光网络中基于GMPLS流量工程的算法改进研究

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:xiangqiuli8609
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随着IP业务流量的剧增,局部光网络链路出现拥塞的同时,网络中的其余链路却有可能存在空闲状态。随着技术的进步,运营商可以大量增加硬件资源,并且提高硬件的工作效率。不过仅仅如此似乎还远远不够,网络中出现某些突发性数据的时候仍然会感到非常大的压力。在这种形势下,自动交换光网络(ASON, Automatic Switching Optical Network)应运而生,为网络管理提供了更为智能化的控制和管理技术。通用多标签交换协议(GMPLS, General Multi-Protocol Label Switch)技术是ASON网络的核心技术。它是多标签交换技术(MPLS, Multi-Protocol Label Switch)在光网络中的扩展。它继承MPLS协议几乎所有的优点和特性,能够支持分组交换节点和非分组交换节点。并且能够动态地提供网络资源,实现网络的自动保护和恢复等功能。GMPLS的流量工程技术对网络流量的良好控制能够提高链路资源利用率,提高网络运行的效率,有效的减少网络拥塞的出现,保护信息的有效传送。本论文的主要工作和成果如下:(1)论文首先对GMPLS关键技术进行分析和研究,然后针对其中的流量工程的路由算法提出了一种改进思路。利用链路带宽将一个复杂光网络进行简化,最终得到一个等效的简单网络。这种算法就是基于带宽的流量分配算法(TDBB, Traffic Distribution Based on Bandwidth)。这是一种改进的路由算法。传统的路由算法根据网络链路的代价,使用的是最短路径算法(SPF, Shortest Path First)进行的路由选择。传统路由算法的思路是寻找网络中的一条最短路径。所有到达网络源端的流量都通过这条最短路径进行传输。当网络中的流量达到这条最短路径的传输上限时,由于网络流量不能分流给别的链路,网络中必然会出现拥塞。同时,在一些最短路径算法没有计算的链路中,会存在链路空闲的状况。这不仅造成了网络资源的浪费,也加重了某些路径的负担,降低了网络的利用效率。不同于传统算法,改进算法TDBB能够将网络流量进行分流,并且依据链路上的带宽分配不同大小的流量。这样,新型改进算法在保持算法核心原理不变的前提下改进了传统SPF算法的弊端。实现了流量更均衡的分配。(2)提出了一种将链路代价函数设置为分段线性递减凹函数的新型路由实现思路;(3)通过C语言实现了TDBB算法在静态链路中的编程实现;在动态链路且单源单宿情形下,通过使用Matlab软件进行仿真,比较了新型算法和传统SPF算法在传输效率和阻塞率上的性能差异;在动态链路且多源多宿的情形下,实现了新型算法和SPF算法传输效率,阻塞率,以及流量均衡性的比较。最后文章尝试使用OPNET仿真软件对GMPLS协议进行系统级的仿真。
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