基于IPv6的QoS路由机制的研究与实现

摘要

计算机网络和通信技术的发展不断改变着人们工作和生活的方式。下一代互联网NGI(Next Generation Internet)为人们提供了更灵活、更多样、更高服务质量QoS(Qualityof Service)的网络服务。IPv6是NGI的核心协议，支持QoS路由应是其必备能力。现有基于IPv6的路由协议不能有效提供QoS保证，同时目前提出的多种QoS路由算法又难于部署在实际网络中。为此，需要设计基于IPv6的QoS路由机制，提供QoS保证，兼容现有路由协议，能够快速、有效地部署于实际网络。 本文着重研究了基于IPv6的QoS路由机制，包括单播路由和组播路由。设计了QoS单播路由算法，并以此扩展OSPFv3协议，引入QoS状态报文，扩展链路状态数据库和链路状态广告以实现域内QoS信息的收集、存储与发布；扩展BGP4+协议，设计了支持QoS的网络层可达信息NLRI(Network Layer Reachability Information)，实现自治域间QoS路由信息的发布与撤销。以QoS单播路由机制为基础，设计了QoS组播路由算法，对MLDv2和PIM-SSM协议进行业务自适应扩展，实现基于IPv6的业务自适应源特定组播；为了提供组播QoS控制，扩展了RSVP协议，设计了分层组播和流量控制机制，基于博弈分析确定为用户分配的带宽量，优化网络带宽利用率。 对本文设计的基于IPv6的QoS路由机制进行实现和部署。通过基于IPv6的QoS控制视频会议系统，测试了该路由机制的可行性、实用性和有效性。实验结果表明，本文设计的路由机制能够有效地解决IPv6下的QoS路由问题。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1下一代互联网

1.1.2 IPv6

1.1.3 QoS路由

1.2课题来源

第二章基于IPv6的QoS路由

2.1 QoS

2.1.1 QoS概念

2.1.2 QoS度量

2.1.3 QoS体系结构

2.2 IPv6路由

2.2.1 IPv6协议简介

2.2.2 IPv6地址格式

2.2.3 IPv6路由协议

2.2.4 IPv6组管理协议

2.3 QoS路由

2.3.1 QoS单播路由

2.3.2 QoS组播路由

第三章基于IPv6的QoS单播路由机制设计

3.1网络模型

3.2数学模型

3.2.1业务QoS特性

3.2.2数学模型

3.3 QoS单播路由算法

3.4基于IPv6的QoS单播路由协议

3.4.1域内QoS路由

3.4.2域间QoS路由

3.4.3 QoS路由表

3.4.4协议流程

3.5与标准协议的兼容性

第四章基于IPv6的QoS组播路由机制设计

4.1网络模型

4.2数学模型

4.3 QoS组播路由算法

4.3.1组播路由树建立

4.3.2组播成员加入与退出

4.3.3组播路由树重构

4.4博弈分析

4.5基于IPv6的QoS组播路由协议

4.5.1组播成员管理

4.5.2业务自适应组播路由

4.5.3带宽分配

4.5.4 QoS组播路由表

4.5.5组播路由树建立

4.5.6组播成员加入与退出

4.5.7组播路由树重构

4.6与标准协议的兼容性

第五章基于IPv6的QoS路由机制实现与性能评价

5.1实现平台

5.1.1硬件平台

5.1.2软件平台

5.1.3网络结构

5.2机制实现

5.2.1模块功能

5.2.2数据结构和函数

5.3运行实例

5.3.1视频会议建立

5.3.2视频会议运行

5.3.3路由表

5.4性能分析

5.4.1基于IPv6的QoS单播路由机制性能分析

5.4.2基于IPv6的QoS组播路由机制性能分析

第六章结束语

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文