MPLS及IP网络流量工程技术的研究

摘要

随着因特网的进一步发展,新的、要求更高的业务流层出不穷,正是由于它们的出现对现有的网络提出了如更高的传输效率、动态的路由调整、灵活的网络控制能力等要求。多协议标签交换(MPLS)技术由于其具备快速转发、服务质量保证、多业务支持等优势,获得了长足的发展。为了保证MPLS网络的可靠性,MPLS快速重路由技术借助MPLS流量工程的能力,为主标签交换路径提供快速保护能力。由于预先建立了本地备份路径,当故障发生后,检测到链路或结点故障的设备就可以快速将数据流量从故障链路切换到备份路径上,从而最大程度地减少数据丢失。
　　 本文的研究目标是提出一系列基于MPLS以及传统IP上流量工程的解决方案,这些方案的目标就是最大化地提高网络资源的利用率。首先介绍了MPLS流量工程和国内外研究快速重路由问题的现状,然后在此基础上得到的研究成果如下:
　　 1、在对两种标准快速重路由方案(Haskin和Makam)分析的基础上,提出了一种新的快速重路由方案(PBT),该方案提前在LSR与它的NNHop LSR之间建立旁路隧道,当发生链路或结点失效时,检测到失效的LSR会利用建立好的旁路隧道为经过它的受到影响的LSP重路由。
　　 2、针对在传统OSPF网络中人为指定区域边界路由器(ABR)不能适应网络负荷动态改变的问题,提出了一种依据当前流量需求和链路带宽的动态选择ABR的算法(DAA-OSPF)。该算法将根据网络流量的改变动态地选择ABR,从而实现了避免链路拥塞的目标。
　　 最后,NS2仿真实验验证PBT方案在丢包率、正确接受率和成功重路由率方面比Haskin和Makam方案显示了更好的性能:DAA-OSPF算法在端到端时延、丢包率等指标上均能获得较好的性能。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.2.1 IP网络服务质量技术的研究

1.2.2 MPLS流量工程的研究

1.2.3 基于MPLS故障恢复技术的研究

1.3 本文的主要工作及创新点

1.4 文章的组织结构

第二章 MPLS流量工程

2.1 MPLS技术原理

2.1.1 MPLS技术背景

2.1.2 MPLS技术关键

2.1.3 MPLS基本组件

2.2 MPLS工作流程

2.2.1 MPLS体系结构

2.2.2 MPLS工作过程

2.3 基于MPLS的流量工程技术

2.3.1 Internet上流量工程的必要性

2.3.2 流量工程性能目标

2.3.3 MPLS流量工程概述

2.3.4.MPLS流量工程的实现框架

2.3.5 模块之间的关系

2.4 本章小结

第三章 MPLS流量工程快速重路由技术

3.1 快速重路由的必要性

3.2 保护类型

3.2.1 路径保护

3.2.2 局部保护

3.3 典型的MPLS故障路径保护模型介绍

3.3.1 Haskin方案

3.3.2 Makam方案

3.3.3 H-M方案

3.4 仿真平台NS2

3.4.1 NS2介绍

3.4.2 NS2对MPLS的支持

3.5 性能分析与仿真结果

3.6 本章小结

第四章 一种新的局部路径保护模型

4.1 提前建立旁路隧道进行快速重路由(PBT)

4.1.1 数学模型

4.1.2 PBT方案

4.1.3 快速重路由

4.2 仿真实验

4.3 本章小结

第五章 IP网络流量工程方法研究

5.1 IP流量工程的相关技术

5.1.1 IP路由

5.1.2 Qos路由

5.1.3 优化路由

5.2 OSPF流量工程方法

5.2.1 概述

5.2.2 目前的研究

5.3 在OSPF中动态指定ABR的方法(DAA-OSPF)

5.3.1 问题描述

5.3.2 算法描述及相关说明

5.3.3 仿真结果

5.4 本章小结

结论

致谢

参考文献

附录 本文对应图表

作者简介、在学期间发表的论文