光突发交换中基于域内网络状态感知的资源预留方法
阅读：141发布：2023-01-29
专利汇可以提供光突发交换中基于域内网络状态感知的资源预留方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且基于域内网络状态 感知 的资源预留方法，包括域内网络状态感知的冲突检测步骤和动态QoS支持步骤；所述的域内网络状态感知的冲突检测步骤包括：以广播的方式将突发控制分组发送到OBS网络中去，该OBS域内所有的边缘 节点 用所接收到的BCP，来维护一个域内网络状态模型；引入一个时隙(Tts)用于检测潜在的冲突：该时隙的大小等于光 信号 经历域中最远一对节点之间的距离，即域内网络直径所需要的时间；设置边缘节点工作步骤：控制生成BCP，发送BCP至OBS网络，对接收到BCP进行冲突检测，完成突发数据发送，以及生成相应的统计信息；设置核心节点工作步骤：对接收到BCP进行冲突检测，根据冲突检测结果配置光 开关 OXC。，下面是光突发交换中基于域内网络状态感知的资源预留方法专利的具体信息内容。
1.基于域内网络状态感知的资源预留方法，包括域内网络状态感知的冲突检测步骤和动态QoS支持步骤；其特征是，所述的域内网络状态感知的冲突检测步骤包括：
1)以广播的方式将BCP发送到OBS网络中去，该OBS域内所有的边缘节点用所接收到的BCP，来维护一个域内网络状态模型；
2)引入一个时隙(Tts)用于检测潜在的冲突：该时隙的大小等于光信号经历域中最远一对节点之间的距离，即域内网络直径所需要的时间；其端到端延迟如下列公式所示：
Te＝To+Td+Tb；To≥n×Tf+Tts (1)
To指的是突发控制分组和突发数据之间的偏置时间；Td为该突发数据经历所选择的路由所需要的时间，Tb为传送的持续时间，Tf是指转发BCP所需要的时间，Tts是冲突时隙；n为中间节点的个数；
3)设置边缘节点工作步骤：控制生成BCP，发送BCP至OBS网络，对接收到BCP进行冲突检测，完成突发数据发送，以及生成相应的统计信息；
4)设置核心节点工作步骤：对接收到BCP进行冲突检测，根据冲突检测结果配置光开关OXC；
所述动态QoS支持算法包括下列步骤：
A)设置两个参数：任务压力指数和逝去时间；
B)冲突检测：当两个或多个BCP并发地预留同一出口链路时，节点就检测到了冲突；
C)检测出低优先级BCP：当检测到冲突后，通过比较优先级来得到一个或者多个低优先级的BCP，当相冲突的BCP之间优先级相等时，比较BCP之间的任务压力指数和逝去时间，按照BCP优先级、任务压力指数和逝去时间三个参数分出优先级；
D)再生BCP：一旦得到低的BCP时，该节点判断自身是否为低优先级BCP的源节点，若是，则进一步判断该BCP所经历的时间是否超过TTL，若无，则将低优先级的BCP，调高一级；
调整优先级后，重新生成BCP，并发送至OBS网络中去。
2.根据权利要求1所述的资源预留方法，其特征是，所述设置边缘节点工作步骤进一步包括：
(1)设置边缘节点工作周期，该周期为一个突发数据DB从完成组装到完全被发送到OBS网络中去为止；
(2)将边缘节点的BCP时段分三个阶段：
i.在完成突发组装后，查询域内网络状态模型INSM，获取合适的路由以及当前OBS域内空闲波长集的信息；
ii.根据上一阶段所得到的结果，生成突发控制分组BCP；
iii.发送该BCP至OBS网络中去，同时将该BCP保存至“BCP Buffer”里；
(3)边缘节点冲突检测：不断地对接收到BCP进行冲突检测；
(4)突发数据DB时段：主要完成突发数据发送，以及生成相应的统计信息。
3.根据权利要求1所述的资源预留方法，其特征是，所述设置核心节点工作步骤进一步包括：
(1)设置核心节点工作周期，该周期为收到一个BCP，到完成对该BCP所对应的突发数据DB的配置为止；
(2)在核心节点应用虚拟配置表，即当收到一个BCP时，只进行登记，并不进行真正的分配；当该BCP所对应的时隙结束时，才进行光开关OXC配置。
4.根据权利要求2所述的资源预留方法，其特征是，所述边缘节点冲突检测由三个阶段组成：
i.边缘节点周期性接收到来自OBS核心网络所传送过来的BCP和自己所生成的BCP，并根据优先级分类存储在相对应的“BCP Buffer”里；
ii.在收到一条BCP之后，边缘节点检测该BCP是否与保存在“BCP Buffer”里的BCP相冲突；如果存在冲突，边缘节点将低优先级的BCP设置为无效状态，并不丢弃该BCP，并且如果低优先级BCP是已存在“BCP Buffer”里，取消该BCP在域内网络资源模型INSM里所对应的预留项；
iii.如果没有检测到冲突，边缘节点将用该BCP去更新域内网络状态模型INSM，以使边缘节点能及时了解当前的网络状态。
5.根据权利要求2所述的资源预留方法，其特征是，所述突发数据DB时段分三个阶段：
i.当时钟控制器检测到存储在“BCP Buffer”里的BCP所对应的时隙结束时，即偏置时间到达时，如果该BCP的源节点是该边缘节点本身将配置光开关OXC，做好发送的准备；
ii.持续发送突发数据进入OBS网络中去；
iii.将BCP所包含的信息以及实时的信息发送至统计模块。
6.根据权利要求3所述的资源预留方法，其特征是，所述核心节点根据所接收到的BCP来配置光开关OXC包含两个时段：冲突检测时段和配置时段。
7.根据权利要求6所述的资源预留方法，其特征是，所述核心节点冲突检测步骤为：接收BCP并分类存储，再由冲突检测算法检测出冲突。
8.根据权利要求6所述的资源预留方法，其特征是，所述核心节点冲突检测步骤具体包括以下三个阶段：
i.核心节点周期性地接收到来自OBS核心网络所传送过来的BCP，并根据优先级分类存储在相对应的“BCP Buffer”里；
ii.当收到一条BCP时，启动检测算法来检测该BCP是否与存储在“BCP
Buffer”里的其它的BCP相冲突，如果检测到冲突，将低优先级的BCP设置为无效，如果该优先级的BCP已在虚拟配置表VCT里注册，还要将在VCT的注册项移去；
iii.如果没有检测到冲突，核心节点用BCP中的相关信息在虚拟配置表VCT里进行注册。
9.根据权利要求6所述的资源预留方法，其特征是，所述核心节点配置时段分三个阶段：
i.当时钟控制器检测到VCT里有突发数据即将到达时，配置光开关OXC；
ii.光开关OXC的持续时间，直至整个突发完全通过OXC；
iii.当完成一次配置时，生成相应的统计信息：包括节点的吞吐量、平均突发数据的大小。
光突发交换中基于域内网络状态感知的资源预留方法
技术领域
[0001] 本发明属数据交换网络领域，具体是涉及光突发交换系统中的资源预留方法。
背景技术
[0002] OBS(光突发交换)中通常采用单向资源预留方式，由突发控制分组BCP为所对应的突发数据DB建立单向预留的时隙光波长信道，实现带宽的动态分配，二者不仅在时间上分离，而且还在不同的光波长信道中传输。这种分离的控制降低了OBS的技术实现门槛，使OBS成为一种极具吸引力的光交换方式。
[0004] 迄今为止，OBS的预留方式典型地可以分为一步预留方式(Tell And Go，TAG-OBS)[1]和二步预留方式(Tell And Wait，TAW-OBS)。TAG-OBS的代表有JIT(Just-In-Time) 和[2]
JET(Just-Enough-Time) 两种，在TAG-OBS资源预留协议里，由于无需等待目的边缘节点的确认消息，因此端到端的延迟较小，不足之处是不能检测出潜在的冲突。因此当多个突发控制分组并发地预留中间核心节点处的资源时，就会产生突发冲突。而TAW-OBS资源预留[3]
协议 ，由于OBS网络中的边缘节点当且仅当收到目的边缘节点发回的确认消息时，才将突发数据发送至OBS网络中去。因此突发数据经历较长的延迟，但却可以得到较低的突发丢弃率。
JET(Just-Enough-Time) 两种，在TAG-OBS资源预留协议里，由于无需等待目的边缘节点的确认消息，因此端到端的延迟较小，不足之处是不能检测出潜在的冲突。因此当多个突发控制分组并发地预留中间核心节点处的资源时，就会产生突发冲突。而TAW-OBS资源预留[3]
协议 ，由于OBS网络中的边缘节点当且仅当收到目的边缘节点发回的确认消息时，才将突发数据发送至OBS网络中去。因此突发数据经历较长的延迟，但却可以得到较低的突发丢弃率。
[0005] 对QoS(Quality-of-Service，服务质量)支持的资源预留方法中比较典型的有[4] [5]JET-QoS方案 和分段QoS方案 。JET-QoS方案通过给不同流量类型的突发数据赋予不同的偏置时间，高优先级的突发数据赋予较长的偏置时间，低优先级的突发数据赋予较短的偏置时间，这样高优先级的突发数据就有较高的概率来预留到资源，此方法的一个不足之处是高优先级的数据往往会经历较长的延迟，而往往高优先级的数据对延迟比较敏感。
此外，该方法是以牺牲低优先级的突发数据来保证高优先级数据低的突发丢弃率。而在分段QoS方案里，将不同优先级的上层流量数据，按照某种顺序(如从高到低的顺序)组装在一个突发数据里，当发生冲突时，丢弃掉尾部的低先级部分，此种方式虽然在发生突发冲突时，避免了丢弃整个突发数据。但缺点之一是增加边缘节点的组装复杂度。
此外，该方法是以牺牲低优先级的突发数据来保证高优先级数据低的突发丢弃率。而在分段QoS方案里，将不同优先级的上层流量数据，按照某种顺序(如从高到低的顺序)组装在一个突发数据里，当发生冲突时，丢弃掉尾部的低先级部分，此种方式虽然在发生突发冲突时，避免了丢弃整个突发数据。但缺点之一是增加边缘节点的组装复杂度。
发明内容
[0006] 本发明的目的是克服现有技术中，OBS的预留方案如果强调降低端到端的延迟，则会有较高的突发丢弃率。如果强调较低的突发丢弃率则牺牲降低端到端的延迟的缺陷，提供一种基于域内网络状态感知的资源预留方法，该方法能避免不必要的带宽浪费，降低突发丢弃率。本发明进一步的目的在于，降低高优先级数据的延迟和减少低优先级突发数据的突发丢弃率。
[0007] 实现上述发明目的的技术方案是：基于域内网络状态感知的资源预留方法，包括域内网络状态感知的冲突检测步骤和动态QoS支持步骤；
[0008] 所述的域内网络状态感知的冲突检测步骤包括：
[0009] 1)以广播的方式将突发控制分组BCP发送到OBS网络中去，该OBS域内所有的边缘节点可以用所接收到的突发控制分组，来维护一个域内网络状态模型(Intra domainNetwork State Model，INSM)。由于存在着光的传送延迟，因此每个边缘节点所维护的域内网络状态模型INSM是接近同步的。边缘节点有了INSM，不仅可以知道当前网络中资源的使用情况，而且可以知道其它边缘节点的任务压力水平。
[0011] Te＝To+Td+Tb；To≥n×Tf+Tts (1)
[0012] 这里To指的是突发控制分组和突发数据之间的偏置时间；Td为该突发数据经历所选择的路由所需要的时间，Tb为传送的持续时间，Tf是指转发BCP所需要的时间，Tts是冲突时隙；TOXC为配置光开关所需要的时间；n为中间节点的个数。具体工作原理描述如附图1所示。
[0013] 3)设置边缘节点工作步骤：控制生成突发控制分组BCP，发送突发控制分组BCP至OBS网络，对接收到BCP进行冲突检测，完成突发数据发送，以及生成相应的统计信息。
[0014] 4)设置核心节点工作步骤：对接收到BCP进行冲突检测，根据冲突检测结果配置光开关OXC。
[0015] 所述设置边缘节点工作步骤进一步包括：
[0016] (1)设置边缘节点工作周期，该周期为一个突发数据DB从完成组装到完全被发送到OBS网络中去为止；
[0017] (2)将边缘节点的BCP(Burst Control Packet，突发控制分组)时段分三个阶段：
[0018] i.在完成突发组装后，查询域内网络状态模型INSM，获取合适的路由以及当前OBS域内空闲波长集等信息。
[0019] ii.根据阶段一所得到的结果，生成突发控制分组BCP。
[0020] iii.发送该BCP至OBS网络中去，同时将该BCP保存至“BCP Buffer”里。
[0021] (3)边缘节点冲突检测：不断地对接收到BCP进行冲突检测。
[0022] (4)突发数据DB时段：主要完成突发数据发送，以及生成相应的统计信息，分三个阶段：
[0023] i.当时钟控制器检测到存储在”BCP Buffer”里的BCP所对应的时隙结束时，即偏置时间到达时，如果该BCP的源节点是该边缘节点本身将配置光开关OXC，做好发送的准备；
[0024] ii.持续发送突发数据进入OBS网络中去；
[0025] iii.将BCP所包含的信息，如突发数据大小，填充率，以及实时的信息(如端到端的延迟)发送至统计模块。
[0026] 所述边缘节点冲突检测由三个阶段组成：
[0027] i.边缘节点周期性接收到来自OBS核心网络所传送过来的BCP和自己所生成的BCP，并根据优先级分类存储在相对应的”BCP Buffer”里。
[0028] ii.在收到一条BCP之后，边缘节点检测该BCP是否与保存在”BCP Buffer”里的BCP相冲突。如果存在冲突，边缘节点将低优先级的BCP设置为无效状态，并不真正丢弃该BCP，并且如果低优先级BCP是已存在”BCP Buffer“里，还要取消该BCP在域内网络资源模型INSM里所对应的预留项。
[0029] iii.如果没有检测到冲突，边缘节点将用该BCP去更新域内网络状态模型INSM，以使边缘节点能及时了解当前的网络状态。
[0030] 所述设置核心节点工作步骤进一步包括：
[0031] (1)设置核心节点工作周期，该周期为收到一个BCP，到完成对该BCP所对应的突发数据DB的配置为止。
[0032] (2)在核心节点应用虚拟配置表(Virtual Configuration Table，VCT)，即当收到一个BCP时，只进行登记，并不进行真正的分配；当该BCP所对应的时隙结束时，也就是偏置时间到达时，才进行光开关OXC配置。
[0033] 所述核心节点根据所接收到的BCP来配置光开关OXC包含两个时段：冲突检测时段和配置时段。
[0035] i.核心节点周期性地接收到来自OBS核心网络所传送过来的BCP，并根据优先级分类存储在相对应的”BCP Buffer”里。
[0036] ii.当收到一条BCP时，启动检测算法来检测该BCP是否与存储在”BCP Buffer”里的其它的BCP相冲突，如果检测到冲突，将低优先级的BCP设置为无效，如果该优先级的BCP已在虚拟配置表VCT里注册，还要将在VCT的注册项移去。这里的VCT为记录BCP中所包含信息(如突发数据到达时间、持续时间、以及路由等信息)的表格。
[0037] iii.如果没有检测到冲突，核心节点用BCP中的相关信息在虚拟配置表VCT里进行注册。
[0038] 所述核心节点配置步骤为：为即将到达的突发数据DB配置光开关，具体由三个阶段组成：
[0039] i.当时钟控制器检测到VCT里有突发数据即将到达时，配置光开关OXC；
[0040] ii.光开关OXC的持续时间，直至整个突发完全通过OXC；
[0041] iii.当完成一次配置时，生成相应的统计信息：如节点的吞吐量、平均突发数据的大小等。
[0042] 所述动态QoS支持算法步骤，进一步实现降低高优先级数据的延迟和减少低优先级突发数据的突发丢弃率的发明目的，该算法包括：
[0043] A)设置两个参数：任务压力指数(Task Pressure Index，TPI)和逝去时间(ElapseTime，ET)。
[0044] 任务压力指数TPI，代表一个节点的繁忙程度；将TPI初步设定为5级，即TPII、TPI2…TPI5，TPI的下标数字越大，表示该边缘节点越是忙碌，反之亦然；而另一个参数是逝去时间ET，表示所对应的BCP在OBS网络内所经历的时间。为了实现差异化的服务，在这里将突发数据流量类型定义为N个不同的类，分别名为C1，C2…CN，并按照降序排列，即C1代表最高优先级的突发数据，而CN代表最低优先级的突发数据，同时设定突发数据流优先级越高对时间越敏感。
[0045] B)冲突检测：当两个或多个BCP并发地预留同一出口链路时，节点就检测到了冲突。
[0046] C)检测出低优先级BCP：当检测到冲突后，通过比较优先级来得到一个或者多个低优先级的BCP，当相冲突的BCP之间优先级相等时，比较BCP之间的任务压力指数TPI和逝去时间ET，因此在本方案里，几乎所有的BCP都可以按照上面三个参数分出优先级。
[0047] D)再生BCP：一旦得到低的BCP时，该节点判断自身是否为低优先级BCP的源节点，若是，则进一步判断该BCP所经历的时间是否超过TTL(Time To Live)，若无，则将低优先级的BCP，调高一级，即Ci调整为Ci-1(2
[0048] 本发明的根据是，一个数据突发的丢弃与否，其实在边缘节点发送时刻很大程度上就已经决定了，这是因为OBS网络中的光缓存技术的不成熟以及波长转换器不可能大范围的配置。当边缘节点为一个突发数据选择路由和分配波长时，若无偏射或进行波长转换，所分配的波长和路由会保持一致性，所以发送在中间核心节点上的突发冲突，可以视同为边缘节点之间的冲突；另外一点，虽然突发控制分组经历很多节点，但在分配资源时往往只局限本地节点。本发明中，提高OBS网络边缘节点对网络状态的感知能力以更有效地生成突发控制分组，同时引入一个冲突检测时隙来检测出潜在的冲突，用介于TAG-OBS和TAW-OBS的时间达到接近于TAW方式的突发丢弃率。通过对核心节点设计了虚拟配置表，当突发冲突时，无或者较少的带宽浪费。另外，为了更好的支持QoS，设计了一个突发数据优先级动态调整的动态QoS支持算法，以减少低优先级突发数据的突发丢弃率。
[0049] 本发明应用两个措施来处理突发数据之间的冲突：一是应用域内网络状态模型INSM来避免预留那些正在被使用着的带宽资源；另一个就是引入一个时隙来检测出潜在的冲突，来使低先级的BCP避开高优先级的BCP所预留的资源，以降低突发丢弃率和更好的支持QoS。这两个措施的引入，使得很多不必要的带宽浪费得以避免，并且使得突发丢弃率非常低。
[0050] 本方案与TAG和TAW方案相比，其优点有：
[0051] 较低的延迟和低的突发丢弃率：公式(1)与TAG-JET、TAW的端到端延迟Te(Te＝To+Td+Tb，To≥n×Ts+TOXC，其中Ts为中间节点处理BCP所需要的时间开销；Te＝To+Td+Tb，To＝n×Ts+2×Td)比较，可以发现本方法的端到端延迟是介于TAG-JET和TAW之间的，但由于可以避免已有的冲突和检测到即将到达的冲突，因此突发的丢弃率可以远低于TAG方法。
[0052] 动态优先级调整：所有BCP所对应的突发数据的优先级不是一成不变的，当低优先级的BCP所申请的资源被抢占或者阻塞掉时，该突发数据的优先级并会被调高。因此，此种动态优先级调整机制，即考虑节点压力水平，让繁忙的节点获得较多的机会去预留资源，以加快突发数据的发送速度，另外还考虑了BCP的逝去时间，这就使得经历较多节点的BCP也同样获得预留到机会，进一步提高了网络的性能；而且所有突发数据的优先级，除了最高优先级的突发数据外，其它优先级的突发数据随着被阻塞或抢占后，动态进行调高，这样不仅赋予高优先级的BCP有更多机会去预留到带宽资源；同时兼顾公平性，保证低优先级的BCP能在一个有限的时间内预留相应的带宽资源。
[0053] 在整个域内有限支持QoS：很多已有的QoS方案只能做到单个节点严格支持QoS，即所有边缘节点都只是基于本地的信息生成相应的BCP信息，一旦BCP被发送至OBS网络中去，中间的核心节点同样也是基于本地信息进行预留的处理，因此对QoS支持不友好。而本方法由于具有域内网络状态模型，对当前网络状态具有很好的感知能力，为突发数据生成相应的BCP，不在是基于本地，而是着眼于整个域。另外加上引入时隙，可以检测出潜在的冲突，避免了低优先级的突发数据无效传送所导致的带宽浪费现象。
[0054] 无缓存以及无波长转换器：所有类似于冲突检测、路由的选择以及波长的分配等决定都是由基于域内网络状态模型INSM的边缘节点来执行，而中间核心节点只需要实行快速地转发所接收到的BCP，以及维护虚拟配置表VCT即可。因此即使没有缓存以及波长转换器，也能使突发数据丢弃率维持在较低水平，这也就得该方法更具有实际的可行性。
附图说明
[0055] 图1是本发明的工作原理示意图
[0057] 图3是本发明实施例1核心节点工作周期流程图
[0058] 图4是本发明实施例1动态QoS支持算法流程图
[0059] 图5是本发明实施例1网络拓扑图
具体实施方式
[0060] 下面结合具体实施例，做进一步说明。
[0061] 实施例1
[0062] 如图1所示，图1中描述了如何应用INSM和时隙来使新的突发数据避免申请使用那些正在使用的资源，以及避开那些将要使用的资源。
[0063] 假设在t1时刻第一边缘节点1发送第一突发控制分组BCP1，而第二边缘节点2在t2时刻也发送第二突发控制分组BCP2进入OBS网络，并设BCP1的优先级高于BCP2，以及在第一核心节点1处并发的预留资源。显然，两个边缘节点在发送各自的BCP时，只是根据各自所维护的INSM来避免预留那些已占用的资源，并没有意识到潜在冲突。而当到t3时刻时，第二边缘节点2意识到潜在的冲突的，而此时BCP2所对应的突发数据并没有发送，因此第二边缘节点2可以对所对应的BCP的进行重新路由或者缓冲过冲突的时间再次发送。而在t4时刻，第一边缘节点1也知道了冲突的发生，但由于自身所发送BCP的优先级较高，因此继续按照BCP1所设定的偏置时间发送突发数据。而中间的核心节点由于应用相同的检测策略，因此也接近同步的检测到了潜在的冲突。由于在中间核心节点应用虚拟配置表(Virtual Configuration Table，VCT)，当该BCP所对应的时隙结束时，也就是偏置时间到达时，才进行光开关OXC配置。所以不会造成没有必要的带宽浪费。
[0064] 如图5，一个6节点的网络拓扑，该拓扑由三个边缘节点：第一边缘节点1、第二边缘节点2和第三边缘节点3和三个核心节点：第一核心节点4、第二核心节点5和第三核心节点6以及六条链路(链路上的细线代表控制信道，粗线代表数据信道)组成，链路上的数字代表链路的长度，单位km。核心节点无波长转换器以及光纤延迟线FDL。链路为双向链路，并且每条链路包含1条控制信道和8条数据信道，信道分配模式为随机命中的方式，信道带宽为10Gbit/s，光信号在光纤中传送速度为200,000km/s。
[0065] 边缘节点使用服从Pareto分布的ON/OFF模型来产生IP分组(该模型最接近实际的IP数据业务分布)，ON/OFF模型的个数为200，突发系数Hurst为0.75。IP分组的长度服从指数分布，平均长度值为1,024字节。应用在网络中的负荷由下列公式计算得到：
[0066]
[0067] Actual Bandwidth代表用来产生IP分组流量的带宽；ET是边缘节点总个数；LT是当前边缘节点总出口链路数；Bandwidth是当前波长信道的带宽；WT是指当前出口链路所包含的数据信道数。
[0068] 本发明的方法包括域内网络状态感知的冲突检测方法和动态QoS支持方法。
[0069] 冲突检测方法包括下列步骤：
[0070] 1)以广播的方式将突发控制分组BCP发送到OBS网络中去，该OBS域内所有的边缘节点可以用所接收到的突发控制分组，来维护一个域内网络状态模型(Intra domainNetwork State Model，INSM)。
[0071] 2)引入一个时隙(Tts表示)用于检测潜在的冲突，该时隙的大小等于光信号经历域中最远一对节点之间的距离，即域内网络直径所需要的时间。
[0072] 3)设置边缘节点和核心节点，使之按照周期进行工作。
[0073] 边缘节点一个周期是指一个突发数据DB从完成组装到完全被发送到OBS网络中去为止；核心节点一个周期是指收到一个BCP，到完成对该BCP所对应的突发数据DB的配置为止。
[0074] EdgeNode Period＝TBCP+TD+TDB，CoreNode Period＝TD+TDB (3)[0075] TBCP为生成突发控制分组所需要时间，其大小由突发数据组装时间决定(在固定时间门限组装算法其值为4毫秒)；TD为检测BCP是否冲突所需要时间，其大小默认值为5微秒；TDB为发送突发数据所需要时间，其大小为默认值为1毫秒。
[0076] 突发控制分组BCP是以广播的方式传送，一个BCP被传送的次数，由下列公式得到：
[0077]
[0078] 这里“1”表示BCP被其源边缘节点发送至OBS网络；CT为中间核心节点的总个数(该例中核心节点CT为节点4，5，6；共3个，)；Degree为中间核心节点的度数，即出口链路数。
[0079] 处理BCP的时间开销Ts为5微秒；光交叉开关OXC配置的开销为15微秒；转发BCP的时间开销Tf为3微秒。
[0080] 控制信道带宽为10Gb/s，1/2的带宽被用于BCP信号的传送，而剩余的则用于OBS网络维护，如网络邻居发现以及链路故障定位等。控制信道为双向，一个用于接收BCP，另一个用发送BCP。中间核心节点用于读取并转发BCP的时间设定为5微秒。
[0081] 尽管BCP是以广播方式传送，但突发的或过重的流量负荷仍然会导致BCP丢失，因此当多个BCP被中间核心节点接收到时，这些BCP按照优先级被保存在临时缓冲器里，一旦过多时间花费在等待处理时，会造成偏置时间被用完的情况，以使BCP失去了效用，即发生BCP丢失。因此用下列算法来检测一个BCP是否失效：
[0082] 如果Tim e>偏置时间，则：
[0083] BCP丢弃
[0084] 否则如果Time>偏置时间减去BNT时间，则：
[0085] BCP丢弃
[0086]
[0087] 算法中：Time表示在各个中间核心节点所等待处理时间之和；CT是中间核心节点总个数的简称；BT是BCP在临时缓冲器里等待处理的时间，BNT是指光信号穿梭该BCP所包含的源节点和出口节点之间最短路径所需要的时间；Offset Time(偏置时间)按公式To＝n×Tf+TOXC求得，一旦不等式成立表示BCP将不能先于其所对应的突发数据DB，失去为其进行资源预留的作用；而Offset Time-BNT是按公式To＝n×Tf+Tst+Priority*25求得的偏置时间，一旦不等式成立表示，当BCP源边缘节点开始发送突发数据时，BCP没有到达其突发数据的目的节点，因而失去了检测的效果。
[0088] 因此一旦发生上述的BCP丢失的现象，将会造成所有边缘节点中所维护的INSM不一致的现象，降低边缘节点对域内网络状态感知能力。解决方案：一方面用一个边缘节点作为标准，周期性地更新其他边缘节点中所维护的INSM，另一方面就是等待低流量负荷的到来，以逐渐消除INSM不一致的现象。
[0089] 如图2所示，设置边缘节点工作方法如下：
[0090] (1)边缘节点按周期进行工作。该周期是指一个突发数据DB从完成组装到完全被发送到OBS网络中去为止；
[0091] (2)边缘节点的BCP(Burst Control Packet，突发控制分组)时段分三个阶段：
[0092] i.在完成突发组装后，查询域内网络状态模型INSM，获取合适的路由以及当前OBS域内空闲波长集等信息。
[0093] ii.根据阶段一所得到的结果，生成突发控制分组BCP。
[0094] iii.发送该BCP至OBS网络中去，同时将该BCP保存至“BCP Buffer”里。
[0095] (3)冲突检测时段：不断地对接收到BCP进行冲突检测，由三个阶段组成：
[0096] i.边缘节点周期性接收到来自OBS核心网络所传送过来的BCP和自己所生成的BCP，并根据优先级分类存储在相对应的”BCP Buffer”里。
[0097] ii.在收到一条BCP之后，边缘节点检测该BCP是否与保存在”BCP Buffer”里的BCP相冲突。如果存在冲突，边缘节点将低优先级的BCP设置为无效状态，并不真正丢弃该BCP，并且如果低优先级BCP是已存在”BCP Buffer“里，还要取消该BCP在域内网络资源模型INSM里所对应的预留项。
[0098] iii.如果没有检测到冲突，边缘节点将用该BCP去更新域内网络状态模型INSM，以使边缘节点能及时了解当前的网络状态。
[0099] (4)突发数据DB时段：主要完成突发数据发送，以及生成相应的统计信息，分三个阶段：
[0100] i.当时钟控制器检测到存储在”BCP Buffer”里的BCP所对应的时隙结束时，即偏置时间到达时，如果该BCP的源节点是该边缘节点本身将配置光开关OXC，做好发送的准备；
[0101] ii.持续发送突发数据进入OBS网络中去；
[0102] iii.将BCP所包含的信息，如突发数据大小，填充率，以及实时的信息(如端到端的延迟)发送至统计模块。
[0103] 如图3所示，设置核心节点工作方法如下：
[0104] (1)核心节点按周期进行工作。该周期是指收到一个BCP，到完成对该BCP所对应的突发数据DB的配置为止。
[0105] (2)在核心节点应用虚拟配置表(Virtual Configuration Table，VCT)，即当收到一个突发控制分组时，只进行登记，并不进行真正的分配。当该BCP所对应的时隙结束时，也就是偏置时间到达时，才进行光开关OXC配置。因此，核心节点只需要根据所接收到的BCP来配置光开关OXC，包含两个时段：冲突检测时段和配置时段。
[0106] 冲突检测时段：主要接收BCP并分类存储，再由冲突检测算法检测出冲突。主要由三个阶段所组成：
[0107] i.核心节点周期性地接收到来自OBS核心网络所传送过来的BCP，并根据优先级分类存储在相对应的“BCP Buffer”里。
[0108] ii.当收到一条BCP时，启动检测算法来检测该BCP是否与存储在”BCP Buffer”里的其它的BCP相冲突，如果检测到冲突，将低优先级的BCP设置为无效，如果该优先级的BCP已在虚拟配置表VCT里注册，还要将在VCT的注册项移去。这里的VCT为记录BCP中所包含信息(如突发数据到达时间、持续时间、以及路由等信息)的表格。
[0109] iii.如果没有检测到冲突，核心节点用BCP中的相关信息在虚拟配置表VCT里进行注册。
[0110] 配置时段主要为即将到达的突发数据DB配置光开关，具体由三个阶段组成：
[0111] i.当时钟控制器检测到VCT里有突发数据即将到达时，配置光开关OXC；
[0112] ii.光开关OXC的持续时间，直至整个突发完全通过OXC；
[0113] iii.当完成一次配置时，生成相应的统计信息：如节点的吞吐量、平均突发数据的大小等。
[0114] 图5中，最远一对节点距离为60km，光信号在光纤中传送速度为200,000km/s，因此引入用于检测潜在的冲突的一个时隙Tts为3.0微秒。
[0115] 本资源预留方法下按最多空闲波长路径优先；突发组装算法为基于长度门限的突组装方式，其长度门限值为1000Kbytes。
[0116] 如图4所示，动态QoS支持方法是：
[0117] A)设置两个参数：
[0118] 任务压力指数(Task Pressure Index，TPI)和逝去时间(Elapse Time，ET)。任务压力指数TPI，代表一个节点的繁忙程度；将TPI初步设定为5级，即TPI1、TPI2…TPI5，TPI的下标数字越大，表示该边缘节点越是忙碌，反之亦然，其定义如下面算法所示：
[0119] 定义：Percentage＝已用波长数/(已用波长数+可用波长数)
[0120] 如果：Percentage>80％则TPI设定TPI5
[0121] 否则如果：Percentage>60％则TPI设定为TPI4
[0122] 否则如果：Percentage>40％则TPI设定为TPI3
[0123] 否则如果：Percentage>20％则TPI设定为TPI2
[0124] 否则如果：Percentage>＝0％则TPI设定为TPI1
[0125] 另一个参数是逝去时间ET，表示所对应的BCP在OBS网络内所经历的时间。在这里将突发数据流量类型定义为N个不同的类，分别名为C1，C2…CN，并按照降序排列，即C1代表最高优先级的突发数据，而CN代表最低优先级的突发数据，同时设定突发数据流优先级越高对时间越敏感。
[0126] ET＝TCT-TBCT (5)
[0127] 其中TCT为OBS网络中当前时钟；TBCT为突发控制分组BCP生成时间；
[0128] 具体定义三种流量类型的突发数据C0，C1和C2。其中C0的优先级最高，对应于实时的流量数据；C2的优先级最低，对应于尽力转发的流量数据；而C1是两者的折衷。并且将三者的比例控制在20％、20％和60％之间。下面是具体设定；
[0129] (1)突发数据类型C0用来表示对时间敏感的实时数据。由于C0对时间比较敏感，再加上C0优先级最高，而其它的类型的突发数据总是避开C0突发数据或者被其抢占，因此，C0类型的突发数据进一步优化，取消冲突检测时隙以降低端到端延迟。取消冲突检测时隙之后，C0突发数据的端到端延迟公式如下：
[0130] Te＝To+Td+Tb；To＝n×Tf+TOXC (6)
[0131] 这里To指的是突发控制分组和突发数据之间的偏置时间；Td为该突发数据经历所选择的路由所需要的时间，Tb为传送的持续时间；TOXC为配置光开关所需要的时间；n为中间节点的个数。
[0132] (2)突发数据类型C2和C1由于对时间不如敏感C0，这里除增加了冲突检测时隙以避开较高优先级的突发数据外，还针对不同的优先级增加了一定时间额度以增加冲突检测的效果，增加冲突检测时隙之后，C2和C1突发数据的端到端延迟公式如下：
[0133] Te＝To+Td+Tb；To＝n×Tf+Tst+Priority*25 (7)
[0134] 这里Tst为引入冲突检测的时隙值，在本例中值为3.0微秒；其它参数同公式(6)。C1和C2的优先级Priority值分别设为1，2。
[0135] (3)基于控制端到端延迟的考虑，C1和C2流量类型的突发数据只动态调整一次，因此可以得到C1和C2两种类型突发数据的最大端到端延迟公式：
[0136] Te＝2×To+Td+Tb To＝n×Tf+Tst+Priority*25 (8)
[0137] B)冲突检测：当两个或多个BCP并发地预留同一出口链路时，节点就检测到了冲突。
[0138] C)检测出低优先级BCP：当检测到冲突后，通过比较优先级来得到一个或者多个低优先级的BCP，当相冲突的BCP之间优先级相等时，比较BCP之间的任务压力指数TPI和逝去时间ET，所有的BCP都可以按照上面三个参数分出优先级。
[0139] D)再生BCP：一旦得到低的BCP时，该节点判断自身是否为低优先级BCP的源节点，若是，则进一步判断该BCP所经历的时间是否超过TTL(Time-To-Live，计算公式参见公式(6))，若无，则将低优先级的BCP，调高一级，即Ci调整为Ci-1(2
[0140] TTL＝3×(Td+n×Ts+Tb) (9)
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