孔祥彬[1]2017年在《软件定义联网的路由选择技术研究》文中进行了进一步梳理随着IP网络新兴业务的快速发展,人们对服务质量的要求越来越高,但现有的IP网络采用分布式路由控制机制,较难实现网络资源的动态分配。软件定义联网(SDN)作为一种新型的网络体系结构,实现了网络控制与数据转发的分离,其集中式的路由控制机制更容易为业务流选择具有服务质量(QoS)约束的路由,因此,研究SDN的路由选择技术具有重要的理论意义和应用价值。论文通过分析SDN的网络结构特点和OpenFlow协议特性,对比IP网络路由选择技术与SDN的路由选择技术的区别,总结出SDN的网络实现QoS路由选择技术的优势,并设计了基于SDN网络的具有QoS约束的路由选择方案;针对IP网络链路信息不准确及算法复杂度较高等问题,本文使用OpenFlow协议并采用主动的方式实时采集网络链路上的流量信息;此外,为了简化QoS路由算法的复杂度,本文设计和仿真实现了一种基于Dijkstra算法的具有QoS约束的路由选择算法,该算法根据全局网络拓扑及链路代价为业务流选择具有QoS约束的路由。论文在开源实验平台Floodlight控制器上对SDN网络链路上的已用带宽进行测试,测试结果表明可以较为准确地获取链路带宽状态;对SDN网络中具有QoS约束的路由算法的有效性进行了仿真实验,实验结果表明:QoS路由算法能根据业务流类型,为业务流提供具有QoS约束的路由。
范庆辉[2]2005年在《改进的蚁群算法在TCP/IP路由选择中的应用》文中进行了进一步梳理路由选择是 TCP/IP(Internet)网运行的核心问题,合理高效的路由选择方式不仅可以保障全网的正常运行,还能够提高网络的接通率,而将Internet 网的接通率提高,既可以尽量避免交换机不堪重负甚至崩溃的情况,又能降低网络的运营成本。提高网络的接通率相当大的程度上依赖于路由选择策略的改变。随着 Internet 规模的扩大,TCP/IP 网的动态路由选择问题变得越来越重要。本文主要的介绍了以下四个方面:(1)详细的介绍了 TCP/IP 路由原理、QoS 路由算法及其它路由选择算法。(2)在介绍了蚁群算法的搜索解的基本原理、蚁群算法参数选取的基本理论、蚁群算法的研究近况及蚁群算法的优缺点后,针对蚁群算法存在计算时间长、易陷入局部最优的缺陷,提出了两种改进算法——邻域搜索蚁群算法和改进的自适应蚁群算法。(3)为了验证改进的自适应蚁群算法的有效性,我们使用改进的自适应蚁群算法求解了 51 个城市的 TSP 问题和 29 个节点的 TCP/IP 网络的 VC路由选择问题。(4)针对常用的路由选择算法只能有效的计算某个路由参数最小的路由,不能计算出对多个路由参数进行限制的 QoS 路由的缺点,使用改进的自适应蚁群算法设计了一种对时延、带宽、丢包率及时延抖动进行限制,并保证费用最小的 QoS 路由选择算法。
王佳佳[3]2010年在《全IP融合网络中的服务质量相关技术研究》文中指出满足所承载业务的服务质量(QoS),使任何用户随时随地都能获得具有QoS保障的服务,是网络的设计目标之一。伴随着移动通信网络的宽带化和宽带无线网络的移动化进程,基于全IP的异构网络共存和融合已成为下一代无线网络的重要特征。全IP融合网络环境下,多种网络技术并存,各种网络有不同的传输速率、信道特性、系统容量、资源状况、QoS分类、资源预留方式等,不同网络对业务的承载能力和方式不同,如何在业务接入,业务端到端建立和维护以及移动环境达到业务高QoS要求,满足下一代异构网络多样性和服务高质量要求,成为无线异构网络无缝集成的关键。本文首先对无线网络的发展和演进进行了总结,并分析了未来网络的全IP化融合趋势,之后对QoS的定义和分类进行介绍,并详细阐述了当前移动通信网络和IP网络的服务质量保障相关技术,在此基础上,从端到端、接入和移动等方面对全IP融合网络中所面临的QoS问题进行分析、整理和归纳。在端到端QoS保障方面,本文提出了基于策略和下一代信令的端到端QoS保障框架,详细设计了框架内的域内纵向管理控制策略和域间横向信令交互流程；基于所提出的框架,提出了基于最小均方误差的端到端SLA协商算法,根据实际的端到端性能,自适应调整业务在端到端路径上不同网络域能够承诺的服务等级。仿真结果验证了所提出的方案能够自适应调整业务等级,实现不同网络域之间的SLA协商,满足业务通过端到端路径的QoS需求。在业务接入方面,本文提出了异构融合网络环境下的分级联合接纳控制机制(HJCAC, Hierarchical Joint Call Admission Control),在网络侧分别构建本地接纳控制实体和分级联合接纳控制实体,并协同终端共同为业务作出接纳判决和最优接入网络选择。仿真结果证明所提出方案能够在不改变各个网络已有的接纳控制策略的基础上,统一各个网络资源,轻负载时能有效提高业务接纳率10.96%,重负载时仍能提高4.71%；之后,本文提出了自适应接入模式选择算法。终端根据实时监测的网络特性,自适应选择以多跳模式或蜂窝集中模式接入网络,仿真结果表明该算法能够为业务选择合适的模式接入网络,在提高吞吐量同时,维持不同终端之间的公平性。在移动场景下,为解决传统QoS信令机制在移动时的双重预留问题,本文提出了具有移动性感知的QoS信令机制(QNFH,QoSNSLP with FHMIPv6)。所提出方案结合FHMIPv6和NSIS,利用L2检测提前触发叁层FHMIPv6,进而触发上层QoS NSLP的提前预留,切换动作完成后,只需对提前预留路径上的无状态预留进行激活。仿真结果表明,相比于FHMIPv6和NSIS协议独立的方案,对于C-Mode模式,新旧路径上的公共部分跳数每增加1跳,所提出方案能够减少切换前后的预留重建时延约1.06ms,并减少信令重建开销约1.87%；对于D-Mode模式,新旧路径上的公共部分跳数每增加1跳,所提出方案能够减少切换前后的预留重建时延约0.98ms,并减少信令重建开销约1.09%。针对路由算法收敛慢和网络环境变化快的矛盾,本文还提出了基于位置信息的智能QoS路由机制,该机制采用蚁群算法,在禁忌表确定阶段添加位置判决函数用于减小算法搜索范围,同时在启发函数内添加位置相关信息和QoS需求信息,使得算法尽可能向最优解逼近。仿真结果验证了所提出算法能够保证在不影响最优寻路效果的同时,提高算法的收敛速度平均达36.96%。本文最后对全文进行了总结,指出了论文工作的不足,并为下一步的研究提出了若干建议。
杜莉娜[4]2004年在《基于IP网络的QoS路由算法研究》文中指出随着网络和多媒体技术的不断发展，当前可以提供实时数据特别是多媒体数据传输服务的分布式多媒体网络已经成为网络发展的一个重要方向。为了实现这一目标，如何在现有的Internet中引入服务质量(QoS)就成为网络服务中的一个重要课题。 本论文首先介绍了课题研究背景和QoS路由算法的基本概念和相关知识，并对当今已有QoSR算法进行了分类总结；随后，本论文提出了一组基于网络服务品质的单播路由算法。在对传统的Dijkstra算法深入分析的基础上，提出了利用基于k叉堆的优先级队列对算法进行改进的思想，从理论上证明了当k值取为4时可达到最优性，设计了基于四叉堆优先级队列及邻接表的改进型Dijkstra最短路径算法，将Dijkstra算法复杂度降为O(nlogn)可使网络Dijkstra算法性能达到最优；在这组单播QoS路由算法中，引用了基于四叉堆优先级队列及邻接表的改进型Dijkstra最短路径算法，并且均使用基于网络分组调度 太原理工大学硕士研究生学位论文机制WFQ的延迟和带宽相祸合的分析模型，基于该模型，改造了传统最小跳数和最短延迟的两类路由算法以支持实时通信的服务品质要求。此外，还给出了两种新的服务品质路由算法，它们是多路径第K条最短延迟路由算法以及组合带宽和跳数的最大能量路由算法。仿真实验表明，四种算法尤其是后两种算法在满足用户带宽、延迟服务要求以及增加网络资源使用效率等方面各有特色。最后进行了总结和展望，指出了该领域中需要进一步研究的热点问题。
张亮[5]2011年在《多业务IP网络流量控制和动态路由算法研究》文中研究指明近年来,随着互联网的不断发展,Internet已由单一的数据传输网向多业务承载网演进。以前那种以e-mail、文件传输为主的单纯的数据传输业务已远远不能满足用户的需求,一些实时应用如视频点播、IP电话、远程教学不断涌现。这些实时业务的最大特点就是对时延和抖动非常敏感。然而,传统的IP网络采用尽力而为的方式进行无差别包转发,对延迟、抖动和丢包率等影响网络性能的指标也缺乏保障措施。因此,如何为用户提供有区别的端到端QoS保证成为业界研究的热点问题之一。本文首先对现有的IP网络QoS模型进行介绍,分析了它们的基本原理和特点,通过对这几种模型的分析发现,在实际应用中,单个模型都不能提供很好的QoS保证。为了寻求解决方案,本文将IntServ, DiffServ和MPLS在实际网络中结合起来,相互协作,给出了一种改进的端到端混合QoS模型,并给出了其具体实现方法,完成不同模型之间的业务映射。该模型不仅保留了单个模型的优点,同时为用户提供了可靠的端到端QoS保证,而且具有非常好的扩展性和鲁棒性。其次探讨了边缘网络业务流的流量控制模型,基于网络演算对实时业务流的服务曲线进行分析比较,给出了实时业务流端到端的最大时延表述,使用改进的服务曲线为更多用户预留合理的网络资源。通过比较E-LSP和L-LSP两种标签分发方式,更改标签封装定义,采用延长E-LSP来解决局限性和可扩展性的问题。最后我们给出一种基于MPLS网络的QoS动态路由算法CPRA (Criticality and Probability Routing Algorithm),并通过MATLAB仿真对几种动态路由算法进行了分析比较,验证了CPRA算法均衡负载方面的有效性。
王兆伟[6]2012年在《基于端口的分组交换技术及QoS路由研究》文中认为互联网是当前最成功的计算机网络,其发展规模越来越大,承载业务应用种类也越来越多,IP网作为互联网体系结构的核心,在互联网发展过程中承担的任务也越来越重。在保证服务质量和考虑绿色节能的条件下,高速传输语音、图像、视频等多媒体数据成为对IP网基本要求,但是IP网的缺陷使得上述要求难以满足。例如,交换设备需要维护和查找大量的动态路由信息,限制了交换设备的快速交换转发能力,也导致交换设备结构复杂、能耗高；IP地址具有“身份”、“定位”和“转发”的多重功能,导致IP网的路由可扩展性差,也给实现显式路由等造成障碍；IP网的初始设计只提供尽力而为的传输服务,不能保证分组流的QoS需求。针对上述问题,未来互联网的研究已经得到广泛的关注。IP网在逻辑上可以分为两个功能面：控制面和数据面。本文重点研究数据面的快速交换转发技术和控制面的QoS路由协议：在数据面提出一种用于分组交换转发的地址编码,其实现分组转发的方式简单、快速、有效；在控制面提出适合新分组交换技术的QoS路由控制机制。本文的贡献和创新点包括以下几个方面：1.针对IP网络分组交换转发过程中查表操作复杂的问题,在网络层数据面提出一种基于节点端口(Port/Interface)的转发地址编码方法——向量地址(VA, Vector Address)及其交换转发分组的方式——向量交换(VS, Vector Switching,)。向量地址携带分组传送路径上所有节点的短小、变长的输出端口信息,使分组转发避免了路由表查询操作。VS面向连接,易于与显式路由等QoS控制协议模型配合；向量地址不受地址规划策略限制,且具有无限可扩展性；向量地址不可穷举,而且对于中间节点而言不可解读,能够隐藏分组源、目的控制面节点标识,具有安全性。2.基于VS,设计并实现了一种核心传输网络的改进架构——向量标签交换(VLS, Vector Label Switching)网络。本文提出了实现VLS网络的方案,控制面使用现有路由协议,完全由路由器通用CPU承担；在数据面,线卡不再需要转发表,省掉查表操作。针对数据面的理论分析及仿真实验评估结果表明VLS实现快速高效分组交换转发的同时,降低了数据面的实现复杂度和能耗。3.在控制面,针对域内QoS路由问题,提出一种基于向量标签交换网络的流量工程模型。该模型利用RSVP-TE(Resource ReSerVation Protocol-Traffic Engineering)协议在VLS网络中实现显式路由,是一种支持区分服务的流量工程模型(DS-TE, DiffServ-aware Traffic Engineering)。本文给出了实现该DS-TE的具体方案,包括VLS内支持DS-TE的路由器结构设计、RSVP-TE信令建立路径和分发端口号的过程、接纳控制算法、链路带宽约束模型和带宽抢占算法等等。仿真实验证明了DS-TE模型在VLS网络中能够充分利用整个网络资源,保证高服务级别流量的端到端延时、抖动和分组丢失率等QoS性能,同时提供了较高的网络流通量。VLS网络能够以较低的代价实现QoS传输服务。4.将VS应用于全光交换网络,提出一种新的光标签分组交换方式——光编码向量地址标签交换(OCVA-labeled Switching, Optical Code-based VA labeled Switching)。OCVA-labeled交换以光码标识节点端口,以VS方式转发分组。OCVA-labeled交换省略了中间交换节中的光编码器,降低了转发模块复杂度及硬件成本。另外,OCVA-labeled交换消除了网络扩展对大容量光码组的依赖,降低了码间干扰,提高了光标签识别率。性能分析结果表明,OCVA-labeled交换降低了分组头部处理延时,提高了光码标签识别率,降低了网络分组丢失率。
赵宇飞[7]2012年在《IP网络管理系统中QoS控制模块的设计与实现》文中研究说明随着IP网络的飞速发展和普及,带给企业、家庭、个人更多高效、便捷服务的同时,也承载了越来越多的业务,VoIP、视频会议、远程控制等多媒体业务逐渐成为业务发展的主流。尽管网络带宽在不断增加,网络业务的多样性以及网络流量爆发式的增长,使得网络无法满足现有业务对网络资源的需求,使得报文在网络传输中经常发生丢包、出错、时延过大等现象,无限的扩容不能从根本上解决网络问题,实施QoS方案才是解决问题的关键。本文针对IP网络的问题,对现有的理论方法进行了研究,基于区分服务模型及资源预留的思想,设计并实现了网络管理系统下的QoS控制模块。该模块支持实时制定QoS策略,有效保证关键业务的服务质量,同时支持基于业务组合的应用场景的切换控制,使得网络资源得到了合理地规划和利用。此外,针对控制机制中的QoS路由算法进行研究,应用遗传算法寻找满足多个约束条件的路由,并对其中的遗传算子进行改进以优化算法。同时,在QOS控制模块中,引入多约束路由选择机制,并且将找出的路由设置为最高优先级,保证端到端的QoS策略部署。
姚婕[8]2005年在《面向流量工程的约束路由的研究和实现》文中认为随着Web和多媒体应用的迅速增长,网络业务流量呈几何趋势递增,这对传统的尽力而为的路由转发机制提出了严峻的挑战。当前的路由协议仅基于最短路径或最小跳数来为业务流选择传输通路,不考虑应用需求以及网络的动态特性,导致网络资源利用率低,且网络拥塞频繁。因此如何保证服务质量以及优化网络性能成为一个关键课题。为了提高网络资源利用率,减少网络拥塞以及增强网络性能,流量工程应运而生。它通过将业务流合理地映射网络的物理拓扑上,从而满足业务流需求、最大化网络吞吐量以及优化网络性能。运用约束路由技术的选路控制是实现流量工程的关键手段之一。本论文着重研究了约束路由、流量工程以及相关技术。通过扩展OSPF协议、结合约束路由、MPLS和RSVP技术实现流量工程。我们设计和实现了原型系统,并进行了有针对性的测试和分析。本论文主要包括以下几个方面:分析当前路由交换系统的问题所在,引入流量工程和约束路由。探讨了流量工程相关机制和技术的发展,并分析了现有支持流量工程的路由技术,将它们划分为基于IP网络和基于MPLS网络两大类。在阐述这些路由技术本身机制的基础上,对各自特点进行分析、比较和总结。对约束路由的内涵进行了探讨,深入研究了QoS路由和策略路由两个组成部分以及两者的关系。为使约束路由实现流量工程,我们提出了动态调整链路代价、GMSP算法和“最小化链路最大利用率”数学规划模型,并设计了面向流量工程约束路由的实现模型。探讨了OSPF协议的内部机制,在此基础上实现了OSPF-TE,其中包括TE-LSA的生成、分发和解析以及流量工程数据库,这是约束路由的信息来源。运用动态调整链路代价和GMSP算法,扩展最小生成树算法实现在线约束路由;运用“最小化链路最大利用率”数学规划模型,实现离线约束路由;运用Linux策略路由机制,实现策略路由。在线约束路由、离线约束路由和策略路由叁者的结合构成约束路由。深入研究了MPLS协议机制和RSVP技术,并实现了两者的结合,从而运用RSVP进行标记分发,将约束路由计算的路径映射为LSP隧道,并沿LSP隧道传输数据流。设计和实现了面向流量工程的约束路由的原型系统,并从系统开销、功能和性能叁个方面对系统进行了有针对性的测试,结果表明原型系统的功能和性能均优于传统路由交换系统,实现了流量工程,达到了设计目标。
马钰璐, 程时端[9]2000年在《宽带IP网络的QoS路由:框架和问题》文中研究指明宽带IP网络中 ,对于IP电话和视频会议等有QoS要求的应用 ,网络和用户要达成某种QoS合约 ,网络要依据合约按着一定的路由策略选择可行路径、建立连接并预留相应资源。针对此问题 ,主要从QoS路由策略、QoS合约的优化与约束条件出发 ,概述了IP网络QoS路由的框架体系 ,并指出需要迫切解决的一些问题。
邹玲, 石坚[10]2002年在《现代IP网络QoS路由技术》文中进行了进一步梳理1.引言无线通信和个人通信系统的发展,使网络的接入方式多样化。未来的互联网络将向由固定网络(有线网)、基础结构移动网络(如蜂窝无线网)和非基础结构无线网络(如 Ad Hoc网,简称自组网)组成的综合网络发展。为保证此综合服务系统端到端的服务质量(QoS),实现用户的“无缝”通信,是未来综合网络一个具有挑战性的领域,其中解决不同类型网络的QoS路由问题以及异构网络间路由互操作性问题是一个研究重点。近年来,国内外学者在有线网QoS路由方面做了大量的工作,而涉及无线/移动网方面的论文很少。本文将以QoS路由算法为主线,根据有线网和无线网中存在的问题,阐述QoS路由技术发展的方向。
参考文献：
[1]. 软件定义联网的路由选择技术研究[D]. 孔祥彬. 南京邮电大学. 2017
[2]. 改进的蚁群算法在TCP/IP路由选择中的应用[D]. 范庆辉. 燕山大学. 2005
[3]. 全IP融合网络中的服务质量相关技术研究[D]. 王佳佳. 北京邮电大学. 2010
[4]. 基于IP网络的QoS路由算法研究[D]. 杜莉娜. 太原理工大学. 2004
[5]. 多业务IP网络流量控制和动态路由算法研究[D]. 张亮. 南京邮电大学. 2011
[6]. 基于端口的分组交换技术及QoS路由研究[D]. 王兆伟. 北京交通大学. 2012
[7]. IP网络管理系统中QoS控制模块的设计与实现[D]. 赵宇飞. 北京邮电大学. 2012
[8]. 面向流量工程的约束路由的研究和实现[D]. 姚婕. 东南大学. 2005
[9]. 宽带IP网络的QoS路由:框架和问题[J]. 马钰璐, 程时端. 高技术通讯. 2000
[10]. 现代IP网络QoS路由技术[J]. 邹玲, 石坚. 计算机科学. 2002
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