端口模塊化的OBS調(diào)度策略與光多播關(guān)鍵器件放置問題研究.pdf

1、本文就光網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中兩個不同領(lǐng)域的問題進(jìn)行了探討。在光突發(fā)領(lǐng)域，本文提出了一種包含一定的波長調(diào)度算法和交換節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)度策略用于改進(jìn)現(xiàn)有的OBS網(wǎng)絡(luò)丟包率。在光網(wǎng)絡(luò)多播方面，本文探討了粗粒度的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)放置背景下，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)數(shù)量對動態(tài)多播業(yè)務(wù)阻塞率的影響；并給出了一些用于降低動態(tài)多播業(yè)務(wù)阻塞率的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)放置策略。本文中在兩個領(lǐng)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(xiàng)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(shù)據(jù)信息分離，交換節(jié)點(diǎn)根據(jù)控制信息動態(tài)地為數(shù)據(jù)信息建立全光通路。由于光突發(fā)交換以突發(fā)數(shù)據(jù)作為基本的傳輸單位，突發(fā)數(shù)據(jù)的丟失率是衡量光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)性能的重要指標(biāo)。在光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)中，交換節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和波長調(diào)度算法都會極大地影響突發(fā)數(shù)據(jù)丟失率。本文提出了一種端口模塊化的調(diào)度策略以優(yōu)化光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的分組丟失率性能。針對端口模塊化的交換節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了可預(yù)先避免沖突的調(diào)度策略。其中嚴(yán)格的端口模塊化策略可以避免M×P×P交換

3、結(jié)構(gòu)的內(nèi)部阻塞，在單核心節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)上使丟失率降到0，但不適用于多核心節(jié)點(diǎn)的多跳網(wǎng)絡(luò)；修改的端口模塊化算法通過設(shè)置合適的參數(shù)，平衡各個節(jié)點(diǎn)上調(diào)度資源的使用，在全網(wǎng)達(dá)到較低的丟失率。本文對端口模塊化的調(diào)度策略進(jìn)行了仿真分析，仿真顯示：通過設(shè)置合理的參數(shù)，端口模塊化的調(diào)度可以有效地降低光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的分組丟失率。 光網(wǎng)絡(luò)多播為高效地運(yùn)行視頻會議和網(wǎng)絡(luò)電視等業(yè)務(wù)提供了可能性。無論是動態(tài)多播業(yè)務(wù)還是靜態(tài)多播業(yè)務(wù)，為了建立優(yōu)化的多播樹，需要

4、分光節(jié)點(diǎn)和波長變換節(jié)點(diǎn)的支持。由于成本等問題，往往不可能在整個網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)上都配置分光器件和波長變換器件；那么在哪些節(jié)點(diǎn)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(guān)鍵節(jié)點(diǎn)放置問題。現(xiàn)在已經(jīng)有大量文獻(xiàn)提出靜態(tài)多播業(yè)務(wù)下粗粒度放置問題的解決方案，大都以最大化網(wǎng)絡(luò)容量為優(yōu)化目標(biāo)。據(jù)我們所知，本文是第一次在動態(tài)多播業(yè)務(wù)背景下，評估關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)數(shù)量對于多播業(yè)務(wù)阻塞率的影響。更進(jìn)一步地，本文還第一次提出了以降低阻塞率為目標(biāo)的一組關(guān)

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