面向流量工程的約束路由的研究和實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著Web和多媒體應(yīng)用的迅速增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量呈幾何趨勢(shì)遞增，這對(duì)傳統(tǒng)的盡力而為的路由轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。當(dāng)前的路由協(xié)議僅基于最短路徑或最小跳數(shù)來(lái)為業(yè)務(wù)流選擇傳輸通路，不考慮應(yīng)用需求以及網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)特性，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源利用率低，且網(wǎng)絡(luò)擁塞頻繁。因此如何保證服務(wù)質(zhì)量以及優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能成為一個(gè)關(guān)鍵課題。為了提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，減少網(wǎng)絡(luò)擁塞以及增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)性能，流量工程應(yīng)運(yùn)而生。它通過(guò)將業(yè)務(wù)流合理地映射網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)渖?，從而滿足業(yè)務(wù)流需求、最大化

2、網(wǎng)絡(luò)吞吐量以及優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。運(yùn)用約束路由技術(shù)的選路控制是實(shí)現(xiàn)流量工程的關(guān)鍵手段之一。 本論文著重研究了約束路由、流量工程以及相關(guān)技術(shù)。通過(guò)擴(kuò)展OSPF協(xié)議、結(jié)合約束路由、MPLS和RSVP技術(shù)實(shí)現(xiàn)流量工程。我們?cè)O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了原型系統(tǒng)，并進(jìn)行了有針對(duì)性的測(cè)試和分析。本論文主要包括以下幾個(gè)方面： 分析當(dāng)前路由交換系統(tǒng)的問(wèn)題所在，引入流量工程和約束路由。探討了流量工程相關(guān)機(jī)制和技術(shù)的發(fā)展，并分析了現(xiàn)有支持流量工程的路由技術(shù)，將它

3、們劃分為基于IP網(wǎng)絡(luò)和基于MPLS網(wǎng)絡(luò)兩大類(lèi)。在闡述這些路由技術(shù)本身機(jī)制的基礎(chǔ)上，對(duì)各自特點(diǎn)進(jìn)行分析、比較和總結(jié)。 對(duì)約束路由的內(nèi)涵進(jìn)行了探討，深入研究了QoS路由和策略路由兩個(gè)組成部分以及兩者的關(guān)系。為使約束路由實(shí)現(xiàn)流量工程，我們提出了動(dòng)態(tài)調(diào)整鏈路代價(jià)、GMSP算法和“最小化鏈路最大利用率”數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，并設(shè)計(jì)了面向流量工程約束路由的實(shí)現(xiàn)模型。探討了OSPF協(xié)議的內(nèi)部機(jī)制，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了OSPF-TE，其中包括TE-LSA的

4、生成、分發(fā)和解析以及流量工程數(shù)據(jù)庫(kù)，這是約束路由的信息來(lái)源。運(yùn)用動(dòng)態(tài)調(diào)整鏈路代價(jià)和GMSP算法，擴(kuò)展最小生成樹(shù)算法實(shí)現(xiàn)在線約束路由；運(yùn)用“最小化鏈路最大利用率”數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，實(shí)現(xiàn)離線約束路由；運(yùn)用Linux策略路由機(jī)制，實(shí)現(xiàn)策略路由。在線約束路由、離線約束路由和策略路由三者的結(jié)合構(gòu)成約束路由。 深入研究了MPLS協(xié)議機(jī)制和RSVP技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了兩者的結(jié)合，從而運(yùn)用RSVP進(jìn)行標(biāo)記分發(fā)，將約束路由計(jì)算的路徑映射為L(zhǎng)SP隧道，并沿L