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支持故障恢复的多目标约束路由算法研究

周佳  
【摘要】:在互联网新的服务模式下,业务对服务质量提出了更高的要求,这使得业务的路径选择不仅需要同时考虑多个QoS约束条件,还需要保证网络资源的优化使用,传统的路由策略已经无法有效满足用户的需求。约束路由的提出为QoS体制的实现带来新的契机,但是还有许多亟待解决的问题。 本文在研究约束路由算法现状的基础上,结合国家863目标导向类项目“快速自愈路由协议与试验系统”,分析了现有算法存在的问题,针对存在的问题提出了支持多模式保护切换的路径资源优化算法。该算法在满足多约束的条件下,根据业务类型动态选择优化路径,能够更好地分配带宽资源;当网络出现故障时,该算法提高了故障恢复的灵活性和有效性。 本文的主要工作包含以下几个方面: 提出了一个基于分组调度的网络模型,该模型将节点的分组调度方式与物理链路有机结合,并将可用资源、流整形和资源调度方式等因素与QoS度量参数结合。该模型更好地反映了网络的基本能力,是提高约束路由算法性能的前提和基础。 基于分组调度的网络模型,结合多目标规划的数学模型,提出了多目标路径资源优化算法MOPRO,该算法将QoS参数归一化表示,根据QoS请求的业务特性,选择相应的归一化公式动态计算路径,更好地保证了多业务的QoS需求,实现了路由过程的合理性和有效性。同时,该算法在路径选择过程中,分配缓存和带宽两种资源,在优化多个性能指标、找到优化路径的同时,隐性地实现了网络负载均衡,提高了网络资源的利用率。 多目标路径资源优化算法只是解决考虑分组调度方式约束路由的一般方法,该算法的实现依赖于具体的分组调度方式。本文结合WF2Q分组调度方式提出了基于WF2Q的路径资源优化算法,分析了该算法的计算复杂度并通过仿真验证了算法的有效性。 为了提高故障恢复的灵活性和有效性,提出了多模式保护切换的故障恢复方法。该方法将业务类型和多个反映路径特性的QoS参数结合,为工作路径选择合适的保护切换方式。并将该方法与多目标路径资源优化算法相结合,提出了支持多模式保护切换的路径资源优化算法,该算法同时计算工作路径和备份路径,实现了故障恢复和路径选择的有机结合,保证了QoS的一致性。 基于NS2中的MNS模块实现了支持多模式保护切换的路径资源优化算法,仿真结果表明该算法在路径优化选择、资源合理分配和故障有效处理方面具有一定的优势。


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