광 버스트 스위칭 망에서 최소 경로비용 기반의 동적 경로배정 기법

Dynamic Routing Algorithm based on Minimum Path-Cost in Optical Burst Switching Networks

  • 이해정 (국무조정실 심사평가2심의관실) ;
  • 송규엽 (전북대학교 정보통신학과 차세대통신망연구실) ;
  • 유경민 (전북대학교 컴퓨터공학과 차세대통신망연구실) ;
  • 유완 (전북대학교 컴퓨터공학과 차세대통신망연구실) ;
  • 김영천 (전북대학교 컴퓨터공학과 차세대통신망연구실)
  • 발행 : 2005.03.01

초록

광 버스트 스위칭 방식은 제어 채널과 데이터 채널을 분리하여 버스트 제어 패킷을 제어 채널로 먼저 전송하고 Offset 시간 후에 도착할 데이터 버스트에 대한 데이터 채널을 예약하는 단방향 예약 특성을 가지고 있다. 그러나 이러한 특성 때문에 버스트 간에 데이터 채널을 예약하기 위한 경합이 발생하게 되며 경합에 실패한 버스트는 손실되어 심각한 QoS (Quality of Service) 저하를 초래한다. 따라서 본 논문에서는 버스트 손실을 최소화하기 위해 노드에서 발생되는 버스트 손실이 임계값을 초과할 경우 버스트 우선순위와 버스트가 생성된 근원지 정보에 따라 유동적으로 경로를 재설정하는 동적 경로 설정 기법을 제안하였다. 이와 같이 제안된 기법은 기존 경로로 전송되고 있는 버스트 흐름에 영향을 최소화하기 위하여 링크 비용을 고려한 최소 경로 비용을 기반으로 하고 있다. 또한, 제안된 기법의 성능 평가를 위하여 버스트 손실률, 버스트 처리율 및 평균 흡수 관점에서 기존의 기법과 비교 평가하였다.

Optical burst switching networks usually employ one-way reservation by sending a burst control packet with a specific offset time, before transmitting each data burst Same. Due to such a Property, burst-contentions occur when multiple bursts contend for the same wavelength in the same output link simultaneously in a node, leading to burst losses, eventually degrading the quality of service. Therefore, in this paper, we propose a dynamic routing algorithm using minimum local state information in order to decrease burst-contentions. In this proposed scheme, if burst loss rate exceeds a threshold value at a certain node, a new alternative routing path is chosen according to burst priority and location of burst generation, which enables the contending bursts to detour around the congested link. Moreover, for reducing the effect of sending bursts on the primary path due to the alternative path, we also apply a minimum path-cost based routing on link-cost concept. Our simulation results show that proposed scheme improves the network performance in terms of burst loss probability and throughput by comparing with conventional one.

키워드

참고문헌

  1. F. Callegati, H. C. Cankaya, Y. Xiong, M. Vandenhoute, 'Design Issues of Optical IP Routers for Internet Backbone Applications,' IEEE Communications Magazine, December 1999
  2. M. Dueser and P. Bayvel, 'Bandwidth Utilisation and Wavelength Re-Use in WDM Optical Burst-Switched Packet Networks,' Proc. IFIP/TC6 5th Working-Conference on Optical Network Design and Modelling (ONDM 2001), vol. 1, Vienna, 5 - 7 Feb. 2001
  3. S. Verma, H. Chaskar, R. Ravikanth, 'Optical Burst Switching: A Viable Solution for Terabit IP Backbone,' IEEE Network Nov/Dec 2000
  4. T. Battestilli and H. Perros, 'An Introduction to Optical Burst Switching,' IEEE Optical Communications, Aug. 2003
  5. V. Vokkarane, J. Jue, 'Prioritized Routing and Burst Segmentation for QoS in Optical Burst-Switched Networks,' Proceedings, Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2002, Anaheim, CA, March 2002
  6. K. Dolzer, C. Gauger, J. Spth, S. Bodamer, 'Evaluation of Reservation Mechanisms in Optical Burst Switching,' AE International Journal of Electronics and Communications, Vol. 55, No.1, 2001
  7. 소원호, 차윤호, 노선식, 김영천, '광 버스트 스위칭 망에서 QoS 보장을 위한 Offset 시간 결정 알고리즘 설계 및 성능 평가,' 한국통신학회논문지 제27권 1C호, pp. 1-10, 2002
  8. C. Gauger, 'Dimensioning of FDL Buffers for Optical Burst Switching Nodes,' Proceeding, Optical Network Design and Modeling (ONDM) 2002, Torino, Italy, 2002
  9. X. Wang, H. Morikawa, and T. Aoyama, 'A Deflection Routing Protocol for Optical Bursts in WDM Networks,' Proceeding, Fifth Optoelectronics and Communications Conference (OECC) 2000, MAkuhari, Japan, pp. 94-95, July 2000
  10. Shun Yao; Yoo, S.J.B.; Mukherjee, B.; Dixit, S.; 'All-optical packet switching for metropolitan area networks: opportunities and challenges,' Communications Magazine, IEEE, Volume: 39 , Issue: 3 , March 2001 Pages:142 - 148
  11. A. Shaikh, J. Rexford, and K. G. Shin, 'Evaluating the impact of stale link state on quality-of-service routing,' IEEE/ACM Transactions on Networking, Volume: 9 Issue: 2, April 2001, Page(s): 162-176 https://doi.org/10.1109/90.917073
  12. Shigang Chen, Nahrstedt, k., 'An overview of quality of service routing for next-generation high-speed networks: problems and solutions,' Network, IEEE, November/December 1998. Page(s): 64 -79 vol.12 https://doi.org/10.1109/65.752646
  13. D. H. Lorenz and A. Orda., 'QoS routing in networks with uncertain parameters,' Infocom 98, March 1998. Page(s): 3 -10 vol.1
  14. R. Guerin and A. Orda., 'QoS-based routing in networks with inaccurate information: Theory and algorithms,' Infocom 97, April 1997. Page(s): 75 -83 vol.1 https://doi.org/10.1109/INFCOM.1997.635116
  15. Xue Qiu, Shuang Wang, Won-Ho So, young-Chon Kim 'Least-Congested-Link Deflection Routing Algorithm in Optical Burst-Switched Networks,' 통신학회학술대회, 2004, 12월 22. Page(s): 135