SON中自组织行为与自适应路由协议的设计与实现

论文摘要

计算机网络和通信技术的发展不断改变着人们工作和生活的方式。自组织网络概念的提出使网络具备更加灵活、快速、可伸缩的组网能力。IPv6是NGI的核心协议,但现有基于IPv6的路由协议不能有效地提供QoS保证,同时自组织网络中的分布式路由算法又难于部署在实际网络中。为此,需要设计兼容IPv6协议族的自组织行为与自适应路由协议,捆绑分布式路由算法并提供QoS保证,能够快速、有效地部署于实际网络。本文设计与实现了自组织网络中的自组织行为协议与自适应路由协议。通过扩展OSPFv3协议,设计自组织行为协议,加入自组织网络中节点所具有的生物特性行为。通过扩展OSPFv3协议和BGP4+协议,设计自适应单播路由协议,引入QoS状态报文,建立邻居信息表以实现域内和域间QoS信息的收集与存储。以自适应单播路由协议为基础,设计自适应组播路由协议,对MLDv2和PIM-SSM协议进行业务自适应扩展,实现基于IPv6的业务自适应源特定组播；为了提供组播QoS控制,扩展了RSVP协议,设计了自适应分层组播和流量控制机制,基于博弈分析确定为用户分配的带宽量,优化网络带宽利用率。对本文设计的自组织网络中自组织行为与自适应路由协议进行实现和部署。通过基于IPv6的QoS控制视频会议和视频直播系统,测试了该路由协议的互操作性、实用性和有效性。实验结果表明,本文设计的路由协议具有良好的性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 自组织网络
• 1.1.1 自组织网络的概念和特点
• 1.1.2 自组织网络与传统计算机网络的区别
• 1.1.3 自组织网络面临的问题
• 1.2 IPv6协议族
• 1.2.1 IPv6简介
• 1.2.2 IPv6单播路由协议
• 1.2.3 IPv6组播路由协议
• 1.2.4 IPv6组管理协议
• 1.3 课题来源
• 第2章 网络自组织行为协议设计
• 2.1 网络模型
• 2.2 业务QoS特性
• 2.3 自组织行为协议设计
• 2.3.1 网络节点对周围环境的感知
• 2.3.2 网络节点间关系的建立与消除
• 2.3.3 网络节点的迁移
• 2.3.4 网络节点的复制
• 2.3.5 网络节点的休眠、苏醒与唤醒
• 2.3.6 网络节点的再生
• 2.3.7 网络节点的死亡与救醒
• 第3章 自适应路由协议设计
• 3.1 自适应单播路由协议设计
• 3.1.1 域内OSPFv3路由协议扩展
• 3.1.2 域间BGP4+路由协议扩展
• 3.1.3 邻居信息表的设计
• 3.1.4 单播路由表的设计
• 3.1.5 节点状态变迁图及协议流程
• 3.1.6 与标准协议族的兼容性
• 3.2 自适应组播路由协议设计
• 3.2.1 组播成员管理
• 3.2.2 业务自适应组播路由
• 3.2.3 博弈分析
• 3.2.4 带宽分配
• 3.2.5 自适应分层组播
• 3.2.6 组播路由表的设计
• 3.2.7 组播树建立
• 3.2.8 组播成员加入与退出
• 3.2.9 组播树重构
• 3.2.10 与标准协议的兼容性
• 3.3 重路由协议设计
• 第4章 协议实现与性能评价
• 4.1 开发平台
• 4.1.1 路由器平台
• 4.1.2 网络平台
• 4.2 协议实现
• 4.2.1 自组织行为协议实现
• 4.2.2 自适应单播路由协议实现
• 4.2.3 自适应组播路由协议实现
• 4.3 运行实例
• 4.3.1 视频会议
• 4.3.2 视频直播
• 4.3.3 路由表
• 4.4 性能评价
• 4.4.1 自组织行为协议性能评价
• 4.4.2 自适应单播路由协议性能评价
• 4.4.3 自适应组播路由协议性能评价
• 第5章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文