[发明专利]基于多节点协作的主动式光突发竞争避免方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及光突发交换网络中突发竞争避免及解决方法。

背景技术

光突发交换网络OBS(Optical Burst Switching)以介于波长和光分组之间的光突发为粒度，不但结合了光分组交换OPS(Optical Packet Switching)和光路交换OCS(Optical Circuit Switching)二者的优点，而且也克服了二者的不足，因此成为目前较为可行的光交换技术，是近年来光交换技术研究领域的热点，有望成为下一代光网络实现IP-over-WDM的核心交换技术。

OBS技术的基本原理是：一个光突发由数据突发DB(Data Burst)和突发控制包BCP(Burst Control Packet)，数据突发(DB data burst)和突发控制包(BCP burst control packet)在不同的信道中传输。BCP先于DB传输，沿途为DB预留资源。由于OBS中采用单向资源预留机制，边缘节点在没有得到预留确认的情况下就向核心节点发送DB，因此在核心节点处，当多个DB同时到达同一个输出端口，或者当一个DB到达而另一个DB还没有完成传输时，就会出现光突发竞争，而导致DB丢失率和网络阻塞率上升，造成网络性能下降。

在OBS网络中，如何减少因光突发竞争而引发的数据丢失率，已成为了一个亟需解决的重要问题。目前，OBS网络中光突发竞争解决或避免方法主要采取以下几种思路：

(1)事前预防设法减少竞争发生：用偏置时间设置技术，即在网络边缘节点处使BCP与DB之间的偏置时间随机化；

(2)竞争发生后，设法避免或减少丢弃竞争失败DB：采用光纤延迟线缓存(时域解决)、波长变换(波长域解决)或偏射路由(空域解决)等，或采用组合式突发包(OCBS：Composite Burst Switching Segment)、突发包分段(BS：Burst Segment)等。

然而上述方法思路的缺点在于：它们仅在单个节点上执行，仅试图利用单个节点的本地资源解决突发竞争。而OBS网络中，各节点处的可用资源分布不均，因此可能出现：某节点处因可用资源不足而无法解决该节点处发生的突发竞争，而其他节点处有大量闲置资源，但对此突发竞争的解决却无能为力。相反地，若多个节点协作，将它们的可用资源汇集起来统一利用，则可获得较好的解决效果。

发明内容

本发明所要解决的问题是：如何利用多节点协作主动地避免光突发竞争。本发明方法克服了现有技术中存在单节点的缺陷，从多节点协作角度，提出了一种主动式光突发竞争避免方法，以尽可能地降低DB之间的竞争，减少突发丢失率。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：提供一种基于多节点协作的主动式光突发竞争避免方法，其特征在于，包括以下步骤：

①边缘节点产生探测帧

边缘节点的探测帧(PF：Probe Frame)生成器，根据相应突发数据包(DB：Data Burst)信息和突发控制包(BCP：Burst Control Packet)信息生成探测帧，并先于突发控制包和突发数据包发送，通过专用探测信道(PC：Probe Channel)传输，负责探测和收集突发数据包所要经过节点及链路等资源利用情况；

②核心节点接收处理探测帧

核心节点的探测单元(PU：Probe Unit)负责接收并根据当前节点资源利用情况处理探测帧：若当前节点负载较低，则将其置为“空闲”状态，探测帧继续发往下游节点；若当前节点负载较高，则将其置为“繁忙”状态，并生生反馈帧(FF：Feedback Frame)，通过反馈信道(FC：Feedback Channel)传送至上游节点；

③改变突发数据包传输路径

上游节点收到反馈帧信息后，主动地调整那些以“繁忙”节点为下游节点的突发数据包的传输路径，使之避开这些“繁忙”节点，以达到竞争避免的目的；

④解决已发生竞争

若突发数据包在某一节点已发生竞争，则采用光纤延迟线缓存、波长变换、偏射路由等方法解决，尽量减少因竞争引发的数据丢失。