基于用户的分布式可扩展路由及QoS路由研究

摘要

随着高速Gbps计算机网络的迅速发展和Internet商用化的不断推进,人们越来越期盼广域的实时通信应用,如视频电视会议、视频点播和虚拟现实等多媒体实时应用和综合分布式控制.在这些新型分布式应用中,qoS要求成了综合宽带网发展的一个主要问题,其中一个关键的环节就是QoS路由选择.另外,合理利用网络资源和全网协同工作也是亟待解决的重要课题.单播/组播等路由算法的研究工作已有许多,但在这个领域,仍然存在着许多未被解决的问题,例如:(1)对NPC多受限路由问题缺乏一个简单的解决方案.(2)所有存在的路由协议和算法都是用于解决某一特定问题,缺乏一个简单的、扩展性强的路由框架,使得易于解决新问题.(3)大多数路由算法都假定网络状态是精确的,但在实际网络中这是不切实际的.(4)大多数路由算法都是基于流状态和不保持流顺序的.针对上面的问题与需求,该论文的目标是依托当前网络环境和网络技术,提供简单的、可扩展性强的路由选择解决方案和提出新的基于用户的路由体系及其路由算法.基于不同的网络状态情况和要求,我们提出不同的算法,通过分析和仿真评估这些算法,并把它们和已存在的算法进行比较.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1引言

1.2背景知识介绍

1.2.1 Internet的路由协议

1.2.2路由算法

1.2.3 QoS路由

1.2.4组播QoS路由算法

1.3 Internet路由面临新的挑战

1.4本文的主要贡献

1.5本文的结构安排

2组播QoS路由算法研究

2.1前言

2.2组播路由问题综述

2.2.1组播路由问题的数学模型

2.2.2组播路由的分类与算法

2.2.3典型组播路由协议

2.2.4组播QoS路由

2.2.5动态组播路由算法

2.3时延和时延抖动受限的最小代价组播树算法

2.3.1前言

2.3.2组播通信的网络模型

2.3.3 BMST问题

2.3.4启发式算法BMSTA

2.3.5 BMSTA性能分析

2.3.6动态组播树构造

2.4本章小结

3负载均衡新模型建立与实现

3.1前言

3.2多路径路由的有关概念

3.2.1多路径路由的有关定义

3.2.2多路径路由算法的相关问题

3.3多路径路由的相关工作

3.3.1多路径网络构架

3.3.2多路径计算方法

3.3.3业务流的有效转发方式

3.3.4多路径传输中存在的问题

3.4 Logit比例分配法

3.4.1 Logit比例分配法描述与算法实现

3.4.2 Logit比例分配法中多路径分配模型的计算框图

3.4.3一个例子

3.5阈值比较法

3.5.1阈值比较法的描述与算法实现

3.5.2阈值比较法中多路径分配模型的计算框图

3.6本章小结

4基于用户的分布式可扩展路由体系设计和算法

4.1前言

4.2问题的引出与算法特点描述

4.3基于用户的可扩展路由体系设计与优化算法的描述

4.3.1基于用户的可扩展路由体系设计的基本思想

4.3.2整个路由过程的步骤

4.3.3基于用户的可扩展路由优化算法的伪代码

4.4基于用户的可扩展路由优化算法的具体实现

4.4.1路由探测蚂蚁的行为与分组结构

4.4.2路由染色蚂蚁的行为与分组结构

4.4.3数据分组行为与分组结构

4.5仿真结果与分析

4.5.1仿真环境

4.5.2网络输入速率变化时的仿真结果

4.5.3网络流量分组数较小时的仿真

4.5.4网络流量分组数较大时的仿真

4.5.5 TDF形成的最短路与OSPF的比较

4.5.6在一个流量场景中的分组性能比较

4.5.7 TDF和OSPF在网络链路动态变化时的性能比较

4.6本章小结

5基于用户的分布式可扩展QoS路由设计和算法

5.1前言

5.2背景知识介绍

5.2.1 QoS的定义和目标

5.2.2目前实现QoS路由的主要问题

5.3 QoS路由研究的相关工作

5.3.1信源路由算法

5.3.2分布式路由算法

5.4基于用户的可扩展QoS路由设计和算法

5.4.1基于用户的可扩展QoS路由设计和算法的详细描述

5.4.2 TDFQ算法的具体实现框图

5.5仿真结果及分析

5.5.1仿真环境与仿真参数

5.5.2仿真结果与分析

5.6本章小结

6结论与未来研究展望

6.1主要研究成果及结论

6.2未来研究方向

附录

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文

致谢