智慧協(xié)同標識網絡可靠路由關鍵技術研究.pdf

1、現有互聯(lián)網具有“三重綁定”的特征，即服務的“資源和位置”綁定、網絡的“控制和數據”綁定和IP雙重語義的“身份與位置”綁定，導致了網絡機制的靜態(tài)和僵化，無法滿足用戶數量增多和服務規(guī)模擴大的網絡需求，在網絡資源利用率、負載均衡、可擴展性、移動性、安全性等方面存在局限性。智慧協(xié)同標識網絡針對現有互聯(lián)網的上述弊端，采用“三層”、“兩域”的結構模型，將上述“三重綁定”進行分離，實現了對未來信息網絡的“高效”、“海量”、“泛在”的控制和管理，有效降

2、低網絡能耗，提高網絡性能。本文針對智慧協(xié)同標識網絡的可靠路由關鍵技術進行了深入研究，重點研究了多路徑路由算法、超級節(jié)點路由策略、分布式路由管理機制和內容備份路由協(xié)議等路由關鍵技術。論文主要工作包括:
　　1.針對智慧協(xié)同標識網絡的特點，提出了一種多參數的多路徑智慧路由算法。該路由算法在網絡組件層制定了多參數的多路徑路由協(xié)同協(xié)議，通過路由注冊通告消息描述網絡拓撲結構和路徑參數，生成多路徑路由表，對網絡性能參數CPU占用率、往返時延(

3、RTT)、帶寬進行協(xié)同加權計算得到路徑權重值，根據權重值進行流量分配。采用圖論理論建立了網絡流量模型，對該路由算法網絡流量分配進行了分析，并在Mini-Net平臺上對該路由算法進行了開發(fā)和實驗。結果表明，該路由算法能夠實現智慧協(xié)同標識網絡數據的多路徑傳輸功能，根據返時延RTT、帶寬和CPU占用率網絡性能參數動態(tài)分配流量，優(yōu)化了網絡配置，減小了智慧協(xié)同標識網絡的往返時延，提高了網絡吞吐量，實現了負載均衡。
　　2.針對智慧協(xié)同標識網

4、絡節(jié)點具有對等功能的特點，提出了一種超級節(jié)點智慧路由策略。該路由策略是在智慧協(xié)同標識網絡的網絡組件層部署超級節(jié)點，利用超級節(jié)點收集從屬節(jié)點的路由信息，計算出傳輸路徑，形成從屬節(jié)點的轉發(fā)表，將轉發(fā)表發(fā)送給從屬節(jié)點，實現超級節(jié)點對從屬節(jié)點的智慧控制和協(xié)同管理。利用泊松分布模型和概率模型分別對網絡的負載均衡和網絡開銷進行了理論分析，并在Mini-Net平臺上對該路由策略進行了開發(fā)和實驗。結果表明，該路由策略便于負載均衡，減少了網絡冗余，具有良

5、好的魯棒性和可擴展性，以及時延小、CPU占用率低等優(yōu)點。
　　3.針對智慧協(xié)同標識網絡“三層”、“兩域”的結構特點和資源適配層族群行為聚類，利用控制平面與轉發(fā)平面分離思想，提出了一種分布式路由管理機制。該路由管理機制在資源適配層中層次化的部署族群控制器，對網絡路由策略進行層次化的管理，實現了整個網絡路由和內容存儲管理功能。采用分布式哈希算法實現了族群間分布式資源路由管理，利用圖論的模型對分布式路由管理機制進行建模，并在Mini-N

6、et平臺上對該路由管理機制進行開發(fā)和實驗，抓包驗證了信令交互流程。結果表明，該路由管理機制采用路由策略優(yōu)化了網絡結構，降低了時延，提高了網絡性能。
　　4.針對智慧協(xié)同標識網絡路由可靠性問題，研究了智慧協(xié)同標識網絡路由器備份機制和鏈路備份機制。為實現組件層設備的協(xié)同備份，路由器備份機制采用Leach算法選舉備份路由器，給出了路由器備份更新和啟用備份路由器的方法，并采用了虛擬接口的方式以實現主路由器和備份路由器對網路透明。鏈路備份機