IP/GMPLS 于 WDM 光纤 网络架构下模糊逻辑控制 RWA 算法
Dynamic Fuzzy Controlled RWA Algorithm for IP/GMPLS over WDM Networks
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摘要: GMPLS 是由 IETF 所制定的标准，在 GMPLS 的网络架构下，封包传送必须先建立起一条虚拟的路径，利用 CR-LDP 或 RSVP-TE… 等算法，以达到 QoS 的功能。在许多的算法中，使用保留部分的网络资源（ Resource Reservation ）以达到 Traffic Engineering 的机制，在网络使用效率较高的情况下，这样的算法的确是较佳的选择。但是，我们无法保证网络中的每一连结都能达到较高的使用效率，一旦连结的闲置（ idle ）时间过长或是使用效率过低，网络资源将会过分的被浪费。而有些算法则是根据对路径条件的需求、网络的状态及相关的信息来判断资料可传输与否。这样的算法对于路径条件的描述更具弹性，并允许不同的 LSP （ Label Switching Path ）分享或是竞争网络中所拥有的资源，以减少资源的浪费，进而使用相对权重的观念，建立起不同 LSP 间的相对优先权，以避免所建立的连结超过网络所能承受的负担造成封包碰撞的情况。目前部分这类算法使用网络的平均流量来判断是否可以加入新的连结，这的确是一个较简单的方式，但是我们也无法保证网络资料的传递会依循着平均流量做很平顺的传送，如此的判断将会显得很不精确，甚至会出现大量资料遗失的情况。在本篇研究当中，对于连结的建立将避免使用资源保留的方式，对于波长是否由足够的资源作为新的连结传送的路径，我们既无法预测封包传送的状况，也无法使用确切的数值来表示传送的情形，若是将网络的状态予以模糊化，一方面将可以适时的保留部分频宽，避免突然间有大量的封包传送；一方面又增加了波长的使用效率，以避免网络资源的浪费。在算法的设计中，将以 Request bandwidth 、 Average rate 及 C.V.（Coefficient of Variance）作为模糊理论判断其参数。另外，订定 Fuzzy Limit 参数，利用此参数来判断连结是否可以被建立，而 Fuzzy Limit 值如何定，将是本论文中评估的重点之一。此外，算法所建立的路径，尽量减少封包传送时经过波长转换器的次数，以避免封包延迟或丢弃，并增加封包传送的效率。在论文中，将针对波长的使用效率、路径的长度、波长转换器使用的个数及点对点传送所花费的网络资源，来评估所研究的算法执行效能。在仿真的结果中，我们可以发现使用 FC-RWA 确实更能掌握网络的状态以判断建立连结与否，并将可以避免浪费网络的资源以达到较好的传输品质。Abstract: This paper proposes a dynamic RWA scheme using fuzzy logic control on IP/GMPLS over WDM networks to achieve the best quality of network transmission. The proposed algorithm dynamically allocates network resources and reserves partial bandwidth based on the current network status, which includes the request bandwidth, average utilization for each wavelength and its coefficient of variance (C.V.) of data traffic, to determine whether the connection can be set up. Five fuzzy sets for request bandwidth, average rate and C.V. of data traffic are used to divide the variable space: very large (LP), large (SP), normal (ZE), small (SN), and very small (LN). Setting the fuzzylimit is a key part in the proposed algorithm. The simulation ofscenarios in this paper has two steps. In the first step, the adaptivefuzzy limits are evaluated based on average transmission costpertaining to ten network statuses. The second step is to compare theproposed algorithm with periodic measurement of traffic (PMT) in ATMnetworks in six network situations to show that the proposed FC-RWAalgorithm can provide better network transmission.
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