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基于MPLS-TE的路由算法研究

作　者: 张经宇
导　师: 曹建秋
学　校: 重庆交通大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: MPLS-TE Dijkstra算法多维空间逼近路由性能
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

MPLS是一种利用多协议标签交换来进行快速数据包交换和路由的体系,它为网络数据流量提供了目标、路由、转发和交换等能力。它提供了一种独特的方式:将IP地址映射成为简单的具有固定长度的标签,从而用于不同的包转发和包交换技术。MPLS-TE就是指在应用在MPLS网络上的流量工程。MPLS-TE的主要目标就是在两个网络结点之间找到最优的数据传输路径,而这种最优传输路径的选择有可能是基于某种约束度量条件的。目前在基于MPLS-TE的路由算法中主要采用在Dijkstra算法基础上提出的CSPF算法,主流是采用配置相应管理距离的考虑用带宽作为约束度量条件、用时延作为约束度量条件、用带宽和时延作为约束度量条件、以及多约束度量条件下的路由算法。在本文中,我们将着重讨论两种基于约束度量的路由算法,这两种算法分别是基于带宽约束度量的路由算法和基于多种约束度量的路由算法。这两种MPLS-TE路由算法均基于Dijkstra算法,它们将在本文中得到重点的分析和研究。本文首先从链路权重计算法则出发,在单约束度量的MPLS-TE网络中选取链路权重的取值方式作为研究重心,通过改良链路权重(考虑可用带宽)取值方式提出了一种基于带宽约束度量的路由算法。在多约束度量的MPLS-TE网络中将综合考虑约束度量,在区别链路参数偏离情况的前提下,提出了一种基于多约束度量的路由算法。本文改进了两种新的基于带宽约束度量和基于多约束度量的MPLS-TE路由算法,其具体为:(1)基于带宽约束度量的路由算法:小型简易MPLS-TE网络中的改进Dijkstra算法。通过对算法的仿真可以看出在小型网络中,这种算法可以很好地解决鱼形路由的问题,从而提升链路的利用率。因为其参数简单、配置方便,因此这种算法对于小型MPLS-TE网络具有很好的可用性。(2)基于多约束度量的路由算法:多维空间逼近算法。这种算法即把每种约束视为多维空间中的一个坐标。通过对算法的改进来提升链路的利用率,同时在算法的时间复杂度上也有所改良。本文通过仿真软件OPNET对算法进行仿真比较,并分析了仿真数据。最后通过仿真结果分析可知这种多维空间逼近算法虽然提高了算法的时间复杂度,但其在防止路由堵塞和提高链路连接率方面具有较高的性能。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 MPLS-TE 发展现状  9-12
    1.1.1 MPLS 技术综述  9-10
    1.1.2 MPLS 的基本工作过程  10-12
    1.1.3 MPLS-TE 技术现状及发展  12
  1.2 基于MPLS-TE 的路由算法概述  12-13
  1.3 本文的选题意义及应用价值分析  13
  1.4 本章小结  13-14
第二章基于 MPLS-TE 的路由算法  14-24
  2.1 目前基于MPLS-TE 的路由算法分类  14-17
    2.1.1 路由算法简介  14-15
    2.1.2 基于MPLS-TE 的基础路由算法分类  15-17
  2.2 MPLS-TE 中的各种路由算法  17-19
    2.2.1 静态路由算法  17-18
    2.2.2 Bellman-ford 算法  18
    2.2.3 Dijkstra 算法  18-19
    2.2.4 基础路由算法比较  19
  2.3 基于Dijkstra 算法的CSPF 路由算法  19-22
    2.3.1 CSPF 算法的假设条件  20
    2.3.2 CSPF 扩散协议  20
    2.3.3 CSPF 虚拟链路的建立  20-22
    2.3.4 CSPF 算法更新的激活模式  22
  2.4 本章小结  22-24
第三章 CSPF 路由算法改进研究  24-42
  3.1 CSPF 算法中的约束度量类型  24-25
  3.2 主要基于单约束度量的路由算法  25-28
    3.2.1 主要基于带宽作为约束度量的路由算法  25-26
    3.2.2 主要用时延作为约束度量的路由算法  26-28
  3.3 改进的带宽约束度量Dijkstra 算法  28-32
    3.3.1 鱼形路由问题  28-30
    3.3.2 Dijkstra 算法思想  30
    3.3.3 改进的带宽约束度量Dijkstra 算法  30-31
    3.3.4 鱼形问题改进算法的解决方案  31-32
  3.4 基于多约束度量的路由算法  32-37
    3.4.1 用带宽和时延作为约束度量的路由算法  32-33
    3.4.2 满足多种约束度量条件的路由算法  33
    3.4.3 BG 算法  33-35
    3.4.4 DCCR 算法  35-37
  3.5 多维空间逼近算法  37-41
    3.5.1 多约束度量多维空间逼近算法思想  37-38
    3.5.2 算法理论依据  38-40
    3.5.3 多维空间逼近算法实现  40-41
    3.5.4 算法性能比较总结  41
  3.6 本章小结  41-42
第四章算法仿真及数据分析  42-55
  4.1 改进的带宽约束度量Dijkstra 算法的仿真  42-45
    4.1.1 算法策略及仿真  42-43
    4.1.2 改进的Dijkstra 算法仿真  43-45
    4.1.3 结论  45
  4.2 多维空间逼近路由算法的仿真  45-54
    4.2.1 仿真网络的配置  45-48
    4.2.2 仿真结果及分析  48-53
    4.2.3 算法性能综合比较及结论  53-54
  4.3 本章小结  54-55
第五章结束语  55-58
  5.1 全文总结  55
  5.2 MPLS-TE 路由算法研究展望  55-58
致谢  58-59
参考文献  59-62
附录  62-67
作者在学期间研究成果  67

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