基于網(wǎng)絡層析成像的多徑路由故障鏈路定位.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)的應用范圍越來越廣，已經(jīng)漸漸滲透到人們的衣食住行等很多方面，使得人們對互聯(lián)網(wǎng)的依賴性越來越高。在這種情況下，一旦網(wǎng)絡中出現(xiàn)故障，往往會給人們的工作和生活帶來極大的不便。因此，通過一定的方式對網(wǎng)絡進行監(jiān)控管理，及時地發(fā)現(xiàn)并消除網(wǎng)絡中的故障就顯得很有必要?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡故障鏈路診斷方法是假設目標網(wǎng)絡是一個具有樹狀邏輯拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡，以端到端測量數(shù)據(jù)為算法的主要輸入來進行相關的故障鏈路診斷。而當網(wǎng)絡中實施了流量均衡等等路由策略（如ECMP，

2、等價多徑路由）時，目標網(wǎng)絡的邏輯拓撲結(jié)構(gòu)會因為到達目的節(jié)點的路由路徑不唯一而引入某種意義上的不確定性。也正因傳統(tǒng)方法對端到端測量數(shù)據(jù)唯一性（路由路徑）的要求，而使其無法直接應用于這種基于多徑路由情形的（非樹狀邏輯拓撲結(jié)構(gòu)）網(wǎng)絡故障鏈路診斷。為了克服傳統(tǒng)方法的上述局限性，本文從如何在存在多徑路由情形的網(wǎng)絡中進行相關的故障鏈路診斷展開研究。主要創(chuàng)新工作有：
　　1、設計了一個網(wǎng)絡仿真實驗平臺，設計方案中的仿真實驗平臺由硬件部分和軟件部

3、分組成。硬件部分主要包含具有三層路由功能的路由器以及一個（用以模擬具有多徑路由的目的節(jié)點的）配置有雙網(wǎng)卡的電腦；軟件部分本文基于 UDP通信協(xié)議實現(xiàn)了一個能在網(wǎng)絡中進行端到端測量的探測包發(fā)包程序，另外為便于控制網(wǎng)絡背景流本文同時也實現(xiàn)了一種基于TCP通信協(xié)議的背景流流量發(fā)生器。
　　2、本文在概述了傳統(tǒng)網(wǎng)絡故障鏈路診斷算法的一些研究特點后，以單路徑故障門限討論作為切入點，引出了多徑路由情形下路徑故障門限值定義的問題。通過借鑒樹狀結(jié)

4、構(gòu)網(wǎng)絡的故障門限模型，提出并定義了多徑路由情形下的路徑故障門限值，并對其進行了理論推導和分析。
　　3、由于傳統(tǒng)故障鏈路診斷方法對端到端數(shù)據(jù)唯一性（路由路徑唯一性）要求的局限性，本文提出了基于k均值聚類方法來進行多路徑故障鏈路診斷。通過對多路徑上的端到端測量數(shù)據(jù)進行聚類后，將所聚得的端到端測量數(shù)據(jù)類判斷為屬于哪條路由路徑的測量結(jié)果。這樣，就一定程度上解決了多徑路由情形下多路徑目的節(jié)點的端到端測量數(shù)據(jù)的不確定性，從而將非樹狀邏輯拓撲