Post on 01-Dec-2015
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEFACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA
MAGÍSTER EN TELECOMUNICACIONES
.TEMA:
Algoritmos de enrutamiento para redes ópticas basadas en Multiplexión por División de Longitud de Onda Densa: DWDM
PROFESOR GUÍA:DR. FIDEROMO SAAVEDRA G.
CÉSAR LAGOMARSINO BARRIENTOS
2008
Objetivo General
• Evaluar algoritmos de enrutamiento y asignación de longitud de onda, sobre una red óptica DWDM, donde peticiones de tasas entre los pares de nodos fuente-destino, son arregladas asignando rutas y longitudes de onda sobre lightpaths, mediante la técnica de tráfico Grooming
Objetivos Específicos
• Determinar rutas y longitudes de onda mediante algoritmos RWA
• Formular el problema de tráfico Grooming• Evaluar algoritmos bajo una demanda de
tráfico dinámico por medio de métricas de rendimiento para establecer lightpaths en la topología virtual de la red
ORIGEN DEL ENRUTAMIENTO Y ASIGNACIÓN DE LONGITUD DE ONDA
Capa de conmutación de Paquetes
IP-Router Gig Eth Swtich
SDH/SONET
Dominio TDM
Anillo DWDMAdd-Drop
Dominio DWDM
NNI
OXCs
Tributarios:OC-3/STM-1OC-12/STM-4OC-48/STM-16
Tributarios:N x OC-48/STM-16N x OC-196/STM-64
Dominio DWDM
Dominio IP capa 3 Dominio IP capa 2
UNI
Vertical:Capas, Granularidad
Horizontal:Dominios
Red Malla de Enrutamientoy asignación de longitud de onda
Capa de conmutación de Óptica
Conmutación Óptica
OXCs
λ2
OBJETIVO1- Minimizar la Probabilidad de bloqueo2.-Maximizar las peticiones de conexión
usando un mínimo de longitudes de onda
λ1
Restricción de continuidad de longitud de onda
Nodo de Conmutación Lightpath sobre λ1
Lightpath sobre λ2Nodo de Acceso
Control y Gestión de la red OXC
OXCs
λ2
λ1
Plano de Control y Gestión
Controlados de Conexiones: OCC
Técnica de Tráfico Grooming
Red de Acceso
Sub red IP/MPLS
OXC
LSR
LSR: Label SwitchingRouter
Sub red IP/MPLS
LSR
OC-48
OC-1
OC-3
OC-12
OC-12
OXC
OXC
OXC
OXC
OC-1
OC-3
ConexiónSub red IP/MPLSLightpath
DEMANDA DE TRÁFICO:
Peticiones de baja granularidad
TRÁFICOGROOMING
TOPOLOGÍA VIRTUAL
ASIGNACIÓN DELONGITUD DE ONDA
ENRUTAMIENTO
TOPOLOGÍA FÍSICA
Modelo de trafico de dos capas
Topología Virtual
Topología Física
Fibra Lightpaths
OC-X
Grado de multiplexión “C”o factor Grooming
Cdssaltounenconexionesds
W ≤∑,
)),((yxC =
sd
∑tdsy
tysdSyMaximizar
,,,
,:
{ }48,12,3,1∈y
{ }sdyt ,,1 Α∈
049397249033839301977319023287230
, =Α sdy
=01yt
sdS
OC-Y
Petición deconexión
Conexión
ALGORITMOS RWA
• FAR: Enrutamiento alternado fijo (FixedAlternate Routing)
• First Fit: Primera Encontrada (First Fit)
• LU: Menos Usada (Least Used)
• MU: Más Usada (Most Used)
• R : Orden Aleatorio (Random)
FAR: Fixed Alternate Routing(Enrutamiento fijo alternado)
OXC3
OXC2
OXC10
OXC6
OXC4
OXC8
21-2-101-10
21-7-91-9
31-7-9-81-8
11-71-7
21-5-61-6
31-7-9-61-6
31-2-10-61-6
11-151-5
31-2-3-41-4
21-2-3 1-3
11-21-2
CostoRutaTrayecto
OXC1
OXC5
OXC7 OXC9
Rutas candidatas: Rp1, Rp2, Rp3,…, RpK
La cuenta de saltos y el retardo usados como métrica de costo.
FAR en tráfico Grooming
OXC2
OXC10
OXC6
OXC4
OXC8
OXC1
Transporte de una conexión desde el nodo 1 a nodo 6
OXC3
Ruta candidata:
OXC1
Tráfico de Salto SimpleOXC2 OXC10 OXC6
OXC7 OXC9
OXC5
lightpath 1- 6
Tráfico Multi - SaltoOXC1 OXC2 OXC10 OXC6Nodo Grooming
Nodo no Grooming lightpath 1-10 y lightpath 10-6
OXC1
OXC2
OXC3
OXC4
OXC6
OXC5
OXC7
OXC9
OXC11
Algoritmos de Asignación de longitud de onda
w0
w0
w1
w1
w1
w1
w2
w3
w3
w3
w3
4W3
1W2
5W1
2W0
Numero de enlaces usadas
Longitud de onda Wn
LU: busca en el orden W2, W0, W3 y W1 Selecciona menos usada: W2
R: busca en el orden, por ejemplo, W1, W2, W3 y W0 Selecciona: primera libre encontrada W2
Petición de conexión para la
ruta R desde OXC1 a OXC9Sobre R, W0, W1, W2, y W3
están libres w1
Trayecto: R
MU: busca en el orden W1, W3, W0 y W2
Selecciona mas usada: W1
FF: busca en el orden W0, W1, W2 y W3 Selecciona primera libre encontrada: W0
Modelado del tráfico
• Demanda de tráfico dinámico, las peticiones de conexión de llegada y salida de un nodo OXC de una red, son de forma aleatoria.
• Los lightpath una vez establecidos permanecen por un tiempo finito
• Las peticiones llegan dinámicamente a los nodos de acuerdo a un proceso Poisson: M/M/1
• Las llamadas aplicadas en el tiempo están exponencialmente distribuidas
Tasas de llegada λ(llamadas/unidad de tiempo)
[ ]!
)()(ntentNPnt λλ−
==
OXC1
OXC2 OXC4
OXC5
Disciplina de llamadas :FIFO
λ(llamadas/unidad de tiempo)Nodo 2 a Nodo 5: 11 (llamadas/ut)
Probabilidad de bloqueo versus
Carga de la red
OXC3
Red propuesta: NSFNET (National ScienceFoundation Net)
OXC7
OXC1OXC3
OXC5
OXC6
OXC8
OXC9
OXC10
OXC11
OXC12
OXC14
Nodo sin conversión de longitud de onda
Nodo con conversión de longitud de onda
OXC13
OXC2
Nodo Grooming Salto Simple OXC4
Nodo Grooming Multi-Salto Total
Caso 1: Nodos sin conversión de longitud de onda
OXC7
OXC1
OXC3
OXC5
OXC6
OXC8
OXC9
OXC10
OXC11
OXC12
OXC14
Nodo sin conversión de longitud de onda
OXC13
OXC2
OXC4
Caso 1: Nodos con conversión de longitud de onda
OXC1
OXC2
OXC3
OXC4
OXC5
OXC6
OXC7
OXC8
OXC9
OXC10
OXC11
OXC12
OXC13
OXC14
Nodo con conversión de longitud de onda
Caso 1: Nodos con capacidad de tráfico Grooming
OXC1
OXC3
OXC5
OXC6
OXC8
OXC9
OXC10
OXC11
OXC12
OXC13
OXC14
Nodo Grooming Salto Simple
OXC7
OXC2
OXC4Nodo Grooming Multi-Salto Total
Caso 2: Capacidad uniforme, nodos con capacidad de tráfico Grooming
OXC7
OXC1
OXC3
OXC5
OXC6
OXC8
OXC9
OXC10
OXC11
OXC12
OXC13
OXC14
Nodo Grooming Salto Simple
OXC2
OXC4Nodo Grooming Multi-Salto Total
CONCLUSIONES
• La evaluación de los algoritmos RWA
• Convergencia de las medidas de probabilidad de bloqueo para carga alta de la red
• Equidad en los enlaces, promedio probabilidad de bloqueo versus fairness
• Optimización del rendimiento de los algoritmos RWA
CONCLUSIONES
• La demanda en el núcleo de la red.
• Transporte de tráfico IP sobre WDM.
• La técnica de Tráfico Grooming
CONCLUSIONES
• Un óptimo rendimiento de los algoritmos no es fácil, ya que depende de varias variables asociadas a la red, tipo de carga, disponibilidad de recursos y otros factores que permanecen en investigación actualmente
• El rendimiento de los algoritmos, permite un adecuado transporte de la red DWDM mediante la técnica de tráfico Grooming