DiffServ over MPLS的流量工程的研究与仿真

摘要

传统的IP网络是针对数据业务设计的，只能提供数据传输的服务，并不具备调节网络资源使用的能力。随着互联网应用的普及化，因特网已从单一的数据传输网向包含多种业务类型的综合传输网转化，这些业务具有流量大、实时性高等特点，在IP网尽力而为的服务模式下，要传输这些高质量的业务流，就必须优化网络资源的使用，流量工程可以控制网络资源的使用，目的在于将业务流合理分配在现有的网络拓扑结构，优化网络资源的使用，解决网络资源使用的不平衡。多协议标签交换(MPLS)流量工程在计算最短路径的过程中添加一系列约束条件，建立具有服务质量(QoS)的路径，提高物理设备的使用效率，还可以避免网络拥塞引起的网络瘫痪，虽然MPLS流量工程可以解决流量在网络中均匀分布的问题，但它没有区分业务类型的能力，对所有业务采用相同的处理手段，且MPLS目前还没有一个全新的设备支持，因此实现QoS并没有一套新的QoS保证体系。区分服务(Di ffServ)模型可以为业务流提供不同的转发处理，为不同的业务流执行特定的QoS，所以将DiffServ作为MPLS QoS的体系结构实现流量工程是当前实现QoS的较好方案。因此研究这一模型的流量工程机制对于提高网络性能有着重要的意义。 本文阐述了QoS的两种体系结构，对它们的优缺点进行了简单的介绍，概述了MPLS技术产生的原因及工作原理，重点研究MPLS对流量工程的支持、对DiffServ模型的支持、约束路由的优化以及相关协议的扩展。创新点首先在于对网络仿真工具NS2进行扩展，实现MPLS的流量工程(MPLS-TE)和DiffServ over MPLS的流量工程(DS-TE)两种模型的仿真，其次，修改MPLS的基于约束的路由算法，使用“最短距离路径”优化算法实现MPLS-TE和DS-TE，比较两种模型的网络带宽使用情况，实验结果表明DS-TE模型在网络资源利用率方面具有良好的技术优势，在MPLS-TE和DS-TE每种模型中，“最短距离路径”路由优化算法比起MPLS基于约束路由的算法能更合理地分配带宽资源。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究背景

1.2国内外研究现状

1.3课题研究内容

1.4本文组织结构

第二章QoS概述

2.1 QoS定义

2.2综合服务模型

2.2.1 IntServ的服务类型

2.2.2资源预留协议RSVP

2.2.3 IntServ实现模型

2.2.4 IntServ的局限性

2.3区分服务模型

2.3.1术语

2.3.2 DiffServ的工作过程

2.3.3 DiffServ的服务类型

2.4 IntServ和DiffServ的比较

第三章多协议标签交换(MPLS)

3.1 MPLS技术提出的原因

3.2 MPLS的技术优势

3.3 MPLS的基本原理

3.3.1 MPLS的术语及基本概念

3.3.2 MPLS工作流程

3.4 MPLS的标签分发协议(LDP)

3.4.1 LDP信息的交换

3.4.2标签分发模式

3.4.3标签的管理

3.4.4 LDP消息的工作过程

第四章MPLS的流量工程

4.1流量工程技术

4.1.1产生原因

4.1.2流量工程的定义

4.1.3流量工程的建模过程

4.1.4流量工程的性能指标

4.1.5流量工程的实现技术

4.2 MPLS对流量工程的支持

4.3基于约束的路由技术

4.3.1技术框架

4.3.2 QoS路由的目标

4.3.3基于约束路由的优化算法

4.4基于约束的标签分发协议(CR-LDP)

4.4.1 CR-LDP概述

4.4.2 CR-LDP中的TLVs

4.4.3 CR-LDP消息的工作过程

4.5支持流量工程的RSVP(RSVP-TE)

4.5.1 RSVP-TE的概述

4.5.2 LSP隧道的相关对象

4.5.3 CR-LDP与RSVP-TE的比较

第五章DiffServ over MPLS的流量工程

5.1 DS-TE的技术优势

5.2 MPLS对区分服务的支持

5.2.1术语

5.2.2两种LSP

5.2.3标签转发模型

5.2.4 LDP协议扩展

5.2.5 RSVP协议的扩展

5.3支持区分服务的MPLS对TE的支持

5.3.1 DS-TE的相关概念

5.3.2 RSVP协议的扩展

5.3.3 IGP协议的扩展

5.3.4流量的映射

第六章NS2模块分析及仿真

6.1 NS2概述

6.1.1 NS2的工作原理

6.1.2 NS2的仿真方法

6.2 MPLS的实现

6.2.1模块分析

6.2.2 MPLS仿真的实现

6.2.3 MPLS流量工程的仿真

6.2.4 MPLS流量工程的优化

6.3 DiffServ的实现

6.3.1 DiffServ模型

6.3.2 DiffServ仿真的实现

6.3.3 DS-TE的仿真

第七章总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间参加的科研项目、公开发表/录用的学术论文