本文選題：IP網(wǎng)絡(luò)快速恢復(fù)　切入點(diǎn)：無環(huán)替換　出處：《河南科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：為了解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議故障恢復(fù)時(shí)間過長而加劇網(wǎng)絡(luò)丟包、網(wǎng)絡(luò)擁塞的問題,人們提出了IP網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)式故障快速恢復(fù)技術(shù)。這是一種通過預(yù)計(jì)算的方法得到備份轉(zhuǎn)發(fā)路徑的故障恢復(fù)機(jī)制,這種機(jī)制主要應(yīng)用于故障發(fā)生后和重路由之間的時(shí)間段內(nèi)。在現(xiàn)有的主動(dòng)式故障恢復(fù)算法中,LFA算法計(jì)算復(fù)雜度低,只需要在現(xiàn)有的路由協(xié)議上經(jīng)過簡單的修改就可以實(shí)現(xiàn),因此LFA相較于其他算法更加具有優(yōu)勢。LFA技術(shù)的關(guān)鍵是根據(jù)無環(huán)公式計(jì)算出故障時(shí)用來替換正常節(jié)點(diǎn)的下一跳節(jié)點(diǎn),并且保證到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的流量不形成路由環(huán)路。但是,LFA算法在現(xiàn)階段還存在著一定缺陷。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中并不是所有的節(jié)點(diǎn)都滿足擁有替換節(jié)點(diǎn)的條件,因此該算法并沒有對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)起到完全的保護(hù)作用。此外,在面臨多故障時(shí)LFA算法不能避免形成環(huán)路的問題也將是研究改進(jìn)的重點(diǎn)。本文通過公式推導(dǎo)和證明得出新的無環(huán)替換公式,大量仿真實(shí)驗(yàn)表明新提出的算法在鏈路保護(hù)覆蓋率以及多故障上具有更優(yōu)的效果。本文的主要貢獻(xiàn)如下:1.針對LFA算法故障保護(hù)覆蓋率不理想的問題,首先對LFA算法的無環(huán)替換公式進(jìn)行修改并通過理論推導(dǎo)驗(yàn)證算法的可行性,通過改進(jìn)公式得到改進(jìn)的Modified LFA算法;之后采用與LFA算法相結(jié)合的混合算法Mixed LFA算法,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生故障時(shí)首先采用LFA算法進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),當(dāng)LFA算法不能保護(hù)時(shí)采用Modified LFA算法進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),只有當(dāng)兩種算法都不能保護(hù)時(shí)再選擇丟包;通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,Mixed LFA算法在故障保護(hù)覆蓋率上相較于LFA算法提高了8.89%;2.為解決LFA算法在多故障情況下不能避免形成環(huán)路的問題,本文首先分析了在多故障情況下使用LFA算法形成環(huán)路的原因和條件,得到結(jié)論只有在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間才能形成環(huán)路,在三個(gè)或者三個(gè)以上節(jié)點(diǎn)之間不能形成環(huán)路;根據(jù)得到的結(jié)論對LFA算法在備份路由表創(chuàng)建的步驟進(jìn)行改進(jìn),將LFA算法中互為無環(huán)替換節(jié)點(diǎn)的路由表項(xiàng)標(biāo)記為不可用得到了改進(jìn)的算法I-LFA算法;通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,I-LFA算法能夠解決IP網(wǎng)絡(luò)中的多故障恢復(fù)問題且避免形成路由環(huán)路。
[Abstract]:In order to solve the problem of packet loss and network congestion caused by the long fault recovery time of traditional network protocol, the active fast fault recovery technology of IP network is proposed.This mechanism is used to obtain the recovery mechanism of the backup forwarding path by the method of prediction. This mechanism is mainly used in the time period between the fault and the rerouting.Among the existing active fault recovery algorithms, the LFA algorithm has low computational complexity and can be implemented by simply modifying the existing routing protocols.Therefore, the key of LFA technology is to calculate the next hop node which is used to replace the normal node in the absence of loop formula, and to ensure that the flow to the destination node does not form a routing loop.However, the LFA algorithm still has some defects at the present stage.In the real network environment, not all nodes satisfy the condition of having replacement nodes, so the algorithm does not protect the whole network completely.In addition, the problem that the LFA algorithm can not avoid the formation of loops in the face of multiple faults will also be the focus of research and improvement.In this paper, a new acyclic substitution formula is derived and proved by formula. A large number of simulation experiments show that the proposed algorithm has a better effect on link protection coverage and multiple faults.The main contributions of this paper are as follows: 1.Aiming at the problem that the coverage of fault protection of LFA algorithm is not ideal, this paper first modifies the acyclic replacement formula of LFA algorithm and verifies the feasibility of the algorithm by theoretical derivation, and obtains the improved Modified LFA algorithm by improving the formula.Then the hybrid algorithm Mixed LFA, which is combined with LFA algorithm, is adopted. When the network fails, the LFA algorithm is first used to forward, and the Modified LFA algorithm is used to forward the LFA algorithm when it can not be protected.Only when the two algorithms can not protect, we choose to lose the packet. The simulation results show that the mixed LFA algorithm can improve the fault protection coverage by 8.89% compared with the LFA algorithm.In order to solve the problem that LFA algorithm can not avoid forming loops in multi-fault cases, this paper first analyzes the reasons and conditions of using LFA algorithm to form loops in multi-fault cases, and draws a conclusion that loops can only be formed between two nodes.The loop can not be formed between three or more nodes. According to the conclusions, the steps of creating LFA algorithm in backup routing table are improved.The routing table items in the LFA algorithm are marked as unusable, and the simulation results show that the I-LFA algorithm can solve the multi-fault recovery problem in IP networks and avoid the formation of routing loops.
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP393.06

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本文編號(hào)：1699149