基于多路路由机制的DiffServ/MPLS服务质量研究

论文摘要

互联网的商业应用,使其面临的传输业务有了空前的丰富和发展,也对其提出了新的挑战。随着高速网络交换技术和WDM高容量带宽技术的发展,对多媒体信息传输的支持成为互联网发展研究的重要方向之一。多媒体信息不仅需要互连方面的要求,而且对网络带宽、延迟、延迟抖动等性能也有明确严格的考虑。如何在原先仅仅面向数据传输的互联网,实现经济有效的服务质量(QoS)保证,成为业界研究的重要课题之一。DiffServ模型中提出的QoS保证模型,有望在互联网路中经济有效地实现QoS服务。它简便的实现形式和方便的可扩展性为其在网络中的应用提供了广阔的前景。但是,由于其对传输业务流不提倡在网络节点和链路上进行资源预留,而数据包的传输按照优先级的不同占用资源,因此对网络拥塞特别敏感,在高载荷链路和节点,可能引起低优先级业务流传输性能的恶化,造成所谓的类间效应。最近几年的研究表明,要完全实现DiffServ模型的QoS模型,流量工程技术是其重要的研究领域之一。MPLS技术是90年代末期发展起来的高速网络交换技术,实现路由和转发逻辑上的分离。利用标记进行转发有助于在网络中方便高效地实现流量工程。本文从多路路由的角度研究了在MPLS网络实现流量工程,减少高优先级业务流对低优先级业务流传输绩效的影响,实现DiffServ模型的QoS保证。本文首先对QoS路由传输研究的现状作了简单的介绍,阐述了DiffServ模型实现QoS的关键技术、MPLS技术的实现及其对流量工程技术的支持和MPLS网络向光网络发展中出现的新技术GMPLS。在对目前的QoS路由技术的深入研究部分,分析了单路路由和多路路由对QoS保证的实现,详细地研究和分析了利用多类多路路由技术在消除DiffServ模型中类间效应的性能,并提出了一种优化的多类多路路由算法,利用仿真试验验证了其在消除DiffServ模型中高载荷链路上的类间效应的有效性。在文章的结束,对多路路由机制的发展及其对QoS保证的未来作了展望。

论文目录

• 第一章 网络QoS 概述
• 1.1 多媒体通信对互联网QoS 的需求
• 1.2 计算机网络通信服务质量的相关研究
• 1.3 传统路由机制在密集业务量时存在的问题
• 1.4 相关的工作
• 1.5 论文的结构
• 第二章 DiffServ 模型QoS 的研究
• 2.1 两种服务模型的简介
• 2.2 DiffServ 模型中的几项关键技术
• 2.2.1 流的分类和标记
• 2.2.2 整形
• 2.2.3 队列管理
• 2.2.4 调度
• 2.2.5 路由
• 2.3 DiffServ 与流量工程的结合
• 第三章 MPLS 及流量工程技术
• 3.1 MPLS 技术
• 3.1.1 MPLS 架构
• 3.1.2 转发等价类
• 3.1.3 标记交换路径的建立
• 3.2 流量工程技术
• 3.3 利用MPLS 实现流量工程
• 第四章 单路路由机制和多路路由机制
• 4.1 路由是流量工程实现的核心
• 4.2 单路路由机制
• 4.3 QoS 路由算法综述
• 4.3.1 网络有权图模型
• 4.3.2 单播QoS 路由算法
• 4.3.3 QoS 路由的影响因素
• 4.4 多路路由机制
• 4.4.1 现存路由算法存在的问题
• 4.4.2 DiffServ 模型中类间效应对QoS 保证的危害
• 4.4.3 路由信息的不确定性
• 4.4.4 多路路由常有的两种机制
• 4.4.5 多路路由策略的数学规划模型
• 第五章 多类多路路由机制的设计与仿真
• 5.1 多类多路路由方法的设计
• 5.1.1 BE 类业务流传输性能的优化
• 5.1.2 多类多路路由的提出
• 5.1.3 算法描述
• 5.2 网络建模
• 5.3 仿真试验
• 5.4 单路路由的性能
• 5.5 单路路由和多类多路路由的比较
• 5.6 小结
• 第六章 一种优化的多类多路路由算法
• 6.1 路由算法
• 6.1.1 定义
• 6.1.2 算法描述
• 6.2 仿真试验设计及结果分析
• 6.2.1 仿真软件简介
• 6.2.2 试验环境
• 6.2.3 模型的建立
• 6.2.4 性能评价度量
• 6.2.5 仿真结果分析
• 6.3 小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢