支持自适应拥塞控制的扩展OSPF路由协议网络模拟的研究

论文摘要

网络模拟利用数学建模和统计的方法模拟网络行为，从而获取特定的网络特性参数。当前对网络性能分析主要有三种方法：分析方法、实验分法、模拟方法。一般而言，模拟方法可以根据需要设计所要的网络模型，用相对较少的时间和费用，了解网络在不同条件下的各种特性，因此网络模拟已经是一种有效的网络规划设计方法，也是网络研究的有力工具。目前，OSPF是一种应用广泛的路由协议，采用链路状态算法。由于OSPF总是选择最短路径来转发数据包，而不管当前最短路径的资源使用情况如何，这样网络中的数据流就可能会聚到某一链路或者路由器的某一接口的，从而导致网络资源利用率的大大下降。因此，我们希望通过对OSPF进行扩展，使它不仅能找到从源点到目的点数据传输的最短路径，而且具备调配整个网络资源的能力。本文通过对OSPF进行深入的剖析，提出了一种支持自适应拥塞控制的OSPF扩展方案。该方案的主要思想是：实时地检测路由器接口，并根据接口的使用情况自动地调整接口的链路代价。接口代价改变的最终结果是分组转发路径的变更。为了扩展的完整性，本文还给出具体的代价调整算法。最后，我们利用网络模拟软件NS2对扩展后的OSPF进行网络模拟。进行网络模拟时，我们主要完成两件工作：一、是定义OSPF路由协议的网络模拟实体;二、是要设计实体对外的接口，方便用户进行网络配置。网络模拟的最终结果表明我们所设计的扩展OSPF是支持自适应拥塞控制的。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 网络模拟的发展现状
• 1.2 本文的主要内容和创新点
• 1.3 本文的结构
• 第二章 OSPF路由协议的剖析
• 2.1 路由技术和路由协议
• 2.2 OSPF产生的背景
• 2.3 本文使用术语简介
• 2.4 OSPF工作机制
• 2.4.1 OSPF的结构模型
• 2.4.2 OSPF工作过程
• 2.4.2.1 区域内部路由交换
• 2.4.2.2 域间路由交换
• 2.4.2.3 AS外部路由交换
• 2.5 本章小结
• 第三章 OSPF网络模拟实现的总体框架
• 3.1 网络模拟实现的环境
• 3.2 网络模拟软件NS
• 3.2.1 NS软件的体系结构
• 3.2.1.1 NS中的构件库
• 3.2.1.2 离散事件模拟器
• 3.2.2 NS的模拟方法和过程
• 3.3 网络模拟模块的划分
• 3.4 网络模拟实现的主体程序设计
• 3.5 本章小结
• 第四章 OSPF网络模拟关健模块的设计
• 4.1 实用类和常量的定义
• 4.2 邻居节点的实现
• 4.3 链路状态数据库的实现
• 4.3.1 链路状态的表示
• 4.3.2 链路状态数据库
• 4.4 路由表的实现
• 4.5 路由分组的实现
• 4.5.1 路由分组的产生与查找
• 4.5.2 如何判断一个路由分组是不是最新的
• 4.5.3 路由分组的重传管理
• 4.6 链路状态路由协议类的实现
• 4.7 模拟接口的实现
• 4.7.1 OSPF包头及到Octl连接的实现
• 4.7.2 command（）方法的定义
• 4.8 本章小结
• 第五章 支持自适应拥塞控制的OSPF扩展
• 5.1 拥塞控制问题的提出
• 5.2 源端点主机的拥塞控制
• 5.2.1 滑动窗口技术
• 5.2.2 慢启动和拥塞避免
• 5.2.3 超时重传
• 5.2.4 快速重传和快速恢复
• 5.3 目的端主机的拥塞控制
• 5.3.1 确认机制
• 5.3.2 通告窗口机制
• 5.4 支持自适应拥塞控制的OSPF扩展
• 5.4.1 扩展实现的原理
• 5.4.2 代价调整算法
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 6.1 本文的内容
• 6.2 本文的创新点
• 6.3 下一步工作的展望
• 参考文献
• 读研期间的科研工作及发表的论文
• 致谢