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MPLS流量工程快速重路由的研究与应用

作　者: 徐海兵
导　师: 花欣
学　校: 西南交通大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 多协议标签交换流量工程快速重路由局部路径保护
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 106次
引　用: 4次
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内容摘要

多协议标签交换(MPLS)技术自20世纪90年代中出现后,由于其具备快速转发、服务质量保证、多业务支持等优势,获得了长足的发展,在下一代电信网络中扮演着越来越重要的角色。为了保证MPLS网络的可靠性,MPLS快速重路由技术借助MPLS流量工程的能力,为主标签交换路径(LSP)提供快速保护倒换能力。由于预先或简单动态建立了本地备份路径,主路径不会受链路或节点故障的影响,当故障发生后,检测到链路或节点故障的设备就可以快速将数据流量从故障链路切换到备份路径上,从而最大程度减少数据丢失。本文主要是基于MPLS流量工程快速重路由技术的研究。首先介绍了MPLS流量工程和国内外研究快速重路由问题的现状,为研究MPLS流量工程快速重路由提供了理论的基础。接下来论文在对两种标准的快速重路由分析的基础上,提出了一种新的局部路径的快速重路由模型。通过对资源预留协议(RSVP)Hello消息的扩展,定义了新的Target Hello消息,使之用于指定局部路径的检测,可以快速检测MPLS隧道上任意节点之间的故障,进而可以实现局部路径的保护。相对于局部保护,突破了保护单链路或单节点的局限,有效的减少了备份隧道的数目,节约大量带宽资源。论文中的另一个重点是设计并实现了一种分布式快速重路由的方案,提高了路由器的故障保护水平。该方案在理论上使用了Facility方式的多重备份隧道,满足一条备份隧道保护多条主隧道和一条主隧道被多条备份隧道保护的要求,可用来部署链路保护、节点保护以及局部路径保护。在机制上,采用主控卡集中处理RSVP消息和事件,维护主隧道和备份隧道,各线卡实现分布式并行快速探测和故障切换,达到毫秒级的保护效果。测试结果表明,部署这种分布式快速重路由后,故障恢复时间和丢包率显著减少,网络性能有明显的提高。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
第1章绪论  11-16
  1.1 课题背景  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-13
  1.3 项目背景和研究内容  13-14
  1.4 本文的组织结构  14-16
第2章流量工程及MPLS技术  16-25
  2.1 流量工程技术简介  16-17
    2.1.1 流量工程背景  16
    2.1.2 流量工程的问题  16-17
  2.2 多协议标签交换技术  17-18
  2.3 MPLS流量工程的体系结构  18-19
  2.4 RSVP-TE协议  19-24
    2.4.1 RSVP-TE协议的工作过程  20-22
    2.4.2 RSVP-TE协议的扩展  22-23
    2.4.3 RSVP-TE高可靠性机制  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第3章 MPLS-TE快速重路由及其分析  25-34
  3.1 MPLS-TE快速重路由简介  25
  3.2 快速重路由术语  25-26
  3.3 RSVP-TE支持FRR的扩展  26-27
  3.4 MPLS-TE快速重路由的保护方式  27-30
    3.4.1 Detour快速重路由  27-28
    3.4.2 Facility快速重路由  28-30
    3.4.3 N: M保护方式快速重路由  30
  3.5 DETOUR和FACILITY保护机制的分析  30-33
    3.5.1 控制平面的原理分析  30-31
    3.5.2 转发平面的原理分析  31-32
    3.5.3 两种保护机制的兼容性  32-33
  3.6 本章小结  33-34
第4章一种新的局部路径保护模型  34-44
  4.1 引言  34-35
  4.2 现有的几种MPLS故障路径保护模型  35-36
  4.3 局部路径保护思路  36-38
  4.4 RSVP-TE HELLO消息的改进  38-41
    4.4.1 标准Hello消息  38
    4.4.2 Target Hello消息格式及说明  38-40
    4.4.3 Target Hello消息处理过程  40-41
  4.5 局部路径保护方案的算法描述  41-43
  4.6 MPLS网络保护恢复技术的比较  43
  4.7 本章小结  43-44
第5章基于分布式路由器的快速重路由实现  44-69
  5.1 分布式路由器简要介绍  44-45
  5.2 RSVP-TE协议模块设计  45-48
    5.2.1 RSVP-TE模块在软件系统中的位置  45-46
    5.2.2 RSVP-TE的子模块划分及功能  46-48
  5.3 FACILITY快速重路由模块方案设计  48-68
    5.3.1 Facility FRR模块内部结构  48-49
    5.3.2 实现分布式 FRR关键问题分析  49-50
    5.3.3 分布式快速重路由设计原理  50-53
    5.3.4 快速重路由行为设计  53-62
    5.3.5 主要数据结构  62-64
    5.3.6 关键流程伪代码描述  64-68
  5.4 本章小节  68-69
第6章功能测试和性能测试  69-77
  6.1 测试方案  69-70
    6.1.1 测试环境  69-70
    6.1.2 测试配置  70
  6.2 功能测试  70-73
    6.2.1 测试步骤  70-71
    6.2.2 测试结果  71-73
  6.3 性能测试  73-76
    6.3.1 节点保护  73
    6.3.2 链路保护  73-74
    6.3.3 局部路径保护  74-75
    6.3.4 三种保护的性能分析  75-76
  6.4 本章小节  76-77
结论与进一步的研究展望  77-79
致谢  79-80
参考文献  80-84
攻读硕士期间发表的论文及研究成果  84

MPLS流量工程快速重路由的研究与应用

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