基于动态聚合树模型的网络路由协议研究

摘要

本文围绕目前下一代互联网发展中亟待解决的多维可扩展路由体系结构的问题展开，根据下一代互联网的发展趋势，建立具有多维可扩展性的路由模型及协议，以期能够满足网络中多服务种类、多数据流类型对网络服务质量、流量调度等方面的需求。选择互联网在空间和时间两个维度上的路由模型作为研究的切入点，分别针对下一代互联网在空间维度上的大规模特点和在时间维度上的动态性特点提出了全新的路由解决方案，并且通过模拟仿真实验与传统路由技术进行了性能的对比。 首先，针对下一代互联网大规模的特性，提出了基于链路通讯能力的聚合树路由协议。通过对聚合树路由协议的通讯复杂度分析和建模特点的分析，从理论上论证了聚合树路由协议具有高准确率和高收敛性能的原因，为设计与实现具有高效率、低空间复杂性的最佳路由协议奠定了理论基础。 其次，对下一代互联网的动态特性进行了研究，针对网络链路状态变化量的不同，提出了基于增量思想的增量路由寻径算法。该增量路由寻径算法所包含的三个部分(链路删除算法、链路增加算法和链路权值更新算法)可以有效地处理网络拓扑结构两方面的变化——链路权值随时间变化和拓扑结构随时间变化。 再次，对下一代互联网的大规模性和动态性两种路由模型的融合过程进行了研究，将空间维度和时间维度上设计的新模型进行融合，修改了大量两种模型互相冲突的机制，设计了动态聚合树模型。该模型既能够为网络在空间规模上提供良好的扩展性，同时又能及时地反映网络状态的动态变化，提供了一个可以综合考虑空间和时间的多维模型。 最后，将动态聚合树模型分别模拟仿真应用在互联网和无线Adhoc网络中，并且分别与传统的网络路由协议做了比较，得到了更优的性能和效果。并且针对实验结果总结了动态聚合树模型的优缺点，分析了大规模性和动态性路由模型在融合过程中出现的难点和可能解决的办法。

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1研究背景及意义

1.1.1下一代互联网的介绍及所面临的问题

1.1.2下一代互联网的多维可扩展问题的研究

1.1.3下一代互联网的可扩展路由模型和协议的研究

1.2本文的主要工作

1.3论文的组织结构

2面向下一代互联网大规模特性提出的聚合树路由协议

2.1分层路由问题的提出及其基本思想

2.2解决网络大规模特性的聚合树路由协议

2.2.1聚合树模型的定义

2.2.2聚合树模型的构造

2.2.3路由最优化理论

2.3聚合树模型的具体构造算法

2.4聚合树模型的分析

2.4.1聚合树路由模型的通讯复杂度分析

2.4.2聚合树路由路径的准确度分析

2.5本章小节

3面向下一代互联网动态性特点提出的增量路由寻径算法

3.1网络动态性问题的提出

3.2增量路由寻径算法的基本思想

3.3增量路由寻径算法描述

3.3.1链路删除算法

3.3.2链路增加算法

3.3.3链路权值更新算法

3.4增量路由寻径算法通信复杂度分析

3.5本章小节

4融合大规模性和动态性的动态聚合树模型

4.1大规模性和动态性融合的提出及基本思想

4.2动态聚合树路由模型

4.2.1动态聚合树模型的定义

4.2.2动态聚合树模型中路由节点需要维护的数据结构

4.2.3动态聚合树模型的路由机制

4.3本章小节

附图

5动态聚合树模型的应用

5.1动态聚合树模型在互联网中的应用

5.1.1动态聚合树模型复杂度的研究

5.1.2动态聚合树准确度的研究

5.1.3平均吞吐量

5.2动态聚合树模型在无线Ad hoc网络中的应用

5.2.1无线Ad hoc网络的介绍

5.2.2动态聚合树模型在无线Ad hoc网络中的模拟

5.3动态聚合树模型的分析和展望

5.4本章小节

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢