光突发交换网络性能分析及性能改善综合方案

摘要

光突发交换是一种实现IP over WDM的极有希望的全光交换技术,也是目前的研究热点.该文概括介绍了光突发交换的原理,光突发交换网络的构成和层次划分.结合国际国内的研究成果,总结和讨论了光突发交换中各种资源预约机制、交换节点设计和交换调度算法对网络性能的影响.在上述分析的基础上,该文提出了提高光突发交换网络性能的综合方案,它包括了节点级的解决方案:多平面的突发交换节点设计,此设计和现有的设计方案相比,能够节约成本,增大交换的内部带宽,将数据包丢失率降到10-6数量级,提高网络的吞吐率;网络级的解决方案:负载均衡冲突解决方案:通过优化路由,使网络负载均匀分布于各条链路,从而提高网络性能.第一章介绍了光突发交换的原理:基于数据和控制分离的基本思想,控制分组先于数据分组发送,为突发数据分组预约网络资源(带宽和交换资源),保证突发数据分组的全光传输.然后介绍了具体实现中的四类资源预约方法,以及在数据分组交换时出现冲突的各种解决方案.第二章是光突发交换的网络性能分析.包括了各种资源预约机制、是否支持优先级服务和各种交换结构、调度算法对突发数据分组丢失率的影响.分析采用了理论推导和仿真统计相结合的方法,充分参考了现有的研究成果.通过这些分析,揭示了各种因素对网络性能的影响,指出了在现有设计下,为提高突发数据分组通过率,在光突发交换节点中使用昂贵的波长变换器和成本控制这一对矛盾,为下一章的综合解决方案设计奠定了基础.第三章详细介绍了提高网络性能的综合解决方案.在节点级的多平面交换设计中,包括了如何将多个交换平面并联构成多平面的交换结构,如何设计光缓存算法,如何设计交换调度算法等.最后通过一个实例说明了多平面光突发交换的具体实施,通过仿真表明,设置合理的光缓存深度和粒度,能够取得10-6数量级的突发数据分组丢失率.在网络级设计中,用具体的数学模型描述了该算法.

目录

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简略字表

第一章绪论

1.1引言

1.2 OBS介绍

1.2.1三种光传输机制的比较

1.2.2 OBS基本原理

1.2.3资源预约

1.2.4冲突处理

1.3本文要进行的工作

第二章光突发交换网络阻塞率分析

2.1预约机制及其丢失率性能分析

2.1.1几种预约机制

2.1.2丢失率分析——无优先级服务

2.1.3丢失率分析——支持优先级服务

2.2交换结构及其丢失率分析

2.2.1集中式与分布式的控制处理

2.2.2交叉矩阵的实现

2.2.3 FDL的实现

2.2.4 TWC的实现

2.2.5数据波长数对性能的影响

2.2.6光延迟线(FDL)对性能的影响

2.2.7波长变换器(TWC)对性能的影响

2.3调度算法及其丢失率分析

2.4冲突解决机制及其丢失率分析

第三章提升网络性能的综合方案

3.1 FDL缓存能力分析

3.2多平面OBS交换设计

3.2.1结构描述

3.2.2 FDL缓存算法设计

3.2.3工作原理

3.2.4一个多平面OBS交换的具体实例

3.3负载均衡方案

3.3.1基于GMPLS的OBS网络模型

3.3.2负载均衡冲突处理方案

3.3.3仿真结果及其分析

第四章结论

参考文献

致谢

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