基于NS-2实现的光轨网络MAC协议与分配算法研究

摘要

目前IP over WDM成为提供高速IP交换的主要解决方案,然而交换技术的缺陷和光器件的不成熟使之不能进入实用化阶段。因此,光轨网络技术应运而生。光轨网络技术不仅具有多粒度交换能力,而且可以由成熟的光器件实现。最有希望成为下一代光网络中提供高速IP交换的解决方案。
　　 本文研究了光轨网络中的介质访问控制问题,通过分析光轨网络特性,对经典的光轨访问控制协议(LT MAC)协议进行改进,提出了基于优先级动态调整的介质访问控制协议(DPA MAC)。该协议考虑了业务的实时性和光轨节点活动率,通过定义一种优先级权重公式,从权重均衡角度,对这两个参数进行同时优化,达到光轨资源的充分利用。在DPA MAC协议基础之上我们进一步研究了光轨分配问题,提出了最轻承载光轨分配算法(LL LTA)。该算法根据业务优先级和光轨的使用状况,将请求均衡的分配到每一条光轨上。
　　 本文针对DPA MAC协议和LL LTA算法的仿真验证利用NS-2进行。由于NS-2构件库中没有仿真光轨网络所需的网络元素,因此我们添加了仿真光轨网络的组件,并详细介绍了在该平台上仿真实现DPAMAC协议和LL LTA算法的过程和伪代码。
　　 在该平台上,本文主要进行了两个方面的仿真比较:1、DPA MAC协议与LT MAC协议的丢包率、端到端时延和节点活动率指标；2、LLLTA算法和First-Fit算法的网络吞吐量、负载均衡度和时延抖动指标。结果表明:1、DPA MAC协议能更充分地利用光轨资源；2、LL LTA算法能够更充分地利用网络资源。