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分组传送网络规划技术研究与实现

作　者: 荣芳
导　师: 李乐民
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: PTN 网络规划带宽约束模式 MA模式 RD模式双链路失效保护
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 216次
引　用: 2次
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内容摘要

随着全球Internet业务的迅猛发展,用户对网络的传送能力提出了更高的要求。分组传送网络(Packet Transport Network,PTN)不但保持了传统SDH(Synchronous Digital Hierarch,同步数字体系)传送网的优点,还增加了适应数据业务的特性,如分组交换、统计复用、采用面向连接的标签交换等。这些特征使得PTN具有很强的传送能力,能够很好地适用于不同的Internet业务需求,从而成为了全球炙手可热的话题。同时,为了满足下一代网络系统中多种业务的服务质量(Quality of Service,QoS)需要,IETF(Internet Engineering Task Force,Internet工程任务组)提出了区分服务模型。带宽约束模式(Bandwidth Constraints Model,BCM)是PTN中支持区分服务的关键技术之一,如何在不同的BCM约束下进行网络规划具有重要的研究意义。本文主要针对目前最流行的两种带宽约束模式:最大资源分配模式(Maximum Allocation Model,MAM)和俄罗斯套娃模式(Russion Doll Model,RDM),进行了相关网络规划研究。本文首先在第二章中提出一种最小代价的网络容量设计算法MC-NCD(Minimum Cost-Network Capacity Design)。该算法在资源不受限的情况下,根据MA和RD模式的固有特点,使后续配置的业务充分利用网络中的已有资源,进而优化LSP资源以及路由分配,达到了网络总成本接近最小的优化目标。在第三章中,针对网络容量受限的情况,作者提出一种最大化配置业务带宽的网络容量分配算法MB-NCD(Maximum Bandwidth-Network Capacity Distribution),使得更多的业务带宽在网络中得到成功配置。MB-NCD算法通过对链路代价的合理设计,让先配置的业务为后续配置的业务预留出更多的可选链路,从而大大提高了业务带宽在网络中的配置成功率。最后,由于双链路失效在网络中已经不可避免,本文第四章也对支持双链路失效保护的网络规划进行了研究。为了提高资源的利用率,本文采用1+1+Shared的方式对双链路失效进行保护。同时,针对MA模式和RD模式的特点,提出一种优化的共享保护通道计算算法OSBP(Optimal Shared Backup Path)。该算法通过有效的资源共享,很好的节约了网络备份资源,从而使得网络的总成本接近最低。本文对上述三种算法进行了仿真,并与其它算法进行了对比。大量仿真数据表明,本文所提出的网络规划算法具有很好的性能,适用于实际的网络规划。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-16
第一章绪论  16-26
  1.1 引言  16
  1.2 分组传送网络简介  16-20
    1.2.1 PTN 的产生  16-17
    1.2.2 PTN 的主流技术  17-20
  1.3 带宽约束模式  20-23
    1.3.1 区分服务体系结构模型  20
    1.3.2 最大资源分配模式  20-21
    1.3.3 俄罗斯套娃模式  21-23
  1.4 网络规划问题  23-24
    1.4.1 资源不受限的网络规划  23
    1.4.2 资源受限的网络规划  23
    1.4.3 网络规划中的生存性问题  23-24
  1.5 本文的主要工作及结构安排  24-26
第二章资源不受限的PTN 容量设计研究  26-51
  2.1 研究背景  26
  2.2 问题描述  26-28
  2.3 ILP 描述  28-30
  2.4 网络容量设计算法  30-40
    2.4.1 MC-NCD 算法主体流程  31-32
    2.4.2 业务排序处理  32
    2.4.3 路由及链路容量分配  32-36
    2.4.4 节点配置设备预处理  36
    2.4.5 节点配置设备  36-38
    2.4.6 性能改善方案  38-40
      2.4.6.1 业务迭代重计算  38-39
      2.4.6.2 链路光纤调整替换  39-40
  2.5 仿真及结果分析  40-50
    2.5.1 性能改善方案仿真及结果分析  40-43
    2.5.2 与最小跳算法的性能对比  43-46
    2.5.3 与ILP 的性能对比  46-50
      2.5.3.1 ILP 求解方案  46-48
      2.5.3.2 结果及对比分析  48-50
  2.6 本章小结  50-51
第三章资源受限的PTN 容量分配方法研究  51-64
  3.1 研究背景  51
  3.2 问题描述  51-52
  3.3 网络容量分配算法  52-57
    3.3.1 MB-NCD 算法主体流程  52-54
    3.3.2 路由及链路容量分配  54-56
    3.3.3 性能改善方案  56-57
      3.3.3.1 更改业务排序策略  56-57
      3.3.3.2 负载门限迭代框架  57
  3.4 仿真及结果分析  57-63
    3.4.1 性能改善方案仿真及结果分析  58-60
    3.4.2 与最小跳算法的性能对比  60-63
  3.5 本章小结  63-64
第四章双链路失效的PTN 通道保护研究  64-78
  4.1 研究背景  64
  4.2 问题描述  64-65
  4.3 双链路失效的通道保护算法  65-72
    4.3.1 通道保护算法主体流程  65-66
    4.3.2 共享保护通道的计算  66-71
      4.3.2.1 新增共享值的计算  67-70
      4.3.2.2 链路代价的设置  70-71
    4.3.3 共享保护通道的链路资源分配  71-72
  4.4 仿真及结果分析  72-77
    4.4.1 与最小跳算法的性能对比  72-74
    4.4.2 资源共享度对性能的影响  74-77
  4.5 本章小结  77-78
第五章 PTN 规划软件实现  78-83
  5.1 概述  78
  5.2 PTN 规划软件的总体框架  78-79
  5.3 PTN 规划软件的实现  79-82
    5.3.1 软件中的类关系  79-81
    5.3.2 路由计算子程序  81-82
    5.3.3 其他子程序  82
  5.4 本章小结  82-83
第六章总结与展望  83-85
致谢  85-86
参考文献  86-90
附录仿真参数设置  90-92
个人简历  92-93
攻硕期间取得的研究成果  93-94

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