Unprecedented increases of internet traffic intrigue the fundamental research questions regarding network performances and resources as well as a sustainability of the Information and Communications Technology (ICT). State-of-the-art transport and IP networks are designed, operated, and managed by separately and this inefficient operation triggers researches about convergence networks. In this circumstance, in order to cope with the traffic explosion, we study on efficient design and scalable control for wavelength-routed transport networks. In the first part, we study on design and control problems for delay tolerant optical transport networks where store-and-forward functions improve a capacity of networks at the cost of queueing delay. We propose novel networks planning algorithms such as the bottleneckness centrality based buffer node location algorithm and analyze network performances as well as design rules by the exhaustive simulation studies. The second part investigates energy efficient IP-over-WDM dimensioning rules with traffic grooming algorithms. We study on philosophy and design rules of cross-layer networks by developing energy optimal formulations of traffic grooming. We further propose heuristic algorithms to achieve highly scalable networks with acceptable performance. Especially, we explore trade-off of energy consumption and propagation delay in the traffic grooming function. A centralized control plane in a software-defined networking paradigm intrigues classical but important research questions regarding performance and scalability of the networks. We propose heuristic RWA algorithms and investigate trade-off relation between a complexity and throughput in the algorithm by simulation studies. Proof-of-concept experiments of the proposed algorithm on the OpenFlow-based software-defined optical transport networking testbed demonstrate the validity and feasibility of the proposed researches in this dissertation.
인터넷 트래픽의 전례 없는 증가는 네트워크의 성능과 자원소모 그리고 정보통신기술의 지속가능성에 대한 의문을 제기한다. 독립적으로 운영되는 광전달망에 대한 문제의식이 공유되고 있는 바, 본 논문에서는 파장 라우팅 기반 광전달망의 효율적인 디자인 및 확장성있는 제어에 대해 연구한다. 먼저 저장-전달 처리가 가능한 지연 감내 광전달망 구조를 제안하고 특히 병목 노드 버퍼 포설 알고리즘을 비롯한 네트워크 플래닝 알고리즘을 제시하여 고 수율 네트워크 달성을 목표로 한다. 또한, 교차계층 네트워크에서의 에너지 절감 기술에 대한 연구를 수행하며 에너지 효율적 트래픽 그루밍 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션을 통해 성능을 분석하여 교차계층 디자인의 규칙을 제시한다. 마지막으로, 소프트웨어 정의 네트워크의 성능과 확장성간의 상관관계를 분석하고 제안한 연구방법의 타당성과 미래 네트워킹 대안으로서의 현실가능성을 증명하기 위하여, 소프트웨어 정의 광 네트워크 테스트베드에서의 개념 검증 실험을 수행한다.
