OBS网络中基于优先级的冲突解决方法及突发包封装技术研究

作     者：王波云 

作者单位：河南工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：管爱红

授予年度：2012年

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

主      题：光突发交换 优先级 包分割 偏射路由 光缓存 突发包封装 

摘      要：网络应用飞速发展，新型业务层出不穷。光通信网络中业务量的急剧增加对网络的传输带宽有了更高的要求，波分复用技术（WDM）的发展为光网络提供了巨大的带宽，成为目前网络中的核心传输技术。为了提高网络的信息交换速率和传输带宽，克服“电子瓶颈等缺点，人们提出了光突发交换技术（OBS）。OBS网络技术因具有交换粒度适中、实现难度适中、灵活性较强等优点而被认为是一种有前途的交换技术。在OBS网络的核心节点中，多个突发数据包（BDP）要求向某核心节点的相同端口、相同波长、同时发送时，就会导致包的冲突。研究出可以根据不同的网络负荷和优先级情况解决突发包之间的冲突对OBS网络突发包的丢失率、端到端的传输时延、网络的业务吞吐量等性能具有非常现实的意义。 本文全面、系统的综述了OBS网络结构及其关键技术。首先，将基于优先级的突发包分割机制和偏射路由机制进行了有机的结合，提出了基于优先级的突发包“先分割后偏射路由的思想。并分别对基于优先级的偏射路由机制，基于优先级与“门限、“参数可调、“负载均衡和“概率的偏射路由机制进行了数学建模和模拟仿真。 其次，根据OBS网络核心节点的波长信道数目和业务优先级情况，综合研究了单（多）波长信道系统情况下，基于优先级的突发包“先分割后光缓存机制。仿真表明，该机制能够有效地降低整个网络的丢包率，同时可以有效地减少端到端的传输时延。 再次，研究了E-OBS网络中，在源头上规避突发包冲突的两种机制：E-OBS网络中基于窗口的资源预留机制和E-OBS网络中基于优先级的抢占窗口机制。前者是在E-OBS核心路由器的控制信道上设置资源预留窗口，并以此决定是否允许控制包为相应的突发包预留链路资源;后者是在E-OBS核心路由器的控制数据信道上设置抢占窗口，并以此决定是否允许高优先级突发包抢占低优先级包。仿真结果表明，这两种机制均能有效的提高网络性能。 最后，根据基于优先级的突发包头部或尾部分割机制，研究了一种与之相适应的突发包复合封装机制。该机制采取了最高等级IP数据包封装在突发包的中间部位，从中间到两端等级逐渐降低的一种新型封装形式。实验表明，该封装机制能够适应业务量灵活多变的网络系统。