üOZETË şğş ğOPTIK COGUSUM ANAHTARLAMALI AGLARDAşğşCOGUSUM OLUSUMUNUN TCP PERFORMANSINAşËËETKISIGüray Gürelu uElektrik Elektronik Mühendisliği, Yüksek Lisansu g uTez Yüneticisi: Doş. Dr. Ezhan Karaşano c sTemmuz, 2006gËOptik Coğuşum Anahtarlama (OBS), geleceğin Internet omurgasının yüksekşgs ubant genişliğini yüksek verimlilikle kullanabilecek ve kısa vadede uygulan-sg uËabilir bir şozüm olarak onerilmiştir. Internet traï¬ğinin coğunluğunu oluşturancü u ü s g şg g sTCP traï¬ğinin performans değerlendirmesi, OBS ağlarıyla ilgili yapılan birşokg g g cşalışmaya konu olmuştur. Coğuşum oluşturma mekanizmasının, bir OBS ağınıncs s şgs s gperformansına etki eden temel faktürlerin başında yer almasından hareke-o stle tezin geri kalanında coğuşum oluşturmaya odaklanarak ozellikle şoğuşumşgs s ü cgsoluşturucuların sayısının TCP performansı uzerindeki etkisini araştırdık. Optiks ü sgiriş ve şıkış yünlendiricileri arasında seyahat eden TCP akımlarının alabildiğis cso gbant genişligi, değişik TCP versiyonları ve değişik sayıda şoğuşum oluşturucus gs gs cgs sË olarak optik cekirdek ağda şakışmalar sonucu kaybolanişin güzlemlenmiştir. Ilkc o s ş gcsşoğuşumların bir Bernoulli kayıp modeliyle temsil edildikleri basit bir OBS ağıcgs gizlenmiştir. Bir sonraki aşama olarak arkaplan traï¬ği işeren daha gerşekşi birs s gc ccOBS ağında şoğuşumların uzunluğunun performansa olan etkisi incelenmiştir.g cgs g sËSon olarak sınırlı Pareto olarak temsil edilen Internet traï¬ği altında ünceki bul-g oguların geşerliligi denenmiştir. Simulasyon sonuşları, zaman-temelli şoğuşumc s c cgsoluşturan bir OBS ağında, bütün kayıp modelleri işin optik şıkış yünlendiricisis g uu c csobaşına düşen şoğuşum oluşturucu sayısı arttıkşa TCP performansının arttığınıs us c g s s c ggüstermektedir. Bir coğuşum oluşturucudan orta sayıda coğuşum oluşturucuyao şgs s şgs sşıkıştaki performans artışı anlamlıdır (şoğuşum kayıp oranına, coğuşum işlemcs s cgs şgs ssüresi ve kullanılan TCP sürümüne güre %15-%50 civarında). Fakat orta sayıdau uu u oşoğuşum oluşturucu ile TCP akımı sayısı kadar coğuşum oluşturucu kullanılancgs s şgs sdurumdaki performans farkı nispeten azdır. Bu da ederce etkin bir OBS kenaryünlendiricisi uygulamasının orta sayıda coğuşum oluşturucu işermesi gerektiğineo şgs s c givvişaret etmektedir. Sayısal analizler, bu tez bünyesinde ns2 uzerine inşa edilmiss u ü sbir OBS benzetimcisi olan nOBS ile gercekleştirilmiştir.s sAnahtar süzcükler : Optik Coğuşum Anahtarlama, Coğuşum Oluşturma, TCPou şgs şgs sPerformansı.

ABSTRACTEFFECT OF BURST ASSEMBLY OVER TCPPERFORMANCE IN OPTICAL BURST SWITCHINGNETWORKSGüray Gürelu uM.S. in Electrical and Electronics EngineeringSupervisor: Assoc. Prof. Dr. Ezhan KaraşansJuly, 2006Optical Burst Switching (OBS) is proposed as a short-term feasible solutionthat is capable of eï¬ciently utilizing the optical bandwidth of the future Inter-net backbone. Performance evaluation of TCP traï¬c in OBS networks has beenunder intensive study, as TCP constitutes the majority of Internet traï¬c. Sinceburst assembly mechanism is one of the fundamental factors that determine theperformance of an OBS network, we focus our attention on burst assembly andspeciï¬cally, we investigate the inï¬uence of the number of burstiï¬ers on TCP per-formance for an OBS network. We start with a simple OBS network scenariowhere very large ï¬ows are considered and losses resulting from the congestionin the core OBS network are modeled using a burst independent Bernoulli lossmodel. Then, a background burst traï¬c is generated in order to create contentionat a core node realizing burst-length dependent losses. Finally, simulations arerepeated for Internet ï¬ows where ï¬ow sizes are modeled using a Bounded Paretodistribution. Simulation results show that for an OBS network employing timer-based assembly algorithm, TCP goodput increases as the number of burst as-semblers is increased for each loss model. The improvement from one burstiï¬erto moderate number of burst assemblers is signiï¬cant, but the goodput diï¬er-ence between moderate number of buï¬ers and per-ï¬ow aggregation is relativelysmall, implying that a cost-eï¬ective OBS edge switch implementation should usemoderate number of assembly buï¬ers per destination. The numerical studies arecarried out using nOBS, which is an ns2 based OBS simulation tool, built withinthis thesis for studying the eï¬ects of burst assembly, scheduling and contentionresolution algorithms in OBS networks.Keywords: Optical Burst Switching, Burst Assembly, TCP Performance.iii

73