何宁[1]2004年在《基于下一代光互联网的光突发交换关键技术研究》文中研究说明光纤通信是未来信息社会通信技术的支柱,基于IP over WDM技术的光传送网既充分利用了光纤巨大的带宽资源,又具有IP业务的灵活性,因而成为未来通信网络的发展趋势,国内外对这方面的研究方兴未艾。目前,实现全光网络还存在一定的困难,本文研究的是半透明的光传送网。光传送网有叁种可能的解决方案:波长路由、光分组交换和光突发交换。光突发交换指的是将具有相同目的地址和一些相同属性的IP分组组装成一个突发,作为网络的一个基本转发单元,与波长路由和光分组交换相比,具有中间交换粒度,汲取了它们的优点,同时避免了它们的缺点,是光传送网最有竞争力的解决方案。本文对光突发交换网络的关键技术做了深入的研究,采用低优先级直接丢弃算法,结合突发分片技术和最近可用信道—空隙填充算法,提出了一种新的服务质量(QoS)解决方案,通过建立相应的光突发交换网络模型对该解决方案进行了仿真比较,仿真结果表明该方案可以明显的降低阻塞率,提高信道利用率,为各类业务提供良好的服务质量(QoS)保障。此外,本文还对传统的偏射路由算法进行了分析,针对其存在的缺陷详细提出了两种改进的偏射路由算法,重点研究了改进的偏射路由算法的实现机制,并对今后偏射路由算法的研究重点和发展趋势表达了作者的观点。
唐建军, 纪越峰[2]2003年在《基于下一代光互联网的光突发交换技术研究》文中指出文章首先讨论了与光突发交换 (OBS)相关的一些问题 .接着讨论了 OBS如何应用于下一代光互联网中 ,特别是偏置时间和延迟预留协议有助于避免使用光缓存 ,能在波分复用(WDM)层支持服务质量 (Qo S)服务
谭伟[3]2005年在《光突发交换中核心节点的关键技术研究》文中进行了进一步梳理当代的通信网络不仅向着宽带化、智能化和个人化的方向发展,还向着综合化的方向发展。随着IP技术的广泛应用,IP协议将成为综合各种业务和网络的“共同语言”,IP over WDM将成为下一代光互联网的首选结构。光突发交换结合了光路交换(如波长路由)和光分组交换两种交换技术的优点,能在较低的光器件要求下实现面向IP的快速资源分配和交换,是一种易于实现、又能高效利用网络资源的光交换技术,被认为是下一代全光互联网中有竞争力的交换模式。 由于光突发交换与波长路由和光分组交换有许多不同之处,如中等长度的交换粒度、单向预约、带外信令和延迟预约等,本文将对光突发交换核心节点的一些关键技术进行研究,包括核心节点光交换模块的结构、核心节点的调度算法、核心节点对QoS的支持和冲突解决机制,以及波长数目、偏移时间、突发数据长度和FDL(Fiber Delay Line)单位延时等重要参数对丢失性能的影响。 光突发交换中,交换粒度(即突发数据长度)介于波长路由的波长和光分组交换的分组之间,并采用带外信令方式和延迟预约,即在BHP(Burst Header Packet)和突发数据之间有偏移时间。突发数据长度和偏移时间等重要参数如何设定,以及这些参数对网络性能有何影响等等,都是非常重要而待解答的问题。论文的第二章对这些问题进行了研究,主要包括:波长数目变化时对丢失性能的影响、偏移时间对性能的影响、突发数据长度对性能的影响,以及FDL的单位延时和FDL级数的变化对性能的影响。研究结果表明,如果核心节点配置了TWC (Tunable Wavelength Converter),则每个端口复用的波长数目可以理解为排队系统中的服务台数目;当波长数目增加时,服务台个数将增加,突发数据可用的资源将增加,突发丢失率将减小,统计复用的优势将更加明显。研究结果还表明,偏移时间的变化范围对丢失性能有较大的影响,变化范围越大,丢失性能越差,反之则越好;对于相同的变化范围,偏移时间的增减对丢失性能影响较小。理论分析表明,没有配置FDL时,增加突发数据长度将有助于改善丢失性能;若保持到达核心节点的业务量不变,突发数据长度的增加会使突发数据到达率减小,当突发数据非常长时,则相当于一个连接,其性能也将接近于光路交换的性能;这一分析结果得到了仿真的验证。研究结果还表明,当FDL级数增加时,核心节点的缓存(延时)能力增加,丢失性能将得到提高,但FDL级数增加到一定
隆克平, 阳小龙, 彭云峰[4]2008年在《光互联网体系结构及其关键技术》文中指出光互联网络的典型特征是高速宽带、灵活可控、资源高效利用。光突发交换(OBS)结合了光电路交换和光分组交换的优点,又克服了二者的不足,将成为下一代光互联网的一种典型的核心支撑技术。文章分析和讨论了OBS网络增强型通用多协议标记交换(GMPLS)控制面技术、多粒度光交换技术,以及光网络节点结构模型、波长资源预留与调度机制、竞争解决机制、OBS网络故障监测技术等关键技术;还分析和讨论了下一代光互联网络的光虚拟专用网(OVPN)关键技术问题。文章指出为了增强目前光网络在资源分配、服务发现、服务质量保障等方面缺乏与上层IP网络的协同支持,需要对网络控制面体系结构、流量工程和业务管理等方面加强研究。
李洁, 蔡祥宝[5]2005年在《下一代光互联网交换技术 光突发交换的关键技术》文中研究指明本文阐述了光突发交换技术的基本原理,并对OBS中资源预留协议、流量等级、资源竞争、预约机制和偏置时间确定等关键技术进行了介绍。简要指出了OBS面临的瓶颈以及未来主要研究方向。
蒋溢, 马彬, 周属衡, 阳小龙[6]2004年在《基于光突发交换的下一代光互联网技术》文中研究表明给出了基于光突发交换的下一代光互联网技术的体系结构,然后从光突发数据格式、光突发的装配、光突发交换节点与网络结构、资源预留协议,以及数据信道调度算法等方面讨论了其核心技术问题。最后,简要地指出了下一代光互联网技术的未来研究方向和主要研究内容。
陈明亮[7]2011年在《基于集成节点的互连网络与突发汇聚机制的技术研究》文中指出光突发交换(OBS)被认为是下一代光互联网的优选技术,以PON为代表的光接入网如何与OBS配合,实现IP数据信号端到端的高质量光传输,具有很好的理论研究价值和实际应用价值。传统意义上的互连会出现诸如节点功能重迭和附加时延较大等问题。研究一种网络扁平、结构简洁的互连方案可以有效的解决这些问题。本文主要探讨了一种基于集成节点的PON与OBS网络互连方案。在分析集成节点的接口类型的前提下,重点研究了集成节点的结构和功能。综合考虑OLT与OBS边缘节点的功能,加入信息交互控制功能,并从物理层、控制层和管理层叁个方面进行较为详细的分析。在对集成节点接口和功能分析的基础上,提出了一种结构方案,并给出了不同接口之间的信息流向。突发汇聚机制和动态带宽分配算法是网络互连的关键技术。文中探讨了一种支持叁级汇聚机制、保证业务服务质量的动态带宽分配算法。在汇聚前移的思想指导下,对ONU结构进行改进。最后基于OPNET Modeler对这种网络互连技术方案进行建模仿真,仿真结果表明,集成节点作为PON与OBS网络互连接口,结合叁级汇聚机制,可以降低业务时延,同时能够改善端到端的QoS。
郭彦涛[8]2007年在《光突发交换网络的QoS策略研究》文中研究说明目前,光纤通信网络已经成为高速互联骨干网的基础,而波分复用(WDM)技术的发展和成熟所提供的海量带宽使得全光交换成为希望的目标。为了满足以互联网为代表的,呈爆炸性增长的多媒体业务的需求,各种新的光通信技术也被相继提出并进行了研究,获得了快速发展。已经提出的基于WDM的光交换技术主要有有叁种,即光路交换(OCS)、光分组交换(OPS)和光突发交换(OBS)。其中,光突发交换综合了光路交换与光分组交换的优势,同时又避免了它们的不足,而且基于光器件和光技术的发展现状,OBS技术容易实现,能够灵活地支持以IP为代表的突发性业务。OBS网络作为下一代光互联网(Optical Internet)的基础技术,它必须为各种高层业务提供区分服务,提供良好的服务质量(QoS)。具体来讲,它必须关注下列问题:第一,如何解决由于数据突发(DB)之间的竞争所造成的DB高丢失率问题;第二,如何减小DB端到端时延(含组装过程)问题。由于OBS网络采用单向波长信道资源预约的方式,而且核心结点没有配置或仅有有限容量的FDL缓存器,所以该网络中DB冲突是无法避免的。这就使得OBS网络中的QoS问题比IP网络中的QoS问题更加复杂,处理也更加棘手。因此,其QoS性能研究成为目前OBS网络中所关注的热点问题。本论文针对OBS网络,提出了一种新的网络协议参考模型,并重点研究了光突发交换网络的QoS问题,创造性地提出了叁种能显着改善OBS网络服务质量方面的策略。通过理论分析和计算机仿真证实了所提策略具有较好的性能。1.OBS通用协议参考模型这种新的OBS网络体系结构由数据平面、控制平面和管理平面所组成。管理平面不分层。数据平面分为高层(IP层)、突发适配层(BAL)、OBS层和物理层(WDM层)。BAL层主要实现业务的汇聚与解汇聚、DB的组装与分拆等功能;OBS层主要实现DB的接入和交换功能。核心结点只需完成WDM层和OBS层的功能,而边缘结点需要实现所有各层功能。控制平面分为信令高层、信令适配层(SAL)、OBS层和WDM层。信令高层的PDU是信令消息,SAL层的PDU是突发控制分组(BCP),OBS层的PDU是BCP帧。根据信令控制协议的需要,信令消息可以有多种类型,相应的BCP也可以有多种,这样就增强了OBS网络的可扩展性。2.数据突发延迟调度策略当OBS网络中发生数据突发竞争时,可以利用核心结点配备的FDL缓存器在时域内将竞争中的数据突发做适当延时从而避免竞争。目前都是采取所谓的公平策略,即延时缓存竞争突发的FDL策略。本文提出的数据突发延迟调度策略可以显着地减小高优先级DB的丢失率和端到端时延。其基本思想是:当DB竞争发生时,利用FDL缓存低优先级的DB,尽可能实时转发高优先级业务的DB;并通过“二次信令”的BCP来调整下游核心结点中低优先级DB已经预约的波长信道资源。通过理论分析和计算机仿真,研究了结点FDL配置参数、不同优先级DB业务量及长度等因素对OBS网络系统的QoS性能影响,并对FDL和DB之间的关系提出了具体建议。3.区分服务混合信令协议为了在OBS网络中对不同类型业务实施区分服务,尤其是更好地支持实时业务,本文提出了一种区分服务混合(DSH)信令协议。通过DSH信令协议创建了这样一个网络环境,它既能支持非实时业务,又能支持实时业务。在DSH信令中,对实时业务和非实时业务分别采用TAW和JET信令协议,尤其是对TAW信令做了相应改进,使之更适合于OBS网络中的实时业务。DSH协议利用实时业务高层的呼叫请求在数据波长信道中建立端到端的“虚通路”,并在整个呼叫过程中保持“虚通路”的连接,周期性地以固定长度的DB传输实时业务,这样保证了实时业务端到端的时延最小,并避免了DB的丢失。而且,通过时分复用的方式在同一个波长链路上可以传输多个实时业务,降低了实时业务的呼损率,提高了波长信道利用率。计算机仿真和理论分析结果表明:DSH信令在OBS网络中实现了实时业务和非实时业务的区分服务,保证了实时业务的QoS;与OCS系统和其他混合系统相比,DSH具有最小的实时业务呼损率,并显着改善了OBS网络的QoS性能。4.OBS网络资源管理分组反馈拥塞控制策略由于OBS网络中DB的丢失是不可避免的,尤其在网络负载较高的情况下,会造成网络中大量的DB丢失并可能引发拥塞。本文提出了一种基于速率的OBS反馈拥塞控制机制,即资源管理分组(RMP)反馈拥塞控制策略。其原理是:边缘结点沿着发送DB的路径在控制波长信道内周期性地向宿边缘结点发送RMP分组;宿边缘结点收到RMP分组并处理后沿原路径向源边缘结点反馈RMP_ACK响应分组,并沿途统计各核心结点的拥塞状况;源边缘结点收到RMP_ACK分组后,根据其中所携带的该路径上各核心结点的拥塞状况信息及时调整该路径上的DB发送速率,并通过高层消息通知相应的输入业务IP信息源使其降低IP分组的发送速率,以消除网络的拥塞之源。理论计算和仿真结果表明:该策略能够有效地抑制或解除OBS网络发生拥塞,能公平地为不同路径、不同QoS要求的业务提供良好的区分服务。
隆克平, 李云, 陈前斌[9]2004年在《宽带通信网的发展过程、现状和发展趋势》文中研究表明本文分别从宽带骨干网和宽带接入网两个层面,对现有宽带通信网络技术作了概括介绍,讨论了它们的优缺点,给出了一些关键技术和展望了宽带通信网络的发展趋势。
陈刚[10]2017年在《分布式云数据中心全光互联网络关键技术》文中认为在经济全球化和全球信息化的背景下,以智慧城市、智能医疗和精准农业等为代表的新型云服务,通过网络将各种资源调动起来,为用户提供个性化、低成本、高效的服务,已成为下一代互联网发展的重要趋势。而作为行业信息化的重要载体和云服务基础设施的传统大规模单体数据中心,由于受到地域、交换技术和组织结构等限制,存在利用率低、响应时延大、能耗高、扩展难和单点失效等问题;同时,早期数据中心内部互联网络的设计主要侧重高吞吐量,而数据中心间的网络更是仅停留在粗管道的点对点传输层面,根本无法满足未来云服务对于底层网络灵活性和智能化的需求。在此背景下,本文基于具有高带宽、低能耗和低时延等优势的光互联网络技术,特别是全光交换技术,提出了数据中心及其光互联网络统一组织方式,打破传统“超大型单体数据中心” + “长距离粗管道互联”的形式,探索以“地理分布、资源流动、服务智能”为特征的全光互联分布式数据中心(Floating Cloud),研究相关的资源分布式部署、互联网络架构与控制机制、资源融合架构与跨层调度机制、以及基于环境感知的资源智能流动策略与算法等关键问题。具体地,本论文相关工作可以归纳如下:第一,提出一种基于城域网的分布式全光互联Floating Cloud架构。本论文提出改变传统通过大量IT资源聚集构建大规模单体数据中心的方式,将IT资源分散在用户群周围,以实现具有低时延、高资源利用率和高可靠性等特性的Floating Cloud。为了构建Floating Cloud,我们首先讨论影响数据中心部署的相关因素,包括外部动态变化的环境、用户期望ICT资源部署的容量和位置等,并以此构建了基于成本和安全等多目标的数据中心部署优化模型。其次,基于云数据中心流量特征、通信模式以及Floating Cloud资源分散的特征,并结合光互联网络大容量、多维度等特性,提出了基于突发环网的、扩展灵活和升级便利的扁平化网络架构,并设计了相应的全光交换节点结构;在网络控制方面,我们采用低实现复杂度的、支持快速资源调度的集中式OpenFlow控制方式,并对相关的OpenFlow协议信息进行扩展,以满足底层光网络时隙交换的需求。最后,我们搭建了Floating Cloud互联网络原型实验平台,并验证了所提架构的有效性和可行性。第二,提出了针对Floating Cloud的异构资源融合架构与跨层调度机制。云数据中心本身涉及了 ICT的众多技术领域,除了互联网络外,还包括计算、存储等众多异构资源。为此,我们首先讨论云服务所带来数据中心异构资源融合和跨层调度的必要性。针对Floating Cloud特征,提出了基于OpenStack+OpenFlow层级式控制架构,以实现IT资源与网络的统一管控和跨层资源调度,并通过虚拟数据中心(VDC)动态调整实验,验证了所提架构的有效性和可行性。之后,基于该架构,我们讨论了不同应用模式的跨层资源调度机制和优化算法,包括VDC资源映射,多播通信以及相关流(Coflow)的调度。第叁,针对Floating Cloud提出了不同服务场景的资源智能流动策略与算法。为了充分发挥Floating Cloud地理分散、资源流动的特性以提升业务性能,我们首先讨论了基于环境感知的Follow-the-X概念;之后,我们提出了基于用户访问频率或者接入点变化的自适应热点资源流动策略,提出热点分布和迁移的启发式算法,并通过数值仿真和实验对所提算法和架构的可行性进行了验证。最后,我们进一步讨论了基于用户轨迹预测和资源预配置的无缝VDC提供,同时通过文件传输协议(FTP)实验验证了所提策略的有效性。
参考文献：
[1]. 基于下一代光互联网的光突发交换关键技术研究[D]. 何宁. 山东科技大学. 2004
[2]. 基于下一代光互联网的光突发交换技术研究[J]. 唐建军, 纪越峰. 光通信研究. 2003
[3]. 光突发交换中核心节点的关键技术研究[D]. 谭伟. 电子科技大学. 2005
[4]. 光互联网体系结构及其关键技术[J]. 隆克平, 阳小龙, 彭云峰. 中兴通讯技术. 2008
[5]. 下一代光互联网交换技术 光突发交换的关键技术[J]. 李洁, 蔡祥宝. 现代有线传输. 2005
[6]. 基于光突发交换的下一代光互联网技术[J]. 蒋溢, 马彬, 周属衡, 阳小龙. 半导体光电. 2004
[7]. 基于集成节点的互连网络与突发汇聚机制的技术研究[D]. 陈明亮. 南京邮电大学. 2011
[8]. 光突发交换网络的QoS策略研究[D]. 郭彦涛. 西安电子科技大学. 2007
[9]. 宽带通信网的发展过程、现状和发展趋势[J]. 隆克平, 李云, 陈前斌. 中国数据通信. 2004
[10]. 分布式云数据中心全光互联网络关键技术[D]. 陈刚. 北京邮电大学. 2017