认知网络中认知路由协议的研究与实现

论文摘要

随着网络技术的发展,网络规模越来越大,而且网络用户及承载业务种类与日剧增。用户需求不仅仅是网络可达性,而是针对不同业务种类从经济、性能方面提出不同的需求。传统互联网仅仅提供“尽力而为”的服务,难以在QoS、异构网络互联、可管理、可配置等方面满足当前网络技术应用的发展趋势。因此,围绕未来网络技术的发展趋势和未来社会的通信需求,认知网络的概念应运而生。认知网络研究和提出适应未来网络与业务需求的自治化新型网络体系结构模型。认知网络体系结构模型的研究,是为解决网络复杂性,支持网络异构和动态变化开辟新的方法,是近年来在网络和通信领域的一个重要研究方向。其设计目标是使网络具有自感知、自适应、自优化、自组织等自治特性,以满足一系列端到端目标。认知路由协议是认知网络这一新型网络体系结构中的研究热点。通过采用合理的路由技术,实现认知网络的认知性能,从而达到提升网络性能、减少网络开销等目的。“认知网络中认知路由协议的研究与实现”是基于认知网络中知识平面的学习预测到的网络模型及网络参数,研究认知网络中相关的路由机制,实现网络中路由的自配置、自管理及实时自适应当前网络流量模型,整体优化网络资源的利用率,提高不同业务端到端的QoS质量。本文首先对认知网络现状进行分析,介绍认知网络体系结构模型。分析认知路由的需求,进而进行认知路由协议的概要设计,描述认知路由协议的组成元素,各部件的实现方案,最终基于OSPFv3路由协议设计实现一个认知路由协议的原型,并基于其结果进行了分析验证。最后,对本文中提出的认知路由协议提出可扩展性的建议及研究方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题研究内容
• 1.3 本文主要工作
• 1.4 论文结构
• 第2章 认知网络研究现状及相关技术概述
• 2.1 认知网络研究现状
• 2.1.1 认知网络体系架构
• 2.1.2 认知网络特性
• 2.1.2.1 基于认知反馈环
• 2.1.2.2 泛在性和异构性
• 2.1.2.3 协同性
• 2.1.2.4 智能性
• 2.2 相关网络路由技术
• 2.2.1 OSPF
• 2.2.2 QoS路由
• 2.2.3 策略路由
• 2.2.4 流量工程对QoS的支持
• 2.3 本章小结
• 第3章 认知网络中认知路由协议需求分析
• 3.1 认知网络需求分析
• 3.1.1 用户需求
• 3.1.2 应用需求
• 3.1.3 未来技术发展需求
• 3.2 认知网络中认知路由协议需求分析
• 3.2.1 功能需求
• 3.2.2 性能需求
• 3.2.3 认知网络中认知路由协议开发部署环境需求
• 3.2.3.1 硬件环境
• 3.2.3.2 软件环境
• 3.3 本章小结
• 第4章 认知网络中认知路由协议概要设计
• 4.1 认知网络概要设计
• 4.1.1 认知网络示意图
• 4.1.2 认知网络框架设计
• 4.2 认知网络中认知路由协议运行流程
• 4.3 认知网络中认知路由协议概要设计
• 4.3.1 上下文感知
• 4.3.2 知识平面
• 4.3.3 认知路由协议
• 4.3.3.1 启动模块
• 4.3.3.2 邻接关系建立模块
• 4.3.3.3 链路状态信息同步模块
• 4.3.3.4 链路扩展状态信息生成模块
• 4.3.3.5 路由计算模块
• 4.3.4 路由转发规则重配置
• 4.4 本章小结
• 第5章 认知网络中认知路由协议详细设计与实现
• 5.1 Quagga模拟路由软件简介
• 5.2 认知路由协议详细设计框架
• 5.3 认知路由协议各模块详细设计
• 5.3.1 启动模块
• 5.3.2 邻接关系建立模块
• 5.3.3 链路状态信息同步模块
• 5.3.4 链路扩展状态信息生成模块
• 5.3.5 路由计算模块
• 5.4 认知路由协议与知识平面接口
• 5.4.1 链路扩展信息预测表格
• 5.4.2 链路扩展信息实时表格
• 5.4.3 链路扩展信息历史表格
• 5.5 认知路由转发规则重配置
• 5.6 本章小结
• 第6章 系统测试
• 6.1 测试平台描述
• 6.2 系统单元测试
• 6.2.1 启动模块
• 6.2.2 邻接关系建立模块
• 6.2.3 链路状态信息同步模块
• 6.2.4 链路扩展信息生成模块
• 6.2.5 路由计算模块
• 6.3 系统集成测试及性能评估
• 6.3.1 测试场景及步骤
• 6.3.2 测试结果分析
• 6.4 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 不足和进一步改进
• 7.3 研究生期间的工作和贡献
• 7.4 本章小结
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读学位期间发表的学术论文目录