基于MPLS的流量工程技术研究与应用

北京交通大学硕士学位论文基于MPLS的流量工程技术研究与应用姓名：邓翠华申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：冯玉珉20061201基于MPLS的流量工程技术研究与应用作者：邓翠华学位授予单位：北京交通大学相似文献(10条)1.学位论文何凤林基于MPLS的流量工程研究及应用2006随着信息技术的高速发展，Internet已经成为一个巨大的公众数据网。数以千百万计的各种用户在最近几年中已经开始大量使用Internet，这样快速增长的用户数使得Internet主干网的数据量以指数速度上升，网络资源不足及网络拥塞问题日益明显，而各种新业务的出现又对网络的服务质量提出了新的要求。在网络的发展中，以中联电信为例，中联电信网上的流量也成几何级数爆炸性增涨，网络的资源利用率不高，网络拥塞时常发生，再加上用户对中联电信提供的网络服务质量要求再不断提高，因此，中联电信为了满足客户对优质网络的需求，首先要改善网络质量，对出现拥塞的网络进行局部保护，并对网络实施安全业务。MPLS为解决这一问题提供了基本的网络框架，基于多协议标签交换(MPLS)技术的流量工程是当前为业界所普遍推崇的下一代流量工程主流技术。本文阐述了MPLS技术的原理；MPLS应用于流量工程的主要特征；分析了流量工程的含义；从IP网络的历史背景，指出了当前Internet网络实施流量工程的必要性；分析现有的几种IP网络的流量工程技术的局限性。论文结合本人的工作实际，以中联电信为例，提出了基于MPLS流量工程的方案，应用流量工程与MPLS这种叠加模型相结合的技术，解决了中联电信网络流量增涨，网络的资源利用率不高，网络拥塞时常发生的现状。本方案对中联电信的MPLS流量工程中各个单元的实现作了详细分析；并针对中联电信的网络现状，提出了MPLS流量工程快速重路由技术，该技术是MPLS流量工程中一套用于链路保护和节点保护的机制；也详细介绍了Bypass方式的MPLS流量工程快速重路由技术，即利用Bypass隧道绕过失败的链路或者节点，自动将数据切换到保护链路上去，达到保护主路径的功能。本文对基于MPLS流量工程的应用进行了总结，说明了进一步研究要注意的问题，并对MPLS技术的发展方向和前景进行了展望。2.期刊论文李冬.张淑荣.LIDong.ZHANGShu-Rong基于多协议标签交换的流量工程研究-徐州建筑职业技术学院学报2001,1(1)Intemet多种宽带新业务的出现和发展给传统的IP网络带来巨大压力.多协议标签交换借鉴ATM的流控机制,在IP网上实施流量工程,全面提升了IP网性能.本文对多协议标签交换的工作原理、核心技术进行了研究,分析了典型的实现方案和实例.3.学位论文张卫东基于MPLS流量工程的性能分析2005随着Internet上用户和应用的快速增长，网络资源不足及网络拥塞问题越发严重，各种新的网络应用又要求网络的服务质量达到更高的水平。流量工程正是解决这个问题的一种网络资源调控技术。多协议标签交换MPLS(MultiProtocolLabelSwitching)技术的出现使无连接的IP(InternetProtocol)网络引入了面向连接的技术，以实现流量工程和IPQoS(QualityofService)。流量工程是MPLS技术的一个主要应用，MPLS技术在解决流量工程问题方面具有独特的优势，这使它成为新的流量工程解决方案的有力工具。本文主要阐述的是在流量工程系统中使用MPLS技术解决在网络中遇到的一些问题和提高网络的性能以及创建MPLS流量工程的排队模型，并使用该模型重点分析MPLS网络的性能指标，最后用简洁有序的数学方法描述MPLS网络系统的特性等方面所做的一些研究工作。全文共分为八章。第一章主要介绍了本论文产生的研究背景。其中对Internet的发展情况及现存的整体结构做了简要说明，分析了传统的路由算法，并阐述了为什麽说MPLS技术是下一代网络的核心技术，即说明了使用MPLS技术的意义和初始方法以及MPLS技术与流量工程的关系。第二章主要介绍了当前流量工程的技术状况。说明了目前的网络现状以及使用流量工程的意义，对流量工程现有的技术方法进行了分析，从而可以说明现有的流量工程技术具有一定的局限性。第三章首先阐述了MPLS技术的基本原理及核心技术，较详细地说明了该技术的主要组件的功能。在本章的后半部分分析了MPLS技术所具有的几个主要控制协议，回顾了MPLS技术在骨干网及ATM(AsynchronousTransferMode)虚电路上的应用情况，进而推断其在未来的网络中的应用。第四章内容讨论了我们设计完成的动态网络监控系统的设计原理，系统结构及总体功能，对各个功能模块的作用给出了较详尽的介绍。并对流量测量方面所做的工作做了重点分析。最后进行了讨论。第五章介绍了提高IP网络QoS的综合服务模型和区分服务模型，提出了使用MPLS技术与两种模型的互通技术来实现QoS保证，并探讨了MPLS与两种模型的结合点和实现机制，较详尽地分析了两种机制的优势和不足。第六章包括了MPLSTE(TrafficEngineering)设计以及在网络中建立和使用MPLSTE的内容。通过MPLSTE灵活的特性，尽可能地优化网络性能，减少资源短缺对网络的影响，并通过实例对网络的重要部位进行了保护。第七章总结了系统性能评价的意义和方法，针对排队论的分析方法和模式进行了较详尽的讨论，并创建了MPLS网络的排队模型。使用该模型重点分析了MPLS网络的若干重要的性能指标，用简洁有序的数学方法描述了MPLS网络系统的特性，对MPLS网络技术的进一步发展提供了依据。第八章对所做工作进行了总结，分析了不足之处及有待进一步研究的工作，对未来的应用前景提出了设想。4.期刊论文党京.DangJing多协议标签交换与流量工程-计算机工程与应用2000,36(7)在现有的Internet网络中,由于内部网关协议的限制,网络资源的使用存在很大的不均衡.要解决这个问题就需要网络具有流量工程能力.MPLS技术作为下一代核心网络的关键技术被普遍看好,流量工程能力也是MPLS被看好的一个原因.实施流量工程需要基于约束的选路,并且现有的内部网关协议也应作扩展.文章先介绍了MPLS技术,然后分析了现有Internet网络存在的问题,并指出流量工程是解决问题的途径.最后讨论了在MPLS系统中进行流量工程的条件和方法.5.学位论文朱志川一种基于MPLS流量工程路由算法的改进研究2004随着互联网用户和业务的爆炸性增长,网络资源不足及网络拥塞问题日益明显,而各种新业务的出现又对网络的服务质量提出了新的要求,而流量工程正是为解决这一系列问题而产生的.传统的IP网络路由体系只能提供数据传输的可达性服务,不具有全局资源利用的调节能力.在很大程度上会导致网络中传输的数据流可能汇集到同一链路或同一个路由器的端口上去.从而引起网络局部严重拥塞和网络利用率大大下降.流量工程是对运营网络的业务流量进行控制的过程,它包括对业务流量的测量、建模、描述,为达到特定的性能指针所使用的各种技术,其目标是使资源利用和网络性能达到最优化,减少网络拥塞的发生,因此,为了能给用户提供可靠的保证服务质量(QoS)的服务,在IP网络中实现流量工程成为当前研究的热点,而其中对于流量工程故障恢复机制及路由算法的研究更为突出.该文对IP网络中的流量工程及其故障恢复机制和相关算法进行了讨论与研究.首先第一章介绍了多协议标签交换的原理,讨论了MPLS的核心技术及工作流程等.第二章对流量工程技术进行讨论,讨论了流量工程发展的三个阶段并对流量工程的基本问题、实现机制及结构进行阐述.第三章着重介绍了MPLS流量工程的故障恢复机制,对故障恢复的研究现状及故障恢复框架进行全面的分析.第四章介绍了MPLS流量工程中常用的路由算法,给出了路由算法的设计目标及当前存在的可用于流量工程的几种路由算法.第五章给出了改进了的快速重路由算法,并对该算法作了理论分析与评价.6.期刊论文张凯军.张兆宁基于MPLS流量工程综述-中国民航学院学报2006,24(z1)传统内部网关协议容易造成网络资源使用的不均衡,导致网络性能下降.流量工程是解决这一问题的有力工具.多协议标签交换则为流量工程的实施提供了便利.在介绍MPLS流量工程基本概念的基础上,对其核心技术基于约束的路由选择进行了系统的分析和综述,重点分析了现有的数学模型和优化算法.并讨论了存在的问题,提出了今后可能的发展方向.7.学位论文陈莹DiffServoverMPLS的流量工程的研究与仿真2007传统的IP网络是针对数据业务设计的，只能提供数据传输的服务，并不具备调节网络资源使用的能力。随着互联网应用的普及化，因特网已从单一的数据传输网向包含多种业务类型的综合传输网转化，这些业务具有流量大、实时性高等特点，在IP网尽力而为的服务模式下，要传输这些高质量的业务流，就必须优化网络资源的使用，流量工程可以控制网络资源的使用，目的在于将业务流合理分配在现有的网络拓扑结构，优化网络资源的使用，解决网络资源使用的不平衡。多协议标签交换(MPLS)流量工程在计算最短路径的过程中添加一系列约束条件，建立具有服务质量(QoS)的路径，提高物理设备的使用效率，还可以避免网络拥塞引起的网络瘫痪，虽然MPLS流量工程可以解决流量在网络中均匀分布的问题，但它没有区分业务类型的能力，对所有业务采用相同的处理手段，且MPLS目前还没有一个全新的设备支持，因此实现QoS并没有一套新的QoS保证体系。区分服务(DiffServ)模型可以为业务流提供不同的转发处理，为不同的业务流执行特定的QoS，所以将DiffServ作为MPLSQoS的体系结构实现流量工程是当前实现QoS的较好方案。因此研究这一模型的流量工程机制对于提高网络性能有着重要的意义。本文阐述了QoS的两种体系结构，对它们的优缺点进行了简单的介绍，概述了MPLS技术产生的原因及工作原理，重点研究MPLS对流量工程的支持、对DiffServ模型的支持、约束路由的优化以及相关协议的扩展。创新点首先在于对网络仿真工具NS2进行扩展，实现MPLS的流量工程(MPLS-TE)和DiffServoverMPLS的流量工程(DS-TE)两种模型的仿真，其次，修改MPLS的基于约束的路由算法，使用“最短距离路径”优化算法实现MPLS-TE和DS-TE，比较两种模型的网络带宽使用情况，实验结果表明DS-TE模型在网络资源利用率方面具有良好的技术优势，在MPLS-TE和DS-TE每种模型中，“最短距离路径”路由优化算法比起MPLS基于约束路由的算法能更合理地分配带宽资源。8.期刊论文刘广义.尹首一.林孝康MPLS传输层网络设计对(离线型流量工程算法)性能的影响-计算机工程2004,30(12)目前多协议标签交换(MPLS)的传输层网络设计中主要有两种可选方案.该文将分析和比较在两种方案下离线型流量工程算法的性能.采用网络仿真工具ns2.1b7进行了算法实现和仿真.仿真结果表明,在带宽受限的网络环境下(如无线网络或特种网络),在数据分组有效负载利用率允许的范围内,选择较小的数据分组长度能将离线型流量工程算法的性能与理论最优性能之间的相对误差减少80%以上.因此从流量工程的角度来讲,在MPLS传输层网络设计时采用ATM短信元格式将更有利于在各链路上均衡网络负载,从而获得更好的网络服务质量.9.学位论文张凯军基于MPLS的流量工程研究2006随着Internet的快速发展，人们对ISP提供的网络服务有了更高的要求。传统的IP网络路由体系和相关协议，只能提供数据传输的可达性服务，不具有全局资源利用的调节能力，在很大程度上会导致网络中传输的数据流分布不均，引起网络局部严重拥塞，网络利用率大大下降。流量工程是对运营网络的业务流量进行控制的过程，其目标是使资源利用和网络性能达到最优化，减少网络拥塞的发生。因此，为了能给用户提供可靠的保证服务质量(QoS)的服务，在IP网络中实现流量工程成为当前研究的热点。多协议标签交换(MPLS)技术对实现流量工程