광가상사설망에서 QoS를 보장하는 우선순위 기반 최소 간섭 경로 멀티캐스트 RWA 알고리즘 연구

Abstract

차세대 광 인터넷 백본망은 IP에 의해 제어되는 GMPLS(Generalized Multi-Protocol Label Switching)를 기반으로 DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing) 광 네트워크를 사용하는 IP/GMPLS over DWDM 프레임워크로 발전되고 있다. 이러한 DWDM 기술을 활용한 광가상사설망(OVPN - Optical Virtual Private Network)에서 QoS(Quality of Service)를 보장하는 라우팅 알고리즘의 개발 연구는 중요한 기술 중의 하나이다. 본 논문에서는 차등화된 QoS 요구사항을 만족하는 새로운 멀티캐스트 라우팅(MIPMR-Minimum Interference Path Multicast Routing) 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 멀티캐스트 트리 생성 후 혼잡 경로(세그먼트)가 발생 시 우선순위가 높은 우회 경로로 라우팅함으로써 블록률 및 자원 사용률을 개선한다. 또한, QoS 보장을 위한 QoS 클래스 분석과 이를 토대로 QoS MIPMR 알고리즘을 제안하고 CE-to-CE QoS 보장을 위한 QoS 구조적 프레임워크를 제시한다. 이와 더불어, 파장할당 알고리즘으로 동작과 알고리즘 수행 과정이 비교적 간단한 First-Fit 방법을 사용하며, 제안된 알고리즘의 광범위한 시뮬레이션을 통해 성능을 평가한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 알고리즘이 블록률, 파장 사용률, 파장 채널 사용률 측면에서 기존의 Spawn-from-VS와 Capability-based-Priority Heuristic을 사용한 VS 기반의 멀티캐스트 라우팅 알고리즘에 비해 성능이 우수함을 입증한다. 혼잡 경로 발생 시 우회 경로로 라우팅함으로써 파장 채널 수에서는 약간의 손실이 발생하지만, 생존률과 파장 사용률의 비교로 제안된 우선순위를 고려한 멀티캐스트 라우팅 알고리즘 성능의 우수함을 평가한다.

OVPN(Optical Virtual Private Network) based on DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing) backbone framework with QoS(Quality of Service) guarantee is considered as a promising approach for the future VPN. This thesis proposes a new routing algorithm, called MIPMR(Minimum Interference Path Multicst Routing) algorithm which can meet differentiated QoS requirements. The proposed algorithm finds an alternate route considering node priorities when the congestion is occurred in a network. Also, the current multimedia applications involve real time-intensive traffics with various QoS requirements. So we proposes a QoS MIPMR in combination with QoS constraints and a recovery strategy based on the differentiated QoS service model to provide QoS guarantee for a wide variety of multicast applications.And we apply QoS MIPMR to the architectural framework for QoS support in terms of QoS routing and congestion avoidance. The MIPMR algorithm tries to improve blocking probability and wavelength utilization by avoiding congested path for potential future connection requests. We verify the performance of the proposed algorithm in terms of blocking probability and resource utilization.. And the simulation results demonstrate that the MIPMR algorithm is superior to the previous multicast routing algorithms based on capability-based-priority and spawn-from-VS heuristics.