[发明专利]一种光突发交换中数据信道整理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光突发交换（OBS）网络中数据信道整理的方法，属于光网络通信技术。

技术背景

光突发交换使用的带宽粒度介于光路交换（OCS）和光分组交换（OPS）之间，比光路交换灵活，带宽利用率高，又比光分组交换更容易实现，是两者之间的平衡选择，是下一代光互联网的首选光交换技术。

OBS网络由边缘节点和核心节点构成，它采取控制信道和数据信道分离的方法。入口边缘节点将去往同一目的节点的IP包汇聚成突发数据包，先在控制信道上传输突发控制包，沿路为数据突发预留资源，与控制包对应的突发数据经过一个偏置时间后在已预留好的数据信道资源上传输。OBS一般采用单向预留方式，即边缘节点在没有收到确切的预留成功消息的情况下就发送相应的数据突发。这就意味边缘节点生成的突发包将可能在接下来的核心节点传输过程中竞争相同的资源，导致突发包的丢失。由于OBS异步的特点和光随机存储器件的不成熟，因此即使有波长转换器，核心节点丢包的现象也是不可避免的，而且在同一个波长上的“空”也是比较多且大的。总之这种单向预留方式和缺乏随机光缓存会造成突发丢失率较高。

当前人们提出了多种为数据突发预留信道资源的数据信道调度方法，如LAUC、LAUC-VF和ODBR等等。其中LAUC算法主要思想是为新到的数据突发选择最迟可用未占用的信道。它的主要优点是算法简单，容易实现，但是信道的利用率不高。LAUC-VF是在LAUC上的改进，不同之处是新到的数据突发能够调度在两个相邻数据突发之间的间隙，能够有效地减小突发丢失率，但是其算法复杂度较高。而传统的按需重调度算法（ODBR）主要思想是将一个已经调度的数据突发重新调度到另一个可用的数据信道上，以容纳新的数据突发请求。ODBR只重调度一个突发，性能提高有限。在此基础上有参考文献提出了一种批量重调度算法（黄胜，庞洪丰等.光突发交换网络的一种批量重调度算法.光通信技术[J].2010.12:21-23.），当一个数据突发用LAUC调度失败时，调用该算法，通过重调度多个突发而更大程度地利用重调度来有效地减少突发的丢失。但是算法存在很多缺点。首先，算法只有当突发调度失败的时候才启用，若此时数据突发在信道中排列非常不合理，即使采用重调度算法也不能为调度失败的突发重调度成功，从而不能有效地降低突发丢失率。其次，由于IP业务具有突发性，突发调度失败往往是由某一瞬时数据突发到达率过高（由于数据突发和控制包一一对应关系，突发控制包的到达率也很高，缓存队列中控制包比较多）造成，此时启用重调度算法进行重调度，需要一定的处理时间，从而会导致缓存队列中的突发控制包过多，缓存时间过长，会造成一些数据突发到达时，其对应的突发控制包还没有开始为其预留资源，从而导致突发的丢失。再次，负载高时，存在多个突发连续调度不成功，多次连续启动重调度算法，导致某些突发多次被重调度，影响了重调度算法的性能。针对这些问题，只在突发控制包缓存为空并且上次信道整理完毕后已调度处理的控制包数大于或等于设定的整理间隔参数时，才开始整理数据信道，以充分利用核心节点的空闲时间，来整理数据信道，为后面的数据突发成功调度准备好数据信道资源，从而达到利用空闲时间来降低突发丢失率的目的。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提出一种光突发交换中数据信道的整理方法，改善突发的异步性和光随机存储器件的不成熟所带来的不连续的信道资源预留，提高信道资源利用率，降低突发丢失率，从而改善网络性能。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

初始化整理间隔计数器及整理间隔参数，每调度一个数据突发该计数器增加1；读取缓存器中的控制包，调用数据信道调度算法为数据突发预留信道资源；查看是否符合启动信道整理的条件，如果符合，则开始信道整理；否则返回继续进行控制包的信道资源预留。具体为：

1．初始化整理间隔计数器及整理间隔参数，整理间隔计数器初始为0，每调度一个数据突发该计数器增加1。

2．读取缓存器中的控制包，调用数据信道调度算法为数据突发预留信道资源。可采用LAUC算法，具体采用如下方法：