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基于SDN的域间多路径路由协议的研究与实现

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表目录

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.2.1 基于传统网络架构的多路径协议

1.2.2 基于SDN的大规模数据传输

1.2.3 研究现状小结

1.3 研究目标

1.4 研究内容

1.5 论文组织结构

第2章 基于SDN的域间多路径路由协议模型

2.1 研究思路

2.2 路由协议模型

2.2.1 路由协议模型控制层

2.2.2 路由协议模型数据层

2.3 多路径传输处理流程

2.4 本章小结

第3章 基于SDN的域间多路径路由协议消息

3.1 研究思路

3.2 路由协议交互时序分析

3.2.1 参数协商阶段

3.2.2 通信阶段

3.2.3 关闭阶段

3.2.4 交互实例分析

3.3 路由协议消息介绍

3.3.1 open消息

3.3.2 keepAlive消息

3.3.3 updateNIB消息

3.3.4 updateRIB消息

3.4 本章小结

第4章 基于SDN的域间多路径路由选路算法

4.1 研究思路

4.2 多路径选择策略

4.3 路径权重的计算

4.4 路由选路算法

4.4.1 最优路径算法

4.4.2 多路径选路算法

4.4.3 路由更新算法

4.4.4 默认流表

4.5 实验分析

4.5.1 实验环境

4.5.2 仿真实验一:传输相同数据规模,比较各路径组合传输时间

4.5.3 仿真实验二:同等时间下,比较各路径组合数据传输总量

4.6 本章小节

第5章 基于SDN的域间多路径路由协议原型系统

5.1 开发环境

5.1.1 硬件环境

5.1.2 软件环境

5.2 原型系统实现

5.2.1 后台系统实现

5.2.2 前端系统实现

5.3 原型系统实验

5.3.1 连通性实验

5.3.2 多路径实验

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间参与的项目及发表的论文

作者简介

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摘要

随着互联网技术的发展,互联网中数据传输的规模迅速增长。现有的大规模数据跨域传输大多是基于边界网关协议(Border Gateway Protocol,BGP)的,BGP作为域间单路径路由协议存在数据传输可靠性差,传输效率低等问题。而现有的域间多路径协议的路径多样性差,路径收敛时间长,且缺乏灵活的控制手段。
  软件定义网络(Software Defined Network,SDN)技术的产生,为解决上述问题提供了新的技术支持。但是现有的基于SDN的大规模数据跨域传输的解决方案大多是建立在BGP的基础之上,仍不能有效的解决BGP固有的问题,如路径多样性差,收敛速度慢等。
  因此,本硕士论文针对目前大规模数据跨域传输存在的问题,提出了基于SDN的域间多路径协议,主要工作包括以下几个方面:
  (1)基于SDN的域间多路径路由协议模型。为提升大规模数据跨域传输控制的灵活性,解放复杂协议策略对于底层传输设备的性能要求,将SDN思想引入到域间路由协议中,并从系统的可扩展性,域间路由路径多样性角度出发,设计了基于SDN的域间多路径路由协议模型,确立路由协议模型中的协议实体、协议交互流程,为进一步设计路由协议消息和路由选路算法提供基础;
  (2)基于SDN的域间多路径路由协议消息。在完成路由协议模型设计的基础上,从丰富路径多样性的角度出发,研究具体的协议交互流程,设计协议消息间的时序关系、路由协议消息格式,以及路由协议消息处理流程,完成路由协议消息的具体设计,实现全局网络拓扑的获取,为域间路由路径的计算提供基础;
  (3)基于SDN的域间多路径路由选路算法。在1、2完成的基础上,设计基于SDN的域间多路径路由选路算法,构建全局网络拓扑,计算多条域间路由路径。通过域间多路径同时传输的方式,提高网络资源利用率,提升大规模数据跨域传输的传输效率。
  综上所述,本论文对大规模数据跨域传输进行了深入研究,提出了基于SDN的域间多路径路由协议,分别从路由协议模型,路由协议消息,以及路由选路算法三个方面详细介绍了SIMRP路由协议,并通过一系列的仿真实验及实验平台实验,验证了本论文取得成果的可行性和有效性。

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