Szczegóły publikacji
Opis bibliograficzny
Elastic optical bypasses in multi-layer networks : Ph. D. thesis / Edyta BIERNACKA ; AGH University of Science and Technology. Faculty of Computer Science, Electronics and Telecommunications. — Kraków : [s. n.], cop. 2021. — XXII, 104 s. — Bibliogr. s. 95–104, Abstr., Streszcz. — ISBN: 978-83-64189-03-6. — Toż pod adresem https://doktoraty.iet.agh.edu.pl/_media/2021:ebiernac:eb-rozprawa.pdf
Autor
Słowa kluczowe
Dane bibliometryczne
| ID BaDAP | 144881 |
|---|---|
| Data dodania do BaDAP | 2023-01-31 |
| Rok publikacji | 2021 |
| Typ publikacji | książka |
| Otwarty dostęp |  |
| Wydawca | Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie |
Streszczenie
Praca doktorska jest poświęcona problemowi dynamicznej obsługi żądań ruchu w sieciach wielowarstwowych złożonych z warstw IP i optycznej. Sieci te są szeroko stosowane przez operatorów. Dodatkowo współpraca między warstwami sieci jest zapewniona przez płaszczyznę sterowania zgodną z koncepcją sieci sterowanych programowo, a centralny sterownik monitoruje wykorzystanie zasobów w sieci. W warstwie optycznej zastosowana jest elastyczna sieć optyczna, która zapewnia efektywne wykorzystanie zasobów poprzez drobnoziarnisty charakter widma optycznego i adaptacyjne szybkości transmisji (zastosowanie zaawansowanych formatów modulacji). W rozprawie zakłada się dwa rodzaje zasobów optycznych dla sieci wielowarstwowej. Pierwszy rodzaj zasobów jest widoczny dla warstwy IP, a ścieżki optyczne alokujące te zasoby traktuje się jako wirtualne łącza w warstwie IP. Natomiast drugi rodzaj zasobów jest ukryty dla warstwy IP i zarezerwowany do obsługi ruchu wyłącznie w warstwie optycznej. Ruch jest kierowany główną ścieżką przez warstwę wirtualną, jeśli zasoby w tej warstwie zapewniają żądaną przepustowość. W przeciwnym razie proponowany algorytm próbuje zestawić dodatkową ścieżkę optyczną (nazywaną "bypass") alokującą ukryte zasoby. Zestawione ścieżki są przeźroczyste dla warstwy IP, więc zmiany w warstwie optycznej nie wymagają aktualizacji w tablicach rutingu. Celem proponowanego mechanizmu "bypass" jest zmniejszenie prawdopodobieństwa blokowania przepustowości przy jednocześnie niskim współczynniku wykorzystania zasobów. Wydajność rozwiązania "bypass" badano za pomocą symulacji komputerowej w dwóch znanych topologiach sieci. Mechanizm "bypass" porównywano ze schematem referencyjnym, który zakłada, że zasoby optyczne są w pełni widoczne dla warstwy IP czyli mechanizm "bypass" jest wyłączony. Uzyskane wyniki pokazują, że nowe rozwiązanie pozwoli znacznie zredukować prawdopodobieństwo blokowania przepustowości przy lepszym wykorzystaniu zasobów w porównaniu do schematu referencyjnego.
Abstract
The dissertation focuses on handling traffic demands dynamically in multi-layer (IP-over-optical) networks which are being widely used by network operators. To provide cooperation between IP and optical layers, control plane is designed following Software-Defined Networking concept and the centralized network controller monitors the utilization of resources. Elastic optical network is deployed as an optical layer, since it offers efficient utilization of spectrum thanks to the finer granularity of resources and adaptive transmission rates (multi-carrier modulation formats). The approach proposed in this dissertation assumes two types of optical resources in a multi-layer network. The first type is visible for the IP layer which means that it can be used for setting lightpaths abstracted as virtual links to provide resources in the IP layer. The second type is hidden from the IP layer and reserved to handle congestions solely in the optical layer. In case of sufficient resources in IP to provide requested bandwidth, traffic is routed through the primary path over the virtual topology. Otherwise, the proposed algorithm tries to establish a new lightpath (denoted as elastic optical bypass) allocating hidden optical resources. In addition, due to the fact that bypasses are transparent for IP layer, changes in optical layer do not need to be updated in routing tables. The aim of the proposed algorithm is to set up bypasses in a way that minimizes the bandwidth blocking probability and provides sufficiently low resource utilization. Extensive discrete-event computer simulations are conducted under various network conditions to evaluate the performance of the proposed solution, using two well-known network topologies, the NSF15 and UBN24 networks. Elastic optical bypasses are compared to the reference scheme that assumes optical resources fully visible for the IP layer which means that the bypass mechanism is disabled. The obtained results show that the new bypass solution allows for a significant decrease in the bandwidth blocking probability with better utilization of resources compared to the reference.
