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气象宽带网络中基于MPLS的快速重路由机制研究

作　者: 何文庭
导　师: 杨振启
学　校: 南京信息工程大学
专　业:
关键词: 气象宽带网络 多协议标签交换 快速重路由 全局路径保护 局部路径保护
分类号: TP399
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


近些年来,随着我国的气象事业不断快速发展,一些气象业务如综合观测、预报预测、灾害预警等对承担通信工作的气象宽带网络的时效性和可靠性提出了越来越高的要求。一旦网络发生故障,将会给一些气象业务造成严重的影响。如何尽量降低网络故障对气象业务造成的影响,是在建设气象宽带网络过程中需要特别考虑的问题。气象宽带网络中常用的故障恢复技术的恢复性能不够理想,已很难满足目前气象业务的要求。而MPLS快速重路由技术能够提供毫秒级的故障恢复工作,是目前最优秀的故障恢复技术。因此,研究如何在气象宽带网络中有效部署MPLS’快速重路由对提高气象宽带网络的可靠性具有重要意义。由于目前主流的MPLS快速重路由算法存在网络资源消耗过高等问题,因而使得MPLS快速重路由机制在气象宽带网络这样大规模的网络中还得不到广泛应用。因此,本文针对目前两种主流的MPLS快速重路由算法存在的问题,深入研究,设计一种新的MPLS快速重路由算法,提高在气象宽带网络中部署MPLS快速重路由机制的可行性。具体而言,本文的主要研究工作有以下三个方面：(1)通过理论和实验分析Makam算法和局部路径保护算法在故障恢复时延、备份带宽资源消耗率和分组丢失数量三个故障恢复性能指标上的表现。结果表明,Makam算法存在故障恢复时延较大和分组丢失较多的问题,局部路径保护算法存在备份带宽资源消耗率较大的问题。(2)针对Makam算法和局部路径保护算法存在的问题,在局部路径保护算法的基础上进行改进,通过采取划分区域,共享链路上备份带宽资源和设置主从备份路径三个措施,提出了一种新的MPLS快速重路由算法。然后,通过仿真实验对比三个算法在故障恢复时延、备份带宽资源消耗率和分组丢失数量上的表现。结果表明,新算法能够有效加快故障恢复,减小备份带宽资源消耗率,减少分组丢失数量。(3)对比MPLS快速重路由技术和气象宽带网络中常用的故障恢复技术。然后结合气象宽带网络的特点,应用本文提出的MPLS快速重路由算法,提出合理的故障恢复方案,并讨论了新方案给气象宽带网络带来的优越性。

全文目录


目录  3-6
摘要  6-7
Abstract  7-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 研究背景和意义  9-10
  1.2 研究现状  10-13
  1.3 本文研究内容  13
  1.4 文章的组织结构  13-15
第二章 MPLS快速重路由技术  15-32
  2.1 MPLS技术概述  15-19
    2.1.1 MPLS技术工作原理  15-17
    2.1.2 MPLS技术特点及典型应用  17-19
  2.2 MPLS流量工程概述  19-21
    2.2.1 MPLS流量工程的实现  19-20
    2.2.2 MPLS流量工程技术特点  20-21
  2.3 MPLS快速重路由技术  21-31
    2.3.1 工作流程  21-22
    2.3.2 选择备份路径  22-23
    2.3.3 构建备份路径  23-24
    2.3.4 CR-LDP协议  24-25
    2.3.5 RSVP-TE协议  25-28
    2.3.6 故障检测  28
    2.3.7 流量切换转发技术  28-29
    2.3.8 路径保护技术  29-31
  2.4 本章小结  31-32
第三章 MPLS快速重路由技术性能分析  32-47
  3.1 保护模型的分类  32-36
    3.1.1 全局路径保护  32-33
    3.1.2 局部路径保护  33-36
  3.2 经典算法分析  36-37
  3.3 理论分析  37-40
    3.3.1 故障恢复时延  38-39
    3.3.2 备份带宽资源消耗率  39
    3.3.3 分组丢失  39-40
  3.4 实验分析  40-46
    3.4.1 网络仿真工具NS2  40-42
    3.4.2 仿真实验  42-46
  3.5 本章小结  46-47
第四章 一种新的MPLS快速重路由算法  47-66
  4.1 算法思想  47-48
  4.2 基于局部路径保护算法的改进  48-60
    4.2.1 划分区域  48-51
    4.2.2 链路带宽资源共享  51-54
    4.2.3 主从备份路径  54-57
    4.2.4 算法工作流程  57-60
  4.3 仿真实验  60-65
    4.3.1 故障恢复时延实验  60-63
    4.3.2 备份带宽资源消耗率实验  63-64
    4.3.3 分组丢失实验  64-65
  4.4 本章小结  65-66
第五章 MPLS快速重路由技术在气象宽带网络的应用前景  66-75
  5.1 全国气象宽带网络的建设需求  66-67
  5.2 全国气象宽带网络的建设状况  67-68
  5.3 气象宽带网络的特点  68-69
  5.4 全国气象宽带网络的故障恢复方案  69-74
    5.4.1 MPLS快速重路由技术在气象宽带网络中应用的意义  69-71
    5.4.2 气象宽带网络中新的故障恢复方案的设计  71-72
    5.4.3 新方案为气象宽带网络带来的提高  72-74
  5.5 本章小结  74-75
第六章 总结  75-77
致谢  77-78
参考文献  78-82
作者简介、在学期间发表的论文和参与的实习工作  82-83
附录  83-84

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