【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)快速發(fā)展,各種互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和服務(wù)大量出現(xiàn)。當(dāng)今使用的互聯(lián)網(wǎng),是已經(jīng)經(jīng)過(guò)互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行流量規(guī)劃后產(chǎn)生的。在正常情況下,網(wǎng)絡(luò)流量會(huì)被路由到IGP計(jì)算出來(lái)的最短路徑進(jìn)行傳輸,在最短路徑上有足夠的帶寬。為了保證互聯(lián)網(wǎng)能夠穩(wěn)定提供服務(wù),互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)湎鄬?duì)于主機(jī)拓?fù)鋪?lái)說(shuō)更為穩(wěn)定,路由表不會(huì)頻繁的更新。在這種正常狀態(tài)下,網(wǎng)絡(luò)工作并不需要流量工程來(lái)避免擁塞。然而在某些極端情況下,比如一些重要節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障,或者流量超過(guò)了規(guī)劃的帶寬,就會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞。這時(shí)候網(wǎng)絡(luò)層的路由表提供的路徑可能無(wú)法提供正常服務(wù),從而導(dǎo)致通信失敗。在這種通信失敗的情況下,可能會(huì)需要使用一些特殊的方法,不再直接使用網(wǎng)絡(luò)層路由表提供的路徑,而是將網(wǎng)絡(luò)流量引導(dǎo)到當(dāng)前可用的路徑上,從而保證在錯(cuò)誤發(fā)生時(shí),網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仍然能夠正常通信�，F(xiàn)有的應(yīng)用層路由技術(shù)為解決此類問(wèn)題提供了可行的思路,但在可擴(kuò)展性、可靠性等方面都有不同程度的瓶頸。本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的應(yīng)用層路由相關(guān)技術(shù),以及對(duì)項(xiàng)目組開發(fā)的應(yīng)用層連接代理(ALCA1.0)技術(shù)的研究,找到現(xiàn)有應(yīng)用層連接代理技術(shù)存在的缺陷:當(dāng)部署節(jié)點(diǎn)數(shù)目較多時(shí),會(huì)出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)簇?fù)淼那闆r,從而使得本需要選擇相互較為分散的目標(biāo),但最終會(huì)匯聚在一起的情況,從而使設(shè)計(jì)中的部分功能失效;現(xiàn)有的應(yīng)用層連接代理技術(shù)把收集、分發(fā)所有部署節(jié)點(diǎn)信息的“錨點(diǎn)”功能和普通的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)角色功能綁定在一起,使充當(dāng)錨點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)開銷過(guò)高;使用數(shù)據(jù)庫(kù)作為運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì),緩慢的IO將會(huì)阻塞網(wǎng)絡(luò)消息的處理速度。在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,對(duì)ALCA1.0尋求在可用性、可擴(kuò)展性方面的優(yōu)化,并對(duì)ALCA1.0所存在的缺陷提出了新的解決思路。提出“RTT圈層”的概念,通過(guò)根據(jù)傳輸時(shí)延的分布,有目的性的選擇目標(biāo)節(jié)點(diǎn)來(lái)避免目標(biāo)匯聚的情況;將作為“錨點(diǎn)”的功能角色提單獨(dú)提取出來(lái)獨(dú)立工作,并設(shè)計(jì)消息同步的多錨點(diǎn)同時(shí)運(yùn)行;重新對(duì)ALCA進(jìn)行結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)和編碼,稱為ALCA2.0。本文首先進(jìn)行背景調(diào)研,介紹幾種現(xiàn)有應(yīng)用層路由相關(guān)技術(shù),以及它們所面臨的瓶頸,討論這些現(xiàn)有技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)ALCA2.0的借鑒價(jià)值。接下來(lái)介紹現(xiàn)有ALCA1.0技術(shù)存在的缺陷,以及ALCA2.0將如何進(jìn)行改進(jìn)。接下來(lái)介紹ALCA2.0的面向場(chǎng)景,分析需求,從而設(shè)計(jì)ALCA2.0應(yīng)該具有哪些特性,并設(shè)計(jì)一個(gè)場(chǎng)景來(lái)介紹ALCA2.0的原理和工作流程。接下來(lái)介紹ALCA2.0的系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)和編碼工作,將詳細(xì)介紹系統(tǒng)在工作中的所有流程以系統(tǒng)內(nèi)部各模塊對(duì)消息的處理方式。最后在全球多個(gè)云主機(jī)組成的廣域網(wǎng)中,對(duì)ALCA2.0進(jìn)行部署和測(cè)試,驗(yàn)證該系統(tǒng)的功能和性能。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP393.06
【圖文】：

本章主要介紹了邋Ｏｖｅｒｌａｙ網(wǎng)絡(luò)的概念，介紹了幾種常見的應(yīng)用層路由技術(shù)，逡逑并分析了它們的優(yōu)點(diǎn)和局限性，以及它們對(duì)ＡＬＣＡ２．０在設(shè)計(jì)上的啟發(fā)。隨后介逡逑紹應(yīng)用層連接代理ＡＬＣＡ１．０的設(shè)計(jì)以及它存在的缺陷，最后對(duì)比介紹彈性可擴(kuò)逡逑展的應(yīng)用層連接代理ＡＬＣＡ２．０將如何優(yōu)化和彌補(bǔ)這些缺陷。逡逑２．１．應(yīng)用層路由技術(shù)背景研究逡逑本小節(jié)介紹層疊網(wǎng)的概念以及應(yīng)用層路由技術(shù)的概念，后續(xù)的研宄和測(cè)量都逡逑需要部署和建立在層疊網(wǎng)上來(lái)實(shí)現(xiàn)。逡逑２．１．１．層疊網(wǎng)間介逡逑層疊網(wǎng)（Ｏｖｅｒｌａｙ邋ｎｅｔｗｏｒｋ）邋［２］［６］［２５］是一種可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模型，可以用來(lái)逡逑支持各種新型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，被廣泛地應(yīng)用在新型實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)的部署上。它的核心概逡逑念主要是指，在不改變現(xiàn)有底層網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的情況下，對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行逡逑擴(kuò)充，在互聯(lián)網(wǎng)模型上疊加新型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)，通過(guò)增加額外的、間接的、虛逡逑擬的網(wǎng)絡(luò)層次，來(lái)改善和提高網(wǎng)絡(luò)性能。在層疊網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的一跳路由，逡逑可能對(duì)應(yīng)物理網(wǎng)絡(luò)中的多跳路由，具有簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞奶匦�。逡逑ｆｇ＇ｌ邐－Ａ）邋Ｏｖｅｒｌａｙ邋Ｎｅｔｗｏｒｋ逡�?

逑■■■■■逡逑圖２－２邋Ｔｏｒ流量轉(zhuǎn)發(fā)示意圖逡逑如圖２－２，在默認(rèn)的情況下，Ｔｏｒ通過(guò)３個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行跳轉(zhuǎn)連接，分別為逡逑入口中繼節(jié)點(diǎn)（Ｇｕａｒｄ邋Ｒｅｌａｙ）、中間中繼節(jié)點(diǎn)（Ｍｉｄｄｌｅ邋Ｒｅｌａｙ）和出口中繼節(jié)點(diǎn)逡逑（Ｅｘｉｔ邋Ｒｅｌａｙ）。逡逑ｉ邐Ｉ逡逑圖２－３邋Ｔｏｒ多層加密示意圖逡逑如圖２－３，源端在通過(guò)客戶端發(fā)送原始數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)進(jìn)行一次特殊加密，這層加逡逑密只有出口中繼節(jié)點(diǎn)才能解除。之后再進(jìn)行一次加密，只有中間中繼節(jié)點(diǎn)才能解逡逑除。之后再進(jìn)行一次加密，只有入口中繼節(jié)點(diǎn)才能解除。所以數(shù)據(jù)在客戶端發(fā)送逡逑之前就己經(jīng)被多層加密，仿佛洋蔥一般，這也是洋蔥路由名稱的由來(lái)。逡逑客戶端將多次加密的數(shù)據(jù)發(fā)送給入口中繼節(jié)點(diǎn)，入口中繼節(jié)點(diǎn)解除最外層的逡逑加密后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給中間中繼節(jié)點(diǎn)；中間中繼節(jié)點(diǎn)再解除第二層加密后，將數(shù)逡逑據(jù)發(fā)送給出口中繼節(jié)點(diǎn)；出口中繼節(jié)點(diǎn)再解除最內(nèi)層的加密之后

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本文編號(hào)：2729045