IP網(wǎng)絡中故障快速恢復技術的研究.pdf

1、如今,網(wǎng)絡已經(jīng)融入到人們?nèi)粘９ぷ魃畹姆椒矫婷?隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展,諸如網(wǎng)絡語音電話、在線游戲、電子商務、視頻點播等實時應用業(yè)務不斷涌現(xiàn),對于網(wǎng)絡故障恢復時間提出了更高的要求。而傳統(tǒng)路由協(xié)議雖然可以解決幾乎所有類型的故障,但其恢復時間過長,在重收斂完成前可能會出現(xiàn)丟包、延遲、環(huán)路、擁塞等一系列問題,已經(jīng)不能滿足實時應用業(yè)務的要求。因此,本文將研究IP網(wǎng)絡中的故障快速恢復技術。
　　 現(xiàn)有的故障恢復方法主要可分為反應式技術和先應

2、式技術兩種,后者相比前者能夠明顯縮短網(wǎng)絡延遲時間,減少丟包率,尤其適合用于解決頻繁發(fā)生的短暫性故障,因而更具實用價值。本文主要研究的也是基于先應式技術的故障快速恢復算法。論文的主要工作包含以下幾個方面:
　　 1.對先應式故障恢復技術進行了研究與探討,提出一種針對網(wǎng)絡單故障的快速恢復改進方法——IBP算法。該算法比較故障前后網(wǎng)絡狀態(tài)的變化,即故障組件總是將網(wǎng)絡拓撲的最短路徑樹分割成多個互不連通的部分樹,而能將這些部分樹重新連通的

3、可用路徑就是算法生成的備份路徑,隨后還給出了備份路徑的無環(huán)路證明。仿真結(jié)果表明IBP算法得到的備份路徑平均長度要優(yōu)于現(xiàn)有算法,與最短路徑長度相差也較小,而且明顯減少了故障恢復過程中的丟包數(shù),同時算法的收斂性也可以得到保證,因而較適合應用于大規(guī)模的網(wǎng)絡環(huán)境中。
　　 2.深入分析了網(wǎng)絡故障恢復后可能出現(xiàn)的流量分配不均衡,導致鏈路擁塞的問題,并提出一種負載均衡方法,即建立網(wǎng)絡流量矩陣和目標函數(shù),借助遺傳算法求解一組近似最優(yōu)的鏈路權(quán)值

4、。通過優(yōu)化權(quán)值來合理分配業(yè)務流量,并與先應式故障恢復算法結(jié)合使用,既可實現(xiàn)單故障時的快速恢復,又能夠有效避免擁塞,增強了故障恢復算法的可行性。
　　 3.研究了網(wǎng)絡多故障情形下的兩種快速恢復方法:RRL算法和MRC算法,并提出了一種基于最小生成樹的改進算法。主要是通過給定一組合適的鏈路權(quán)值生成網(wǎng)絡原始拓撲的最小生成樹,從而產(chǎn)生第一個備份拓撲,再對其中的某些鏈路權(quán)值進行適當調(diào)整,以盡可能多的孤立出剩余的鏈路和節(jié)點,如此循環(huán),最終生