学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

多拓扑路由技术应用于IP网络快速恢复的研究

作　者: 贾冰
导　师: 王晟
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 多拓扑路由快速恢复多拓扑设计链路权重优化
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 65次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在因特网初期发展阶段,TCP/IP协议被设计为可保证报文的成功传输和按序投递,同时辅以重收敛技术用于当网络拓扑变化时确保路由的健壮性。在现实网络环境中,设备发生失效是不可避免的。在失效所触发的路由重收敛过程完成之前,由于全网路由器对于新的拓扑结构的认知不一致,会引发丢包、环路、延迟、拥塞等一系列问题。近年来诸如IPTV、IP电话、网络游戏等新型业务大量涌现,重收敛过程的速度已不能满足这些实时性业务的服务需求,因此研究路由快速恢复技术具有一定的意义和价值。本文的研究对象是多拓扑路由(Multi-topology Routing,MTR)技术。MTR技术由互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force,IETF)提出,用于在IP网络中设备发生短时失效后快速恢复业务的传输路径。MTR的核心思想是:基于网络的物理拓扑创建一组逻辑拓扑,称为多拓扑(Multi-topology,MT)或备份拓扑,负责启动恢复操作的路由器选择可保护该失效的多拓扑,在此拓扑对应的路由表中查找下一跳,并将该拓扑编号写入数据包首部,其余路由器根据数据包携带的拓扑标识和目的地址进行路由转发。本文围绕这一技术,通过仿真评估相关的路由转发方案,研究并提出多拓扑生成算法,并将权重优化应用于解决路由恢复后的负载均衡问题。第一章介绍网络设备失效的分布特征以及现有的IP网络路由恢复技术。在第二章中阐述MTR技术的基本原理及实现方案:首先介绍用于保护节点和保护链路的两类多拓扑,然后采用保护链路的多拓扑,对于全局和局部这两种业务路径的恢复方案,以及单次或升序这两种路由在拓扑间切换的策略分别进行对比分析。基于现有技术方案,进行以下研究及改进:(1)多拓扑结构的设计。第三章首先介绍三种用于生成多拓扑的算法,然后针对双链路失效情形,提出一种可降低拓扑所需承载业务量的多拓扑生成算法。并以路径跳数及链路负载作为性能指标,对比算法性能;(2)多拓扑链路权重的优化。在第四章中首先提出用于求解多拓扑权重的整数线性规划(Integer Linear Programming,ILP)模型,然后结合遗传算法设计优化拓扑权重的方案,并测试对比了优化权重前后的链路利用率。第五章介绍了使用OPNET工具搭建的仿真平台,第六章总结全文。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-14
第一章绪论  14-22
  1.1 引言  14
  1.2 链路失效情形概述  14-16
    1.2.1 链路失效成因  15
    1.2.2 链路失效分布特征  15-16
  1.3 恢复技术概述  16-20
    1.3.1 OSPF 路由重收敛过程及其不足  16-18
    1.3.2 IP 网络快速恢复技术介绍  18-19
    1.3.3 多拓扑路由技术——MTR  19-20
  1.4 本文主要工作及结构安排  20-22
第二章 MTR 基本原理及方案的研究  22-39
  2.1 研究背景  22-25
    2.1.1 RFC4915 简介  22-23
    2.1.2 多拓扑类型  23-25
  2.2 链路失效后的业务恢复方案  25-32
    2.2.1 全局恢复  26-27
    2.2.2 局部恢复  27-28
    2.2.3 业务恢复方案性能对比  28-32
  2.3 路径在多拓扑间的切换方案  32-38
    2.3.1 仅切换一次备份拓扑  34-35
    2.3.2 按照拓扑编号升序切换  35-37
    2.3.3 路径切换拓扑方案的丢包率性能对比  37-38
  2.4 本章小结  38-39
第三章多拓扑生成算法研究  39-55
  3.1 研究背景  39-42
    3.1.1 Minimum 算法  40-41
    3.1.2 Rich 算法  41-42
    3.1.3 MRPH 算法  42
  3.2 MLDF 算法  42-45
  3.3 多拓扑生成算法的性能分析  45-53
    3.3.1 Minimum 算法与Rich 算法的性能对比  47-49
    3.3.2 MRPH 算法的性能分析  49-51
    3.3.3 MRPH 算法与MLDF 算法的性能对比  51-53
  3.4 本章小结  53-55
第四章多拓扑权重规划算法研究  55-72
  4.1 研究背景  55-56
  4.2 问题描述  56-57
  4.3 多拓扑权重设计问题的ILP 描述  57-60
  4.4 遗传算法求解多拓扑链路权重  60-68
    4.4.1 遗传算法介绍  61-62
    4.4.2 求解权重的算法设计  62-68
  4.5 性能分析  68-71
  4.6 本章小结  71-72
第五章仿真平台设计与实现  72-81
  5.1 OPNET 仿真工具简介  72-73
  5.2 仿真拓扑及主要参数设置  73-74
  5.3 仿真平台总体框架  74-80
    5.3.1 仿真方案  74-76
    5.3.2 节点模型  76-79
    5.3.3 中央控制器模型  79-80
  5.4 本章小结  80-81
第六章全文总结  81-83
  6.1 本文工作总结  81-82
  6.2 下一步研究方向  82-83
致谢  83-84
参考文献  84-87
个人简历  87
攻硕期间取得的研究成果  87-88

多拓扑路由技术应用于IP网络快速恢复的研究

内容摘要

全文目录

相似论文