稀疏分布波长转换的光突发交换网络路由优化问题研究

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随着大数据和云端快捷通信时代的到来,以突发信息高速交互处理为代表的宽带业务,对光网络的带宽和效率提出了越来越高的要求,而实用、可靠的光突发交换(OBS)技术则是现阶段最佳的光交换技术。一方面,OBS采用资源单向预约机制,克服了光电路交换双向预约机制带来的数据延迟和资源浪费问题,提高了网络带宽利用率,能更好支持突发性很强的数据业务;另一方面,OBS采用适中的交换粒度,避免了使用昂贵且复杂的光缓存和光逻辑器件,其方案实现和商用部署都更容易。  本文研究稀疏分布波长转换的光突发交换(SWCC-OBS)网络的路由优化问题,优化目标为全网突发丢包率,而网络的链路阻塞模型、链路负载情况和业务流分布模型都直接影响全网的突发丢包率。如果能够设计出一种全网的路由优化算法,该算法可以综合考虑网络链路负载变化和业务流分布情况,并对目标的相关变量进行合理的调节和反馈,从而求得全网的优化路径,则全网丢包率可被有效控制。  因此,本文以实用化的SWCC-OBS网络作为研究切入点,提出了基于分解协调的路由优化算法,首先对网络交换节点阻塞概率进行了数学分析和建模,建立全网丢包率与链路阻塞概率及链路负载之间的关系,然后对影响全网突发丢包率的两个参变量采取分解预估和反馈更新的策略。具体为在外层固定其中一个变量,并用经典公式估计其初值,然后调节另外一个变量;在内层则通过改进的路由算法迭代和更新网络路径,求得全网的优化路由信息,从而获得全网突发数据的近似最低丢包率。仿真实验表明本文提出路由优化算法能够较好的适应不同网络业务流模型,减少突发数据包的资源竞争冲突,有效的降低全网丢包率。
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