【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)務和服務大量出現(xiàn)。當今使用的互聯(lián)網(wǎng),是已經(jīng)經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)運營商進行流量規(guī)劃后產(chǎn)生的。在正常情況下,網(wǎng)絡流量會被路由到IGP計算出來的最短路徑進行傳輸,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,互聯(lián)網(wǎng)拓撲相對于主機拓撲來說更為穩(wěn)定,路由表不會頻繁的更新。在這種正常狀態(tài)下,網(wǎng)絡工作并不需要流量工程來避免擁塞。然而在某些極端情況下,比如一些重要節(jié)點發(fā)生故障,或者流量超過了規(guī)劃的帶寬,就會導致網(wǎng)絡擁塞。這時候網(wǎng)絡層的路由表提供的路徑可能無法提供正常服務,從而導致通信失敗。在這種通信失敗的情況下,可能會需要使用一些特殊的方法,不再直接使用網(wǎng)絡層路由表提供的路徑,而是將網(wǎng)絡流量引導到當前可用的路徑上,從而保證在錯誤發(fā)生時,網(wǎng)絡應用仍然能夠正常通信。現(xiàn)有的應用層路由技術為解決此類問題提供了可行的思路,但在可擴展性、可靠性等方面都有不同程度的瓶頸。本文通過對現(xiàn)有的應用層路由相關技術,以及對項目組開發(fā)的應用層連接代理(ALCA1.0)技術的研究,找到現(xiàn)有應用層連接代理技術存在的缺陷:當部署節(jié)點數(shù)目較多時,會出現(xiàn)節(jié)點簇擁的情況,從而使得本需要選擇相互較為分散的目標,但最終會匯聚在一起的情況,從而使設計中的部分功能失效;現(xiàn)有的應用層連接代理技術把收集、分發(fā)所有部署節(jié)點信息的“錨點”功能和普通的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點角色功能綁定在一起,使充當錨點的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點開銷過高;使用數(shù)據(jù)庫作為運行時的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì),緩慢的IO將會阻塞網(wǎng)絡消息的處理速度。在對現(xiàn)有技術研究的基礎上,對ALCA1.0尋求在可用性、可擴展性方面的優(yōu)化,并對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,通過根據(jù)傳輸時延的分布,有目的性的選擇目標節(jié)點來避免目標匯聚的情況;將作為“錨點”的功能角色提單獨提取出來獨立工作,并設計消息同步的多錨點同時運行;重新對ALCA進行結構功能設計和編碼,稱為ALCA2.0。本文首先進行背景調(diào)研,介紹幾種現(xiàn)有應用層路由相關技術,以及它們所面臨的瓶頸,討論這些現(xiàn)有技術對設計ALCA2.0的借鑒價值。接下來介紹現(xiàn)有ALCA1.0技術存在的缺陷,以及ALCA2.0將如何進行改進。接下來介紹ALCA2.0的面向場景,分析需求,從而設計ALCA2.0應該具有哪些特性,并設計一個場景來介紹ALCA2.0的原理和工作流程。接下來介紹ALCA2.0的系統(tǒng)的具體設計和編碼工作,將詳細介紹系統(tǒng)在工作中的所有流程以系統(tǒng)內(nèi)部各模塊對消息的處理方式。最后在全球多個云主機組成的廣域網(wǎng)中,對ALCA2.0進行部署和測試,驗證該系統(tǒng)的功能和性能。
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP393.06
【圖文】：

本章主要介紹了邋Ｏｖｅｒｌａｙ網(wǎng)絡的概念，介紹了幾種常見的應用層路由技術，逡逑并分析了它們的優(yōu)點和局限性，以及它們對ＡＬＣＡ２．０在設計上的啟發(fā)。隨后介逡逑紹應用層連接代理ＡＬＣＡ１．０的設計以及它存在的缺陷，最后對比介紹彈性可擴逡逑展的應用層連接代理ＡＬＣＡ２．０將如何優(yōu)化和彌補這些缺陷。逡逑２．１．應用層路由技術背景研究逡逑本小節(jié)介紹層疊網(wǎng)的概念以及應用層路由技術的概念，后續(xù)的研宄和測量都逡逑需要部署和建立在層疊網(wǎng)上來實現(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］是一種可擴展的網(wǎng)絡服務模型，可以用來逡逑支持各種新型的網(wǎng)絡應用，被廣泛地應用在新型實驗網(wǎng)絡的部署上。它的核心概逡逑念主要是指，在不改變現(xiàn)有底層網(wǎng)絡基礎設施的情況下，對現(xiàn)有的網(wǎng)絡架構進行逡逑擴充，在互聯(lián)網(wǎng)模型上疊加新型的網(wǎng)絡應用服務，通過增加額外的、間接的、虛逡逑擬的網(wǎng)絡層次，來改善和提高網(wǎng)絡性能。在層疊網(wǎng)絡中兩個節(jié)點之間的一跳路由，逡逑可能對應物理網(wǎng)絡中的多跳路由，具有簡化網(wǎng)絡拓撲的特性。逡逑ｆｇ＇ｌ邐－Ａ）邋Ｏｖｅｒｌａｙ邋Ｎｅｔｗｏｒｋ逡逑

逑■■■■■逡逑圖２－２邋Ｔｏｒ流量轉(zhuǎn)發(fā)示意圖逡逑如圖２－２，在默認的情況下，Ｔｏｒ通過３個中繼節(jié)點進行跳轉(zhuǎn)連接，分別為逡逑入口中繼節(jié)點（Ｇｕａｒｄ邋Ｒｅｌａｙ）、中間中繼節(jié)點（Ｍｉｄｄｌｅ邋Ｒｅｌａｙ）和出口中繼節(jié)點逡逑（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，源端在通過客戶端發(fā)送原始數(shù)據(jù)時會進行一次特殊加密，這層加逡逑密只有出口中繼節(jié)點才能解除。之后再進行一次加密，只有中間中繼節(jié)點才能解逡逑除。之后再進行一次加密，只有入口中繼節(jié)點才能解除。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。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，入口中繼節(jié)點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；中間中繼節(jié)點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；出口中繼節(jié)點再解除最內(nèi)層的加密之后

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本文編號：2729045