MPLS网络拓扑聚合算法的研究

论文题目: MPLS网络拓扑聚合算法的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 通信与信息系统

作者: 马娅婕

导师: 杨宗凯

关键词: 多协议标签交换,拓扑聚合,加权最小支配集,连通支配集,层次组播,标签堆栈,高速宽带路由器

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: MPLS 技术是将分层网络的第二层交换和第三层路由结合起来的一种L2/L3 集成数据传输技术[1]。在MPLS 网络入口,标签边界路由器处将IP 分组映射为特定的转发等价类FEC,然后再将FEC 用定长的标签编码表示。标签将插入到IP 分组的首部,沿着标签交换路径LSP 的后继节点以分组标签作为索引,查找表示下一跳的新标签,然后用新标签取代旧标签,将分组转发出去,直至标签交换路径的出口。由于MPLS 网络的标签交换特性,使得MPLS 在提高了网络的交换速度的同时,也面临着扩展性方面的问题,具体表现在: 1. MPLS 网络采用标签交换路径LSP 对分组进行转发,LSP 是建立在物理路径之上的逻辑连接,因此若要对所有n 个目的地建立点到点的连接以实现可达性时,网络需要建立O(n2)条LSP,这不利于MPLS 的扩展; 2. 转发等价类对应于不同服务等级和服务质量的要求,对于不同的流量分组,即使它们的源和目的地地址都相同,也可能会使用不同的FEC 来进行分类,相应的,也需要有相同数量的标签来标识。由于标签的长度只有20 比特,因此当网络规模扩大时,MPLS 技术将面临严重的标签匮乏的问题; 3. 由于组播数据流不能象单播数据流一样基于分组目的地进行聚合,而且由于组播数据流的粒度比单播要细得多,因此实现MPLS 的组播技术将面临标签缺乏的问题,这也不利于可扩展性组播协议的研究。为了解决以上三点带来的MPLS 网络的扩展性问题,本论文改变了现有策略中以流量为聚合对象的方法,将MPLS 网络拓扑作为研究对象,对MPLS 网络的拓扑聚合算法进行研究,通过减少出口节点的数目以减少MPLS 网络建立LSP 的数量; 同时减少MPLS 网络内部参与交换的节点的数量以进一步减少标签的消耗。通过这种聚合策略,使MPLS 网络拓扑结构得以简化,提高了网络的可扩展性; 在此聚合后的拓扑之上,设计了MPLS 网络的整体聚合方案,并具体针对组播技术,提出了聚合拓扑层次组播协议,该协议可以使MPLS 减少网络建立组播树的数量,进而减少标签消耗,不

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 选题背景与研究现状

1.2 论文的创新之处

1.3 研究内容与本文组织

2 MPLS 网络结构及拓扑聚合研究背景

2.1 MPLS 网络结构

2.2 网络拓扑聚合技术的研究背景

2.3 本章小结

3 基于加权支配集的边界子网拓扑聚合算法

3.1 问题描述

3.2 带宽约束权的确定

3.3 算法内容

3.4 性能分析

3.5 本章小结

4 基于连通支配集的核心子网拓扑聚合算法

4.1 问题描述

4.2 算法内容

4.3 性能分析

4.4 本章小结

5 基于支配集的MPLS 网络拓扑聚合算法

5.1 问题描述

5.2 算法内容

5.3 性能分析

5.4 本章小结

6 具有拓扑聚合功能的MPLS 组件在路由器中的实现

6.1 基于Linux 的高速宽带路由器的系统结构

6.2 具有拓扑聚合功能的MPLS 组件的设计与实现

6.3 测试及分析

6.4 本章小结

7 总结与展望

7.1 论文总结

7.2 研究成果

7.3 后续工作

致谢

参考文献

附录1 攻读博士学位期间发表论文目录

发布时间: 2006-04-05

MPLS网络拓扑聚合算法的研究

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