智慧协同标识网络可靠路由关键技术研究

发布时间：2018-05-30 01:00

本文选题：智慧协同标识网络 + 路由算法　；参考：《北京交通大学》2016年博士论文

【摘要】：现有互联网具有“三重绑定”的特征,即服务的“资源和位置”绑定、网络的“控制和数据”绑定和IP双重语义的“身份与位置”绑定,导致了网络机制的静态和僵化,无法满足用户数量增多和服务规模扩大的网络需求,在网络资源利用率、负载均衡、可扩展性、移动性、安全性等方面存在局限性。智慧协同标识网络针对现有互联网的上述弊端,采用“三层”、“两域”的结构模型,将上述“三重绑定”进行分离,实现了对未来信息网络的“高效”、“海量”、“泛在”的控制和管理,有效降低网络能耗,提高网络性能。本文针对智慧协同标识网络的可靠路由关键技术进行了深入研究,重点研究了多路径路由算法、超级节点路由策略、分布式路由管理机制和内容备份路由协议等路由关键技术。论文主要工作包括：1.针对智慧协同标识网络的特点,提出了一种多参数的多路径智慧路由算法。该路由算法在网络组件层制定了多参数的多路径路由协同协议,通过路由注册通告消息描述网络拓扑结构和路径参数,生成多路径路由表,对网络性能参数CPU占用率、往返时延(RTT)、带宽进行协同加权计算得到路径权重值,根据权重值进行流量分配。采用图论理论建立了网络流量模型,对该路由算法网络流量分配进行了分析,并在Mini-Net平台上对该路由算法进行了开发和实验。结果表明,该路由算法能够实现智慧协同标识网络数据的多路径传输功能,根据返时延RTT、带宽和CPU占用率网络性能参数动态分配流量,优化了网络配置,减小了智慧协同标识网络的往返时延,提高了网络吞吐量,实现了负载均衡。2.针对智慧协同标识网络节点具有对等功能的特点,提出了一种超级节点智慧路由策略。该路由策略是在智慧协同标识网络的网络组件层部署超级节点,利用超级节点收集从属节点的路由信息,计算出传输路径,形成从属节点的转发表,将转发表发送给从属节点,实现超级节点对从属节点的智慧控制和协同管理。利用泊松分布模型和概率模型分别对网络的负载均衡和网络开销进行了理论分析,并在Mini-Net平台上对该路由策略进行了开发和实验。结果表明,该路由策略便于负载均衡,减少了网络冗余,具有良好的鲁棒性和可扩展性,以及时延小、CPU占用率低等优点。3.针对智慧协同标识网络“三层”、“两域”的结构特点和资源适配层族群行为聚类,利用控制平面与转发平面分离思想,提出了一种分布式路由管理机制。该路由管理机制在资源适配层中层次化的部署族群控制器,对网络路由策略进行层次化的管理,实现了整个网络路由和内容存储管理功能。采用分布式哈希算法实现了族群间分布式资源路由管理,利用图论的模型对分布式路由管理机制进行建模,并在Mini-Net平台上对该路由管理机制进行开发和实验,抓包验证了信令交互流程。结果表明,该路由管理机制采用路由策略优化了网络结构,降低了时延,提高了网络性能。4.针对智慧协同标识网络路由可靠性问题,研究了智慧协同标识网络路由器备份机制和链路备份机制。为实现组件层设备的协同备份,路由器备份机制采用Leach算法选举备份路由器,给出了路由器备份更新和启用备份路由器的方法,并采用了虚拟接口的方式以实现主路由器和备份路由器对网路透明。链路备份机制针对多路径链路进行协同备份,通过优先级判定主链路和备份链路,在路由表中进行标记,当主链路失效时采用备份链路进行路由。通过Mini-Net仿真实验,分别对两种机制进行了验证。结果表明,采用路由器备份机制可以有效解决路由器失效带来的网络中断问题,具有切换速度快时延小等优势。采用链路备份机制可以在主链路失效时快速建立路由更新。
[Abstract]:The existing Internet has the characteristics of " triple binding " , namely , the binding of the " resource and location " of the service , the " control and data " binding of the network and the " identity and location " binding of the IP double semantics , which leads to the limitation of the network mechanism static and rigid , the network resource utilization rate , the load balance , the scalability , the mobility , the security and the like . A multi - parameter multi - path intelligent routing algorithm is proposed in this paper , which is based on the characteristics of intelligent cooperative identification network . This paper presents a distributed routing management mechanism , which uses routing strategy to optimize the network structure , reduce the time delay and improve the performance of the network . The results show that the router backup mechanism can effectively solve the network interruption problem caused by the router failure , and has the advantage of fast switching speed and small delay .
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN915.05

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