IP網(wǎng)絡(luò)生存性技術(shù)研究.pdf

1、IP路由(IP routing)通過路由器為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部或者網(wǎng)絡(luò)間的節(jié)點之間建立了端到端的連接；IP路由具有很好的魯棒性，具有在幾乎任何類型網(wǎng)絡(luò)故障的場景下自動地恢復(fù)連接的能力。 隨著網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，一方面以IP電話、視頻會議、在線交易等為代表的實時應(yīng)用日益繁榮，另一方面網(wǎng)絡(luò)承載了更多的流量。在這樣的背景下，對IP網(wǎng)絡(luò)的故障處理能力提出更高的要求。 網(wǎng)絡(luò)生存性研究網(wǎng)絡(luò)在各種故障、攻擊或意外事件的情況下，網(wǎng)絡(luò)如何持續(xù)提供服務(wù)。關(guān)于

2、網(wǎng)絡(luò)生存性的研究已經(jīng)有相當(dāng)長的歷史，隨著網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，生存性研究的重點也發(fā)生了變化。IP網(wǎng)絡(luò)生存性作為網(wǎng)絡(luò)生存性研究的一個子集，其研究開展的較晚，還有許多問題亟待解決，例如：目前仍然缺乏有效的IP網(wǎng)絡(luò)生存性的評估模型；現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)中的故障處理技術(shù)主要針對解決單鏈路故障的場景，同時在故障處理時缺乏對負(fù)載均衡和服務(wù)質(zhì)量的支持；對于以多鏈路或者多節(jié)點故障為特征的極端環(huán)境的研究比較少。 本文圍繞上述有待解決的問題，開展了以下研究：

3、 1)提出了一種IP網(wǎng)絡(luò)生存性評估模型：不同于傳統(tǒng)的從拓?fù)浣嵌仍u估網(wǎng)絡(luò)生存性的方法，本文提出了一種基于性能的IP網(wǎng)絡(luò)生存性評估模型，通過對收斂時間、流量模型以及節(jié)點間擁塞概率的綜合考量，強調(diào)了網(wǎng)絡(luò)在故障發(fā)生后動態(tài)調(diào)整其所承載流量的能力。 2)提出了一種網(wǎng)絡(luò)故障快速處理技術(shù)：利用偏轉(zhuǎn)路由技術(shù)實現(xiàn)對單個節(jié)點和單個鏈路故障的快速處理，并且能有效避免路由環(huán)路。 在此基礎(chǔ)上探討了在故障處理過程中對負(fù)載均衡和服務(wù)質(zhì)量的支持；從宏觀角

4、度來講，對生存性和流量工程以及服務(wù)質(zhì)量技術(shù)進(jìn)行了交叉研究，主要成果如下： (1)實現(xiàn)了故障處理后的負(fù)載均衡：在流量模式不確定情況下，提出一種基于遺傳算法的鏈路權(quán)值的分配方法實現(xiàn)負(fù)載均衡；并將該分配方法應(yīng)用到基于偏轉(zhuǎn)路由的故障處理技術(shù)中，在實現(xiàn)故障的快速處理同時兼顧負(fù)載均衡。 (2)實現(xiàn)了對服務(wù)質(zhì)量路由的故障處理：通過對基于偏轉(zhuǎn)路由的故障處理技術(shù)的擴展實現(xiàn)對服務(wù)質(zhì)量路由的支持，從而保證在故障發(fā)生后，恢復(fù)路徑滿足服務(wù)質(zhì)量約束

5、。 3)研究了極端環(huán)境下的故障處理技術(shù)，并提出了以下兩種故障處理技術(shù)： (1)基于連通支配集的多鏈路故障處理技術(shù)：應(yīng)用在節(jié)點可靠而鏈路不可靠的場景，通過連通支配集來將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭澐譃閮蓚€部分；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時，通過對連通支配集的動態(tài)調(diào)整來處理極端環(huán)境下的并發(fā)多個鏈路故障。 (2)基于動態(tài)源路由的多鏈路多節(jié)點故障處理技術(shù)：應(yīng)用在節(jié)點和鏈路均不可靠場景，通過類比無線自組織網(wǎng)絡(luò)和極端環(huán)境下IP網(wǎng)絡(luò)的相似性，采用動態(tài)源