光网络中基于光电一体化交换的冲突避免机制研究
发布时间：2020-12-16 03:34
现阶段,光网络多承载以IP业务为主的数据业务。随着IP业务的迅速增长,网络带宽的需求也变得越来越高,现有的网络带宽资源不能始终满足业务传输的需求,这就极易造成资源竞争冲突。同时,由于网络结构和业务属性等限制因素,全网中不同位置的链路资源负载率相差较多。当一部分链路已经发生资源竞争冲突时,另一部分链路却处于闲置状态。而由于IP业务量本身具有的不确定性和不可预见性,动态分配网络带宽资源也变得越来越迫切。本文从网络拓扑和节点架构等层面,针对因负载增加而产生的资源竞争冲突问题,进行了研究设计与实验测试,主要内容和研究成果如下:第一,依据光突发交换（OBS）冲突避免机制,在最短路径偏射路由算法方案（Shortest Path Deflection Routing,SPDR）基础上,更注重于负载均衡,引入奖惩机制、信道预测机制、可控重传机制,提出了基于负载均衡的偏射路由算法方案（Load-Balance-based Deflection Routing,LBDR）。使用Matlab搭建了光电双介质一体化网络冲突避免机制仿真验证平台。仿真结果表明,LBDR可以将业务丢失率降低45%,将网络整体资源利...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－丨源－宿节点（Ｓ－Ｄ）对之间的原始路由和相对路由示例??图２－示意的是偏射路由算法的基本规则，当原始路由（最短路径）的输出端??
????２．２．３奖惩机制??ＬＢＤＲ首先引入的是奖惩机制。本文中奖惩机制通过奖惩表（Ｒｅｗａｒｄ?ａｎｄ??Ｐｕｎｉｓｈｍｅｎｔ?Ｆｏｍｉ，ＲＰＦ）的形式影响重路由的结果。当某一突发数据包遭遇资源??竞争冲突时，规划新的输出路径采取的依然是迪杰斯特拉算法，但所依据的权重??表格（Ｗ）是与奖惩表（ＲＰＦ）叠加以后的新的表格，Ｍ／和ＲＰＦ都是ｎ?ｘ?ｎ的矩阵，??ｎ是拓扑中节点总数，其中元素分别代表路由节点ｘ和ｙ之间的初始权重??和奖惩权重。同时，用ｎａ表示奖惩系数，用／＾表示节点ｘ和ｙ之间的链路。如图??２－２所示，突发数据包由节点ｓ到节点ｄ的最短路径是该路径即原始路??由。当突发数据包传输到核心节点ａ，发生资源竞争冲突时，被设置为ｉｎｆ。??为了寻找可供选取的输出路径，此时会检测与ａ相邻的全部链路。若此时／ａｍ?（以??此为例）不满足输出条件，则将设置为ｉｎｆ，令ｇａｍ?＝?ｇａｍ?＋?ｎａ；若此时／ａｍ??满足输出条件，令＝?ｇａｍ?＿?ｎａ。随后以Ｍ／＋代替Ｍ／作为迪杰斯特拉算法??的依据，选出输出路径，作为偏射路由。在图２－２所示的情况下，若ｗａｗ?＜?ｗａ？?＋??，?ＳＰＤＲ?将以?／ｓａ?－?Ｚａｍ?－?Ｚｍｂ?－?／ｂｄ?为偏射路由，１１４?当?＋?ｇａｍ?＞?ｗａｎ?＋?ｇａ７ｌ?＋??＋?９ｎｍ时，ＬＢＤＲ?将改选为偏射路由。??
本文在ＮＳＦＮＥＴ上对所提出的基于负载均衡的偏射路由算法方案（ＬＢＤＲ）??进行了仿真，并与ＳＰＤＲ算法方案进行了对比。根据ＢＬＰ和ＲＵ对ＬＢＤＲ和??ＳＰＤＲ的性能进行了评估，并绘制了不同负载和偏移时间下的性能曲线图。仿真??方案如下：??Ｌｏａｄ?＝?１８０．?２１０．?２４０，?２７０，?３００．?３３０．?３６０?Ｅｒｌａｎｇ；??ＯｆｆｓｅｔＴｉｍｅ?＝?６．?７．?８．?９，?１０．?１１?ｍｓ；??仿真结果如下：??０．０４－??—Ｏｒｉｇｉｎａｌ?Ｐａｔｈ?■??ｆ?０．０３－?？?ＳＰＤＲ??－ｇ?ＬＢＤＲ??２?．?ｊ！??＞２－??Ｖ）??ｏ?，严??／??Ｉｆ）?／??＇Ｓ?０．０１?－??ＧＱ?｛??０．００－?．．．?——??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA与DDR3缓存的PAL制式图像源产生模块设计与实现[J]. 杨文豪,倪文龙,付强,孙舟,郭奇,钱宏文. 实验室研究与探索. 2018(11)
[2]高速DDR3存储控制器的时钟偏差控制和优化[J]. 胡军涛,薛智民,龙娟,赵亮,石文侠. 微电子学与计算机. 2018(10)
[3]基于DDR3的群延迟模拟技术研究与实现[J]. 周生奎,陈应兵,白云鹏. 国外电子测量技术. 2018(08)
[4]基于DDR3的相控阵面幅相补偿单元设计[J]. 洪伟,钱倩云. 电子技术与软件工程. 2018(14)
[5]基于FPGA的DDR3六通道读写防冲突设计[J]. 张凤麒,张延彬,王忠勇. 电子技术应用. 2018(07)
[6]基于DDR3 SDRAM的大容量异步FIFO缓存系统的设计与实现[J]. 孙冬雪,王竹刚. 电子设计工程. 2018(09)
[7]OBS网络中光缓存冲突配置解决方案研究[J]. 邹承俊. 计算机测量与控制. 2015(01)
[8]OBS中基于奖惩机制的偏射路由研究[J]. 王雄,罗寅正. 广东通信技术. 2013(10)
[9]光突发交换网络中基于优先级的可控重传方案[J]. 何婷婷,许建真. 光子学报. 2013(10)
[10]基于路网的动态配送系统软件开发与设计[J]. 侯一萌,刘士广. 中国科技信息. 2012(15)
博士论文
[1]光突发交换网络中冲突解决方法的研究[D]. 侯睿.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]基于层次路网模型的路径规划关键技术研究[D]. 刘国宏.东南大学 2017
[2]基于IP over CCSDS的高速网关设计与实现[D]. 荣华为.西安电子科技大学 2017
[3]基于CTI技术的紧急呼叫管理系统的设计与实现[D]. 陈小军.东南大学 2017
[4]基于FPGA的DDR3控制器IP设计与验证[D]. 杨军.南昌航空大学 2015
[5]基于路网的多查询点KNN研究[D]. 赵琳.燕山大学 2015
[6]光突发交换网络若干冲突问题研究[D]. 何婷婷.南京邮电大学 2015
[7]基于FPGA的高速数据采集与记录系统的研究与实现[D]. 张明利.南京邮电大学 2013
[8]最短路径树动态算法的研究[D]. 李秀.电子科技大学 2011
[9]基于GMPLS的OBS光层组播技术与实现的研究[D]. 路海空.电子科技大学 2006
本文编号：2919455
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－丨源－宿节点（Ｓ－Ｄ）对之间的原始路由和相对路由示例??图２－示意的是偏射路由算法的基本规则，当原始路由（最短路径）的输出端??
????２．２．３奖惩机制??ＬＢＤＲ首先引入的是奖惩机制。本文中奖惩机制通过奖惩表（Ｒｅｗａｒｄ?ａｎｄ??Ｐｕｎｉｓｈｍｅｎｔ?Ｆｏｍｉ，ＲＰＦ）的形式影响重路由的结果。当某一突发数据包遭遇资源??竞争冲突时，规划新的输出路径采取的依然是迪杰斯特拉算法，但所依据的权重??表格（Ｗ）是与奖惩表（ＲＰＦ）叠加以后的新的表格，Ｍ／和ＲＰＦ都是ｎ?ｘ?ｎ的矩阵，??ｎ是拓扑中节点总数，其中元素分别代表路由节点ｘ和ｙ之间的初始权重??和奖惩权重。同时，用ｎａ表示奖惩系数，用／＾表示节点ｘ和ｙ之间的链路。如图??２－２所示，突发数据包由节点ｓ到节点ｄ的最短路径是该路径即原始路??由。当突发数据包传输到核心节点ａ，发生资源竞争冲突时，被设置为ｉｎｆ。??为了寻找可供选取的输出路径，此时会检测与ａ相邻的全部链路。若此时／ａｍ?（以??此为例）不满足输出条件，则将设置为ｉｎｆ，令ｇａｍ?＝?ｇａｍ?＋?ｎａ；若此时／ａｍ??满足输出条件，令＝?ｇａｍ?＿?ｎａ。随后以Ｍ／＋代替Ｍ／作为迪杰斯特拉算法??的依据，选出输出路径，作为偏射路由。在图２－２所示的情况下，若ｗａｗ?＜?ｗａ？?＋??，?ＳＰＤＲ?将以?／ｓａ?－?Ｚａｍ?－?Ｚｍｂ?－?／ｂｄ?为偏射路由，１１４?当?＋?ｇａｍ?＞?ｗａｎ?＋?ｇａ７ｌ?＋??＋?９ｎｍ时，ＬＢＤＲ?将改选为偏射路由。??
本文在ＮＳＦＮＥＴ上对所提出的基于负载均衡的偏射路由算法方案（ＬＢＤＲ）??进行了仿真，并与ＳＰＤＲ算法方案进行了对比。根据ＢＬＰ和ＲＵ对ＬＢＤＲ和??ＳＰＤＲ的性能进行了评估，并绘制了不同负载和偏移时间下的性能曲线图。仿真??方案如下：??Ｌｏａｄ?＝?１８０．?２１０．?２４０，?２７０，?３００．?３３０．?３６０?Ｅｒｌａｎｇ；??ＯｆｆｓｅｔＴｉｍｅ?＝?６．?７．?８．?９，?１０．?１１?ｍｓ；??仿真结果如下：??０．０４－??—Ｏｒｉｇｉｎａｌ?Ｐａｔｈ?■??ｆ?０．０３－?？?ＳＰＤＲ??－ｇ?ＬＢＤＲ??２?．?ｊ！??＞２－??Ｖ）??ｏ?，严??／??Ｉｆ）?／??＇Ｓ?０．０１?－??ＧＱ?｛??０．００－?．．．?——??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA与DDR3缓存的PAL制式图像源产生模块设计与实现[J]. 杨文豪,倪文龙,付强,孙舟,郭奇,钱宏文. 实验室研究与探索. 2018(11)
[2]高速DDR3存储控制器的时钟偏差控制和优化[J]. 胡军涛,薛智民,龙娟,赵亮,石文侠. 微电子学与计算机. 2018(10)
[3]基于DDR3的群延迟模拟技术研究与实现[J]. 周生奎,陈应兵,白云鹏. 国外电子测量技术. 2018(08)
[4]基于DDR3的相控阵面幅相补偿单元设计[J]. 洪伟,钱倩云. 电子技术与软件工程. 2018(14)
[5]基于FPGA的DDR3六通道读写防冲突设计[J]. 张凤麒,张延彬,王忠勇. 电子技术应用. 2018(07)
[6]基于DDR3 SDRAM的大容量异步FIFO缓存系统的设计与实现[J]. 孙冬雪,王竹刚. 电子设计工程. 2018(09)
[7]OBS网络中光缓存冲突配置解决方案研究[J]. 邹承俊. 计算机测量与控制. 2015(01)
[8]OBS中基于奖惩机制的偏射路由研究[J]. 王雄,罗寅正. 广东通信技术. 2013(10)
[9]光突发交换网络中基于优先级的可控重传方案[J]. 何婷婷,许建真. 光子学报. 2013(10)
[10]基于路网的动态配送系统软件开发与设计[J]. 侯一萌,刘士广. 中国科技信息. 2012(15)
博士论文
[1]光突发交换网络中冲突解决方法的研究[D]. 侯睿.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]基于层次路网模型的路径规划关键技术研究[D]. 刘国宏.东南大学 2017
[2]基于IP over CCSDS的高速网关设计与实现[D]. 荣华为.西安电子科技大学 2017
[3]基于CTI技术的紧急呼叫管理系统的设计与实现[D]. 陈小军.东南大学 2017
[4]基于FPGA的DDR3控制器IP设计与验证[D]. 杨军.南昌航空大学 2015
[5]基于路网的多查询点KNN研究[D]. 赵琳.燕山大学 2015
[6]光突发交换网络若干冲突问题研究[D]. 何婷婷.南京邮电大学 2015
[7]基于FPGA的高速数据采集与记录系统的研究与实现[D]. 张明利.南京邮电大学 2013
[8]最短路径树动态算法的研究[D]. 李秀.电子科技大学 2011
[9]基于GMPLS的OBS光层组播技术与实现的研究[D]. 路海空.电子科技大学 2006
本文编号：2919455
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