基于MPLS技术的快速重路由与多故障恢复机制研究

论文摘要

随着网络技术的发展,更多的商业应用服务开始由IP网络承载,这对网络的可靠性和可用性提出了更高的要求。IP协议存在一定的鲁棒性和生存性,但故障恢复依赖收敛时间,往往达不到关键业务和实时流量的要求。多协议标签交换技术MPLS具备故障快速响应能力,提供包括重路由和保护切换在内的故障快速恢复机制。快速重路由结合了重路由和保护切换的优点,具有更好的性能和适用性。本文深刻研究了快速重路由机制的支撑技术,主要介绍了Makam模型和Haskin模型两种常用的快速重路由算法。本文首先通过模拟实验验证快速重路由的性能优势。恢复性能与网络状态参数有密切关系,本文从Makam模型和Haskin模型入手分析了快速重路由性能与网络的关系,并对两个模型进行了实验模拟,对比其优缺点,验证分析推论,为算法设计提供指导。针对当前网络面临的多故障环境,课题考虑设计一种高效的多故障恢复算法。在深入分析当前多故障恢复技术的前提下,我们认为对网络采取合适的划分,将多故障恢复分解为局部故障恢复是非常有效的方法。在此基础上,本文提出了多约束条件下的分域恢复思想,基于多约束条件将网络划分为多SPD,实现SPD内的故障恢复。在该思想的指导下,本文设计了基于多约束条件的分域恢复算法MCSR,将恢复时间和共享资源作为约束条件划分SPD,在域内采用Haskin模型进行故障恢复。本文最后对MCSR算法进行了实验模拟,设置了多个多故障场景测试其恢复性能。实验结果表明MCSR算法在对多故障进行恢复时能有效降低恢复时间,减少报文丢失,提高资源利用率,达到了高效多故障恢复的目标。通过对算法的QoSP性能分析,对比Haskin模型和MCSR的QoSP值,表明MCSR算法不仅能快速恢复故障,而且能满足QoS的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题研究内容
• 1.3 论文的组织
• 1.4 课题的研究成果
• 第二章 MPLS 故障恢复技术概述
• 2.1 MPLS 基本技术
• 2.2 MPLS 故障恢复机制
• 2.2.1 恢复周期
• 2.2.2 恢复路径构建
• 2.2.3 恢复模型与分类
• 2.2.4 恢复性能指标
• 2.3 快速重路由机制
• 2.3.1 支撑技术
• 2.3.2 模型与算法
• 2.4 总结
• 第三章 快速重路由性能分析
• 3.1 性能优势
• 3.1.1 模拟平台NS2
• 3.1.2 仿真与分析
• 3.2 算法分析
• 3.2.1 理论分析
• 3.2.2 模拟实验与分析
• 3.3 小结
• 第四章 多故障恢复算法设计
• 4.1 恢复需求
• 4.1.1 网络多故障环境
• 4.1.2 现有算法的不足
• 4.2 多故障恢复技术分析
• 4.3 恢复算法设计
• 4.3.1 约束条件与SSL 选取
• 4.3.2 域内恢复算法的考虑
• 4.3.3 算法描述
• 4.4 总结
• 第五章 性能测试与分析
• 5.1 模拟环境
• 5.2 模拟与分析
• 5.2.1 模拟场景1
• 5.2.2 模拟场景2
• 5.2.3 模拟场景3
• 5.2.4 模拟场景4
• 5.3 恢复算法的 QoS 性能
• 5.4 小结
• 第六章 总结及展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果