In this thesis, we study recovery scheme for OBS networks and evaluate performance of recovery scheme through simulation using NS-2. The main objectives of this thesis are follows.
First, we redesign the recovery procedures considering characteristics of OBS networks. General recovery schemes cannot be applied for OBS network due to the offset time which is time difference between control packet and data burst. As the number of hops is increased than as expected at the ingress node, the offset time becomes getting shorter than planned, and finally the data burst is dropped. So, we have to redesign all recovery procedures considering offset time effects.
Second, we implement all recovery techniques using NS-2 simulator. We have implemented recovery techniques such as restoration, pre-planned restoration and protection using well-known network simulator which is discrete-event-driven simulation. We also implement detailed recovery techniques such as path, link, and subpath. Although ns-2 provides substantial support for simulating IP networks, it lacks the necessary modules for simulating OBS recovery capabilities. So, we have to implement additional modules to simulate recovery techniques in OBS networks.
Third, we propose new enhanced restoration techniques. Usually, restoration techniques have relatively longer recovery time than protection techniques. It is originated from the procedures of backup path reservation. But, because control packet reserve bandwidth for data burst, the backup path reservation procedure can be eliminated. Using this fact, we can dramatically improve the recovery efficiency in terms of recovery time and blocking probability.
We then present performance of all recovery techniques using well-known performance metrics. By studying these results, we can understand the performance of each recovery techniques. The simulation results can also verify that the enhanced restoration scheme has better performance than the other recovery techniques.
현재, 전광 시스템을 지향하는 차세대 광 교환기술로 광 버스트 스위칭(OBS) 기술이 주목 받고 있다. 이 기술은 데이터 버스트보다 offset time만큼 먼저 제어패킷을 보내 각 노드에 데이터 버스트에 대한 대역폭을 예약하게 한다. 제어패킷 뒤에 도착한 버스트는 제어패킷에 의해 예약되어 있는 정보에 의해 바로 교환되어, 전광 방식의 데이터 전송이 가능하게 된다. 그렇지만, 이러한 OBS기술로 인해 기존의 보호복구 방식은 OBS망에 적용될 수 없다. 보통, 복구 패스가 워킹 패스보다 홉수가 더 길기 때문에 복구 패스로의 데이터 전송은 offset time의 변화를 가져오게 된다. 이로 인해, 복구 패스로 전송되는 데이터 버스트 중 offset time이 변화되지 않는 것은 offset time의 부족으로 인해 중간 노드에서 버려지게 된다. 위와 같은 이유 때문에, 본 논문은 OBS망 고유의 특징을 고려한 보호복구 방법을 새롭게 제안한다.
먼저, restoration, pre-planned restoration, protection과 같은 현재 잘 알려진 각 보호복구 기법들을 OBS망에 적용할 수 있도록 재설계하였다. 또한, 각각의 재설계된 보호복구 기법들을 Network Simulator라는 널리 알려진 시뮬레이션 툴을 사용하여 구현하였고, 이 툴을 이용하여 각 보호복구 기법들의 성능을 측정, 비교하였다.
또한, 본 논문에서는 enhanced restoration이라는 새로운 기법을 제안하였다. 이 기법은 OBS망에만 적용 가능한 기법으로, 데이터 버스트에 약간의 여분의 offset time을 허용함으로써, 보호복구 시간을 최소화하는 기법이다. 이 방법을 OBS망에 적용하였을 경우, 다른 보호복구 기법보다 데이터 버스트의 폐기율이 훨씬 낮아진다는 장점이 있다.
본 논문은 상기에 제시된 보호복구 기법, 즉, restoration, pre-planned restoration, protection, enhanced restoration 등을 NS를 이용하여 완벽하게 구현하였고, 이 툴을 이용하여, 각 보호복구 기법의 성능을 측정, 비교하였다. 그 결과, 본 논문에서 제안된 enhanced restoration이 보호복구 시간, 버스트의 폐기율 측면에서 더 좋은 성능을 보임을 입증할 수 있었다.
본 논문은 OBS망에 적용할 수 있는 모든 보호복구 기법들을 Network Simulator라는 툴을 이용하여 최초로 구현하였고, 그 각각을 비교, 분석하였다는 점에서 큰 의의를 갖는다.
