高速光交换机体系结构及调度技术研究

摘要

随着Internet的业务数据量呈爆炸式增长，人们对传输带宽和交换容量的需求随之迅猛增长，WDM(WavelengthDivisionMultiplex)和DWDM(DensityWavelengthDivisionMultiplex)提供了能够开发光纤中巨大带宽资源潜力以满足人们对带宽的需求。可传统的路由器在交换过程中由于存在光-电-光(O-E-O)转换，其中的电子器件在适应高速、大容量的需求上存在诸多缺点，难以完成高速宽带综合业务的传送和交换处理，而成为网络中的“瓶颈”。本文对下一代高速交换网络的核心技术-光交换机的体系结构及调度技术进行了研究。主要集中于光交换的集中式交换结构及调度算法。 在本文中，首先就当前网络对高性能路由器的需求以及国内外学术界、产业界对路由器的研究现状进行了分析；接着对交换结构的模块实现功能进行了阐述，并对调度算法的性能指标如吞吐量、时延特性、公平性和复杂性这四个方面的特性进行了分析。为了推动下一步光交换调度算法的提出，在第三章中，对基于crossbar电交换算法进行了简单回顾。在第四章中对基于光crossbar交换结构的结构、线卡信元的封装技术、调度流程以及加速因子等光交换调度中所用到的必需因素进行了详细说明。光交换具有可升级、高带宽、功率损耗低和成本低等优点。然而，以MEMS为交换单元的光交换，其切换时延相比于电交换来说要长得多。在充分考虑切换时延的情况下，在第五章中，将光交换调度分成同步调度和异步调度，以及根据业务矩阵的元素是否在同一个配置矩阵传输完毕，本人又将同步调度分成抢占式调度和非抢占式调度。从调度算法的四大指标出发，分别提出了新的解决方法并用仿真证实了算法的优越性。最后，本人对下一步工作计划进行了展望。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章交换机体系结构及调度模型

第三章基于Crossbar交换结构的常用调度算法

第四章基于光Crossbar交换结构及调度模型

第五章基于光Crossbar调度技术

第六章结论与展望

致谢

攻硕期间从事的科研工作及取得的研究成果

参考文献

缩写术语