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网络状态感知与生存性度量关键技术研究及实现

作　者: 徐琳
导　师: 李玉宏
学　校: 北京邮电大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: OSPF Dijkstra 洪泛协议 路由计算 破坏度计算
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 45次
引　用: 1次
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内容摘要


随着信息科学技术特别是计算机技术的不断发展,计算机网络技术空前广泛的应用于现今世界。社会各部门对于计算机网络的依赖程度也在不断提高,计算机网络已经成为关系到国计民生的重要基础设施。计算机网络设备的故障、损坏都会极大程度上影响人们的生产及生活,因此提供健壮、高效的计算机网络成为人们需解决的首要问题。OSPF (Open Shortest Path First)协议是基于链路状态的路由协议,但是OSPF协议对故障不敏感,一旦网络中发生故障需要较长的时间恢复,在较长的时间里网络不可用以及网络数据包大量丢失。研究人员在现有IP网络框架中设计了一种路由策略自主控制技术(Cognitive Routing, CR),用于监控网络实际状况,并根据实际网络状况选择对应策略,对运行的路由协议进行调整来改变路由收敛速度,使其具备更强的自适应网络状态变换能力,从而提高网络的生存能力。在CR中,链路状态数据库(Link State Database,LSDB)保存链路状态信息,并且当拓扑变化的时候LSDB需同步更新。网络状态感知技术利用自定义的洪泛协议收集网络中的链路状态信息包,根据数据包携带的信息感知网络拓扑变化。在稳定的网络中,路由节点发生移动的情况较少,但是现实生活中节点位置持续稳定的情况并不存在。路由节点移动,带来的路由结构重收敛的开销巨大。CR系统中的洪泛协议较OSPF协议中的洪泛协议功能有很大的改进,改进原OSPF协议中的洪泛协议移动节点情况发现慢广播移动节点信息慢的缺点,尽早的发现问题以尽可能短的时间完成网络拓扑重收敛。网络生存性度量是指根据链路状态数据库提供的网络拓扑信息,对网络实际状况的优劣程度链路重要度进行量化,为CR系统中的策略选择模块提供策略选择依据。在CR系统中网络生存性度量技术在破坏度计算模块实现,破坏度计算模块根据链路状态数据库提供的网络拓扑信息,对全网网络实际状况的优劣程度以及链路重要程度进行量化,策略选择模块根据破坏度计算的网络生存性的结果为特定的链路网络制定相应的保护政策。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-12
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 主要工作  10-11
  1.3 论文安排  11-12
第二章 OSPF协议与路由策略自主控制技术简介  12-23
  2.1 OSPF协议产生的背景  12-13
  2.2 协议原理  13-14
  2.3 协议基本概念介绍  14-17
    2.3.1 网络层次划分  14-15
    2.3.2 OSPF路由器分类  15-16
    2.3.3 OSPF链路状态广播数据包种类  16-17
  2.4 OSPF协议工作过程  17-19
    2.4.1 建立OSPF交互邻居关系  17-18
    2.4.2 区域内部路由  18-19
    2.4.3 域间路由  19
    2.4.4 AS外部路由  19
  2.5 协议优缺点  19-20
  2.6 CR系统介绍  20-23
    2.6.1 路由策略自主控制技术系统结构  20-21
    2.6.2 子模块功能简介  21-23
第三章 网络状态感知信息洪泛协议的开发与实现  23-44
  3.1 协议实现技术难点节点移动问题分析及解决方案  23-26
    3.1.1 形成原因  23-24
    3.1.2 问题场景分析  24-25
    3.1.3 解决方案  25-26
  3.2 信息洪泛协议  26-38
    3.2.1 信息收集模块与洪泛协议  26-28
    3.2.2 协议功能描述  28
    3.2.3 技术难点解析  28-29
    3.2.4 功能需求与程序的关系  29
    3.2.5 协议数据包设计  29
    3.2.6 函数接口  29-31
    3.2.7 协议使用到的公共数据结构  31-32
    3.2.8 数据包分析流程  32-34
    3.2.9 洪泛协议发送函数处理流程  34-35
    3.2.10 洪泛协议接受函数处理流程  35
    3.2.11 洪泛协议数据结构设计  35-38
  3.3 单元测试  38-44
    3.3.1 测试环境  38-39
    3.3.2 测试设备  39
    3.3.3 测试用例设计  39-40
    3.3.4 测试结果  40-44
第四章 破坏度计算模块的设计与实现  44-77
  4.1 破坏度计算模块介绍  44-51
    4.1.1 生存性度量关键技术介绍  45-47
    4.1.2 破坏度计算模块的重要时间  47
    4.1.3 多链路故障破坏度计算  47
    4.1.4 全网破坏度计算原理与方法  47-48
    4.1.5 全网破坏度获取  48
    4.1.6 破坏度计算模块总体流程  48-51
  4.2 模块框架子功能模块设计  51-64
    4.2.1 最短路径矩阵生成  51-60
    4.2.2 更改受影响最短路径状态子功能  60-61
    4.2.3 获取全网破坏度子功能  61-64
  4.3 接口设计  64-65
    4.3.1 启动接口  64
    4.3.2 与洪泛协议的接口  64
    4.3.3 与快速重路由的接口  64-65
  4.4 破坏度计算模块结构体设计  65-71
    4.4.1 常量说明  65-66
    4.4.2 结构体设计  66-71
  4.5 单元测试  71-77
    4.5.1 测试场景1  71-73
    4.5.2 测试场景2  73-75
    4.5.3 测试场景3  75-77
第五章 总结与工作展望  77-79
  5.1 总结  77
  5.2 不足以及进一步工作  77-79
参考文献  79-81
致谢  81-82
个人简历及攻读硕士期间发表文章  82
  个人简历  82
  攻读硕士期间发表及录用文章  82
  研发成果  82

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 计算机网络结构与设计
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