光突发交换网络的拥塞控制技术研究(本期优秀论文)

光突发交换(OBS)技术能很好地支持突发业务,有希望应用于Internet核心交换.但是,OBS网络的单向预约信令方式容易造成网络拥塞和大量的突发丢失.文章在深入研究现有的OBS网络拥塞控制策略的基础上,提出了一种新的基于速率的OBS拥塞控制策略.边缘源结点向宿结点周期性地发送和接收资源管理分组(RMP),边缘源结点根据RMP中的拥塞反馈指示了解网络中的拥塞状况,并改变突发发送速率,从而解除拥塞.     

一种改进的TCP over OBS网络拥塞控制策略

首先深入分析了TCP over OBS网络中造成TCP性能下降的各种原因.在此基础上,考虑将近年来提出的GAIMD算法与OBS网络的特点相结合,提出了一种改进的拥塞控制策略.该策略能在一定程度上改善OBS网络由于随机竞争丢包给TCP性能带来的负面影响.     

三种OBS汇聚算法在NS2中的实现与比较

给出了固定长度、固定时间和混合汇聚三种典型的光突发交换网(OBS)汇聚算法在NS-2中的实现,并以一个8节点OBS网络为平台,将三种汇聚算法下网络的突发包端到端时延和网络拥塞率进行比较.最后,对仿真结果进行了分析和讨论.     

光突发交换网络中的闭环竞争解析

为改善光突发交换网络(OBS)的性能,深入探讨了光突发交换网络中的闭环竞争解析,提出了OBS网络中的主动资源预留方案OBS—RED和显式竞争通知方案OBS—ECN。OBS—RED采用随机早期丢弃策略,即根据数据信道拥塞情况,随机早期地丢弃控制分组。OBS—ECN的实现需要OBS—RED的支持。在OBS—ECN中,不是随机丢弃控制分组,而是将这一信息显式地通知边缘节点,边缘节点再作相应的处理。OBS—RED与OBS—ECN的应用,有利于提高网络吞吐量和链路带宽资源利用率,大大减少数据突发的阻塞概率。     

OBS网络中基于拥塞避免的提前偏射路由研究

突发竞争是OBS(光突发交换)网络需要解决的关键问题,偏射路由作为一种有效的竞争解决方案而被广泛研究。文章提出了一种基于拥塞避免的提前偏射路由算法,利用周期性反馈的网络拥塞信息按一定概率提前偏射部分突发包。与传统的最短偏射路由算法相比,本算法达到了避免拥塞以及均衡网络负载的目的。仿真结果表明:文章所提算法在突发丢失率、吞吐量以及平均链路利用率方面性能都有所提高。     

TCP over OBS边缘节点重传机制的研究

使用传输控制协议(TCP)的拥塞控制机制在传统互联网技术中是解决问题的很好方法.然而在面对新型的光网络技术OBS网络,简单地采用TCP技术因受到OBS自身特性的影响,性能表现不佳,吞吐量低下.为此,通过对OBS技术和TCP拥塞控制机制深入的研究,提出一种基于OBS边缘节点的ACK重传机制来提升TCP over OBS性能的方法,提高OBS网络吞吐量.     

OBS环网竞争解决办法的分析和比较

在光突发交换(OBS)基本概念的基础上,针对OBS网络,特别是OBS环网突发包竞争引起的突发包丢包等问题,介绍和比较了OBS网络中常用的突发包竞争解决办法.重点分析了几种适用于OBS环网的常用突发包竞争解决办法对网络吞吐量等主要性能的影响,指出了采用这几种竞争解决办法的网络的性能优劣,归纳总结了它们的优缺点.     

基于NS2的OBS网络仿真平台研究与实现

给出了一种基于NS-2的OBS网络仿真平台--OBS-NP(OBS-NS2-platform).该平台通过扩展NS-2中的节点类与链路类,支持对光突发交换(OBS)网络的运行及关键算法的仿真.在详细描述OBS-NP系统构成的基础上,以一个9节点OBS网络为基础,对网络中突发包的时延、吞吐量和资源利用率进行了仿真,并给出了突发包的路由信息.最后,对OBS-NP仿真结果的准确性进行了分析和讨论.     

多粒度光突发交换网络目

高丢弃率一直是制约光突发交换(OBS:Optical Burst Switching)发展的关键因素,在OBS中引入双向预约机制是降低突发丢弃的有效方法.文章以OBS网络架构为基础,将波带交换与OBS相结合,提出交换粒度覆盖波带/波长/突发的多粒度光突发交换网络,以求在有效降低突发竞争的同时,提高网络的传输效率,增强OBS网络的实用性.     

OBS网络中的回退竞争解决机制研究

综述了光突发交换(OBS)网络中突发包竞争产生的原因及现有几种解决方案,分析了它们各自的优缺点.提出了具有回退竞争解决功能的OBS网络核心节点功能结构及新的回退信道划分方法,并将突发包优先级运用到回退竞争解决方案中.分析结果表明运用该方法可明显降低丢包率,增大网络吞吐量.     

一种光突发交换网络的故障监测与定位机制

提出了一种用于光突发交换（OBS）网络的故障监测机制。针对传统光网络监测方法在OBS网络环境下必然产生过多误告警的缺陷,充分利用突发控制分组（BHD）所包含的数据信道信息,控制监测点的告警允许时闸,使故障监测点为故障定位模块提供更为可靠的告警信息,从而达到快速故障检测和故障定位的目的。仿真和分析表明,该机制能有效减少误告警数目,而几乎不产生漏告警,特别是在需要的故障检测时间越短时,过滤掉的误告警数目越多。     

OBS网络中的最小间隙组调度算法

根据OBS网络的结构和特点,分析了OBS网络核心节点的数据信道调度算法,提出了一种新的数据信道调度算法--最小间隙组调度(SGGS)算法,并详细讨论了该算法的具体实现.该算法将到达核心节点的控制包分组,然后将这一组控制包按数据包到达先后的次序调度数据信道,从而达到合理调度和使用数据信道,最终实现改善整个OBS网络性能的目的.     

E-OBS网络中一种基于优先级的抢占窗口机制

为了有效地降低突发包的丢失率和保证网络的服务质量,提出了模拟光突发交换网络中一种基于优先级的抢占窗口机制.该机制在模拟光突发交换核心路由器的控制信道上设置抢占窗口,以此来决定是否允许高优先级突发包抢占低优先级突发包.冲突发生时,系统判断高优先级突发包对应的控制包的到达时间是否满足抢占条件,如果满足抢占条件,则允许高优先...     

Dropping Policy with Burst Retransmission to Improve the Throughput of TCP Over Optical Burst-switched Networks

A major concern in optical burst-switched (OBS) networks is contention, which occurs when more than one bursts contend for the same data channel at the same time. Due to the bufferless nature of OBS networks, these contentions randomly occur at any degree of congestion in the network. When contention occurs at any core node, the core node drops bursts according to its dropping policy. Burst loss in OBS networks significantly degrades the throughput of TCP sources in the local access networks because current TCP congestion control mechanisms perform a slow start phase mainly due to contention rather than heavy congestion. However, there has not been much study about the impact of burst loss on the performance of TCP over OBS networks. To improve TCP throughput over OBS networks, we first introduce a dropping policy with burst retransmission that retransmits the bursts dropped due to contention, at the ingress node. Then, we extend the dropping policy with burst retransmission to drop a burst that has experienced fewer retransmissions in the event of contention at a core node in order to reduce the number of events that a TCP source enters the slow start phase due to contention. In addition, we propose to limit the number of retransmissions of each burst to prevent severe congestion. For the performance evaluation of the proposed schemes, we provide an analytic throughput model of TCP over OBS networks. Through simulations as well as analytic modeling, it is shown that the proposed dropping policy with burst retransmission can improve TCP throughput over OBS networks compared with an existing dropping policy without burst retransmission.     

OBS网络中基于优先级的先分割后缓存冲突解决方法

为了有效地降低突发包的丢失率和保证OBS网络中不同优先级业务的服务质量,提出了一种基于优先级的先分割后缓存冲突解决方法。该方法通过在多波长信道系统的输出数据信道上设置光纤延迟线组来缓存被分割的冲突突发包。当冲突发生时,首先基于突发包的优先级和处理完毕时间进行"竞争突发包头部分割或者原突发包尾部分割"处理;无冲突部分进行交换或者直接在事先预留的输出数据信道上处理,冲突部分的分割突发包进行光缓存。仿真结果表明,多波长信道系统中,高优先级突发包的丢失率低于低优先级突发包的丢失率。同时该方法在一定程度上可以有效地减少端到端的传输时延和整个网络的丢包率,从而提高整个OBS网络的性能。     

Optimized TQ-MAP: An Adaptive Mapping Mechanism to Guarantee the Coherence of QoS Support from IP to OBS

Because of its scalability, the idea of coarse packet classification can be utilized to OBS networks. However, due to the limited number of priorities supported by OBS networks, we usually adopt a many-to-one composite class burst (CCB) assembly technique, e.g., N:1-CCB. In this kind of technique, there are two aspects related to scalable QoS support, i.e., mapping relationship and assembly resource allocation. This paper simultaneously takes the two aspects into consideration, and proposes a novel assembly mapping mechanism, called Optimized TQ-MAP, in which the most important feature is adaptivity. Based on nonlinear programming and differential calculus, it allocates the burst assembling capacity between classes fairly, efficiently and differentially, and matches IP QoS requirement with OBS QoS capacity as possible as it can. The simulation results show that Optimized TQ-MAP is more adaptive, and can efficiently guarantee the coherence of QoS support from IP to OBS.     

光突发交换网中的智能组包研究

光突发交换(OBS)相对传统的电路交换方式具有更高的传输效率和更短的网络时延,而相对于未来网络的发展趋势光分组交换,光突发交换具备更现实的可行性.在OBS中,突发汇聚是一个很关键的技术,它对OBS网络的性能有着重要的影响,在本文中,我们对突发汇聚机制进行了较深入的研究,并提出了一种新的突发汇聚算法,它对抑制网络流量的自相似性,提高突发传输效率和避免在不同节点由于突发同步所引起的带宽资源竞争都有较好的结果.     

时隙光突发交换网络调度问题研究

光突发交换（OBS）是构造下一代全光网络的潜在技术之一,但存在网络参数设计困难和阻塞性能有限等问题。文章介绍了一种新型基于时隙的OBS网络体系,简要阐明了其各部分功能,并将其与常规OBS网络进行了对比。提出了网络节点中关键的时隙分配与调度问题,并给出相应的在线调度策略,仿真结果表明BF算法性能较优。     

Fair Bandwidth Allocation in Optical Burst Switching Networks

Optical burst switching (OBS) is a promising switching technology for next-generation Internet backbone networks. One of the design challenges is how to provide fair bandwidth allocation in OBS networks; the schemes proposed for general store-and-forward IP switching networks can not be used because of the non-buffering and un-fully utilized bandwidth characteristics of OBS networks. We propose a rate fairness preemption (RFP) scheme to achieve approximately weighted max-min fair bandwidth allocation in OBS networks. We present an analysis of the burst loss probability in RFP-based OBS networks. The analysis and simulation results show that the RFP scheme provides fair bandwidth allocation in OBS networks.