MPLS网络动态流量工程关键技术研究

摘要

随着信息技术的快速发展，人类对图像、语音、视频等多媒体信息的需求量急剧上升，对网络带宽和高速互联能力的要求越来越高。MPLS(Multi-Protocol Label Switching)网络由于能够提供快速路由和交换而得到了广泛的认同。根据IETF的定义，业务量工程(Traffic Engineering，TE)是一种可以提高或优化网络性能的工具。具体来讲，就是将流量合理地分配到网络链路上以提高网络整体性能指标。MPLS的出现为实现rE提供了便利。MPLS网络通过显式路由计算出LSP(Label Switched Path)，网络汇聚节点将收到的数据包根据事先定好的策略转发到相应LSP。数据包在LSP上传输不再像IP网络那样基于跳到跳路由，而是根据定义好的LSP直接被转发。为了提高MPLS网络资源利用率和容错度，通常源宿节点对之间有多条平行LSP。MPLS业务量工程的一个关键问题是：如何将汇聚的流量合理的分配到各条平行LSP上，达到网络性能的最优化。本文研究正是针对这一问题：“动态平行多路径流量工程”
　　 本文工作主要包括以下三个方面：第一，改进现有平行路动态MATE算法，使其性能更优；第二，提出支持多业务的MS-MATE算法，能够为不同类型的业务提供有区分的服务；第三，研究现有的各种动态分流机制，并提出了更适应于平行路Burst动态分流机制的实现方法。
　　 在本文第二章，作者详细描述了动态算法MATE的原理和实现过程，指出了在实现中应该注意的问题，并提出改进意见。然后提出对LSP路径进行预先规划的思想，以进一步提高动态业务量工程性能。作者首先采用K最短路算法进行动态规划，并研究其性能。在此基础上，本文提出了最小化最大链路重叠度的线性规划模型。最后通过仿真实验比较两种规划方法的性能。
　　 在本文第三章，作者研究了支持多种业务的动态TE算法。多条平行路径可以按照延时、丢包率等参数划分为不同类型的路径集。对于延时要求严格的语音数据可在延时路径集上传输；而对于丢包率要求严苛的数据业务可在丢包率小的路径集上传输。从而在保障业务QoS的前提下，同时实现对全网性能的优化。
　　 在本文第四章，作者研究了动态平行路算法中必须用到的分流机制。分别基于包、基于流和基于动态哈希数据流这几种机制进行了对比研究，进而提出了针对准确性更高，包乱序程度更小的Burst流量分配机制的实现方法。本文第五章是对全文的全面总结，同时提出了下一步工作方向。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、缩略语表

声明

第一章 绪论

1.1 MPLS网络概述

1.1.1基本介绍

1.1.2工作原理

1.2流量工程概述

1.2.1基本介绍

1.2.2流量工程分类

1.3历史和研究应用现状

1.3.1发展历史

1.3.2研究现状

1.4全文主要内容和内容安排

1.4.1全文主要研究内容

1.4.2内容安排

第二章基于LSP路径规划的动态算法研究

2.1背景研究

2.2动态MATE算法

2.2.1问题描述

2.2.2 MATE数学模型

2.2.3最优解条件

2.2.4异步算法

2.2.5对原始MATE算法的改进

2.2.6 MATE的实现

2.3路径规划

2.3.1 K最短路径规划

2.3.2基于最小化最大Link重叠度的路径规划

2.4实验仿真和结果分析

2.5本章总结

第三章支持多业务的多路径动态算法研究

3.1背景研究

3.2多业务动态算法

3.2.1算法描述

3.2.2实验仿真和数据分析

3.3 MS-MATE延时敏感性业务自适应门限设置研究

3.3.1算法描述

3.3.2实验仿真和数据分析

3.4本章总结

第四章动态流量算法中分流机制的研究

4.1背景研究

4.2问题描述及性能测试指标

4.3现存的分流机制

4.3.1基于Bin的Round-Robin的数据包分流机制

4.3.2基于数据流的分流机制

4.3.3基于哈希数据包的分流机制

4.4基于Burst的分流机制

4.4.1 Burst分流交换具体思想：

4.4.2 Burst分流交换实现细节

4.5实验仿真和数据分析

4.5.1仿真环境

3.5.2 Opnet仿真模型：

3.5.3仿真结果及其分析

4.5本章总结

第五章全文总结

5.1全文研究工作总结

5.2下一步工作方向

致谢

参考文献

个人简历

攻读硕士期间的研究成果