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《swcc-obs網(wǎng)絡(luò)中關(guān)于路由選擇優(yōu)化問題的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第一章緒論1．1引言當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為核心，具有網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、信息化特征的信息社會(huì)，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸成為當(dāng)今社會(huì)的脈搏，并正在不問斷地影響著人類社會(huì)生活的各個(gè)方面。隨著IP(IntemetProtoc01)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)為核心的互聯(lián)網(wǎng)地位的形成，網(wǎng)絡(luò)流量業(yè)務(wù)以指數(shù)規(guī)律不斷爆炸性增加，導(dǎo)致所要求的帶寬和傳輸距離隨之大幅提升，其應(yīng)用領(lǐng)域也在大范圍地?cái)U(kuò)寬，近年來我國已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)方面的研究投入成千上萬億資金，短短幾年寬帶接入用戶已增加了數(shù)f一倍【11。而對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)來說其發(fā)展空間還非常大，如果要發(fā)展到這個(gè)程度需要具備足夠的帶寬和新型的寬帶接入技術(shù)作為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的支撐[
2、2】。現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已經(jīng)造成了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的嚴(yán)重?fù)頂D，帶寬出現(xiàn)不夠用的情況，因此新一代光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展成為未來互聯(lián)網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)的核心。近年來，新技術(shù)的不斷發(fā)展使得光網(wǎng)絡(luò)具有更加龐大的結(jié)構(gòu)和更加復(fù)雜的協(xié)議，目前的光網(wǎng)絡(luò)己經(jīng)是一個(gè)由接入路由器、核心路由器、波長變換器、光纖延遲線、波長顆粒、數(shù)據(jù)分組顆粒等部分所組成的一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這樣一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化問題，即如何才能更加有效地設(shè)計(jì)、利用、規(guī)劃、控制和管理這個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使之發(fā)揮更大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)前時(shí)期十分迫切和必要的一個(gè)研究方向。而傳統(tǒng)的光交換技術(shù)已經(jīng)越來越無法滿足人們對(duì)光網(wǎng)絡(luò)中突發(fā)流量業(yè)務(wù)和信道流暢通信的需
3、要，因此，為了處理這種瓶頸以及實(shí)現(xiàn)未來光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展，需要深入全面地研究更為先進(jìn)的光交換技術(shù)。1．2研究背景及意義光突發(fā)交換(OpticalBurstSwitching，OBS)是針對(duì)目前光網(wǎng)絡(luò)中信息處理技術(shù)尚未足夠成熟而提出的，以其便了二獨(dú)立傳送控制分組和數(shù)據(jù)分組、在時(shí)間和信道空問上都是分離的、抗電磁f擾、高傳輸效率、高帶寬利用率等優(yōu)點(diǎn)，得到世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注，成為光通信領(lǐng)域中最有價(jià)值的光交換新技術(shù)之一，在航天航空、電力、石油化工、醫(yī)療、}術(shù)工程、船舶工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用‘31。swcc．OBs網(wǎng)絡(luò)中關(guān)于路由選擇優(yōu)化問題的研究國際上針對(duì)OB
4、S網(wǎng)絡(luò)的研究主要集中在數(shù)據(jù)突發(fā)組裝算法、資源預(yù)留協(xié)議、數(shù)據(jù)突發(fā)競(jìng)爭(zhēng)解決策略、路由與波長分配算法、Qos(Qualityofservice)策略等方面【41。我國雖然也開展了相關(guān)的研究，但與國際先進(jìn)水平存在較大差距，許多關(guān)鍵的科學(xué)問題亟待解決：缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化技術(shù)，對(duì)國外設(shè)備及技術(shù)依賴性高；光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)資源預(yù)留協(xié)議不成熟，網(wǎng)絡(luò)通道利用率低[5】。因此解決OBS網(wǎng)絡(luò)中的基礎(chǔ)科學(xué)問題，突破光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵的技術(shù)瓶頸，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型傳感網(wǎng)絡(luò)，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值與潛在的應(yīng)用前景。光突發(fā)交換的思想是在光網(wǎng)絡(luò)中，突發(fā)數(shù)據(jù)包與控制信息包在交換節(jié)
5、點(diǎn)時(shí)間上和傳輸信道頻率空間上是相互分離的?？刂菩畔唤粨Q節(jié)點(diǎn)提前發(fā)送，控制信息包在到達(dá)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)采用延遲預(yù)定的方式預(yù)約端口及波長資源，突發(fā)數(shù)據(jù)包無需收到預(yù)約請(qǐng)求的確認(rèn)信息而隨后發(fā)出，并沿著控制包預(yù)定好的波長和端口透明地到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，光突發(fā)交換原理如圖1．1所示。托：徊1‘}糾l圖1．1光突發(fā)交換的原理圖光突發(fā)交換技術(shù)可以應(yīng)用于多種不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要包括兩種常見的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)即網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)和環(huán)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，為了能夠更加適用于接近實(shí)際情況的核心網(wǎng)技術(shù)，本文主要對(duì)0BS網(wǎng)狀網(wǎng)的相關(guān)特性進(jìn)行研究【6】。常用的OBS網(wǎng)絡(luò)的研究結(jié)構(gòu)如圖1．2所示，OBS網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)主要是由處
6、于網(wǎng)絡(luò)中心的核心節(jié)點(diǎn)層、位于網(wǎng)絡(luò)邊緣的光突發(fā)聚集層即邊緣節(jié)點(diǎn)層和用戶接人層這3層組成的。核心節(jié)點(diǎn)層是由全光核心路由器(CentreRouter，CR)構(gòu)成，它們一起完成光分組數(shù)據(jù)的傳送、路由和網(wǎng)絡(luò)的管理。OBS網(wǎng)絡(luò)中只有有限少數(shù)幾個(gè)稀疏分布的核心節(jié)點(diǎn)才具有波長轉(zhuǎn)換能力，它們的功能是為了完成對(duì)突發(fā)包的透明交換并根據(jù)控制分組第一章緒論中的信息進(jìn)行資源的調(diào)度。邊緣節(jié)點(diǎn)層由光電轉(zhuǎn)化的邊緣路由器(EdgeRouter，ER)構(gòu)成，負(fù)責(zé)來自或發(fā)送到接人層突發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包的分類組裝和拆卸。這兩層之間通過DwDM光纖鏈路互連，在邊緣節(jié)點(diǎn)收集來自接入層的業(yè)務(wù)流量，并匯聚成較大的
7、數(shù)據(jù)單元，即突發(fā)包，通過控制信令預(yù)留資源信道。圖1．2光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)研究結(jié)構(gòu)圖另外，目前關(guān)于OBS網(wǎng)絡(luò)方面的研究大部分都基于這樣的一個(gè)前提：即網(wǎng)絡(luò)中的交換節(jié)點(diǎn)要么都有波長轉(zhuǎn)換能力，要么都不具備波長轉(zhuǎn)換能力，而對(duì)網(wǎng)絡(luò)中只有一部分節(jié)點(diǎn)具有波長轉(zhuǎn)換能力的OBS網(wǎng)絡(luò)研究得并不多；其實(shí)，由于波長轉(zhuǎn)換器和光學(xué)器件的復(fù)雜性和昂貴性，未來0BS網(wǎng)絡(luò)更貼近實(shí)際應(yīng)用的是只有網(wǎng)絡(luò)部分節(jié)點(diǎn)有波長轉(zhuǎn)換能力，且轉(zhuǎn)換范圍有限，即網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)具有轉(zhuǎn)換能力但分布處于稀疏有限(SWCC)的狀態(tài)，稱為SWCC—OBS網(wǎng)絡(luò)【7。81。因此，研究該類型網(wǎng)絡(luò)的特性具有一定的理論參考意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值
8、?，F(xiàn)階段對(duì)于這種稀疏分布波長轉(zhuǎn)換能力的光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)
