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随着网络中的IP业务数据量迅猛增长,网络带宽的需求越来越大,密集波分复用(DWDM)技术的出现使得光纤传输的带宽极大的增加,有效的满足了业务量对于带宽的需求。为了使WDM网络能够更好地支持IP业务,目前已经提出了三种光交换技术:光线路交换、光分组交换和光突发交换(OBS, Optical Burst Switching)。光线路交换较容易实现,但是面对突发业务时缺乏灵活性;光分组交换是一种理想的方案,但目前最大的障碍是尚未有成熟的光逻辑器件和光缓存;光突发交换结合了线路交换和分组交换的优点,又克服了二者的不足,很有希望成为实现IP over WDM的解决方案。
近年来,光突发交换的相关课题得到了广泛的研究,然而在光突发交换网络对外部协议的接入性能方面,研究得相对较少。TCP和UDP协议是目前使用最广泛的传输层协议。因此,TCP和UDP协议接入到光突发交换网络的性能分析就显得十分重要。本论文围绕OBS的接入技术,对其接入性能进行深入研究,给出了相关的分析结果和结论。论文分为五个章节,主要包括:
第一章对光突发交换技术进行了综述。主要包括:光突发交换与光线路交换和光分组交换的性能比较;光突发交换的设计思想和主要优点;对光突发交换网络接入性能开展研究的必要性和国内外研究现状等。
第二章在分析光突发交换相关技术的基础上,对传输层协议进行了研究。分析了光突发交换网络结构、边缘节点结构和基本的组装调度算法、核心节点结构、控制信令协议等内容,并研究了两种常用的传输层协议:TCP和UDP。
第三章对OBS网络接入TCP和UDP协议的性能进行分析。设计和完善了基于NS2的OBS模拟平台,模拟分析了OBS网络在接入TCP和UDP协议以及不同输入流量特性业务时的性能,并比较了几种组装算法对TCP over OBS和UDP over OBS性能的影响。
第四章研究拥塞控制对TCP over OBS性能的影响和改进方法,是本文的重点。首先分析了TCP拥塞窗口上限的设置对TCP over OBS性能的影响。接着研究比较了TCP现有的几个版本:Tahoe、Reno、Newreno和Sack,分别接入到OBS网络时的性能,并通过模拟结果证实:Reno最不适合运用于OBS网络,而Sack性能相比最优。本文最后在Sack的基础上提出了一种改进的面向OBS的拥塞控制方法,并通过分析和模拟,验证了其在一定程度上改善了TCP over OBS的性能。
第五章是全文的总结。