混合交換光網(wǎng)絡(luò)上的光多播機(jī)制的研究.pdf

1、目前，在WDM網(wǎng)絡(luò)中有兩種全光多播方式，一種是OCS(Optical CircuitSwitching，光電路交換)網(wǎng)絡(luò)中基于光樹(shù)的多播，另一種就是在OBS(Optical BurstSwitching，光突發(fā)分組交換)網(wǎng)絡(luò)中基于突發(fā)分組的多播。這兩種方式都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。 在OCS網(wǎng)絡(luò)中，多播業(yè)務(wù)是通過(guò)光樹(shù)來(lái)承載的，一棵光樹(shù)的提供的帶寬通?？蛇_(dá)數(shù)十Gbps，而一個(gè)多播業(yè)務(wù)的帶寬通常很小，所以鏈路的帶寬利用率很低，雖然多播業(yè)務(wù)量

2、疏導(dǎo)技術(shù)可以改善光樹(shù)的帶寬利用率，但是多業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)節(jié)點(diǎn)成本很高，而且疏導(dǎo)算法的復(fù)雜度也很高。 OBS網(wǎng)絡(luò)中的多播問(wèn)題也有少量文獻(xiàn)進(jìn)行了研究。在OBS/OPS網(wǎng)絡(luò)中，雖然帶寬利用的問(wèn)題可以改變，但是多播業(yè)務(wù)的丟包和延時(shí)性能又得不到保證。 針對(duì)OCS和OBS網(wǎng)絡(luò)對(duì)多播業(yè)務(wù)支持的不足，本文提出了一種采用混合交換技術(shù)的新型光交換網(wǎng)絡(luò)——基于環(huán)路的混合交換光網(wǎng)絡(luò)(Cycle based HybridLightpath And B

3、urst Switching,c-HyLabs)，并提出了在此網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)全光多播的機(jī)制。并且通過(guò)仿真，將它的性能與普通的OBS多播和OCS多播的性能進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了該機(jī)制的優(yōu)越性。 第一章首先介紹了光網(wǎng)絡(luò)的三種基本交換技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)并且引出了混合光交換的概念?，F(xiàn)有的混合交換技術(shù)主要分為三類(lèi)--主從型，集成型和平行型。然而現(xiàn)有的混合交換技術(shù)存在虛拓?fù)涞臉?gòu)建，網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)困難以及如何合理地利用資源進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸?shù)葐?wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題，本文提

4、出了一種新型混合交換方案——基于環(huán)路的混合交換光網(wǎng)絡(luò)。c-HyLabs很好地集成了OCS和OBS兩種傳統(tǒng)的交換方式，能夠動(dòng)態(tài)的適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的動(dòng)態(tài)變化，并且增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)中資源的利用率。本章首先介紹了c-HyLabs混合交換光網(wǎng)絡(luò)的整體架構(gòu)，其網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和各模塊的功能將在下一章多播那一部分做詳細(xì)講述。c-HyLabs的特殊之處在于其OBS部分的虛拓?fù)浔辉O(shè)計(jì)為環(huán)狀。環(huán)網(wǎng)可以占有較少的網(wǎng)絡(luò)資源，同時(shí)具有天然的保護(hù)性。 第二章主要介紹

5、了我們提出的一種c-HyLabs網(wǎng)絡(luò)上的全光多播機(jī)制：基于預(yù)制環(huán)的HyLabs多播。本章首先介紹了這種多播方式的基本原理和具體實(shí)現(xiàn)，其次介紹了它的虛拓?fù)涞脑O(shè)計(jì)方法以及為它的網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和各模塊的功能。通過(guò)仿真，驗(yàn)證了所提出的環(huán)狀HyLabs混合交換光網(wǎng)絡(luò)的多播機(jī)制的優(yōu)越性。仿真結(jié)果表明：環(huán)狀HyLabs多播的性能要優(yōu)于傳統(tǒng)的OBS多播和OCS多播。在條件相同的前提下，與前者相比，環(huán)狀HyLabs多播平均丟包率和IP包的平均端到端延時(shí)都

6、要小一些；與后者相比，環(huán)狀HyLabs多播消耗的波長(zhǎng)資源和IP包的平均丟棄率要更少。本章的最后，還提出了一種啟發(fā)式算法，用來(lái)從一個(gè)固定的OBS域中找出一個(gè)或多個(gè)vs節(jié)點(diǎn)，使得網(wǎng)絡(luò)的性能最優(yōu)。 第三章主要介紹了我們提出的另一種c-HyLabs網(wǎng)絡(luò)上的全光多播機(jī)制：基于最短生成樹(shù)的HyLabs多播。本章首先介紹了這種多播方式的基本原理和具體實(shí)現(xiàn)，其次介紹了它的虛拓?fù)涞脑O(shè)計(jì)方法。最后通過(guò)仿真，驗(yàn)證了所提出的樹(shù)形HyLabs混合交換光網(wǎng)

7、絡(luò)的多播機(jī)制的優(yōu)越性。仿真結(jié)果表明：樹(shù)形HyLabs多播的性能要優(yōu)于傳統(tǒng)的OBS多播和OCS多播。在條件相同的前提下，與前者相比，樹(shù)形HyLabs多播平均丟包率和IP包的平均端到端延時(shí)都要小一些；與后者相比，樹(shù)形HyLabs多播消耗的波長(zhǎng)資源和IP包的平均丟棄率要更少。本章的最后，還提出了一種啟發(fā)式算法，用來(lái)從一個(gè)固定的OBS域中找出一個(gè)或多個(gè)vs節(jié)點(diǎn)，使得網(wǎng)絡(luò)的性能最優(yōu)。 最后，作者介紹了c-HyLabs混合交換仿真平臺(tái)。首先