多拓撲路由技術應用于IP網(wǎng)絡快速恢復的研究.pdf

1、在因特網(wǎng)初期發(fā)展階段，TCP/IP協(xié)議被設計為可保證報文的成功傳輸和按序投遞，同時輔以重收斂技術用于當網(wǎng)絡拓撲變化時確保路由的健壯性。在現(xiàn)實網(wǎng)絡環(huán)境中，設備發(fā)生失效是不可避免的。在失效所觸發(fā)的路由重收斂過程完成之前，由于全網(wǎng)路由器對于新的拓撲結構的認知不一致，會引發(fā)丟包、環(huán)路、延遲、擁塞等一系列問題。近年來諸如IPTV、IP電話、網(wǎng)絡游戲等新型業(yè)務大量涌現(xiàn)，重收斂過程的速度己不能滿足這些實時性業(yè)務的服務需求，因此研究路由快速恢復技術具有

2、一定的意義和價值。
　　 本文的研究對象是多拓撲路由(Multi-topology Routing，MTR)技術。MTR技術由互聯(lián)網(wǎng)工程任務組(Internet Engineering Task Force，IETF)提出，用于在IP網(wǎng)絡中設備發(fā)生短時失效后快速恢復業(yè)務的傳輸路徑。MTR的核心思想是：基于網(wǎng)絡的物理拓撲創(chuàng)建一組邏輯拓撲，稱為多拓撲(Multi-topology，MT)或備份拓撲，負責啟動恢復操作的路由器選擇可保護

3、該失效的多拓撲，在此拓撲對應的路由表中查找下一跳，并將該拓撲編號寫入數(shù)據(jù)包首部，其余路由器根據(jù)數(shù)據(jù)包攜帶的拓撲標識和目的地址進行路由轉發(fā)。本文圍繞這一技術，通過仿真評估相關的路由轉發(fā)方案，研究并提出多拓撲生成算法，并將權重優(yōu)化應用于解決路由恢復后的負載均衡問題。
　　 第一章介紹網(wǎng)絡設備失效的分布特征以及現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡路由恢復技術。在第二章中闡述MTR技術的基本原理及實現(xiàn)方案：首先介紹用于保護節(jié)點和保護鏈路的兩類多拓撲，然后采用

4、保護鏈路的多拓撲，對于全局和局部這兩種業(yè)務路徑的恢復方案，以及單次或升序這兩種路由在拓撲間切換的策略分別進行對比分析。
　　 基于現(xiàn)有技術方案，進行以下研究及改進：(1)多拓撲結構的設計。第三章首先介紹三種用于生成多拓撲的算法，然后針對雙鏈路失效情形，提出一種可降低拓撲所需承載業(yè)務量的多拓撲生成算法。并以路徑跳數(shù)及鏈路負載作為性能指標，對比算法性能；(2)多拓撲鏈路權重的優(yōu)化。在第四章中首先提出用于求解多拓撲權重的整數(shù)線性規(guī)劃(