面向流量工程的約束路由的研究和實現(xiàn).pdf

1、隨著Web和多媒體應用的迅速增長，網(wǎng)絡業(yè)務流量呈幾何趨勢遞增，這對傳統(tǒng)的盡力而為的路由轉發(fā)機制提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。當前的路由協(xié)議僅基于最短路徑或最小跳數(shù)來為業(yè)務流選擇傳輸通路，不考慮應用需求以及網(wǎng)絡的動態(tài)特性，導致網(wǎng)絡資源利用率低，且網(wǎng)絡擁塞頻繁。因此如何保證服務質(zhì)量以及優(yōu)化網(wǎng)絡性能成為一個關鍵課題。為了提高網(wǎng)絡資源利用率，減少網(wǎng)絡擁塞以及增強網(wǎng)絡性能，流量工程應運而生。它通過將業(yè)務流合理地映射網(wǎng)絡的物理拓撲上，從而滿足業(yè)務流需求、最大化

2、網(wǎng)絡吞吐量以及優(yōu)化網(wǎng)絡性能。運用約束路由技術的選路控制是實現(xiàn)流量工程的關鍵手段之一。 本論文著重研究了約束路由、流量工程以及相關技術。通過擴展OSPF協(xié)議、結合約束路由、MPLS和RSVP技術實現(xiàn)流量工程。我們設計和實現(xiàn)了原型系統(tǒng)，并進行了有針對性的測試和分析。本論文主要包括以下幾個方面： 分析當前路由交換系統(tǒng)的問題所在，引入流量工程和約束路由。探討了流量工程相關機制和技術的發(fā)展，并分析了現(xiàn)有支持流量工程的路由技術，將它

3、們劃分為基于IP網(wǎng)絡和基于MPLS網(wǎng)絡兩大類。在闡述這些路由技術本身機制的基礎上，對各自特點進行分析、比較和總結。 對約束路由的內(nèi)涵進行了探討，深入研究了QoS路由和策略路由兩個組成部分以及兩者的關系。為使約束路由實現(xiàn)流量工程，我們提出了動態(tài)調(diào)整鏈路代價、GMSP算法和“最小化鏈路最大利用率”數(shù)學規(guī)劃模型，并設計了面向流量工程約束路由的實現(xiàn)模型。探討了OSPF協(xié)議的內(nèi)部機制，在此基礎上實現(xiàn)了OSPF-TE，其中包括TE-LSA的

4、生成、分發(fā)和解析以及流量工程數(shù)據(jù)庫，這是約束路由的信息來源。運用動態(tài)調(diào)整鏈路代價和GMSP算法，擴展最小生成樹算法實現(xiàn)在線約束路由；運用“最小化鏈路最大利用率”數(shù)學規(guī)劃模型，實現(xiàn)離線約束路由；運用Linux策略路由機制，實現(xiàn)策略路由。在線約束路由、離線約束路由和策略路由三者的結合構成約束路由。 深入研究了MPLS協(xié)議機制和RSVP技術，并實現(xiàn)了兩者的結合，從而運用RSVP進行標記分發(fā)，將約束路由計算的路徑映射為LSP隧道，并沿L