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多下一跳路由算法研究

作　者: 黄健美
导　师: 张兴明
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 路由算法 多下一跳路由 节点势能 搜索序列定势 分级评估响应算法
分类号: TN915.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


当前因特网域内路由广泛采用的单下一跳路由算法,易造成传输路径集中,网络资源浪费,并且故障恢复速度较慢。多下一跳路由技术实现了多下一跳并行转发,能充分利用网络资源,有效减少拥塞,提升网络性能。本论文依托国家863探索导向类课题“一种基于节点势能导向的多路由产生机制”,在不改变现有网络工作模式的前提下,提出了一种基于最短路径搜索序列定势的多下一跳路由算法。论文主要内容如下:1.分析了已有的两类典型多下一跳路由算法——SP(Shortest Path)机制和st编号机制。SP根据最优距离确定可行下一跳,未能充分挖掘网络冗余资源;st源于数学中的图论,依据网络拓扑规划路由,未考虑路由属性,所得路由性能不佳。通过对两类算法的分析,为后文的算法设计提供了研究思路。2.结合课题中的势能思想,借鉴两类算法提出了基于最短路径搜索序列定势的多下一跳路由算法——D-SSPA(Dijkstra-Search Sequence Potential Algorithm)。由目的节点执行Dijkstra搜索算法完成对网络中所有节点的定势,邻居节点间依据其序号值即势能赋值大小,按照从高势能节点流向低势能节点的约定规范链路传输方向,从而完成整个网络的路由规划。仿真结果表明,该算法充分挖掘了网络的冗余资源,生成的路由图优于SP和st,节点和链路负载均衡度均有提高,而且能获得更高的网络吞吐量和更低的丢包率。3.提出一种针对多下一跳路由机制下单链路故障的分级评估响应算法——HERA (Hierarchical Evaluation Response Algorithm)。该算法对故障进行分级评估,将故障处理分为本节点收敛、上游节点收敛和全网收敛,从而将故障的影响范围尽可能控制在局部。通过对不同连接度的网络进行仿真,结果表明,相比全网收敛机制,HERA缩短了收敛时间,有效增强了网络的稳定性。在MCI网络的单链路故障下,将HERA加载于D-SSPA、SP和st,得到D-SSPA的收敛时间平均比SP缩短了21.7%,比st缩短了9.5%。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第一章 绪论  11-16
  1.1 课题研究背景  11
  1.2 当前研究现状  11-14
    1.2.1 单径路由  11-12
    1.2.2 多径路由  12-13
    1.2.3 多下一跳路由的应用  13-14
  1.3 论文的主要内容和章节安排  14-16
    1.3.1 论文的主要内容  14-15
    1.3.2 章节安排  15-16
第二章 多下一跳路由算法分析  16-24
  2.1 引言  16
  2.2 多下一跳路由算法设计分析  16
  2.3 常用多下一跳路由算法  16-23
    2.3.1 基于SP 机制的多下一跳路由算法  17-18
    2.3.2 基于st 编号的多下一跳路由算法  18-19
    2.3.3 两类算法存在的不足  19
    2.3.4 两类算法的性能比较  19-23
  2.4 本章小结  23-24
第三章 基于搜索序列定势的多下一跳路由算法D-SSPA  24-36
  3.1 引言  24
  3.2 相关概念  24-27
    3.2.1 网络模型  24-25
    3.2.2 势能思想  25-27
  3.3 D-SSPA 算法  27-34
    3.3.1 算法基本思想  27
    3.3.2 算法描述  27-31
    3.3.3 可行性论证  31-32
    3.3.4 算法实例  32-34
    3.3.5 算法的协议实现  34
  3.4 算法分析  34-35
    3.4.1 复杂度分析  34-35
    3.4.2 下一跳数目分析  35
  3.5 本章小结  35-36
第四章 多下一跳路由故障分级评估响应算法HERA  36-44
  4.1 引言  36-37
  4.2 相关研究现状  37-38
    4.2.1 被动式故障恢复  37
    4.2.2 主动式故障恢复  37-38
  4.3 分级评估响应算法  38-40
    4.3.1 多下一跳机制下的故障处理特点分析  38
    4.3.2 算法描述  38-40
    4.3.3 可行性分析  40
  4.4 算法分析  40-43
    4.4.1 消息复杂度  40-41
    4.4.2 仿真分析  41-43
  4.5 本章小结  43-44
第五章 网络仿真与算法性能评估  44-52
  5.1 SSFNet 仿真软件  44
  5.2 算法传输性能分析  44-50
    5.2.1 仿真拓扑结构  44-45
    5.2.2 性能分析  45-50
  5.3 算法收敛性能分析  50-51
    5.3.1 仿真参数  50
    5.3.2 仿真结果与分析  50-51
  5.4 本章小结  51-52
结束语  52-54
参考文献  54-57
作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作  57-58
致谢  58

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信网 > 一般性问题 > 通信网结构与设计
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