IP网络设备放置与容量拓扑规划算法研究

论文摘要

随着因特网的飞速发展,逐渐演变为全IP网络。为了满足业务种类和带宽需求的增加,设备提供商设计出交换速度更快,交换容量更大的网络设备,但是设备的价格也随之增加。因此网络运营商面临改变网络的容量或者改变网络拓扑来满足业务的需求,与此同时还要尽量优化路由器配置和有效的进行网络容量和拓扑规划。目前针对实际路由器设备的规划算法研究较少,本文针对这个迫切需求提出了IP-CD（Internet Protocol-Capacity Design）和IP-TD（Internet Protocol-Topology Design）算法,目的是为了在满足网络中各种业务需求的条件下最小化网络的使用设备的代价。本文以下面的顺序对IP-CD和IP-TD算法进行研究,针对不同的网络和需求提出了几种有效的解决方案。首先说明了在本文中会用到的IP网络中的一些基础知识。因为路由器设备变得越来越复杂,为了配置相应的容量,可以有多种放置设备的方式。因此本文详细的分析了路由器设备模型,对设备模型进行了适当的抽象,并在抽象模型基础上提出了一种设备放置算法。这是后续算法的基础。然后,本文分析了IP-CD的基本原理,快速有效的找到一套较优的权重,计算得到各链路正确的容量需求。配合网络节点设备配置算法,能进一步的降低网络的总花费。最后本文研究了IP网络拓扑规划算法。分析了拓扑规划与容量规划之间的异同,并根据扁平化网络与层次化网络这两种不同架构,分别提出适用于两种不同架构的拓扑规划算法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 IP网络介绍
• 1.2 IP网络设备放置问题
• 1.3 IP网络容量规划问题
• 1.4 IP网络拓扑规划问题
• 1.5 IP-CD（IP-TD）的难点
• 1.6 内容及结构
• 第二章 容量和拓扑规划中使用的网络与设备模型
• 2.1 引言
• 2.2 网络模型
• 2.3 主要QoS约束
• 2.4 设备模型
• 2.4.1 节点设备模型
• 2.4.2 链路设备模型
• 2.5 本章小结
• 第三章 IP网络节点设备配置算法
• 3.1 引言
• 3.2 插卡模型抽象算法
• 3.2.1 插卡模型分析
• 3.2.2 插卡模型抽象
• 3.2.3 虚拟插卡生成算法
• 3.3 节点设备配置算法
• 3.3.1 节点设备配置算法主流程
• 3.3.2 插卡端口序列连续排序准则
• 3.3.3 插卡容量递增排序准则
• 3.3.4 容量固定端口
• 3.3.5 插卡已用容量整合
• 3.3.6 空端口重置算法
• 3.3.7 算法性能分析
• 3.4 插卡放置ILP模型
• 3.5 ILP与插卡迭代算法仿真结果
• 3.6 本章小结
• 第四章 IP网络容量规划算法研究
• 4.1 引言
• 4.2 获取初始解迭代算法
• 4.3 IP容量规划迭代算法
• 4.3.1 基于放卡的IP容量规划迭代算法
• 4.3.2 基于删卡的IP容量规划迭代算法
• 4.3.3 两种算法结合后的IP容量规划迭代算法
• 4.4 链路权重设置ILP模型
• 4.5 ILP与IP容量规划迭代算法对比
• 4.6 本章小结
• 第五章 IP网络拓扑规划算法研究
• 5.1 引言
• 5.2 扁平（Flat）网络IP-TD算法分析
• 5.2.1 扁平网络IP-TOP分析
• 5.2.2 扁平网络IP-TOP初始拓扑获取算法
• 5.2.3 扁平网络IP-TD迭代算法
• 5.3 层次化（Hierarchy）网络IP-TOP算法分析
• 5.3.1 层次化网络简介
• 5.3.2 层次化网络IP-TOP初始拓扑获取算法
• 5.3.3 层次化网络IP-TD迭代算法
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 本文总结及主要贡献
• 6.2 下一步工作的建议
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间的研究成果