基于多协议标记交换技术的IP组播研究与实现

摘要

IP组播是当前支持点-多点或多点-多点应用主要技术手段,但是传统的IP组播在可靠性、组播成员的安全管理、异构网络的支持上存在许多不足,因此传统的IP组播性能较差.然而,被业界认为是当今数据网络领域内最有前途的网络解决方案之一的MPLS技术,有效地结合了网络第2层交换和第3层路由功能,使IP网络具有面向连接的性质,能极大地提高网络的传输性能.因此利用MPLS来支持IP组播,是目前IP组播研究的一个新思路.然而MPLS在IP组播路由支持上也存在很多不足,其主要源于第三层组播树与第二层标记交换路径LSP间的映射.本文在IP组播的研究成果基础上,重点研究了具有组播能力的LSP建立机制或方案即组播树标记分发协议,其中包括:对当前基于控制消息流驱动的标记分配机制的改进研究,提出了基于汇聚的MPLS组播标记分发机制,能增强MPLS对组播的支持;讨论了在链路失效与链路恢复时,MPLS组播树的维护方法,研究了组播标记交换路径的动态处理机制;从增强组播树的可靠性、以及提高在组播LSP维护中消息通信能力的角度,给出了在Linux环境下MPLS组播树标记分发协议M-LDP的实现;搭建相应的测试实验环境,对实现的MPLS组播进行主要性能分析.最后利用已实现MPLS组播平台,进行了QoS保障的扩展研究,提出一个合理QoS保障算法,并用前面的实验环境进行仿真分析.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明和关于论文使用授权的说明

第一章概述

1.1IP组播技术基础

1.1.1组播树

1.1.2组播组成员的管理——IGMP协议

1.1.3 IP组播分组的转发技术

1.1.4组播路由协议

1.2 MPLS的基本原理

1.2.1 MPLS的网络构成

1.2.2标记栈操作与标记交换

1.2.3 MPLS的核心——信令方式

1.3本论文的主要工作及要解决问题

1.3.1 IP组播存在的问题

1.3.2当前在支持IP组播上MPLS存在的问题

1.3.3本论文的主要工作

第二章MPLS组播标记分配机制

2.1目前MPLS组播存在问题

2.1.1 MPLS组播实现例子——基于PIM协议的MPLS组播

2.1.2前面MPLS组播实现中存在的问题

2.2常规的MPLS组播标记分配机制

2.3基于汇聚的MPLS组播标记分发机制

第三章MPLS组播中链路失效与链路恢复的处理

3.1MPLS组播链路失效与链路恢复检测的理论分析模型

3.2MPLS组播树的链路失效与恢复通告机制及处理过程

3.3MPLS组播中切换与倒换机制及操作

第四章MPLS组播树标记分发协议M-LDP的实现

4.1MPLS组播树标记分发协议的实现概述

4.2MPLS组播显式路由的建立过程

4.3MPLS组播备份路径的建立

4.4链路失效与恢复检测

4.5链路失效与恢复通告

4.6M-LDP协议中切换和倒换的实现

4.7 M-LDP消息和TLV格式

4.7.1 M-LDP TLV格式

4.7.2 M-LDP消息格式

第五章Linux环境下MPLS组播的实现

5.1 Linux环境下基于MPLS的单播实现——MPLS-Unicast

5.2 Linux环境下MPLS组播的实现——MPLS-Multicast

5.3转发信息库FIB的API函数

第六章MPLS-Multicast测试床与性能分析实验

6.1MPLS-Multicast测试床的配置和网络拓扑

6.2MPLS组播的吞吐量性能评估

6.3MPLS-Multicast的链路失效与恢复检测性能评估

6.4链路失效与恢复通告时延性能评估

第七章MPLS组播的QoS保障技术——QoS路由技术

7.1 QoS路由技术

7.2非线性路径长度的定义及应用

7.2.1 QoS约束参数的可加性描述

7.2.2非线性路径长度

7.2.3链路共享干扰

7.2.4基于路径长度的负荷平衡

7.3 QoS路由算法

7.4算法仿真结果

7.5QoS路由算法总结

第八章全文总结

参考文献

致谢

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