IP FRR在OSPF协议中应用的研究

发布时间：2021-03-06 17:31

随着计算机网络、通信网络等逐步融合，现代网络规模逐渐增大，，新型网络不断出现，网络的复杂性越来越高。不仅如此，随着生活追求的不断提高，用户对于网络性能和网络质量也提出了很高的要求，尤其是一些语音和实时性应用。所以，如何提高网络的服务质量，让网络系统稳定和可靠的运行，已成为研究热点。IP快速重路由技术IP FRR（IP Fast ReRoute）能够提前计算一条备份的路径，当路由器探测到故障时并不是立即扩散路由信息并进行路由计算，而是利用备份路由替换失效的路由，所以可以降低网络中断时间和路由重收敛时间。因此，FRR成为提高网络性能的主流技术。本文首先介绍了两种链路保护机制GR和BFD，阐述了FRR（Fast ReRoute）技术及其原理。其次，在研究FRR中LFA算法和备份下一跳保护机制的基础上，根据备份下一跳选取规则，测试了六种组网模式，结果证明通过第六种组网方式选出的备份下一跳最优。针对FRR在OSPF协议中应用，提出了两种改进方案：第一种将FRR与BFD的组合应用，通过将BFD会话与FRR联动，当BFD检测到故障后会立即通知上层协议重新计算收敛，提高收敛的效率，减少中断时间；第二种前缀无关收敛，将同一设备发布的前缀迭代到同一个下一跳上，在链路发生故障后，我们只需要更改迭代后的下一跳，这样就可以减少收敛的时间，从而提高网络的质量。最后，在我的实习单位杭州华三通信有限公司搭建测试环境，在支持FRR算法的OSPF组网上进行了方案测试和性能比较。结果显示使用FRR改进的方案后流量的丢失得到了明显的改善，大大提高了网络性能。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP393.06

文章目录

摘要

Abstract

专用术语注释表

第一章绪论

1.1 课题背景

1.2 研究内容

1.3 论文结构安排

第二章链路保护机制概述

2.1 GR（平滑重启）的简介

2.1.1 GR 状态机设计

2.1.2 GR（Graceful Restart）流程

2.2 BFD（Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测）

2.2.1 BFD 会话的建立与拆除

2.2.2 BFD 会话的工作方式和检测模式

2.3 本章小结

第三章 FRR（Fast ReRoute）技术及其原理

3.1 FRR 的基本原理

3.2 FRR 业界主要技术方案

3.2.1 Loop Free Slaveernate（LFA）无环替代路

3.2.2 Not-Via Addresses 地址传播方法

3.2.3 Interface-specific forwarding 特定接口转发

3.2.4 Multi-topology protection 多拓扑保护

3.3 本章小结

第四章 OSPF 协议与 FRR 在 OSPF 协议中的应用

4.1 OSPF 简介

4.2 最短路径树计算

4.3 备份下一跳保护机制

4.3.1 无环保护

4.3.2 NODE 保护和 LINK 保护

4.4 备份下一跳的优选方案设计

4.5 FRR 在 OSPF 中的应用

4.5.1 在 OSPF 中配置 FRR 操作

4.5.2 支持 FRR 的路由计算

4.5.3 FRR 通过 FIB 指导转发

4.6 本章小结

第五章 FRR 的改进方案以及协议测试

5.1 FRR 的改进方案

5.1.1 FRR 与 BFD 的组合应用

5.1.2 前缀无关收敛

5.2 支持 FRR 的协议测试

5.2.1 测试步骤及关注点

5.2.2 测试组网

5.2.3 测试方法和结果

5.3 本章小结

第六章总结与展望

参考文献

致谢

【共引文献】