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基于流量工程的ATM交换机ECSR的设计与实现

2020-12-08阅读(761)

基于流量工程的ATM交换机ECSR的设计与实现

论文摘要

随着网络持续高速的发展,网络业务流量已呈几何趋势递增,人们开始对其服务质量、可靠性和效率进行重新思考,目前的路由协议从本质上讲是无连接的,只基于目的地IP地址和最短路径进行,不考虑应用需求以及网络的动态特性,从而导致网络资源利用率低,网络拥塞频繁。为了提高网络资源利用率,减少网络拥塞以及增强网络性能,流量工程应运而生。而基于多协议标签交换（Multi-Protocol Label Switching,简称MPLS）网络的流量工程能够更好地适应新的业务流要求,在满足业务流服务质量（QoS）的前提下使网络资源尽可能得到合理利用,使数据包传送的时延减短,全面提高网络性能,其中,运用约束路由技术的选路控制是实现流量工程的关键手段之一。本文对基于MPLS的流量工程进行了深入探讨与分析,并着重研究其关键技术:约束路由算法。本文主要包括以下几个方面:介绍MPLS技术的基本原理,并在此基础上分析了如何基于MPLS技术实现流量工程（MPLS TE）,总结其优越性;分析了当前的约束路由算法,提出了一种能用于某ATM交换机的增强型约束路由（Enhanced Constraint Select Route,简称ECSR）,它能够维护全网的拓扑及链路状态信息,从中计算满足用户约束条件的路由,使得整个网络在一定程度上达到流量均衡。该增强型约束路由有以下几方面的成果:①结合当前约束路由算法,采用可移动的集中式机制,提出了更优于原算法的ECSR协议,该协议由网络中的一个节点担任中心节点,实现网络拓扑的搜集、维护;②为用户提供优质的网络,能选择出满足用户约束条件下的最短路由、最大带宽路由,计算出最合适的路由,从而提高网络性能;③能适应任意拓扑结构的窄带网络组网需求,支持网络的快速展开与迅速调整,根据网络拓扑,快速、准确、有效地动态分配业务流,具有较高的抗毁性和网络自愈能力,为用户提供了安全、可靠的网络。目前该研究成果已经应用到了某ATM交换机,由其作为核心干线节点或接入节点构建的某互联网,在窄带网络组网条件下,能保证较高的业务接通率,且对多种业务数据的支持良好,满足新时期通信网络的需求。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 1 绪论
  • 1.1 研究背景及意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 本文研究目的及主要内容
  • 1.4 本文组织结构
  • 2 MPLS TE 技术
  • 2.1 流量工程
  • 2.1.1 流量工程的由来
  • 2.1.2 流量工程性能指标
  • 2.1.3 流量与资源控制
  • 2.2 多协议标签交换MPLS
  • 2.3 MPLS TE 技术框架
  • 2.3.1 信息发布组件
  • 2.3.2 路径选择组件
  • 2.3.3 信令组件
  • 2.3.4 报文转发组件
  • 2.4 流量中继
  • 2.4.1 流量中继定义
  • 2.4.2 流量中继基本操作
  • 2.4.3 流量中继的流量工程属性
  • 3 约束路由协议分析与设计
  • 3.1 约束路由协议需求分析
  • 3.1.1 约束路由技术
  • 3.1.2 约束路由基本特征
  • 3.1.3 最短路径优先算法
  • 3.1.4 项目要求
  • 3.2 ECSR 概要设计
  • 3.3 ECSR 的模块结构
  • 3.3.1 功能模块简介
  • 3.3.2 外部接口设计
  • 3.3.3 内部接口设计
  • 3.4 ECSR 详细设计
  • 3.4.1 ECSR 设计机制及控制
  • 3.4.2 ECSR 算法思路
  • 3.4.3 拓扑搜集设计
  • 3.4.4 节点通告消息的传播
  • 3.4.5 链路状态更新
  • 3.4.6 拓扑搜集节点冲突设计
  • 3.4.7 单节点的加入与退出设计
  • 3.4.8 两个ECSR 网络的合并与拆分
  • 3.4.9 “灰色节点”的处理机制
  • 3.4.10 网络中心节点的计算与选择
  • 3.4.11 ECSR 网络与非ECSR 网络之间的互通
  • 3.4.12 网络拓扑维护及约束选路
  • 4 约束路由协议的实现
  • 4.1 框架
  • 4.2 关键技术实现
  • 4.2.1 拓扑搜索触发策略
  • 4.2.2 节点的状态信息的整理
  • 4.2.3 拓扑邻接矩阵的定义及生成
  • 4.2.4 拓扑邻接矩阵的维护
  • 4.3 消息处理机制
  • 4.3.1 拓扑维护节点通告消息
  • 4.3.2 拓扑搜索请求消息
  • 4.3.3 状态汇报消息
  • 4.3.4 约束路由查询消息
  • 4.3.5 约束路由响应消息
  • 4.3.6 状态更新消息
  • 4.3.7 LSP 拆除消息
  • 4.3.8 失败通告消息
  • 4.3.9 目标定位查询消息
  • 4.4 定时器的使用
  • 4.5 确认机制的使用
  • 4.6 系统出错处理
  • 4.6.1 补救措施
  • 4.6.2 系统维护
  • 5 OPNET 仿真及结果
  • 5.1 OPNET 简介
  • 5.2 OPNET 仿真的主体过程
  • 5.3 仿真实验
  • 5.4 仿真结果
  • 6 结论
  • 6.1 本文研究工作总结
  • 6.2 未来的工作
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文
  • B 作者在攻读硕士学位期间参与开发的项目

    • 相关论文文献

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