基于流量特征的动态最小干扰流量工程选路算法

摘要

随着Internet的日益普及，Internet上的主要业务由传统的文件传送、电子邮件和远程登录等转向多媒体应用。多媒体通信的迅猛发展，要求网络能提供具有不同QoS等级的综合业务（如时延、带宽、分组丢失率的保证）。由于Internet采用面向无链接的IP协议，只能提供尽力而为服务，仅仅依靠添加网络设备，增大网络容量的方式是难以满足需求的。因此，在增加网络资源的同时更需要改进当前的网络传输技术。MPLS技术是基于网络发展的需求以及众多成熟技术的使用经验而提出的，它将第二层与第三层紧密结合到一起，充分发挥了第二层交换和流量管理上的优势，同时兼具第三层路由、寻径灵活的优势。由于IP流量缺乏可预见性和可管理性，为此网络中的流量工程被提出来，它可以直接用于缓解网络拥塞和对网络资源进行合理分配。本文正是围绕流量工程技术而展开的。
　　 在研究分析了MIRA、DORA和PBR等算法的基础上，本文提出一种新的最小干扰选路算法——P-DMIR算法。该算法分为离线和在线两个阶段。离线阶段确定每条链路的关键度，考虑到链路关键度不仅与网络拓扑结构有关，而且与网络流量特征信息有着密切的联系，所以将网络流量特征信息引入链路关键度的计算，旨在使离线阶段对信息的处理在时间复杂度不增加的前提下更加具体、丰富；在线动态路由选路部分，首先根据到达业务的类型计算链路代价函数系数，然后，根据链路上可用带宽倒数与链路关键度来计算链路权重，旨在实现最小干扰目的的同时降低在线阶段算法的时间复杂度。由于流量特征信息随着时间的推移有可能出现变化，同时也存在预测不准的情况，所以在对这类信息的处理中采用了链路关键度定期修正机制。
　　 仿真实验结果表明，P-DMIR算法能够将流量合理分担到不同路径上，有效地避免了网络拥塞，并在请求拒绝率和网络吞吐量方面的性能明显优于传统算法。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 国内外相关技术发展现状

1.3 论文的组织结构

第2章 MPLS流量工程体系

2.1 流量工程概述

2.1.1 流量工程性能指标

2.1.2 流量工程技术的发展

2.1.3 流量工程数学模型

2.2 MPLS技术及其流量工程

2.2.1 MPLS技术概述

2.2.2 MPLS工作原理

2.2.3 MPLS流量工程

2.3 本章小结

第3章 MPLS流量工程典型算法研究

3.1 MPLS流量工程算法概述

3.2 MPLS流量工程典型路由算法

3.2.1 传统路由算法

3.2.2 最小干扰算法

3.2.3 基于关键链路重新定位的路由算法

3.2.4 基于流量特征的路由算法

3.2.5 增加准入控制的路由算法

3.2.6 解决多服务质量受限的路由算法

3.2.7 其它改进算法

3.3 MPLS流量工程典型算法性能分析

3.4 本章小结

第4章 P-DMIR算法设计与实现

4.1 最小干扰算法分析

4.1.1 最小干扰算法具体描述

4.1.2 最小干扰算法的优缺点

4.2 DORA算法分析

4.2.1 DORA算法具体描述

4.2.2 DORA算法的优缺点

4.3 PBR算法分析

4.3.1 PBR算法具体描述

4.3.2 PBR算法的优缺点

4.4 P-DMIR算法的提出

4.4.1 问题描述

4.4.2 P-DMIR算法思想

4.4.3 P-DMIR算法的实现

4.4.4 P-DMIR算法的时间复杂度分析

4.5 本章小结

第5章 P-DMIR算法仿真及结果分析

5.1 NS2仿真平台的使用

5.1.1 NS2简介

5.1.2 NS2中的MPLS模块

5.2 P-DMIR算法在NS2中的实现

5.3 仿真实验的设计及结果分析

5.3.1 P-DMIR算法在九点拓扑上的仿真

5.3.2 P-DMIR算法在KL2网络模型上的仿真

5.4 本章小结

结束语

参考文献

致谢