長調度算法和交換節(jié)點結構的調度策略用于改進現(xiàn)有的OBS網絡丟包率。在光網絡多播方面，本文探討了粗粒度的關鍵節(jié)點放置背景下，關鍵節(jié)點數量對動態(tài)多播業(yè)務阻塞率的影響；并給出了一些用于降低動態(tài)多播業(yè)務阻塞率的關鍵節(jié)點放置策略。本文中在兩個領域中的工作分別源于作者在碩士研究生期間參與的兩個不同項目。 光突發(fā)交換的基本思想是充分利用光纖的巨大帶寬和電控

2、制的靈活性，將控制信息與數據信息分離，交換節(jié)點根據控制信息動態(tài)地為數據信息建立全光通路。由于光突發(fā)交換以突發(fā)數據作為基本的傳輸單位，突發(fā)數據的丟失率是衡量光突發(fā)交換網絡性能的重要指標。在光突發(fā)交換網絡中，交換節(jié)點結構和波長調度算法都會極大地影響突發(fā)數據丟失率。本文提出了一種端口模塊化的調度策略以優(yōu)化光突發(fā)交換網絡的分組丟失率性能。針對端口模塊化的交換節(jié)點結構，設計了可預先避免沖突的調度策略。其中嚴格的端口模塊化策略可以避免M×P×P交換

3、結構的內部阻塞，在單核心節(jié)點的網絡上使丟失率降到0，但不適用于多核心節(jié)點的多跳網絡；修改的端口模塊化算法通過設置合適的參數，平衡各個節(jié)點上調度資源的使用，在全網達到較低的丟失率。本文對端口模塊化的調度策略進行了仿真分析，仿真顯示：通過設置合理的參數，端口模塊化的調度可以有效地降低光突發(fā)交換網絡的分組丟失率。 光網絡多播為高效地運行視頻會議和網絡電視等業(yè)務提供了可能性。無論是動態(tài)多播業(yè)務還是靜態(tài)多播業(yè)務，為了建立優(yōu)化的多播樹，需要

4、分光節(jié)點和波長變換節(jié)點的支持。由于成本等問題，往往不可能在整個網絡的所有節(jié)點上都配置分光器件和波長變換器件；那么在哪些節(jié)點提供分光和波長變換功能就是一個重要問題。這個問題被稱為粗粒度的關鍵節(jié)點放置問題。現(xiàn)在已經有大量文獻提出靜態(tài)多播業(yè)務下粗粒度放置問題的解決方案，大都以最大化網絡容量為優(yōu)化目標。據我們所知，本文是第一次在動態(tài)多播業(yè)務背景下，評估關鍵節(jié)點數量對于多播業(yè)務阻塞率的影響。更進一步地，本文還第一次提出了以降低阻塞率為目標的一組關

5、鍵節(jié)點放置策略。我們的仿真結果表明：1)增加波長變換節(jié)點和分光節(jié)點的數目都可以從總體上降低多播業(yè)務阻塞率。但是在放置少量分光節(jié)點的情況下，如果分光節(jié)點放置策略選擇不當(如隨機放置的策略)，可能會造成比不配置分光節(jié)點時更大的阻塞率。2)本文中提出的五種關鍵節(jié)點放置策略在放置分光節(jié)點和波長變換節(jié)點時相對隨機放置策略都可以有效地降低多播業(yè)務阻塞率。尤其是將本文中提出的關鍵節(jié)點放置策略用于放置分光節(jié)點時，可以緩解放置少量分光節(jié)點時阻塞率比沒有分