多粒度传送网中绿色组播疏导机制的设计与仿真实现

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随着互联网在全世界范围内的蓬勃发展,新的应用不断涌现,特别是数字广播、物联网、云计算等应用的迅猛崛起,网络中单点到多点、多点到多点的组播应用越来越多,导致网络中的通信量呈指数增长,这使得光网络WDM(Wavelength Division Multiplexing)技术倍受青睐。虽然网络的传输能力在不断增加,但网络中不断增长的业务通信量还是对传输机制提出了挑战。近年来,随着网络设备规模和复杂度相应提高,由于网络设备需提供不问断服务,能源过度消耗问题随之产生。此外,光通信技术的日趋成熟促使当前主干网向多粒度传送网方向发展。如何在多粒度传送网中尽可能减小能耗的前提下传输尽量多的通信请求,成为未来互联网发展需要解决的首要问题。使用业务疏导技术,可以有效的提高网络带宽的利用率并且降低网络的能耗。基于此背景,本文提出了在多粒度传送网中绿色组播疏导机制。组播业务又分为一对多请求及多对多请求,疏导问题根据业务请求的到来静态与否被分为静态业务疏导和动态业务疏导两种。本文针对以上问题分别提出一对多静态及动态疏导机制、多对多静态及动态疏导机制。针对一对多组播业务疏导问题,文本设计了基于树的疏导算法,而对于多对多组播疏导问题,提出了基于中心汇聚的疏导算法。本文设计并引入支持组播业务的多粒度光交叉连接设备(Multicast-Capable MG-OXC),将网络中的业务请求分为次波长、波长、波带等若干粒度,并通过多粒度疏导策略对其进行分别处理。本文设计了节能的疏导机制,构建网络疏导辅助图,在辅助图上使用业务量疏导策略对业务请求进行疏导,疏导过程中,除了考虑最小化网络能耗,同时还增加了低粒度疏导向高粒度疏导的触发、业务QoS (Quality of Service)需求等问题的考虑。为了验证本文提出的组播疏导机制的可行性和有效性,本文基于MyEclipse平台进行了仿真实现和性能分析。仿真结果表明,本文设计的多粒度传送网中组播绿色疏导算法在网络阻塞率和网络能耗方面都具有较好的性能。
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